火災后磚混結構住院樓安全檢測鑒定

汪兆年 （黃山市建設工程造價管理站，安徽 黃山 245000）

0 引言

近年來，由于電氣設備的普及和消防安全設施的不完善，建筑物火災案例逐漸增多，不僅危害了公共的生命安全，還造成了巨大的社會財產(chǎn)損失。

磚混結構是指建筑物中豎向承重結構的墻、柱等采用磚或者砌塊砌筑，橫向承重的梁、樓板、屋面板等采用鋼筋混凝土結構。由于磚混結構施工技術、施工設備以及工程造價較低等特點，在上世紀得到廣泛應用。然而，隨著磚混結構建筑物房齡的增加和電氣線路的老化，其發(fā)生火災的概率逐漸加大。發(fā)生火災后，砌體結構的混凝土抗壓強度、耐久性以及鋼筋力學性能均會出現(xiàn)不同程度的下降，而且砂漿和砌體的力學性能和整體性也會遭受不同程度的損傷。但是，一般情況下磚混結構發(fā)生火災后，其大部分承重構件的承載能力并未完全喪失，只有少量或者單個構件出現(xiàn)嚴重損傷，并不足以影響整體的結構穩(wěn)定。如果盲目地進行拆除和改造加固，會造成極大的社會資源浪費。因此，需要準確地對火災后磚混結構進行安全檢測與鑒定。

由于火災對建筑物造成損傷的不確定性等因素的影響，導致很難對火災后磚混建筑物的結構安全進行精確的判定。磚混結構火災后的檢測鑒定需要根據(jù)構件遭受火災后混凝土的顏色、燒損深度以及現(xiàn)場殘留物等進行初步的勘測，從而對火災后磚混結構建筑的受損情況進行鑒定，并結合現(xiàn)場專項檢測結論，給出了相應的處理措施。在檢測過程中，針對火災對建筑結構的損害特點和受損構件在結構中的受力特點，需要對比分析不同檢測方法的適應性，使檢測鑒定結構更加客觀、準確。本文提供了磚混結構火災后檢測鑒定的實例，希望能夠為今后的類似工程提供一些經(jīng)驗以供參考。

1 工程概況

受火災影響建筑為2011建成的三層磚混結構某鎮(zhèn)中心衛(wèi)生院病房樓，抗震設防烈度為7度，結構抗震等級為三級，建筑物安全等級為三級，主體結構設計使用年限為50年，于2011年完工。該樓平面為近似矩形，經(jīng)現(xiàn)場檢測該建筑物總長度約為37.2m，總寬度約為17.4m，層高均為3.6m，房間開間分別在 3.0m～6.6m，進 深 分 別 在 2.4m～6.0m，走道寬度為2.4m。樓面板及屋面為現(xiàn)澆混凝土板，各層設置圈梁，建筑物四角設置構造柱，部分縱橫墻交接處未設置構造柱，樓梯間設置四個構造柱；承重縱墻墻體厚度分別為240mm和370mm，橫墻墻體厚度為240mm，采用燒結粘土磚+水泥砂漿砌筑。

基礎設計為條形基礎，地基承載力標準值為f=190kPa?；炷翉姸仍O計等級：基礎墊層C15，基礎、梁板柱均為C25，圈梁構造柱均為C20。砌筑用磚均采用MU10實心磚，±0.000m以下采用M10水泥砂漿，±0.000m以上采用M5水泥砂漿。

2 火災詳情

2019年10月09日凌晨2時左右發(fā)生火災，凌晨3時2左右撲滅，持續(xù)時間約1個小時，主要燃燒物為棉被和醫(yī)療器械等，起火點位于一樓9～12/C～D軸線位置，起火原因為蚊香點燃棉被引發(fā)火災，滅火方式為消防撲救滅火。

3 火災后結構檢測與鑒定

3.1 火災后結構外觀分析

受火災影響的結構外觀，可分為1層、2層和3層三個部分。從整體上看，樓體火燒痕跡明顯，窗洞上側粉刷層完全脫落，磚墻外露。

第一層：室內(nèi)門窗、地面、裝飾及設備完全燒毀，產(chǎn)生大量燃燒殘余物。如圖1所示，承重墻體粉刷層大面積脫落，并出現(xiàn)變形裂縫，砌筑砂漿粉化，局部磚體表面酥裂。如圖2所示，3/C、4/C、10/C和11/C軸過火鋼筋混凝土柱表面粉刷層部分脫落，混凝土被熏黑，敲擊聲音響亮、清脆。如圖3所示，頂梁粉刷層均出現(xiàn)局部脫落，裸露的混凝土呈粉紅、灰白色或土黃色；除6～8/A、6/A～B、8/A～B和6～8/B軸頂梁外，其他混凝土頂梁表面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，其中11/C～D、10/C～D、11～13/D、10～11/D 和 9～10/D軸頂梁的敲擊聲悶啞。如圖4所示，現(xiàn)澆板底部的粉刷層出現(xiàn)局部脫落，部分混凝土崩落從而發(fā)生露筋現(xiàn)象，現(xiàn)澆板表面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，裸露的混凝土變?yōu)榉奂t或土黃色，敲擊聲悶啞。

