白碧波,劉 軍
(1.昆山市建設(shè)工程質(zhì)量檢測中心,江蘇 昆山 215337;2.昆山市房屋安全鑒定站,江蘇 昆山 215337;3.昆山市建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站,江蘇 昆山 215337)
廠房是指主要用于從事工業(yè)生產(chǎn)、制造、裝配等活動的房屋。因具有“集中、集聚、集群、集約”的優(yōu)勢,在各地開發(fā)區(qū)、園區(qū)大量建設(shè)。因為廠房是人員比較集中的生產(chǎn)區(qū)域,一旦發(fā)生火災,勢必造成不同程度的經(jīng)濟損失或人員傷亡。因此,防火設(shè)計一直是工業(yè)廠房建筑設(shè)計中的重點內(nèi)容之一,根據(jù) GB 50016-2014《建筑設(shè)計防火規(guī)范》[1],廠房的火災危險性應根據(jù)生產(chǎn)中使用或產(chǎn)生的物質(zhì)性質(zhì)及其數(shù)量等因素劃分,將分類劃分為甲、乙、丙、丁、戊類。廠房防火設(shè)計應遵循國家有關(guān)規(guī)范的要求,針對建筑及其火災特點,配合先進的防火技術(shù),顧全大局,統(tǒng)籌兼顧,才能防患于未然,減少火災事故的發(fā)生。
歷年統(tǒng)計數(shù)字顯示,廠房火災造成的經(jīng)濟損失約占火災總經(jīng)濟損失的 20 %,這一損失是非常巨大的。除了從源頭上對火災事故加以防范外,合理評估災后廠房的結(jié)構(gòu)性能,為受災廠房的加固改造提供科學的技術(shù)依據(jù),是減少這一損失又一重要途徑。災后廠房的安全評估是房屋檢測鑒定機構(gòu)的一項重要課題,事關(guān)民生。本文以某廠房火災后的結(jié)構(gòu)性能鑒定為例,闡述常見結(jié)構(gòu)在火災作用后的質(zhì)量評估要點和鑒定流程,對受災構(gòu)件做出評估,以供災后建筑工程鑒定參考。
某廠房為 3 層鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu),現(xiàn)澆混凝土樓面板,建筑平面布置呈矩形,東西 1~11 軸線距離 55.0 m,南北 A~C 軸線距離 11.0 m,建筑面積 2 945 m2,建筑高度 15.2 m,建筑物設(shè)計使用年限為50 年,抗震設(shè)防烈度為 7 度,于 2005 年建造,目前作為生產(chǎn)車間使用。因該廠房 1 層發(fā)生火災,房屋產(chǎn)權(quán)人委托某檢測中心對 1 層火災后的構(gòu)件損傷情況進行檢測鑒定。
建筑工程災后結(jié)構(gòu)檢測評估是一項專業(yè)性很強、技術(shù)含量很高的工作,要求檢測人員必須是經(jīng)相關(guān)技術(shù)培訓并考核合格的專業(yè)技術(shù)或行業(yè)相關(guān)專家。對于一般檢查項目,必須至少有檢查員資格以上人員負責,對于重大項目,必須有主任檢查員負責。為規(guī)范災后結(jié)構(gòu)現(xiàn)場檢測,必須掌握檢查要點,保證檢測質(zhì)量。
進入災后建筑物現(xiàn)場應先判斷進入路線的安全,對于發(fā)現(xiàn)危險構(gòu)件應要求做好安全保障(臨時支撐、拆除解危等)后方可進入。通過查勘,熟悉災后建筑物的結(jié)構(gòu)概況及物品布置、火災情況。應摸清危險源,尤其注意次生災害對檢查人員的安全影響;要編制專項防護方案及應急措施,確保安全防護措施能滿足檢查工作要求。
查閱消防機關(guān)出具的廠房火災事故認定書,了解到該起火災起火部位在 1 層北側(cè)烤箱處,火災原因為電氣系統(tǒng)故障引燃周邊可燃物引發(fā)火災,火災持續(xù)時間約 120 min?,F(xiàn)場調(diào)查顯示火災主要影響區(qū)域為廠房 1 層(局部構(gòu)件明顯損傷),其余樓層僅受到煙熏(構(gòu)件外觀無明顯損傷)?;馂那霸搮^(qū)域 1 層主要作為倉庫及生產(chǎn)車間使用,除部分設(shè)備災后損壞外,1 層儲存物災后全部燒毀,房屋主體結(jié)構(gòu)受到不同程度的損傷,如圖1~3 所示。
圖1 生產(chǎn)設(shè)備損壞
圖2 儲存物燒毀
圖3 混凝土構(gòu)件受損
初步鑒定應在火作用調(diào)查、查閱分析文件資料、結(jié)構(gòu)觀察檢測、構(gòu)件初步鑒定評級等方面體現(xiàn)。依據(jù)火災后構(gòu)件初步評級參考 CECS 252:2009《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》[2],火災后結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷狀態(tài)不評Ⅰ級。損傷等級主要分為Ⅱa、Ⅱb、Ⅲ和Ⅳ 4 個等級。
