Мониторинг трещин

Коллеги, всем добрый день!

Кто-нибудь сталкивался с мониторингом трещин, в т.ч. в монолитных конструкциях? Если да, то какими нормативными документами Вы пользовались? Какими методами осуществляли мониторинг? Какой софт использовали? Существует ли ПО для прогнозирования поведения трещин? Слышали ли Вы о дистанционных методах мониторинга трещин?

 

Общие указания по наблюдению за трещинами при деформациях есть в ГОСТ 24846-2012. Есть много методических документов на тему наблюдения за трещинами, в основном эти документы имеют направленность на обследование зданий / сооружений. Техническая литература по геодезии, связанная с наблюдением за деформациями, также содержит указания по наблюдению за трещинами, особенно подробные в старых изданиях.
Но все это касается наблюдения за трещинами при помощи маяков и щелемеров. Для мониторинга потребуется установить маяки / щелемеры, взять электронный штангенциркуль (0,01 мм) и проводить периодические замеры. Для трещин в монолите видимо именно такую точность нужно будет обеспечивать.
На Западе хорошую репутацию имеют устройства Avongard, в России и ближнем зарубежье - серия ЗИ.
Есть дистанционные методы мониторинга. Но по геодезическим я не силен - не подскажу как правильно и с помощью какого оборудования вести наблюдения. Единственное, что я подробно видел и впечатлился - это KUMONOS. Также существуют электронные устройства - различные автономные датчики и системы. Стоимость не маленькая и нужно подбирать исходя из задач.
Из последних нормативных документов по этой теме рекомендую СТО СРО-С 60542960 00043-2015 «Геодезический мониторинг зданий и сооружений в период строительства и эксплуатации» - очень подробно и толково изложен раздел по наблюдению за трещинами.
Прогнозирование поведения трещин - это ... не совсем верное определение. Существуют требования по величине возможного раскрытия трещин в конструкциях, которые установлены нормами и проектом. Если выяснена причина возникновения трещин, то можно каким-либо образом сопоставлять отслеживаемое раскрытие трещин с допустимым значением и делать какие-либо прогнозы. Но это не является основной задачей и никто этим обычно не занимается. Мониторинг трещин проводится не для прогнозирования, а для обеспечения безопасности, определения причин возникновения трещин, определения соответствия конструкций проекту / требованию норм и т.п.

 

я мониторю по забитым по разные стороны трещины саморезы. На них устанавливаю штангенциркуль и замеряю. Это, на мой взгляд, единственный нормальный способ количественной оценки раскрытия. Шупы - это не совсем то, нужно ровный участок искать. Тахеометр? Точнее чем штангенциркуль он всё равно не возьмет.
По описаным выше способам - не сталкивался. А вот маяки ЗИ заказал. Пришла коробочка с пластиковыми маяками, без шурупов и каких либо приспособлений для закрепления частей маяка на нулевом отсчете перед монтажом. И инструкция, в которой написано, что этот маяк не является средством измерения, и изготовитель не несет вообще никакой ответственности за применение этих маяков.
Кто не знает, маяк выглядит вот так:

Что бы его нормально закрепить на стене, необходимо совершенно неизвестным способом свести эти две пластины на нулевом отсчете, просверлить отверстия под дюбеля и закрепить их, опять же, не сдвигая с нулевого отсчета. Как это сделать без соосных отверстий в маяках, например, для болтовой стяжки, я не представляю. При всём этом, изготовитель говорит, что отсчетное устройство носит характер иллюстрации, не является средством измерения и не показывает реальных смещений, и рекомендует замерять раскрытие штангенциркулем по специальным маркам (видно на рисунке).
В чем тогда отличие от двух дюбелей, забитых в стену? Непонятно! Разве что только видимость мониторинга создавать. Не забываем про цену 3250 руб за 10 маяков, т.е. около 300 руб за два кусочка пластика.

