某建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷鑒定及加固方案實(shí)例

（重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶400016）

某建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷鑒定及加固方案實(shí)例

鄧小波

（重慶市建筑科學(xué)研究院，重慶400016）

火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)的損傷鑒定較為復(fù)雜，要準(zhǔn)確地鑒定出損傷程度也較為困難。該文從火災(zāi)情況、受損構(gòu)件外觀特征、火場溫度確定、混凝土燒傷、鋼筋燒傷、截面尺寸燒傷等幾方面對(duì)某建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)損傷進(jìn)行鑒定評(píng)估分析，根據(jù)評(píng)估的受損程度提出加固處理方案，為今后類似工程事故的鑒定及加固處理提供借鑒。

建筑結(jié)構(gòu)；構(gòu)件；火災(zāi)溫度；火災(zāi)損傷；鑒定；加固

1 工程概況

某33層高層建筑，框支剪力墻結(jié)構(gòu)，±0.000m以下為車庫及其他商業(yè)用房，± 0.000m以上為住宅。在建工程，2009年9月9日下午18：00左右，該工程-1層（18）-（21）/（A）-（E）軸（標(biāo)高-2.10m）范圍發(fā)生火災(zāi)，致使該范圍內(nèi)梁、板、柱受到了不同程度的燒傷，為了及時(shí)掌握火災(zāi)對(duì)該范圍內(nèi)梁、板、柱的損傷情況，須對(duì)其進(jìn)行檢測鑒定，并提出相應(yīng)的加固處理方案。

2 鑒定情況

2.1 火災(zāi)情況

根據(jù)現(xiàn)場踏勘和調(diào)查，該工程正處施工期，火災(zāi)發(fā)生前該工程主體已完工，正進(jìn)行裝飾裝修及管道安裝，火災(zāi)區(qū)域梁、板、柱未抹灰；該區(qū)域在火災(zāi)時(shí)，用作臨時(shí)庫房，室內(nèi)主要堆放物為安全帽、振動(dòng)電機(jī)、電焊條、對(duì)拉桿、白水泥、舊電源線、鋁合金尺工具等。發(fā)生火災(zāi)后，經(jīng)消防官兵用冷水進(jìn)行撲救，發(fā)生大火至撲滅，火災(zāi)持續(xù)時(shí)間約20min左右，當(dāng)時(shí)的室外溫度約37℃。平面位置見圖1。

表1 外觀特征檢測結(jié)果

表2 火災(zāi)后構(gòu)件損傷檢測結(jié)果及受損程度評(píng)估表

2.2 構(gòu)件受損外觀特征描述

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》CECS252-2009[1]要求，主要受損構(gòu)件為-1層（18）-（21）/（A）-（E）軸（標(biāo)高-2.10m）框架梁、板、柱，其中板損傷最為嚴(yán)重?；馂?zāi)后受損構(gòu)件外觀特征分類描述結(jié)果見表1所示。

2.3 火場溫度確定

通過下述三種方法來確定火場溫度。

2.3.1 通過燃燒時(shí)間確定火場溫度[2]

T=T0+345lg(8t+1)=37+345lg (8×20+1)=798℃。

2.3.2 通過殘留物燒損特征判斷火場溫度

進(jìn)入現(xiàn)場檢測鑒定時(shí)，火災(zāi)現(xiàn)場殘留物已清理干凈。據(jù)相關(guān)人員介紹：著火區(qū)的安全帽全部燃燒，舊電源線膠皮全部燃燒，貨架和鋁合金尺工具已經(jīng)變形（未溶化）。發(fā)生燃燒的物質(zhì)為高分子有機(jī)材料，依據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》推測，火災(zāi)溫度接近650℃。

2.3.3 根據(jù)構(gòu)件燒損的外觀特征判斷火場溫度

根據(jù)混凝土表面顏色、裂損剝落、錘擊反應(yīng)等表觀特征（表1），依據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的判別標(biāo)準(zhǔn)，確定火場溫度見圖1，各構(gòu)件表面溫度見表2。

