Главная » Фурнитура » Гипсовые маяки. Требования и условия использования

Гипсовые маяки. Требования и условия использования

При наличии трещин на несущих конструкциях зданий и сооружений необходимо организовать систематическое наблюдение за их состоянием и возможным развитием с тем, чтобы выяснить характер деформаций конструкций и степень их опасности для дальнейшей эксплуатации.

Наблюдение за развитием трещин проводится по графику, который в каждом отдельном случае составляется в зависимости от конкретных условий.

Трещины выявляются путем осмотра поверхностей конструкций, а также выборочного снятия с конструкций защитных или отделочных покрытий.

Следует определить положение, форму, направление, распространение по длине, ширину раскрытия, глубину, а также установить, продолжается или прекратилось их развитие.

На каждой трещине устанавливают маяк, который при развитии трещины разрывается. Маяк устанавливают в месте наибольшего развития трещины.

При наблюдениях за развитием трещин по длине концы трещин во время каждого осмотра фиксируются поперечными штрихами, нанесенными краской или острым инструментом на поверхности конструкции. Рядом с каждым штрихом проставляют дату осмотра.

Расположение трещин схематично наносят на чертежи общего вида развертки стен здания, отмечая номера и дату установки маяков. На каждую трещину составляют график ее развития и раскрытия.

Трещины и маяки в соответствии с графиком наблюдения периодически осматриваются, и по результатам осмотра составляется акт, в котором указываются: дата осмотра, чертеж с расположением трещин и маяков, сведения о состоянии трещин и маяков, сведения об отсутствии или появлении новых трещин и установка на них маяков.

Ширину раскрытия трещин обычно определяют с помощью микроскопа МПБ-2 с ценой деления 0,02 мм, пределом измерения 6,5 мм и микроскопа МИР-2 с пределами измерений от 0,015 до 0,6 мм, а также лупы с масштабным делением (лупы Бринеля) (рис.1) или других приборов и инструментов, обеспечивающих точность измерений не ниже 0,1 мм.

Рис. 1. Приборы для измерения раскрытия трещин а - отсчетный микроскоп МПБ-2, б - измерение ширины раскрытия трещины лупой: 1 - трещина; 2 - деление шкалы лупы; в – щуп

Глубину трещин устанавливают, применяя иглы и проволочные щупы, а также при помощи ультразвуковых приборов типа УКБ-1М, бетон-3М, УК-10П и др. Схема определения глубины трещин ультразвуковыми методами указана на рис.2 .

Рис. 2. Определение глубины трещин в конструкции 1 - излучатель; 2 – приемник

При применении ультразвукового метода глубина трещины устанавливается по изменению времени прохождения импульсов как при сквозном прозвучивании, так и методом продольного профилирования при условии, что плоскость трещинообразования перпендикулярна линии прозвучивания. Глубина трещины определяется из соотношений:

где h - глубина трещины (см. рис. 2); V - скорость распространения ультразвука на участке без трещин, мк/с; ta, te - время прохождения ультразвука на участке без трещины и с трещиной, с; а - база измерения для обоих участков, см.

Важным средством в оценке деформации и развития трещин являются маяки: они позволяют установить качественную картину деформации и их величину.

Маяк представляет собой пластинку длиной 200-250 мм, шириной 40-50 мм, высотой 6-10 м, из гипса или цементно-песчаного раствора, наложенную поперек трещины, или две стеклянные или металлические пластинки, с закрепленным одним концом каждая по разные стороны трещины, или рычажную систему. Разрыв маяка или смещение пластинок по отношению друг к другу свидетельствуют о развитии деформаций.

Маяк устанавливают на основной материал стены, удалив предварительно с ее поверхности штукатурку. Рекомендуется размещать маяки также в предварительно вырубленных штрабах (особенно при их установке на горизонтальную или наклонную поверхность). В этом случае штрабы заполняются гипсовым или цементно-песчаным раствором.

Осмотр маяков производится через неделю после их установления, а затем один раз в месяц. При интенсивном трещинообразовании обязателен ежедневный контроль.

Ширина раскрытия трещин в процессе наблюдения измеряется при помощи щелемеров или трещиномеров. Конструкция щелемера или трещиномера может быть различной в зависимости от ширины трещины или шва между элементами, вида и условий эксплуатации конструкций.

Наиболее простое решение имеет пластинчатый маяк (см. рис. 3). Он состоит из двух металлических, стеклянных или плексигласовых пластинок, имеющих риски и укрепленных на растворе так, чтобы при раскрытии трещины пластинки скользили одна по другой. Края пластинок должны быть параллельны друг другу. После прикрепления пластинок к конструкции отмечают на них номер и дату установки маяка. По замерам расстояния между рисками определяют величину раскрытия трещины.

Рис. 3. Пластинчатый маяк из двух окрашенных пластинок 1 - пластинка, окрашенная в белый цвет; 2 - пластинка, окрашенная в красный цвет; 3 - гипсовые плитки; 4 – трещина

Основные причины возникновения трещин в строительных конструкциях: виды и особенности.

Для контроля за состоянием зданий используются специальные приспособления, которые обычно называют «маяки». Они используются для мониторинга деформации объекта, для контроля за аварийными конструкциями, и при ведении вблизи строительных или восстановительных работ, которые могут повлиять на целостность постройки.

Установка маячков на трещины дает возможность точно зафиксировать все происходящие изменения, и благодаря этому контролировать объективное состояние здания. Руководствуясь результатами замеров, принимают решение о том, можно ли использовать здание дальше, или требуется его ремонт, или устранение факторов, вызывающих увеличение трещины (к примеру, прекращение ведущегося рядом строительства).

