程琤 李星震

摘要：火災(zāi)后鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的檢測鑒定是根據(jù)火災(zāi)的工程不同部位所受火災(zāi)的影響程度不同，結(jié)合現(xiàn)場調(diào)查及構(gòu)件材料混凝土、鋼筋的檢測結(jié)果，對(duì)火災(zāi)后混凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷程度的分析研究，是后續(xù)建筑加固處理的依據(jù)與根本。通過某冷庫工程實(shí)例，從諸多檢測方法中選出較為合適有效節(jié)約成本又精確地檢測方法進(jìn)行檢測鑒定方法研究。

Abstract： The detection and identification of reinforced concrete structures after a fire is the analysis and research on the damage degree of concrete structural members after fire based on the different degrees of fire impact on different parts of the fire project and combined with field investigation and test results of concrete and steel reinforcement of component materials， which is the basis and foundation for subsequent building reinforcement treatment.Through a cold storage project，from many detection methods， a more suitable， effective， cost-saving and accurate detection method is selected to carry out detection and identification method research.

關(guān)鍵詞：火災(zāi)鑒定;檢測方法;結(jié)構(gòu)損傷

Key words： fire identification;detection method;structural damage

中圖分類號(hào)：TU746.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2019）14-0135-03

1 ?概述

某冷庫工程，在內(nèi)保溫工程施工過程中發(fā)生火災(zāi)，造成五層、六層部分結(jié)構(gòu)受損。根據(jù)現(xiàn)場火災(zāi)受損范圍及區(qū)域，對(duì)該建筑五層、六層12-19、A-N軸范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查和檢測，對(duì)火災(zāi)后混凝凝土結(jié)構(gòu)構(gòu)件損傷程度分析，為房屋結(jié)構(gòu)后期加固提供相關(guān)依據(jù)。

1.1 建筑概況

該建筑位于徐州市泉山區(qū)火花社區(qū)內(nèi)，一期項(xiàng)目總占地面積6229.02m2，總建筑面積31897.86m2。該建筑共六層（局部一層），無地下室。其中1-19×A-K軸為冷藏間，1-19×L-N軸為穿堂。冷藏間和穿堂為六層高層建筑，層高5.1m，建筑高度32m。按火災(zāi)危險(xiǎn)性分類冷庫為丙類，建筑設(shè)計(jì)耐火等級(jí)為二級(jí)。其他建筑物設(shè)計(jì)耐火等級(jí)二級(jí)。冷藏間五層，六層頂棚、外墻內(nèi)保溫保溫材料均采用泡型自熄型聚氨酯現(xiàn)場噴涂，厚度220mm。穿堂板底、梁表面、柱頂已經(jīng)完成粉刷。

1.2 上部承重結(jié)構(gòu)概況

該建筑冷藏間為六層板柱-抗震墻結(jié)構(gòu)，上部承重結(jié)構(gòu)的豎向承重體系為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板柱-抗震墻，水平承重體系為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓（屋）面梁和現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓（屋）面板。冷藏間五層和六層鋼筋混凝土柱、墻、樓（屋）面梁、樓（屋）面板的混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C35，鋼筋強(qiáng)度等級(jí)為HRB400。五層和六層柱的主要截面為600mm×600mm。五層和六層墻的主要厚度為300mm。五層和六層樓（屋）面梁的主要截面為500mm×400mm。五層和六層樓（屋）面板厚250mm。冷藏間設(shè)計(jì)樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為20kN/m2。

該建筑穿堂為六層框架-抗震墻結(jié)構(gòu)，上部承重結(jié)構(gòu)的豎向承重體系為現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架-抗震墻，水平承重體系為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓（屋）面梁和現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓（屋）面板。穿堂五層和六層鋼筋混凝土柱、墻、樓（屋）面梁、樓（屋）面板的混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，鋼筋強(qiáng)度等級(jí)為HRB400。五層和六層柱的主要截面為600mm×600mm。五層和六層墻的主要厚度為300mm。五層和六層樓（屋）面梁的主要截面為300mm×600mm，350mm×600mm，250mm×550mm。五層和六層樓（屋）面板厚120mm。穿堂設(shè)計(jì)樓面均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值為15kN/m2，電梯機(jī)房活荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值7kN/m2，樓梯活荷載設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值3.5kN/m2。