Про нормативку ничего сказать не могу, слишком давно прорабатывал этот вопрос. Отложилось в памяти что везде только рекомендации, жестко регламентированных способов наблюдений нет, как требований к точности и формы журнала (только указания что он должен содержать)
За основу взял рекомендации: Дата замера, номер маяка, длина трещины, замер (по штангенциркулю), величина раскрытия (пересчитнанная исходя из первоначального замера щупом и первоначального замера по маяку)
На второй страничке расположил схематичную зарисовку трещины, фотографию (для наглядности) и паутинообразный график, что б было наглядное отображение сезонности раскрытия, либо плавного раскрытия за год.

 

Я являюсь разработчиком маяков ЗИ, и насколько я понял, вам не очень понравилось их использование, о чем я сожалею. Тем не менее, я весьма признателен за высказанные претензии и критику - этого нам очень не хватает в работе над улучшением нашей продукции. Также я хотел бы обратить внимание на некоторые общие моменты в работе с любыми маяками пластинчатого типа, независимо от того, кто их произвел.

Крепление маяков действительно непростая задача - существует множество типов наблюдаемых конструкций и разные условия наблюдения. Есть ли универсальные способы крепления, которые подошли бы в любой ситуации? Конечно, нет. Способ крепления нужно выбирать исходя из конкретных условий и для этого у нас есть очень подробное описание. Я не буду здесь повторяться - там много букв и их можно прочитать в первоисточнике, но обращу внимание на способы которые решают и вторую проблему - совмещение пластин маяка в нулевом положении. Для этого можно использовать несколько разных видов крепежа (в порядке приоритета):
1. Монтажный клей (жидкие гвозди) - на данный момент наиболее предпочтительный вариант
2. Эпоксидный клей пластилин
3. Монтажная лента / двухсторонний скотч
4. Легкоудаляемые клейкие полоски Комманд
5. Клейкая масса неотверждаемая (офисный пластилин)
Все эти способы позволяют зафиксировать пластины маяка моментально и отрегулировать положение по необходимости без каких-либо усилий. Смотрите наши видео - там есть некоторые примеры. Также сейчас есть комплектации маяков, которые снабжены специальной струбциной для временной фиксации и специальная модель маяка, где пластины на время монтажа скрепляются болтами. Сверление отверстий под дюбеля осуществляется при помощи специального шаблона, которым снабжены некоторые комплектации маяков.
А по поводу того, что маяк не является средством измерений хочу сказать следующее. Для абсолютного большинства трещин совершенно недостаточно вести наблюдение с точностью 1 мм. Большинство рекомендаций сходится на том, что точность должна быть не менее 0,1 мм. С помощью любой шкалы этого достичь невозможно. Поэтому мы всем рекомендуем использовать штангенциркули и лучше электронные, для этого в наших маяках металлические реперные точки. Но обратите внимание, что забитые в стену голые дюбеля не дают абсолютно никакой информации без журнала наблюдений. Визуальное отображение ситуации с развитием деформаций в месте установки маяка - это важное условие, которое позволяет оперативно реагировать на экстренные ситуации, проводить контроль без участия специалистов. Наверное, приложив определенные усилия и повысив цену нашей продукции еще процентов на 30% мы смогли бы утвердить тип средства измерений и внести наши маяки в реестр средств измерений, что позволило бы разработать методику поверки шкалы маяка и осчастливить наших покупателей необходимостью периодических поверок всех используемых ими маяков. Но тут есть другой момент - если маяк средство измерения, то велик соблазн не пользоваться никакими штангенциркулями, а использовать только шкалу маяка, что повсеместно снизит точность наблюдений. Мы выбрали другой путь и настаиваем на том, что шкалу необходимо использовать именно как сигнально-предупредительное устройство, указывающее только направление и факт изменений. Можно ли вести наблюдения по дюбелям? Да конечно. Но лучше ли это, чем маяки ЗИ? - нет ни в коем случае.
Готов оказать консультационную помощь по любым вопросам использования нашей продукции всем, кто в ней нуждается - обращайтесь.