Выбор маяков для контроля трещин осуществляется в зависимости от состояния объекта и особенностей конкретной конструкции, а также с учетом следующих вопросов:

Насколько точные изменения требуются?
Важно ли измерять влияние температуры и влажности?
Удобно ли будет обслуживать устройство и снимать показания?
Цена и срок эксплуатации прибора, где он будет установлен, можно ли обеспечить его сохранность?

В зависимости от этих вопросов выбирается оптимальный вид системы мониторинга.

Виды маячков на трещины в стене:

Мы рассмотрим 5 основных вариантов систем мониторинга, которые отличаются ценой, возможностями и особенностями монтажа. Невозможно назвать однозначно лучший из них, так как каждый имеет свои преимущества и используется в различных ситуациях.

Гипсовые маяки на трещины

Это наиболее традиционный способ, и при этом наиболее дешевый, так как он одноразовый. Как только он срабатывает, то есть, в его теле возникает трещина или разлом, необходимо ставить рядом новый. При этом достоверность показателей довольно низкая, и обычно ставится минимум две штуки, из расчета одна штука на каждые три метра разлома. Важно понимать, что у такого способа контроля трещин существует целый ряд недостатков:

Не подходит для наружного применения, так как из-за перепада температур и воздействия внешних факторов возможно произвольное разрушение датчика.
Монтаж не производится при отрицательных температурах.
Работоспособность во многом зависит от качества монтажа и грамотной подготовки поверхности с учетом размеров и особенностей конструкции датчика.
Точность измерений не очень высокая, так как при срабатывании система быстро разрушается.

Электронные маячки на трещины

Оптимальный выбор, если нужно рассчитать, как на трещину влияют изменения температуры и влажности изнутри здания и снаружи. Электронные измерительные датчики сегодня могут передавать информацию удаленно, фиксируя разницу в десятые и сотые доли миллиметра.

Электронные маяки на трещины на стены имеют свои особенности:

Невозможно измерить, насколько сдвинулись части конструкции вверх и в стороны, если установлен всего один датчик.
Стоимость оборудования довольно высокая, а вандалоустойчивость низкая, так что их проблематично ставить в местах общего доступа.
Чаще всего данный способ используется для краткосрочных замеров, в пределах от нескольких дней до двух недель, чтобы оперативно отследить ситуацию и принять решение.

Пластинчатый маяк для наблюдения за трещинами

Это очень простая конструкция, в какой-то мере напоминающая гипсовую, но без присущих последней недостатков. На сегодняшний день данный вид используют наиболее массово, так как он оптимален с точки зрения стоимости монтажа, простоты наблюдения и точности получаемых результатов.

Установить маячок на трещину очень просто, для этого требуются дюбели или эпоксидный клей (иногда применяют и то, и другое), а на поверхность можно наносить любые метки, облегчающие мониторинг. Этот способ диагностики выгодно отличается от других:

Благодаря использованию сигнальной измерительной шкалы, изменения в раскрытии отслеживаются визуально, без использования каких-либо инструментов, но можно использовать и их, чтобы измерить ширину раскрытия даже на сотые доли миллиметра.
Легко отследить движение конструкции по двум или даже трем осям.

Точечные маяки на трещины зданий

Это малозаметные, но очень прочные датчики, которые отличаются повышенной вандалоустойчивостью, так как качественно крепятся к стене. Способы крепления бывают самые разные, начиная от простейших дюбелей, и заканчивая специальными монтажными приспособлениями, – все зависит от конкретного объекта. Особенности:

Можно контролировать замеры по 2, 3 или 4 точкам, при этом отслеживать, насколько части здания сдвинулись относительно друг друга вверх или горизонтально.
Можно сделать маяки на трещины почти незаметными, из органического стекла или материала в тон покрытию, и во многих случаях даже не требуется предварительная подготовка поверхности или удаление отделки.
Для измерения раскрытия используются различные инструменты, и точность показателей зависит исключительно от точности оценочного прибора.

Наблюдение за трещинами с помощью маяков часового типа

Эти системы, которые также называют «мессуры», не требуют наличия специальных измерительных инструментов, в них уже есть собственная шкала с высокоточными датчиками. Наиболее удобный вариант для отслеживания малейших изменений и быстрого записывания показаний. Особенности применения:

Подобные маяки для наблюдения за трещинами довольно дорогие, и могут быть сопоставимы по цене лишь с электронными. При этом они максимально привлекают вандалов, и не спасают даже особые защитные конструкции. Их ставят внутри зданий, или снаружи, но так, чтобы обеспечить возможность слежения за дорогим прибором.
Как вариант, используется способ фиксации на разломе двух точек, а мессуры используют только как измерительный прибор, чтобы оценить, насколько изменилось пространство между ними.

Мы рассмотрели только 5 самых популярных вариантов. Есть также бумажные и стеклянные системы, но они имеют массу недостатков, и в этом случае установка маяков на трещины не даст требуемой точности измерения. Лучше выбрать что-то из описанных выше датчиков.

Правила установки маяков на трещины

Государством регламентированы определенные нормы и стандарты для датчиков разного типа, а также частота съема показаний. Перед тем, как установить маячки на трещину в стене, необходимо изучить эти требования и руководствоваться ими в процессе монтажа и мониторинга.

Если в процессе мониторинга (обычно 30 суток) система не срабатывает, делают вывод, что деформация закончилась, и образовавшуюся трещину обычно просто замазывают строительным раствором. Если же маяк деформировался (особенно важны первые 20-30 дней после закрепления), значит, разрушение продолжается, и нужно принимать решение по дальнейшей эксплуатации или ремонту объекта.

