建筑物火災(zāi)事故后主體結(jié)構(gòu)損傷鑒定

趙王強(qiáng)

(山西省建筑科學(xué)研究院，山西太原 030001)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國(guó)各地基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)以及房地產(chǎn)項(xiàng)目建設(shè)無論從單個(gè)項(xiàng)目投資還是項(xiàng)目的數(shù)量上來講都達(dá)到空前的規(guī)模。在如此空前建設(shè)規(guī)模下，不可避免會(huì)出現(xiàn)一些工程事故，諸如:腳手架坍塌，模板支護(hù)變形，工程現(xiàn)場(chǎng)火災(zāi)等等。本文通過工程實(shí)例，對(duì)建筑物火災(zāi)事故后主體結(jié)構(gòu)損傷鑒定提出自己的一些想法。

1 工程概況

某建筑物為框架結(jié)構(gòu)體系，地下1層，總建筑面積達(dá)1萬余平方米，基礎(chǔ)底板、框架柱、梁、板與剪力墻混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)均相同。該建筑物以中間的兩個(gè)后澆帶為分割，分3段施工完成?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，3個(gè)施工段間的后澆帶混凝土還未澆筑，其余主體結(jié)構(gòu)已基本完工。此次火災(zāi)發(fā)生后，大火持續(xù)燃燒了2 h左右，才基本被撲滅，零星小火持續(xù)一兩天后才最終熄滅。受此次火災(zāi)影響，該建筑物3個(gè)軸段的柱、梁、板、剪力墻均有不同程度的損傷。為確定火災(zāi)對(duì)該建筑物主體結(jié)構(gòu)的影響，建設(shè)單位委托對(duì)該建筑物火災(zāi)受損區(qū)域主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測(cè)鑒定，為后續(xù)處理提供數(shù)據(jù)與參考。

2 鑒定內(nèi)容

根據(jù)該建筑物的結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合該建筑物主體結(jié)構(gòu)鋼筋混凝土構(gòu)件火災(zāi)后所產(chǎn)生的損傷程度及委托要求考慮，本次檢測(cè)的目的為確定該建筑物柱、梁、頂板及剪力墻受火災(zāi)高溫影響的情況。

針對(duì)本次檢測(cè)工作的目的，制定此次檢測(cè)的重點(diǎn)為各類構(gòu)件的燒傷深度檢測(cè)，碳化深度檢測(cè)，混凝土強(qiáng)度檢測(cè)，梁板類構(gòu)件的撓度檢測(cè)，過火鋼筋的力學(xué)性能檢測(cè)。

根據(jù)此次檢測(cè)的內(nèi)容，擬采用以下方法進(jìn)行檢測(cè):1)采用鉆芯法在該建筑物所選混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件上鉆取芯樣，將芯樣表面洗凈、晾干后，用酚酞酒精溶液現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試其碳化深度。2)依據(jù)《超聲法檢測(cè)混凝土缺陷技術(shù)規(guī)程》，對(duì)所取芯樣沿芯樣長(zhǎng)度方向分段，按徑向進(jìn)行超聲波測(cè)試，根據(jù)所測(cè)聲速判斷其燒傷深度。3)依據(jù)《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》，將所取芯樣經(jīng)切割加工成標(biāo)準(zhǔn)試件，自然干燥后，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，測(cè)試其現(xiàn)齡期抗壓強(qiáng)度。4)由于多數(shù)混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼筋已暴露，受到火災(zāi)高溫的影響，在結(jié)構(gòu)主體上截取鋼筋試樣，測(cè)試其力學(xué)性能。5)由于該建筑物頂板、梁受到火災(zāi)高溫作用，可能會(huì)產(chǎn)生撓曲變形，選取部分過火高溫區(qū)域的該建筑物頂板、梁，采用水準(zhǔn)儀對(duì)其進(jìn)行撓度測(cè)量。

3 檢測(cè)情況

3．1 構(gòu)件過火情況調(diào)查

火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)的可燃物主要是竹膠板、方木等?；馂?zāi)發(fā)生時(shí)，后澆帶兩端軸段的模板已基本拆除，但都堆積在所屬軸段的地面上，后澆帶中間軸段的模板尚未拆除。現(xiàn)場(chǎng)柱、梁、頂板、剪力墻的燒傷情況:兩端軸段，由于模板分幾處堆積在地面上，堆積處附近的構(gòu)件燒傷較嚴(yán)重，且當(dāng)時(shí)風(fēng)向東吹，東端軸段較西端軸段嚴(yán)重;中間軸段，由于模板未拆除，大部分構(gòu)件均被燒傷。