 

В случаях массового мониторинга (подрабатываемые территории) обычно применяют гипсовые маяки, которые при гораздо более низкой стоимости, выполняют аналогичные функции.

 

есть примеры таких маяков? Гуглил, хотелось бы посмотреть ещё примеры, кто и как их делает. Мониторингом не занимаюсь, просто интересно.

 

На самом деле, очень приятно, что мой отзыв нашел отклик разработчиков этого маяка. Сами маяки я ещё не устанавливал, только недавно получили их. Заказывал их года 2 назад (планирование у нас такое, на 2года вперед), на фоне возросшего интереса проверяющих органов к мониторингу трещин. И тогда они казались неким спасением от многих бед.
Сейчас же, получив то, что сам заказал, немного разочарован. Итак, по порядку:

С креплением, думаю, никаких сложностей не возникнет. Намазать клеем или забурить отверстия - не проблема. Проблема сохранить при этом маяк на нулевом отсчете. И если с клеем всё решаемо, то с дюбелями будет посложнее. Ну да ладно, сами же говорите, что не десятые ловим, а всего лишь миллиметры. Кстати в моей комплектации специального шаблона не оказалось. Но оказалась прикольная штуковина, размером с кредитку, на прозрачной основе которой нанесены размеры.

Тут можно поспорить конечно. Мне кажется совершенно наоборот, 0,1мм никому не нужны. Точность замера штангенциркулем ниже 0,1мм, потому как 0,1 - это точность снятия отсчета, а не замера. Дальше вмешиваются ошибки за установку прибора на марки, температурная составляющая, которые дают нам 0,3-0,5мм.
Ну допустим у нас всё точно, и мы замеряем 0,1мм. Что такое 0,1 для треснувшего здания, которое, скажем, аварийное и вот вот упадет? Там как раз миллиметры ловить надо, если не сантиметры. Тут маяк зарешает своей шкалой, наглядно отобразившей эти миллиметры.
И противоположный случай: Что такое 0,1 для абсолютно здорового здания, у которого трещина, скажем, от отсутствия шва по стене здания, при наличии его в фундаменте? Да абсолютно не значащая величина! От 0,1мм даже гипсовый маяк не лопнет. И тут шкала маяка может пригодиться в виде иллюстрации безопасности сего объекта.
Лучше тогда говорить не о точности снятия замера, а о периодичности. Я себе процедуру представляю так: Увидел трещину - установил гипсовый маяк. Далее 2 варианта.
1. Маяк не лопнул в течении дня-двух-недели: живи спокойно, радуйся жизни, и периодически поглядывай за маяком.
2. Маяк лопнул: забуривай дюбеля (устанавливай ЗИ-2) и замеряй его недельку по нескольку раз в день, потом недельку 1 раз в день, потом месяц-два по разу в неделю, а затем и на "раз в месяц" можно переходить. Естественно если всё хорошо и никаких серьёзных подвижек не произошло.
И вот тут, на этапе до раза месяц, 0,1мм безусловно нужны, но после... не вижу никакого смысла таскать с собой штангенциркуль.

Без журнала наблюдений даже осадочные марки никакой информации не дают. Хочу обратить внимание, что при значительно меньшей стоимости, учитывая что шкала, всего лишь иллюстрация, а никак не точный замер, забитые дюбеля дают точно такую же информацию, как ваши ЗИ-2. Причем ведение журнала обязательно в обоих случаях.

А вот тут вообще интересно. Некто электрик Василий, увидев дикое смещение маяка, раздует ситуацию до вида "там здание падает", причем на деле окажется, что просто маяк сломался... Меня, как специалиста, пугают такие вот ситуации, когда можно решить без специалиста. Однако это мой случай - на территории действующего предприятия, где я обязан замерять раз месяц эти маяки. Что есть там шкала, что нету, я всё равно увижу изменения по замерам.