Первоначальная установка маячков на стены при трещинах всегда выполняется в месте наибольшего расхождения.
Каждому датчику присваивается номер, а в журнале указывается дата установки.
При активной деформации маяк осматривают раз в 48 часов или чаще, при медленной - допустима проверка раз в неделю или даже реже.
Если система сработала и деформировалась, рядом ставят новый маяк, но старый при этом не снимают.
При установке маяков на трещины в стенах в журнале фиксируется место монтажа, его номер, дата проведения работ, а также начальный показатель ширины разлома.
Важно следить не только за тем, насколько раскрывается трещина, но и не удлиняется ли она. Если происходит удлинение, на этот конец ставится новый датчик.
Установка маяков на трещины в кирпичных стенах разрешена только после качественной очистки поверхности от пыли и грязи. Рекомендуется промыть разлом чистой водой, измерить его глубину, и только потом ставить датчик. Заделывание трещин осуществляется цементом или металлическими скобами.
Стена может деформироваться не только из-за проблем с кладкой, но и из-за температурного воздействия, так что после установки системы необходимо проверять, не отходит ли датчик, и не нарушилась ли его работоспособность.

Максим Федин

Эксперт компании Мэлвуд

Провел 255 строительных экспертиз, 4 судебные экспертизы

В компании с 2017 года

Ответственным этапом является изучение трещин, выявление причин их возникновения и динамики развития.
По степени опасности для несущих и ограждающих конструкций трещины делят на три группы:

трещины неопасные, ухудшающие только качество лицевой поверхности;
опасные трещины, вызывающие значительное ослабление сечений, развитие которых продолжается с неослабевающей интенсивностью;
трещины промежуточной группы, которые ухудшают эксплуатационные свойства, снижают надежность и долговечность конструкций, но не способствуют полному их разрушению.

При наличии трещин на несущих конструкциях зданий и сооружений необходимо организовать систематическое наблюдение за их состоянием и возможным развитием с тем, чтобы выяснить характер деформаций в конструкции и степень их опасности для дальнейшей эксплуатации.

Трещины выявляют путем осмотра поверхностей, а также выборочного снятия с конструкций защитных или отделочных покрытий. Следует определить положение, форму, направление, распространение по длине, ширину раскрытия, глубину, а также установить, продолжается или прекратилось их развитие.

На трещине устанавливают маяк, который при развитии трещины разрывается. Маяк устанавливают в месте наибольшего развития трещины. При наблюдении за развитием трещины по длине концы трещины во время каждого осмотра фиксируют поперечными штрихами. Рядом с каждым штрихом проставляют дату осмотра. Расположение трещин схематично наносят на чертеж развертки стен здания или конструкции, отмечая номера и дату установки маяков. На каждую трещину составляют график ее развития и раскрытия.

По результатам систематических осмотров составляют акт, в котором указывают дату осмотра, чертеж с расположением трещин и маяков, сведения об отсутствии или появлении новых трещин.
Маяк представляет собой пластину длиной 200-250 мм, шириной 40-50 мм, высотой 6-10 мм, наложенную поперек трещины. Изготавливают маяк из гипса или цементно-песчаного раствора. В качестве маяка используют также две стеклянные или металлические пластинки, закрепленные одним концом каждая с разных сторон трещины, или рычажную систему. Разрыв маяка или смещение пластинок по отношению друг к другу свидетельствует о развитии деформаций.
Маяк устанавливают на основной материал стены, удалив предварительно с ее поверхности штукатурку. Рекомендуется размещать маяки также в предварительно вырубленных штрабах. В этом случае штрабы заполняют гипсом или цементно-песчаным раствором.
Осмотр маяков производят через неделю после их установки, затем не реже одного раза в месяц. При интенсивном трещинообразовании обязателен ежедневный контроль.

Ширина раскрытия трещин в процессе наблюдений измеряется при помощи щелемеров или трещиномеров. В журнале наблюдений фиксируют номер и дату установки маяка, место и схему расположения, первоначальную ширину трещины, изменение со временем длины и глубины трещины. В случае деформации маяка рядом с ним устанавливают новый, которому присваивают тот же номер, но с индексом. Маяки, на которых появились трещины, не удаляют до конца наблюдений.
Если в течение 30 суток изменение размеров трещин не будет зафиксировано, их развитие можно считать законченным, маяки можно снять и трещины заделать.

Гипсовые маяки для наблюдения за трещинами ранее были наиболее популярным инструментом контроля. В связи с распространением более эффективных средств мониторинга повреждений и деформаций строительных конструкций гипсовые маяки утратили былое значение и все реже применяются. Тем не менее, есть немало приверженцев их использования, а трещин, на которых они присутствуют, все еще достаточное количество, что бы желающие могли ознакомиться лично с данным приспособлением. Сегодня мы разберем основные требования и условия использования гипсовых маяков при наблюдениях за трещинами в строительных конструкциях зданий и сооружений и постараемся найти ответ на вопрос: «Пришло ли время запретить использование гипсовых маяков?»

Маяки из цементно-песчаного раствора обычно устанавливаются со стороны улицы

Маяки обсуждаемого сегодня типа могут изготавливаться из строительного гипса (алебастра), из цементно-песчаного, либо любого другого строительного раствора, из различных сухих строительных смесей, либо из готовых гипсовых пластин. Несмотря на разнообразие материалов, объединяет их главное — механизм использования для наблюдений за трещинами в строительных конструкциях зданий. Сигналом для специалиста является так называемое «срабатывание» маяка — появление трещины в самом маяке. Именно по этой причине мы объединили под общим наиболее распространенным названием «гипсовые маяки » любые конструкции для наблюдения за трещинами, работающие по вышеуказанному принципу (за исключением стеклянных, которые работают по тому же принципу, но существенно отличаются материалом изготовления). Подавляющее большинство специалистов видели гипсовые маяки, установленные на конструкциях. Очень многие имеют опыт их «изготовления». Но когда речь заходит о их недостатках, ограничениях и принципах использования, далеко не каждый понимает особенности данного вида наблюдений и причины его вытеснения более совершенными инструментами. Давайте начнем изучение вопроса с методической литературы и рекомендаций по использованию гипсовых маяков.