3．2 構(gòu)件初步鑒定評(píng)級(jí)

根據(jù)構(gòu)件在主體結(jié)構(gòu)中的作用，及火災(zāi)對(duì)構(gòu)件影響程度不同，應(yīng)分級(jí)進(jìn)行檢測(cè)。通過對(duì)火災(zāi)后構(gòu)件的表觀現(xiàn)象的檢查，依據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》結(jié)合工程實(shí)際情況，將其初步劃分為3個(gè)等級(jí):基本完好(Ⅱa級(jí))、一般(Ⅱb級(jí))和嚴(yán)重(Ⅲ級(jí))。

根據(jù)該建筑物的柱、梁、頂板與剪力墻構(gòu)件的燒灼損傷的實(shí)際情況，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)評(píng)級(jí)原則，對(duì)該建筑物的各類構(gòu)件進(jìn)行初步鑒定評(píng)級(jí)。

3．3 構(gòu)件檢測(cè)批劃分

根據(jù)該建筑物柱、梁、頂板及剪力墻的構(gòu)件混凝土的澆筑時(shí)間、構(gòu)件的種類與混凝土構(gòu)件初步評(píng)級(jí)，劃分成若干個(gè)檢測(cè)批，并根據(jù)各檢測(cè)批所含構(gòu)件的數(shù)量，依據(jù)《建筑結(jié)構(gòu)檢測(cè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》結(jié)合工程實(shí)際情況，確定各檢測(cè)批抽樣數(shù)量。

3．4 構(gòu)件燒傷深度檢測(cè)

采用非金屬超聲檢測(cè)儀檢測(cè)混凝土聲速，并結(jié)合碳化測(cè)試和現(xiàn)場(chǎng)燒損深度檢測(cè)情況，推斷該建筑物各種類構(gòu)件的燒傷影響深度。

3．4．1 構(gòu)件碳化深度檢測(cè)

對(duì)所鉆取的芯樣進(jìn)行碳化測(cè)試。從碳化測(cè)試結(jié)果可知，該建筑物的各種類構(gòu)件混凝土均存在不同程度的碳化，但隨著評(píng)級(jí)等級(jí)的提高碳化深度呈增大趨勢(shì)，表明混凝土構(gòu)件在火災(zāi)高溫影響下，致使混凝土碳化加劇。

3．4．2 超聲波檢測(cè)

混凝土在火災(zāi)高溫作用下，加速了游離水分的蒸發(fā)，并導(dǎo)致水泥漿體疏松、脫水、分解、骨料晶體分解、開裂和強(qiáng)度降低等一系列變化，超聲波脈沖在火災(zāi)受損混凝土中的傳播速度必然較在未受損混凝土中的傳播速度低。根據(jù)以上原理，采用非金屬超聲儀，對(duì)鉆取的芯樣沿芯樣長(zhǎng)度方向，在芯樣的兩對(duì)應(yīng)側(cè)面上布置超聲測(cè)點(diǎn)，按徑向?qū)π緲舆M(jìn)行超聲波測(cè)試。

3．4．3 構(gòu)件燒傷深度的分析

對(duì)以上數(shù)據(jù)綜合分析，各種類構(gòu)件的燒傷情況得出分析結(jié)果。

3．5 構(gòu)件混凝土強(qiáng)度檢測(cè)

依據(jù)《鉆芯法檢測(cè)混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》，采用鉆芯法在所抽檢的各種類構(gòu)件上鉆取芯樣。將所取芯樣進(jìn)行超聲測(cè)試后，經(jīng)切割加工成標(biāo)準(zhǔn)試件，自然干燥后，進(jìn)行抗壓試驗(yàn)，測(cè)試其抗壓強(qiáng)度。

芯樣試件抗壓試驗(yàn)的操作符合現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》中對(duì)立方體試塊抗壓試驗(yàn)的規(guī)定。

芯樣試件的混凝土抗壓強(qiáng)度按式(1)計(jì)算:

其中，fcu，cor為芯樣試件的混凝土抗壓強(qiáng)度值;Fc為芯樣試件的抗壓試驗(yàn)測(cè)得的最大壓力;A為芯樣試件抗壓截面面積。

根據(jù)上述方法，對(duì)各類構(gòu)件芯樣的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，得出各類構(gòu)件的混凝土抗壓強(qiáng)度。

3．6 構(gòu)件的撓度檢測(cè)

火災(zāi)高溫可能對(duì)該建筑物的梁、頂板會(huì)產(chǎn)生撓曲變形影響。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察的情況，抽取若干塊頂板與若干道梁，采用水準(zhǔn)儀對(duì)其進(jìn)行撓曲測(cè)量。

3．7 鋼筋力學(xué)性能檢測(cè)

現(xiàn)場(chǎng)在頂板與剪力墻露筋處各截取若干組鋼筋試件，進(jìn)行力學(xué)性能試驗(yàn)。

3．8 構(gòu)件的詳細(xì)鑒定評(píng)定

根據(jù)該建筑物各類構(gòu)件的燒傷深度、混凝土強(qiáng)度等各種檢測(cè)結(jié)果，對(duì)各類構(gòu)件的受損程度進(jìn)行詳細(xì)鑒定評(píng)級(jí)。

1)該建筑物未直接遭受過火燒灼的Ⅰ級(jí)構(gòu)件，結(jié)合Ⅰ級(jí)構(gòu)件各類構(gòu)件的檢測(cè)結(jié)果考慮，該地下車庫(kù)Ⅰ級(jí)構(gòu)件未受火災(zāi)事故影響，故不再參加火災(zāi)后的構(gòu)件評(píng)級(jí)。2)根據(jù)本次檢測(cè)的結(jié)果，將該建筑物受火災(zāi)影響的各級(jí)構(gòu)件分為b，c兩個(gè)評(píng)定等級(jí):b級(jí):基本符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)下限水平要求，尚不影響安全，尚可正常使用，宜采取適當(dāng)措施。c級(jí):不符合國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，在目標(biāo)使用年限內(nèi)影響安全和正常使用，應(yīng)采取措施。該建筑物受火災(zāi)影響的各種類構(gòu)件的詳細(xì)鑒定評(píng)級(jí)為:b級(jí)構(gòu)件:各種構(gòu)件的Ⅱa級(jí)構(gòu)件。c級(jí)構(gòu)件:各種構(gòu)件的Ⅱb，Ⅲ級(jí)構(gòu)件。

4 鑒定結(jié)果與處理建議

4．1 鑒定結(jié)果

1)該建筑物未直接受火灼燒主體結(jié)構(gòu)構(gòu)件，未受火災(zāi)影響。2)該建筑物被判為b，c級(jí)的各種構(gòu)件受到火災(zāi)影響，存在不同程度的受損。3)該建筑物b級(jí)各種構(gòu)件均達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)要求的抗壓強(qiáng)度值;c級(jí)各種構(gòu)件均未達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)要求的抗壓強(qiáng)度值。4)該建筑物抽檢梁板構(gòu)件的撓度均滿足現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的要求。5)該建筑物所取鋼筋力學(xué)性能未受火災(zāi)影響。

4．2 處理建議

1)對(duì)該建筑物的b級(jí)構(gòu)件在后期處理時(shí)，可對(duì)表面疏松部分進(jìn)行鑿除，作局部處理。2)對(duì)該建筑物的c級(jí)構(gòu)件應(yīng)采取可靠的加固處理，確保主體結(jié)構(gòu)安全使用。3)加固處理時(shí)，應(yīng)先鑿除表面損傷混凝土，再進(jìn)行加固處理。

5 結(jié)語

建筑物結(jié)構(gòu)體系多樣，火災(zāi)事故后現(xiàn)場(chǎng)具體情況更是復(fù)雜多樣。每個(gè)工程的具體鑒定內(nèi)容應(yīng)結(jié)合實(shí)際情況，靈活調(diào)整抓住重點(diǎn)，按照相關(guān)規(guī)范要求制定，保障鑒定任務(wù)的順利完成。上述論述僅為個(gè)人見解，不妥之處歡迎各位同仁加以指正。

［1］丁志強(qiáng)，劉其華，劉定強(qiáng)．火災(zāi)后房屋結(jié)構(gòu)安全檢測(cè)與鑒定［J］．山西建筑，2011，37(5):40-41．