1.3 火災(zāi)概況

根據(jù)《火災(zāi)事故認(rèn)定書》，火災(zāi)事故基本情況：徐州市消防支隊(duì)指揮中心接到報(bào)警稱某在建工地發(fā)生火災(zāi)，具體位于徐州雨潤置業(yè)有限公司農(nóng)副產(chǎn)品全球采購中心24#冷庫，此次火災(zāi)主要燒毀冷庫保溫材料等物品。起火部位主要集中在24#冷庫五層?xùn)|南側(cè)區(qū)域，該區(qū)域靠北側(cè)有兩個(gè)入庫門，偏北側(cè)入庫門區(qū)域受火嚴(yán)重，起火原因?yàn)榍懈町a(chǎn)生高溫火花引燃可燃?xì)怏w。

冷庫內(nèi)保溫材料采用泡型自熄型硬質(zhì)聚氨酯，厚220mm，基本燃盡。穿堂內(nèi)可燃物較少，主要受冷庫內(nèi)產(chǎn)生的高溫?zé)煔庥绊?。冷庫僅有兩個(gè)門洞（2.4m×2.7m）和一個(gè)施工預(yù)留洞口（6.6m×5.0m）。大部分位置通風(fēng)條件較差。

事故造成五層、六層12-19×A-N軸范圍內(nèi)結(jié)構(gòu)受損。經(jīng)現(xiàn)場查勘，確定該建筑火災(zāi)影響區(qū)域?yàn)槲鍖?、六層?2-19×A-N軸范圍內(nèi)，其中五層柱及以上結(jié)構(gòu)構(gòu)件為結(jié)構(gòu)燒灼損傷區(qū)域，五層樓面結(jié)構(gòu)為溫度作用損傷區(qū)域。

2 ?火災(zāi)結(jié)構(gòu)的檢測鑒定技術(shù)依據(jù)

結(jié)合該工程的實(shí)際火災(zāi)受損情況，本著準(zhǔn)確有效的方法，主要依據(jù)現(xiàn)場的設(shè)計(jì)圖紙及消防火災(zāi)災(zāi)害認(rèn)定書，同時(shí)結(jié)合相關(guān)火災(zāi)鑒定的檢測鑒定規(guī)范。

3 ?結(jié)構(gòu)燒灼損傷狀況檢查及檢測

3.1 結(jié)構(gòu)燒灼區(qū)域損傷及變形檢查

根據(jù)調(diào)查可見，構(gòu)件的損傷部位主要有：剪力墻迎火面、柱帽、柱的角部、現(xiàn)澆板底部、梁底和迎火面，主要與火源、可燃物及構(gòu)件的受火面有關(guān)。

受火區(qū)域不同，造成各種混凝土構(gòu)件出現(xiàn)不同程度的損傷。離火源較近混凝土板保護(hù)層大面積剝落，局部露筋。柱頂被保溫材料覆蓋的部分混凝土大部分剝落，個(gè)別柱帽露筋。柱中下部分離燃火點(diǎn)較遠(yuǎn)局部混凝土剝落，混凝土表面被熏黑。檢查時(shí)還發(fā)現(xiàn)靠近14-15、A處屋檐混凝土部分剝落，鋼筋部分裸露。檢查過程中未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯變形和粗裂縫網(wǎng)，見表1。

3.2 柱、墻、梁、板混凝土強(qiáng)度檢測

該建筑主體結(jié)構(gòu)已建造完成。本次檢測鑒定的范圍是火災(zāi)影響區(qū)域五層、六層的12-19×A-N軸承重結(jié)構(gòu)（包括五層樓面結(jié)構(gòu)即四層頂板結(jié)構(gòu)）。構(gòu)件數(shù)量統(tǒng)計(jì)如表2所示。

結(jié)合構(gòu)件受損情況，根據(jù)以下情況按照《建筑結(jié)構(gòu)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 50344-2004不同類別A、B、C類等，根據(jù)構(gòu)件尺寸及現(xiàn)場情況分為芯樣直徑100mm和75mm，均勻分布在火損嚴(yán)重～火損輕微構(gòu)件中，本次檢測總共抽取了56個(gè)構(gòu)件使用鉆芯法測其抗壓強(qiáng)度，每層28個(gè)。根據(jù)初步調(diào)查將檢測區(qū)域根據(jù)損傷程度分為三個(gè)區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域分別取柱、板、墻、梁，保證檢測數(shù)據(jù)的代表性和全面性。芯樣的加工盡量保留原面，對(duì)于原表面不平整部分采取機(jī)床研磨，磨除厚度10mm～40mm之間，芯樣的實(shí)測抗壓強(qiáng)度值盡可能還原火災(zāi)后砼強(qiáng)度情況。