Методическая литература

Литература, описывающая требования и методики использования гипсовых (алебастровых / цементных) маяков, относится к разным областям. Соответствующие описания есть в документах, предназначенных для:

служб эксплуатации зданий и сооружений различного назначения
специалистов по технадзору и контролю процессов строительства
экспертов и специалистов по техническому обследованию
специалистов, выполняющих геотехнический мониторинг и наблюдение за деформациями оснований, фундаментов зданий и сооружений
и др.

Мы сделали выборку из текстов этих источников и ниже размещаем цитаты только из некоторых документов, в наибольшей степени раскрывающих особенности маяков данного типа. Так получилось, что отобранные документы в основном предназначена для специалистов по техническому обследованию и мониторингу зданий и сооружений.

Руководство по наблюдению за деформациями фундаментов зданий и сооружений

НИИОСП Госстроя СССР 1975 г.

Данное руководство является наиболее старым из приводимых источников. Следует отметить, что уже в 60-70 годы прошлого века гипсовые маяки были не единственным средством контроля трещин и в руководстве приводятся описания других устройств. В отношении гипсовых маяков в нем есть следующая информация:

8. НАБЛЮДЕНИЯ ЗА ТРЕЩИНАМИ

8.1. При появлении трещин в несущих конструкциях зданий или сооружений следует организовать систематическое наблюдение за их развитием с тем, чтобы выяснить характер деформации конструкций и степень опасности ее для дальнейшей нормальной эксплуатации.
…
8.3. На каждой трещине устанавливают маяк, который при развитии трещины разрывается. Маяк устанавливают в месте наибольшего развития трещины.
…
Маяки простейшего вида показаны на рис. 68. Маяк представляет собой гипсовую или алебастровую плитку толщиной около 10 и шириной 50 — 80 мм. Плитка крепится к обоим краям трещины на стене, очищенной от штукатурки. Разрыв маяка свидетельствует о развитии трещины.

Пособие по оценке физического износа жилых и общественных зданий

ЦМПИКС при МГСУ В.В. Мешечек, Е.П. Матвеев, М. 1999

Пособие достаточно полно раскрывает вопросы контроля трещин, дает практические указания, содержит формы и требования к оформляемой в процессе наблюдений документации . Но гипсовым маякам в нем отведено достаточно мало места:

Маяки изготавливаются из гипса, цемента и стекла. Маяки устанавливаются на каменной стене, очищенной от облицовочного слоя, не менее двух на каждой трещине …

Маяки ставятся на очищенную поверхность конструкции перпендикулярно трещине: цементные и алебастровые — не менее двух на трещину и на каждый метр по одному маяку, остальные — на каждые 3 метра по одному маяку, но не менее одного маяка на трещину.
На конструкции и в специальном журнале отмечается номер и дата установки маяка; в журнале, кроме того, записывается ширина раскрытия трещины и приводится схема установки маяков (рис. 3).
При разрыве цементного или алебастрового маяка, что свидетельствует о развитие трещины, ставятся новые маяки …

Пособие по обследованию строительных конструкций зданий

АО «ЦНИИПромзданий» М. 2004 г.

Данное пособие предлагает еще более широкий выбор методов работы с трещинами в зданиях и четкие указания в отношении размеров гипсовых маяков:

5.3.10. Маяк представляет собой пластинку длиной 200-250 мм, шириной 40-50 мм, высотой 6-10 м, из гипса или цементно-песчаного раствора, наложенную поперек трещины, или две стеклянные или металлические пластинки, с закрепленным одним концом каждая по разные стороны трещины, или рычажную систему. Разрыв маяка или смещение пластинок по отношению друг к другу свидетельствуют о развитии деформаций.
Маяк устанавливают на основной материал стены, удалив предварительно с ее поверхности штукатурку. Рекомендуется размещать маяки также в предварительно вырубленных штрабах (особенно при их установке на горизонтальную или наклонную поверхность). В этом случае штрабы заполняются гипсовым или цементно-песчаным раствором.

Техническое обследование строительных конструкций зданий и сооружений

Общероссийский общественный Фонд «ЦЕНТР КАЧЕСТВА СТРОИТЕЛЬСТВА» Санкт-Петербургское отделение В.Т. Гроздов СПб. 1998

Это источник, наиболее подробно излагающий тему контроля трещин. Он содержит не только описание методов работы, но и некоторые сведения об особенностях использования маяков:

Первичный осмотр трещин, вызванных неравномерной осадкой фундамента и перепадом температуры, позволяет определить их происхождение и раскрытие, но не дает возможность выяснить, произошла или нет стабилизация деформации. Для получения представления о динамике развития трещин и их стабилизации на стены устанавливают маяки. На каждую трещину ставят не менее двух маяков; один — в месте максимального развития трещины, другой — в месте начала ее развития. Маяки чаще всего изготавливают из гипса (алебастра). На наружных поверхностях стен иногда делают цементные маяки. Маяки могут быть также стеклянными и металлическими.

Гипсовые (цементные) маяки устанавливают на очищенную от штукатурки поверхность стены. Маяки должны иметь уширения на концах (типа восьмерки) (рис. 1.3,а). Толщина гипсового маяка у трещины должна быть минимальной (6…8 мм).

С помощью гипсовых (цементных) маяков можно установить только факт продолжения развития деформаций (образование трещины на маяке) и замерить раскрытие трещины.