2.2.1 主要承重構(gòu)件基本數(shù)據(jù)采集
對受災范圍內(nèi)的構(gòu)件進行隨機抽樣,參閱原設(shè)計圖紙對構(gòu)件的截面尺寸、配筋情況等進行復核,也為后續(xù)結(jié)構(gòu)驗算提供依據(jù)。對過火區(qū)域主要混凝土承重構(gòu)件,依據(jù) JGJ/T 384-2016《鉆芯法檢測混凝土強度技術(shù)規(guī)程》[3],采用鉆芯法檢測其抗壓強度;參照混凝土碳化檢測方法檢測混凝土中性化,采用 2 % 酒精酚酞試劑測試,利用卷尺或卡尺測量碳化深度?;炷翉姸燃疤蓟疃痊F(xiàn)場檢測如圖4、5 所示。
圖4 混凝土構(gòu)件鉆芯檢測
圖5 混凝土構(gòu)件芯樣
2.2.2 主要承重構(gòu)件外觀現(xiàn)狀查勘及初步評級
現(xiàn)場對火災后各構(gòu)件的外觀情況進行了仔細檢查并做好記錄,主要包括受火后混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件的表面顏色、錘擊反應、構(gòu)件表面的破損如脫落、掉角、露筋、酥松等情況及裂縫情況,結(jié)構(gòu)構(gòu)件的防火保護受損、變形等,根據(jù)構(gòu)件外觀檢查結(jié)果進行初步評級。
詳細鑒定應在火作用調(diào)查的詳細調(diào)查與檢測分析、結(jié)構(gòu)構(gòu)件的專項檢測分析、結(jié)構(gòu)分析與構(gòu)件校核、構(gòu)件詳細鑒定評級等方面體現(xiàn)。對初步鑒定中評定為Ⅱb、Ⅲ的重要結(jié)構(gòu)構(gòu)件進行詳細檢測鑒定,主要包括火災影響區(qū)域調(diào)查與確定、火場溫度過程及溫度分布推定、結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀檢查與檢測。
2.3.1 火災溫度場推定
結(jié)構(gòu)構(gòu)件火災截面溫度場取決于構(gòu)件的截面形式、材料熱性能、構(gòu)件表面最高溫度和火災持續(xù)時間等。根據(jù)災情調(diào)查及現(xiàn)場殘留物的特征,結(jié)合構(gòu)件火災后的現(xiàn)狀及 CECS252:2009《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》附錄 A“常見材料變態(tài)溫度、燃點”、附錄 E“混凝土構(gòu)件在標準升溫條件下溫度場實用曲線圖”,可大體上推斷各區(qū)域內(nèi)結(jié)構(gòu)所受的火災溫度分布,該廠房火災溫度分布示意圖如圖6 所示。
2.3.2 結(jié)構(gòu)構(gòu)件詳細評級
現(xiàn)場檢測檢查結(jié)果表明:混凝土構(gòu)件部分柱角混凝土剝落,表面存在輕微裂縫網(wǎng)或粗裂縫網(wǎng)、主筋局部裸露;部分梁底混凝土剝落、露筋,表面存在輕微裂縫網(wǎng)或粗裂縫網(wǎng);部分樓面板板底混凝土剝落、露筋,表面存在輕微裂縫網(wǎng)或粗裂縫網(wǎng)。
根據(jù)現(xiàn)場檢測檢查結(jié)果,并結(jié)合火災溫度場推斷、混凝土強度等檢測結(jié)果,依據(jù) CECS 252:2009《火災后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標準》及相關(guān)規(guī)范及標準,對鑒定范圍內(nèi)Ⅱb級、Ⅲ級受災結(jié)構(gòu)重要構(gòu)件進行詳細評級,評級結(jié)果示意圖如圖7~9 所示。
根據(jù)鑒定評級結(jié)果,建議對 b、c、d 級構(gòu)件采取相應措施進行加固處理以滿足結(jié)構(gòu)安全性要求,加固設(shè)計應由有資質(zhì)的設(shè)計單位出具加固方案,并由有資質(zhì)的施工單位進行施工,施工過程須進行全程質(zhì)量監(jiān)督。
圖6 火災溫度場分布示意圖(單位:mm)
圖7 柱詳細評級示意圖(單位:mm)
圖8 梁詳細評級示意圖(單位:mm)
圖9 樓面板詳細評級示意圖(單位:mm)
本文以某廠房火災后的結(jié)構(gòu)性能鑒定為例,闡述了常見結(jié)構(gòu)在火災作用后的質(zhì)量評估要點和鑒定流程,并依據(jù)檢測結(jié)果對受災構(gòu)件做出評估。實際鑒定過程中,尚應根據(jù)詳細鑒定的需要作受火與未受火結(jié)構(gòu)的材質(zhì)性能、節(jié)點連接、結(jié)構(gòu)變形及承載能力等專項檢測分析。根據(jù)受火構(gòu)件的現(xiàn)有特征進行結(jié)構(gòu)分析計算和校核,確定結(jié)構(gòu)的安全性。對于特別重要的構(gòu)件,宜可根據(jù)現(xiàn)狀采用載荷試驗加以分析驗證。