2.4 火災(zāi)后混凝土燒損分析

為了了解火災(zāi)對(duì)框架混凝土性能的影響情況，按《鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》CECS03:2007[3]技術(shù)要求，在火災(zāi)影響較為嚴(yán)重和不嚴(yán)重的梁、板、柱中分別鉆取混凝土芯樣進(jìn)行抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)，芯樣直徑70mm（加工芯樣時(shí)已將燒損部分切除，因此得到的強(qiáng)度不含燒損部分）。鉆芯法檢測評(píng)定結(jié)果表明：框架柱（19/E）混凝土抗壓換算強(qiáng)度代表值為52.5MPa，轉(zhuǎn)換層大梁（18-20/E）混凝土抗壓換算強(qiáng)度代表值為53.6MPa，現(xiàn)澆板混凝土抗壓換算強(qiáng)度代表值為52.3MPa，均滿足設(shè)計(jì)要求。

2.5 火災(zāi)后鋼筋燒損分析

2.5.1 冷軋帶肋鋼筋燒損分析

為了了解火災(zāi)后板筋的燒損情況，在板中切取了兩組9（CRB550）進(jìn)行了鋼筋的力學(xué)性能試驗(yàn)，力學(xué)性能檢測結(jié)果表明，鋼筋的力學(xué)性能不滿足要求，抗拉強(qiáng)度損失了約28%。

2.5.2 熱軋鋼筋燒損分析

鋼筋混凝土梁、柱采用的是熱軋鋼筋，火災(zāi)對(duì)熱軋鋼筋的燒損影響分析系根據(jù)構(gòu)件截面的溫度場，采用《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》的判別標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行判斷，火災(zāi)后構(gòu)件鋼筋強(qiáng)度折減系數(shù)判斷結(jié)果見表2。

2.6 火災(zāi)后截面尺寸燒損分析

混凝土構(gòu)件截面燒傷深度檢測，采用滴1%酚酞酒精溶液的方法進(jìn)行，檢測結(jié)果見表2。

3 構(gòu)件受損程度評(píng)估

根據(jù)混凝土構(gòu)件火災(zāi)后的外觀特征、火災(zāi)溫度、燒灼損傷、變形、開裂等指標(biāo)，對(duì)受損構(gòu)件的受損程度綜合分析后作出評(píng)估，受損構(gòu)件評(píng)估結(jié)果表2。

4 加固方案

按《混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50367-2006[4]技術(shù)要求采用如下方式對(duì)受損的板、梁、柱受損構(gòu)件進(jìn)行加固處理。

4.1 板加固

4.1.1 加固方法

（1）嚴(yán)重受損板和中度受損板：采用板底澆筑細(xì)石鋼筋凝土加固方法處理。

（2）輕度受損板：采用抹壓環(huán)氧砂漿的方法進(jìn)行修補(bǔ)。

4.1.2 施工工藝

（1）板底澆筑細(xì)石鋼筋凝土加固

a在受損板頂部開孔，孔徑不小于100mm，孔間距不小于1000mm，用作細(xì)石混凝土澆筑。

b板底燒傷混凝土層處理。剔除板底燒傷深度范圍內(nèi)的混凝土層，用鋼絲刷刷去浮漿，用高壓清水沖洗板底。

c用電錘板底打洞，將d8膨脹螺栓固定在板底（間距600mm，梅花型布置），然后綁扎9冷軋帶肋鋼筋（冷軋帶肋鋼筋縱橫向間距為100mm，新增鋼筋兩端植入梁內(nèi)100mm），并將新增鋼筋網(wǎng)片固定在膨脹螺栓上（鋼筋配置如圖2所示）。

圖2板底混凝土加固圖

d板底支模板,板底新增細(xì)石混凝土厚度50mm。

e澆筑混凝土（比原設(shè)計(jì)提高一個(gè)等級(jí)），混凝土要求有足夠的流動(dòng)性。

f混凝土養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d。

（2）板底抹壓環(huán)氧砂漿修補(bǔ)

將板底燒損層剔除，用鋼絲刷刷去浮漿，用高壓清水沖洗板底。環(huán)氧砂漿抹壓修補(bǔ)配合比，環(huán)氧∶二丁酯∶乙二胺∶砂∶水泥=100∶10∶12∶107∶167。對(duì)于板底細(xì)微裂縫，采用水泥凈漿直接封閉處理。