Металлические маяки с рисками позволяют выявить значения как раскрытия, так и закрытия трещин.
…
При анализе поведения маяков следует иметь в виду, что трещина в кладке становится естественным температурным швом. Установленный на ней маяк будет регистрировать не только деформации от неравномерной осадки фундамента, но и температурные. Поэтому при перепадах температуры даже при отсутствии неравномерной осадки фундаментов в маяке практически всегда будут возникать волосные трещины.

Необходимо постоянно проверять, не произошел ли отрыв маяка от поверхности стены. В случае отрыва устанавливают новый маяк.

В приведенных цитатах достаточно много необходимой нам информации по вопросам использования гипсовых маяков, но все же картина будет неполной, если не учитывать практику использования гипсовых маяков. Соответственно, анализировать эти и другие документы мы будем с учетом существующей практики применения гипсовых маяков и на основании такого анализа сформулируем основные требования, предъявляемые к данным устройствам.

Основные требования к гипсовым маякам

Размеры гипсовых маяков

Форма гипсового маяка может быть очень разной — от прямоугольной пластинки — до восьмерки

Обобщив сведения из источников, можно сказать, что допустимыми являются следующие размеры:

длина — 150-250 мм
ширина — 40-70 мм
толщина — 6-15 мм

При этом конфигурация в плане может быть в виде прямоугольной пластинки, восьмерки, либо промежуточных между этими двумя фигур. Габаритные размеры должны иметь соотношение сторон примерно от 1:3 до 1:5. Толщина может колебаться в диапазоне от 6 до 15 мм, но указывается, что толщина в месте прохождения трещины под маяком должна быть наименьшей.

Почему же в источниках приводится такой разброс размеров гипсовых маяков и могут ли их размеры отличаться от указанных на практике? Для ответа на данный вопрос следует обратиться к условиям использования маяков и особенностям конструкций, на которых они устанавливаются. Во-первых, значение имеет величина раскрытия трещины — чем шире трещина, тем длиннее маяк. Но при большом раскрытии трещины поперечное сечение маяка также должно быть достаточно большим, т.к. в месте прохождения маяка над трещиной, как мы помним, его толщина принимается минимальной. Соответственно, наибольшие размеры маяков используются при большой величине раскрытия трещины. Обычно такую картину можно наблюдать в кирпичных зданиях, имеющих повреждения в виде протяженных единичных трещин от неравномерных осадок фундаментов и грунтов основания. Напротив, в железобетонных конструкциях трещины чаще всего имею незначительное раскрытия и маяки для них изготавливаются меньших размеров. Хотя, для железобетонных конструкций использование гипсовых маяков не рекомендуется. В любом случае от ширины и длинны маяка зависит и площадь соединения маяка с поверхностью конструкции. Для оценки необходимых геометрических параметров гипсового маяка в каждом конкретном случае следует помнить главное правило:

Конструкция гипсового / алебастрового / цементного (растворного) маяка должна обеспечивать его надежное сцепление с поверхностью конструкций и целостность маяка при отсутствии изменений ширины раскрытия трещины. При этом, в случае увеличения ширины раскрытия трещины, должно соблюдаться следующее условие: величина растягивающего усилия, необходимого для разрыва маяка, должна быть меньше величины силы, действующей на отрыв или сдвиг, и способной оторвать маяк от поверхности конструкции, на которой он установлен.

Такие маяки скорее оторвутся от поверхности конструкции, чем треснут

Гипсовый маяк, отслоившийся от основания

Т.е. при раскрытии трещины, маяк должен разорваться над трещиной, а не оторваться от поверхности конструкции. И в то же время, при стабильности трещины, маяк должен оставаться целым. Слишком большое поперечное сечение гипсового маяка (обычно это бывает при его толщине, превышающей 15 мм) приводит к отрыву маяка от конструкции с одной из сторон от трещины, при этом сам маяк остается целым. Такую же картину можно наблюдать и в случаях, когда при установке маяка не было обеспечено его качественное крепление к конструкции. Это может происходить из-за малых размеров площади соприкосновения маяка с конструкцией, либо плохой подготовкой поверхности конструкции перед установкой маяка. Т.е. при определении необходимых размеров маяка важна и поверхность конструкции — насколько она гладкая, пыльная, впитывающая и т.п. Чем хуже сцепление с поверхностью — тем больше должна быть площадь соприкосновения маяка с конструкцией.

Говоря о геометрии гипсовых маяков, нельзя не сказать о недопустимости малой толщины маяка. При толщине маяка менее 5 мм, даже незначительные температурные и вибрационные влияния приводят к образованию трещины. Т.е. фактически, маяк «срабатывает» без значимых изменений ширины раскрытия трещины.

Материал для гипсовых маяков

Маяк в виде приклеенной гипсовой пластинки

Чаще всего маяки изготавливаются из строительного гипса (алебастра). Этот материал восприимчив к влаге, в связи с чем, не рекомендуется его использование для изготовления маяков во влажных помещениях и на улице (особенно в цокольной зоне зданий). Более устойчивыми в таких местах являются растворные маяки — они изготавливаются из цементно-песчаного раствора. К их недостаткам можно отнести слабое сцепление с поверхностью конструкций. В настоящее время распространение получили более подходящие материалы — сухие строительные смеси. Предпочтительнее использовать гипсовые и цементные штукатурные, а также клеевые смеси. Кроме того, встречаются маяки в виде установленных на клей гипсовых пластин, заготовленных заранее. Такие заготовки могут изготавливаться из гипса в формах, либо нарезаться из листовых гипсовых материалов. Важно при использовании готовых гипсовых маяков обеспечить их надежное клеевое крепление к поверхности конструкций. К преимуществам гипсовых заготовок для маяков следует отнести возможность выполнения маяков любой формы и стабильность размеров.