Думаю ничего страшного в этом нет, если осчастливить владельцев заменой маяков, скажем раз в 5 лет. Но как я понял в паспорте срок эксплуатации 2 года прописан. Тоже не плохо. Опять же, кому удобно, продолжат замерять штангенциркулем. Но лично под мои цели, шкала является удобным инструментом замера. Причем качество её изготовления нормальное, и позволяет снимать отсчет до 0,5мм "на глаз". Что довольно неплохо вписывается в мои понятия необходимой точности. Просто получается что "легально" пользоваться этой шкалой я не могу - не является средством измерений. А если не пользоваться шкалой, опять же, не вижу отличия от дюбелей в стене.

 

Я ничего не имею против цементных / гипсовых маяков. Однако, как и любой другой инструмент, их нужно использовать обладая определенными знаниями. Во-первых, на улице гипсовые маяки не используются, а используются маяки из раствора на цементном вяжущем - по вполне понятным причинам. Во-вторых гипсовый маяк нужно правильно выполнять, соблюдая требования по его геометрическим размерам. В-третьих, гипсовые / цементные маяки еще называют одноразовыми - при их срабатывании (появлении трещины в теле маяка) необходимо рядом установить новый. В-четвертых, количество гипсовых маяков на одну трещину (или на 1 метр трещины), из-за их низкой надежности, всегда принимается со значительным запасом. В-пятых, направление движения раскрытия трещины, как и величину этого движения по гипсовому маяку определить нельзя. Есть еще ряд требования и ограничений по использованию таких маяков, подробнее смотрите в нашей статье.

 

Да, вполне рабочая схема. По поводу точности 0,1 мм - это не мои домыслы, а рекомендации многих документов, в том числе и зарубежных, и у них есть обоснование. Для железобетонных конструкций точность измерений должна быть еще выше.
По поводу штангенциркуля. Есть электронные штангенциркули 0,01 мм и многие ими пользуются - сейчас это вполне доступный инструмент. Ошибка измерений при использовании штангенциркуля и маяка ЗИ достаточно низкая, т.к. размер реперной точки маленький. А вот при использовании дюбелей она возрастает - все зависит от конструкции дюбеля и того, как он установлен.

Согласен, такое возможно, у нас есть рекомендация - рядом с маяком вешать табличку, где указываются даты и результаты замеров. Это поможет и при утере журнала наблюдений, что не редкость при смене собственника зданий и т.п. ситуациях.

Шкалой маяка вы можете пользоваться вполне легально. Более того, показания со шкалы вы должны записывать в журнал, наряду с результатами замеров по реперным точкам. Иначе как вы определите факт и направление движения конструкций по отношению к положению при предыдущих измерениях? В том-то и смысл - все показания со шкалы фиксируются в журнале в обычном порядке, а например, для количественной оценки увеличения ширины трещины с начала ведения наблюдений используются результаты измерений по реперным точкам, что дает гораздо большую точность.
Здесь у многих может возникнуть вполне законный вопрос: "Почему маяк не средство измерений, но наблюдения с помощью шкалы маяка проводить можно?"
У нас непростое, но в некоторых моментах вполне адекватное законодательство. И в Законе о СИ сказано:

Т.е. отнесение любого приспособления/устройства к средствам измерений основывается на его назначении - предполагаемых целях использования.
И если шкала маяка не используется для определения количественных показателей, то мы не используем маяк как СИ. Как же мы тогда его используем? Мы его используем как индикатор - по предыдущим и текущим показаниям шкалы маяка определяем факт и направление изменений.
Для подобной работы в советские времена была запатентована специальная конструкция гипсового маяка, по которому можно было определять не только факт изменений, но и направление, причем по двум осям. Но он был одноразовым, как и все гипсовые маяки.

Кстати, мы разработали журналы и листы наблюдений специально для наших маяков, с учетом основных способов их использования. Формы можно скачать на нашем сайте.

Срок эксплуатации маяков в данный момент определяется сроком их существования - мы их с 2012 начали изготавливать. Первые установленные маяки до сих пор целы, шкала читаема и мы их периодически проверяем.