4.2 梁加固

4.2.1 加固方法

（1）嚴(yán)重受損梁和中度受損梁：采用梁底及側(cè)面澆筑細(xì)石鋼筋凝土加固方法處理。

（2）輕度受損梁：采用梁底及側(cè)面抹壓環(huán)氧砂漿的方法進(jìn)行修補(bǔ)。

4.2.2 施工工藝

（1）梁底及梁側(cè)澆筑細(xì)石鋼筋凝土加固

a梁底及梁側(cè)燒傷混凝土層處理。剔除梁底及梁側(cè)燒傷深度范圍內(nèi)的混凝土層，用鋼絲刷刷去浮漿，用高壓清水沖洗梁底及梁側(cè)。

b用電錘在板底及梁兩側(cè)柱鉆孔植筋，綁扎鋼筋（鋼筋配置如圖3、圖4所示）。

圖3梁底及梁側(cè)混凝土加固圖

圖4 1-1剖面圖

c梁底及側(cè)面支模板,混凝土厚度要求梁側(cè)50 mm、梁底80 mm。

d澆筑混凝土（比原設(shè)計(jì)提高一個(gè)等級(jí)），混凝土要求有足夠的流動(dòng)性。

圖5柱加固圖

e混凝土養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7天。

（2）梁底及梁側(cè)抹壓環(huán)氧砂漿修補(bǔ)

將梁底及側(cè)面燒損層剔除，用鋼絲刷刷去浮漿，用高壓清水沖洗梁底及側(cè)面。環(huán)氧砂漿抹壓修補(bǔ)配合比，環(huán)氧∶二丁酯∶乙二胺∶砂∶水泥=100∶10∶12∶107∶167。若梁底及側(cè)面存在細(xì)微裂縫，采用水泥凈漿直接封閉處理。

4.3 柱加固

4.3.1 加固方法

加固構(gòu)件：19/E柱，采用柱側(cè)面澆筑細(xì)石鋼筋凝土加固方法處理。

4.3.2 施工工藝

（1）柱側(cè)燒傷混凝土層處理。剔除柱側(cè)燒傷深度范圍內(nèi)的混凝土層，用鋼絲刷刷去浮漿，用高壓清水沖洗梁底及梁側(cè)。

（2）綁扎鋼筋，柱新增主筋錨入樁內(nèi)（鋼筋配置如圖5所示）。

（3）柱側(cè)面支模板,混凝土厚度100mm。

（4）澆筑混凝土（比原設(shè)計(jì)提高一個(gè)等級(jí)），混凝土要求有足夠的流動(dòng)性。

（5）混凝土養(yǎng)護(hù)。養(yǎng)護(hù)時(shí)間不得少于7d。

5 結(jié)語

該工程火災(zāi)后，經(jīng)加固施工處理并投入使用了6年，至今整體結(jié)構(gòu)狀況良好，未發(fā)現(xiàn)影響結(jié)構(gòu)安全和使用的情況，表明鑒定方法和加固方案正確、可行，為今后類似事故的鑒定與加固處理積累了經(jīng)驗(yàn),有一定的借鑒作用。

[1]中冶建筑研究總院總院有限公司，上海市建筑科學(xué)研究院.CECS252-2009火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)[S].北京：中國計(jì)劃出版社，2009.

[2]公安部天津消防研究所.GB/T9978-2008建筑構(gòu)件耐火試驗(yàn)方法[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009.

[3]中國建筑科學(xué)研究院.CECS03:2007鉆芯法檢測混凝土強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007.

[4]四川省建筑科學(xué)研究院.GB50367-2006混凝土結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)規(guī)范[S].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

責(zé)任編輯：孫蘇，李紅

A Case Study of Damage Appraisal and Reinforcement Schemes of a Building Structure after Fire Disaster

Damage appraisal for building structures after fire disaster is quite complex,so it is rather difficult to accurately appraise damage degrees. This paper appraises,evaluates and analyzes the fire damages on some building structure from aspects of fire disaster situations,appearance features of damaged elements,fire field temperatures determination,concrete burns,steel bar burns and section size burns etc,with reinforcement schemes based on damage degrees presented for reference.

building structure;components;fire disaster temperature;fire damages;appraisal;reinforcement

TU37

：A

：1671-9107（2016）11-0054-04

10.3969／j.issn.1671-9107.2016.11.054

2016-08-01

鄧小波（1976-），男，四川瀘州人，本科，工程師，主要從事建筑工程質(zhì)量監(jiān)測鑒定工作。