Особенности использования гипсовых маяков

Температурные влияния

Такую «гипсовую кляксу» трудно назвать маяком

При значительной протяженности, трещина, расположенная например, в ограждающей стене, работает как температурный шов, изменяя ширину раскрытия в зависимости от перепадов температуры. Если на такой трещине установлен гипсовый маяк, то он всегда «срабатывает», вне зависимости от того, есть или нет другие причины, кроме температурных воздействий. Возможность судить по такому маяку о тенденциях развития деформаций отсутствует практически полностью. Кроме того, в большинстве методик наблюдения присутствует требование о том, что рядом со «сработавшим» маяком необходимо установить новый. Для описанной выше ситуации это означает установку нового маяка при каждом осмотре, т.е. в общем случае 1 раз в месяц. Основываясь на данных фактах, следует исключить использование гипсовых маяков в ситуациях, когда трещина имеет значительную протяженность и возможны существенные перепады температуры конструкций. Также не имеет смысла устанавливать маяки на трещинах, природа происхождения которых связана с температурными деформациями конструкций, — так называемые температурные трещины. Протяженность трещины, на которой возможна установка маяка в указанных условиях, определяется исходя из конструктивных особенностей здания и места расположения трещины. Основываясь на практическом опыте, можно сказать, что с учетом описанных особенностей, область применения гипсовых маяков в ограждающих конструкциях зданий крайне ограничена и следует полностью отказаться от их использования за пределами отапливаемых помещений.

Возможность измерений

Гипсовый маяк ни чем не помогает при измерениях ширины раскрытия трещины

Как было сказано выше, цель гипсового маяка — подать сигнал о происходящем увеличении ширины раскрытия трещины. А можно ли проводить измерения величины изменения ширины раскрытия трещины, используя гипсовый маяк? Если трещина закрывается, то гипсовый маяк совсем не работает — в большинстве случаев он оторвется, либо получит повреждения, превышающие величину изменения ширины раскрытия трещины. В любом случае измерить величину закрытия трещины при помощи гипсового маяка не представляется возможным. Вроде как остается возможность, используя гипсовый маяк, выполнять измерения величины изменения ширины раскрытия трещины при ее увеличении. Но на самом деле, это также совершенно не оправдано. При наблюдениях за трещинами в зданиях и сооружениях рекомендуется выполнять измерения ширины раскрытия трещины с точностью, близкой к 0,1 мм. Попробуйте измерить трещину штангенциркулем с такой точностью в одном месте, а затем отступите от него на несколько сантиметров и повторите измерение. В большинстве случаев вы получите результаты, различающиеся более чем на 0,1 мм. Именно по этой причине в большинстве методик рекомендуется помечать места измерений ширины трещины штрихом, проведенным поперек трещины. Такая пометка позволяет проводить измерения каждый раз в одном и том же месте, но даже такой способ недостаточно точен. Вспомните геодезические наблюдения за осадками зданий и конструкцию используемых там осадочных марок. Они устроены таким образом, чтобы создать возможность установки геодезической рейки только одним единственным правильным образом. Для этого используются закругленные поверхности, что дает точечную опору для рейки, т.е. рейку можно установить только в одной конкретной точке. Именно таким образом и необходимо организовывать наблюдения за трещинами — обеспечить возможность измерения ширины раскрытия только в одном единственном правильном месте — между двумя точками. В наиболее простом варианте — это могут быть два дюбеля, забитые по разным сторонам от трещины. В продвинутом варианте — это реперные точки, предусмотренные в конструкции пластинчатого маяка . Гипсовый маяк абсолютно ничего не дает для возможностей измерения величины изменения ширины раскрытия трещин. Т.е. его конструкция не несет в себе никаких полезных функций, кроме одной, для которой он и предназначен, — сигнальной.

Практические ошибки

Здесь промахнулись с установкой маяка

Такие мазки гипсом совершенно не соответствуют опасности трещины

Наиболее распространенной критической ошибкой, при устройстве гипсовых маяков на трещинах, является несоблюдение рекомендуемых размеров. Чаще всего отступают от требований по толщине — либо это просто мазок шпателем / кистью намоченной в жидком гипсовом растворе, либо наоборот нашлепка, у которой толщина близка к ширине. В случае с тонким маяком в нем в первые же дни-недели образуется волосяная трещина, и если он совсем тонок, то трещина в нем продолжает увеличиваться, в дальнейшем принимая форму и размеры трещины самой конструкции. А в случае с толстым маяком обычно происходит отрыв маяка от основания. Этот же эффект мы видим и в случаях, когда габаритные размеры маяк слишком малы и площадь крепления к поверхности конструкции недостаточна. Аналогично ситуация развивается при совершении второй главной ошибки — неправильно подготовленная поверхность конструкции под установку маяка. Если не удален окрасочный или штукатурный слои, и маяк устанавливается на них непосредственно, то держаться он там не будет. Отрыв маяка от поверхности конструкции — это наиболее частая причина выхода его из строя.

Следующая распространенная ошибка — это вдавливание материала маяка в трещину во время изготовления. Такое происходит, когда трещина не маленькая, а маяк делают без закрытия трещины под маяком временной заслонкой. В этом случае гипс или раствор попадают в трещину, частично ее заполняя в месте установки маяка. Возможность нормальной работы маяка в этом случае крайне проблематична, так как над трещиной маяк должен иметь наименьшую величину поперечного сечения, чтобы сигнальная трещина в нем образовывалась именно в этом месте. В противном случае бывает крайне трудно идентифицировать и анализировать хаотично растрескавшийся кусок гипса вперемешку с остатками штукатурки и кусками стены вокруг трещины.