圖1 火災后一層承載墻體

圖2 火災后一層混凝土柱

圖3 火災后一層混凝土頂梁

圖4 火災后一層混凝土現(xiàn)澆板

第二層：1～10/A～F軸區(qū)域的門窗、地面、裝飾及設備燒毀殆盡，現(xiàn)場有大量燃燒殘余物，但10～13/A～F軸區(qū)域基本未受火災影響。1～9/A～F軸之間的承重墻體粉刷層局部脫落，砌筑砂漿發(fā)生粉化，部分墻體出現(xiàn)變形裂縫。3～11/B～E軸之間的混凝土頂梁粉刷層局部脫落，除部分頂梁表面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋且呈粉紅色或土黃色外，大部分頂梁僅被煙霧熏黑，而且敲擊聲響亮。1～9/A～F軸之間的現(xiàn)澆板被熏黑且表面出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，粉刷層局部脫落，但混凝土的敲擊聲響亮。

受損住院樓損傷等級評定

第三層：3～10/E～F軸區(qū)域的門窗基本燒毀。部分承重墻體的粉刷層發(fā)生局部脫落且墻體裂縫。整體上看，除部分房間的粉刷層被熏黑外，頂梁和現(xiàn)澆板基本完好，結構未受損，敲擊聲響亮。

3.2 火災后結構損傷評級

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結果及《火災后建筑結構鑒定標準》（CECS 252∶2009）對住宅墻體及混凝土承重構件損傷等級進行初步評定，結果如上表所示。

3.3 火災后結構材料強度檢測

抽取部分受火災影響最明顯的區(qū)域，對材料的強度、等指標進行測試，檢測火災對混凝土、鋼筋和粘土磚及砌筑砂漿等性能的影響。從受損較重的第一層12～13/B～D軸頂板處截取一組HPB235鋼筋進行力學性能檢測，該鋼筋直徑、屈服強度、抗拉強度和伸長率分別 為 8mm、195MPa、340MPa和16.0%，不滿足HPB235鋼筋的標準要求。該樓頂梁混凝土的設計強度等級為C25，采用鉆芯法和酚酞指示劑法對每層頂梁的混凝土強度和碳化深度進行檢測。第一層頂梁混凝土的抗壓強度在19.5～25.4MPa之間，基本滿足設計強度等級要求；第二層頂梁混凝土的抗壓強度在17.9～21.6MPa之間，遠低于設計強度要求；第三層頂梁混凝土的抗壓強度分別為25.1～29.8MPa，符合設計要求；三層頂梁混凝土的碳化深度在54mm～78mm之間，超過規(guī)范要求的鋼筋保護層厚度。該樓墻體粘土磚的設計強度等級為MU10，采用抽檢法采用回彈儀測量過火后粘土磚的抗壓強度。抽檢墻體粘土磚的抗壓強度換算值在11.5MPa～13.1MPa之間，符合設計要求。墻體砌筑砂漿的設計強度等級為M5，采用回彈法對過火后砌筑砂漿抗壓強度進行檢測。第一、二和三層砌筑砂漿實測推定強度等級依次為M1.8、M2.2和M1.9，遠低于設計強度等級要求。

上述材料強度及碳化深度測試結果表明，火災后粘土磚和砌筑砂漿的抗壓強度滿足設計要求，但混凝土的碳化深度超過保護層厚度，且抽檢處鋼筋的力學性能和第二層頂梁混凝土的抗壓強度遠低于設計強度。

3.4 主體結構變形及測量位移檢測

采用全站儀和吊錘對火災后混凝土頂梁跨中撓度和混凝土柱側向變形進行檢測。被測混凝土頂梁的跨中撓度和混凝土柱的側向變形分別為在2.5～21.0mm之間和9.0～14.0mm，均在規(guī)范允許值范圍內(nèi)。

利用電子經(jīng)緯儀對該樓進行傾斜測量，四個測量點的位移均在0～18.0mm之間，小于不適宜繼續(xù)承載的允許限值27.3mm。此外，現(xiàn)場觀測未發(fā)現(xiàn)樓體和周圍地坪有因不均勻沉降引起的開裂受損現(xiàn)象，墻體、樓面梁及樓板等也無異常變形現(xiàn)象。

4 結構驗算分析

根據(jù)設計圖紙、資料、現(xiàn)場檢測數(shù)據(jù)和相關規(guī)范，采用PKPM2010軟件對該樓的主體結構進行驗算。按《建筑結構荷載規(guī)范》（GB 50009-2012）規(guī)定，對結構主要樓面及屋面進行恒載和活載取值。基本風壓和雪壓分別為0.45kN/m和0.50kN/m，抗震設防烈度為7度，基本地震加速度0.10g，設計地震分組為第二組，場地土類別Ⅱ類，抗震設防類別為丙類。對比實測推定強度和設計強度后，結構材料強度按設計強度取值：梁板柱混凝土C25，基礎混凝土C20，第一層和第三層砌筑砂漿M1.5，二層砌筑砂漿M2.0；鋼 筋 為 HPB235 級 (Ⅰ 級 Ⅱ)、HRB335 級(Ⅱ級)和HRB400 級(Ⅱ級)。由計算結果可知：除部分承重墻體外，地基、基礎和頂梁的結構承載力滿足規(guī)范及設計使用要求；抗震橫墻間距和構造柱不符合標準設計要求。

5 檢測結論

通過對該住宅進行現(xiàn)場檢測、結構驗算以及對檢測、驗算結果的分析整理，得出如下結論：地基、基礎承載力符合標準要求安全性等級評定為B級；該建筑物的側向位移值未超出《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB 50292-2015）繼續(xù)承載允許限值，結構側向位移等級評為B級；根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查、結構材料和結構驗算結果，結構的整體性等級評定為C級，上部結構的承載功能安全性等級評定為D級；綜合地基基礎及上部承重結構檢測結果，該工程安全性等級評定為D級，嚴重影響整體承載要求。