Гипсовый маяк на трещине в углу здания обычно получается хорошо только на картинках в технической литературе. На практике изготовление гипсового маяка в углу крайне проблематично и всегда нецелесообразно. Тем не менее, приверженцы гипса пытаются и в таких местах его использовать, что в подавляющем большинстве случаев не приносит хороших результатов.

Еще к ошибкам можно отнести тот факт, что зачастую после разрыва (срабатывания) маяка рядом с ним не устанавливается новый. Все же следует относиться к гипсовым маякам именно как к одноразовым сигнальным устройствам — после появления в них трещины трудно получить от них какую-либо достоверную дополнительную информацию.

Преимущества и недостатки гипсовых маяков

Преимущества

К основному преимуществу гипсового маяка следует отнести низкую стоимость материалов для его изготовления и высокую их доступность. Пару горстей строительно гипса (алебастра), гипсовой штукатурки или цементного раствора не составляет проблем найти. При необходимости все это можно купить за небольшие деньги в строительных магазинах, причем в удобной мелкой расфасовке. Правда, при определении цены маяка, следует прибавить к цене материалов величину зарплаты специалиста, пропорционально потраченному на установку гипсового маяка времени. А времени на вылепливание этого «чуда» требуется немало, правда скорость установки возрастает с опытом.

Вряд ли гипсовый маяк добавляет красоты этой стене, впрочем, как и трещина

Некоторые относят к преимуществам гипсовых маяков их эстетичность. И действительно, если к процессу установки гипсового маяка приложит руку настоящий скульптор, можно долго наслаждаться видом этого творения. Однако, в большинстве случаев гипсовые маяки изготавливаются обычными людьми и выглядят они не слишком презентабельно. Так что эту особенность преимуществом можно назвать лишь условно.

Низкая стоимость материалов и их доступность похоже остаются главными и единственными преимуществами гипсовых маяков.

Недостатки

При сравнении гипсовых маяков с пластинчатыми выводы совершенно очевидны

Правильно говорят, что все познается в сравнении. Любой маяк на трещине лучше, чем его отсутствие (за исключением «бумажных» и подобных им «маяков», использование которых может только навредить). Однако если сравнивать гипсовые маяки с альтернативными вариантами, то список может оказаться достаточно длинным . Например, бессмысленно сравнивать гипсовые маяки с электронными системами мониторинга, т.к. в большинстве случаев электроника проиграет гипсу из-за высокой стоимости, неоправданной для преследуемых в этих случаях целей. Хотя «электронные маяки» и дают очень много полезной информации, их применение в повседневной работе достаточно ограничено. Исходя из большинства наиболее распространенных на практике задач, следует выделить главные недостатки гипсовых маяков. Эту задачу легко решить путем сравнения свойств гипсовых маяков с их ближайшими по стоимости и решаемым задачам конкурентами — пластинчатыми маяками . Во-первых, кроме функции подачи сигнала, в большинстве моделей пластинчатых маяков присутствует возможность определения направления происходящих изменений, причем не только «влево-вправо», но и «вверх-вниз», а отдельные модели позволяют отследить движение «из плоскости» . В профессиональных моделях пластинчатых маяков присутствуют репеные точки для точных измерений величины изменения ширины раскрытия трещины. Время, затрачиваемое на установку пластинчатого маяка в разы, а то и на порядок меньше, чем в случае с гипсовым собратом. Пластинчатые маяки готовы к монтажу при любой погоде, в любое время года и при различных негативных воздействиях, будь то агрессивная среда или высокая влажность. С гипсовыми маяками надо быть более щепетильным и точно понимать какие условия эксплуатации они смогут выдержать.

Растворные маяки, сохранившиеся с начала прошлого века

Если собрать все недостатки гипсовых маяков и учесть фактическое отсутствие каких-либо серьезных преимуществ, то возникает резонный вопрос: «Почему же гипсовые маяки до сих пор используют?». Маловероятно, что в сегодняшнем законодательстве есть место для официального запрета на использование гипсовых маяков. А как говорится: «Разрешено все, что не запрещено». Но повысить эффективность наблюдения за трещинами можно и не прибегая к запретам. Этого можно достичь, более подробно излагая в методической литературе особенности и условия использования тех или иных инструментов контроля. Кроме того, организации могут самостоятельно разрабатывать стандарты предприятий, т.н. СТО, в которых определять порядок и методы мониторинга, наблюдения за трещинами, включая допустимые для использования конструкции маяков. Есть целый ряд таких регламентов, требующих небольшой корректировки, способной существенно повысить уровень эффективности работы специалистов за счет использования ими современных средств наблюдения. Каждый специалист и каждая организация вправе установить собственный запрет использования гипсовых маяков на подконтрольных им объектах, устранив этот анахронизм из профессиональной среды.

Сначала приведем цитаты из нормативных документов, где даются определения маяков и щелемеров. Первый документ — это обновленный ГОСТ, требования которого распространяются на наблюдение за деформациями оснований зданий и сооружений.

ГОСТ 24846-2012 Грунты. Методы измерения деформаций оснований зданий и сооружений:

3 Термины и определения

3.34 маяк, щелемер: Приспособление для наблюдения за развитием трещин: гипсовая или алебастровая плитка, прикрепляемая к обоим краям трещины на стене; две стеклянные или плексигласовые пластинки, имеющие риски для измерения величины раскрытия трещины и др.

10 Наблюдение за трещинами

10.1 Систематическое наблюдение за развитием трещин следует проводить при появлении их в несущих конструкциях зданий и сооружений с тем, чтобы выяснить характер деформаций и степень опасности их для дальнейшей эксплуатации объекта.

10.2 При наблюдениях за развитием трещины по длине ее концы следует периодически фиксировать поперечными штрихами, нанесенными краской, рядом с которыми проставляют дату осмотра.

10.3 При наблюдениях за раскрытием трещин по ширине следует использовать измерительные или фиксирующие устройства, прикрепляемые к обеим сторонам трещины: маяки, щелемеры, рядом с которыми проставляют их номера и дату установки.

10.4 При ширине трещины более 1 мм необходимо измерять ее глубину.

Приложение А

(обязательное)

А.1 В программе мониторинга деформации оснований фундаментов зданий и сооружений должны быть освещены:

— для эксплуатируемых зданий (сооружений) — период эксплуатации, результаты осмотра объекта, наличие трещин и места закладки маяков (щелемеров);

Второй документ — это новый СТО, используемый на объектах Росатома.

СРО НП «СОЮЗАТОМСТРОЙ»

СТО СРО-С 60542960 00043-2015 «Геодезический мониторинг зданий и сооружений в период строительства и эксплуатации»

3 Термины и определения

…
3.21 маяк : Сигнальное устройство, устанавливаемое на трещине/шве/стыке для того, чтобы изменение параметров трещины (раскрытие, закрытие, сдвиг, удлинение и т.п.) можно было определить визуально — без применения дополнительных инструментов и приспособлений.
3.22 маяк-щелемер : Устройство для наблюдений (мониторинга) за трещинами/швами/стыками, совмещающее в себе сигнальную функцию для визуального выявления факта изменения параметров трещин/швов/стыков с функцией измерения величины этих изменений.
…
3.50 щелемер : Устройство применяемое для выполнения, при мониторинге состояния конструкций, измерений величин изменения параметров трещин/швов/стыков.

Маяк ЗИ-2.2 по классификации СТО СРО-С 60542960 00043-2015 является маяком-щелемером

Маяк для наблюдений или щелемер — это специальные приспособления или приборы, предназначенные для наблюдения за изменениями состояния дефектов и повреждений в строительных конструкциях зданий и сооружений. При наблюдениях за трещинами, используются либо для выявления факта изменения ширины раскрытия трещины, либо для определения величины и направления (открытие/закрытие трещины) изменения ширины раскрытия трещины. Также в некоторых моделях маяков может быть предусмотрена возможность наблюдение за сдвигом вдоль трещины или из плоскости наблюдаемых строительных конструкций.

Маяк для измерений по двум осям

Для наблюдения за трещинами маяки устанавливаются непосредственно в месте прохождения трещины на срок, необходимый для проведения наблюдений. Для контроля за деформациями конструкций показания установленных маяков должны периодически сниматься и фиксироваться в журнале наблюдений. Процесс постоянных наблюдений за конструкциями называется мониторинг . Конкретные сроки мониторинга устанавливаются в зависимости от конструктивных особенностей здания, целей наблюдения, места расположения и других параметров трещины. В подавляющем большинстве случаев маяк на трещине должен находится вплоть до полного устранения причин возникновения трещины и завершения ремонтных работ по восстановлению/усилению поврежденных трещиной конструкций. Иногда, маяки могут оставаться на конструкциях и после завершения работы, для контроля эффективности проведенных ремонтных работ. Также при помощи маяков могут наблюдаться изменения положения строительных конструкций зданий и сооружений в течение всего срока их эксплуатации с целью контроля технического состояния.

Виды и конструкции маяков

Самые простые маяки представляют собой полоску из гипса, нанесенного на конструкцию в месте прохождения трещины. Такой маяк служит для выявления факта изменения ширины раскрытия трещины и не может помочь в определении количественных величин этих изменений. Гипсовые и цементные маяки имеют ряд требований и ограничений по использованию . о чем необходимо знать при их установке. Маяки из стекла могут быть выполнены аналогично гипсовым — полоска стекла поперек трещины, либо предусматривать возможность выполнения измерений, в случае, когда устанавливается две пластинки стекла по обеим сторонам трещины. Такие маяки наиболее распространены из-за своей низкой цены и простоты установки. Однако, использование их малоэффективно из-за низкой точности и других проблем, связанных с конструкцией этих маяков. Дополнительную информацию о стеклянных и других видах маяков можно посмотреть в статье, описывающей методы наблюдения за деформациями строительных конструкциях . Следует отметить, что бумага и другие подобные материалы не могут использоваться для наблюдения за трещинами по целому ряду объективных причин, о которых можно прочитать в соответствующей статье «Миф о существовании «бумажных маяков «.

Механический маяк

Электронное устройство для мониторинга

Также существуют так называемые «механические» маяки. Это приспособления различных конструкций, задачей которых является измерение величины изменения раскрытия трещин. Конструкций маяков этого типа очень много. В основном это какие-либо элементы, установленные по двум сторонам от трещины, со шкалой и указателем, позволяющими видеть изменение величины раскрытия трещины без дополнительных приспособлений. Наиболее точным из механических устройств является маяк, сделанный на основе индикатора часового типа. Расширение функциональности и точности маяков «механического» типа возможно при использовании для измерений современных высокоточных измерительных инструментов, таких как электронные штангенциркули. В конструкции профессиональных маяков для наблюдений всегда предусматриваются специальные реперные точки, по которым ведутся высокоточные измерения.

Система мониторинга

Самые современные маяки выполняются на основе электронных компонентов, например тензодатчиков или с использованием оптических технологий. Они так же имеют различную конструкцию и возможности. Кроме непосредственного измерения величины раскрытия трещины, они могут собирать информацию о температурно-влажностных условиях и других параметрах. Возможна комплектация их модулями удаленной передачи информации для мониторинга состояния конструкций в реальном времени. Проблемы их использования в основном связаны с высокой ценой и трудностями предотвращения несанкционированного доступа к ним со стороны посторонних лиц. Некоторые