由于火災(zāi)時(shí)間的情況，除去表面受損的混凝土情況，其他混凝土強(qiáng)度均滿足滿足設(shè)計(jì)要求，檢測結(jié)果如表3。

3.3 柱、墻、梁、板混凝土碳化深度檢測

鑿孔法檢測混凝土碳化深度，在構(gòu)件中選取選取3個(gè)能反映不同條件及不同混凝土質(zhì)量的測區(qū)，測區(qū)應(yīng)均勻布置;測區(qū)距構(gòu)件邊角的距離應(yīng)大于2.5倍保護(hù)層厚度;成孔后務(wù)必將孔中碎屑清除干凈，否則影響測試結(jié)果;酚酞試劑變紫色則未碳化，未改變顏色則已經(jīng)碳化;各測點(diǎn)碳化深度檢測讀數(shù)應(yīng)精確至0.25mm，測區(qū)碳化深度值di及平均碳化深度值dm應(yīng)精確至0.5mm。

混凝土碳化深度抽樣檢測結(jié)果表明：過火嚴(yán)重區(qū)構(gòu)件混凝土碳化深度較大;過火輕微區(qū)域、煙熏區(qū)域構(gòu)件混凝土碳化深度較過火嚴(yán)重區(qū)較小，檢測結(jié)果如表4。

3.4 鋼筋強(qiáng)度里氏硬度法檢測

采用里氏硬度法檢測鋼筋硬度，在里氏硬度值測量前，應(yīng)對(duì)鋼筋表面進(jìn)行打磨處理，可用鋼銼或角磨機(jī)等設(shè)備打磨鋼筋表面，除去表面銹斑、油漆，再分別用粗、細(xì)砂紙打磨鋼筋表面，直至露出金屬光澤;測點(diǎn)在測試鋼筋內(nèi)均勻分布，任意兩壓痕中心之間距離應(yīng)大于3mm，同一測點(diǎn)只能測試一次。每一測區(qū)應(yīng)測試5個(gè)值，每一測點(diǎn)的里氏硬度值精確至1。數(shù)據(jù)分散不應(yīng)超過平均值的±15HL。

本次檢測總共抽測了36個(gè)構(gòu)件的鋼筋硬度，每層18個(gè)。根據(jù)初步調(diào)查將檢測區(qū)域根據(jù)損傷程度分為兩個(gè)區(qū)域，在每個(gè)區(qū)域分別取柱、板、墻、梁，保證檢測數(shù)據(jù)的代表性和全面性。結(jié)果如下：

參考GB/T 1172-1999表2換算，所測五層冷藏間構(gòu)件的鋼筋里氏硬度值介于453 HLD～490 HLD之間，抗拉強(qiáng)度換算值介于576～686MPa之間;所測五層穿堂構(gòu)件的鋼筋里氏硬度值介于464 HLD～491 HLD之間，抗拉強(qiáng)度換算值介于606～689MPa之間;所測六層冷藏間構(gòu)件的鋼筋里氏硬度值介于454 HLD～492 HLD之間，抗拉強(qiáng)度換算值介于579～692MPa之間;所測六層穿堂構(gòu)件的鋼筋里氏硬度值介于451 HLD～486 HLD之間，抗拉強(qiáng)度換算值介于570～670MPa之間。

3.5 鋼筋力學(xué)性能檢測

本次檢測現(xiàn)場抽樣5組熱軋帶肋鋼筋（每組5根），送樣至實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)火災(zāi)后鋼筋力學(xué)性能。抽樣部位為五層頂板，損傷情況為Ⅳ級(jí)，為主過火區(qū)，抽樣鋼筋部位保護(hù)層均脫落。所抽檢五組鋼筋力學(xué)工藝性能：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、斷后伸長率、冷彎性能均符合標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的要求。

4 ?溫度作用損傷或損壞檢查

現(xiàn)場隨機(jī)抽測五層樓面板14-15×C-D，16-17×C-D，16-17×E-F，采用取芯法測混凝土的抗壓強(qiáng)度，所測板的砼芯樣抗壓強(qiáng)度值介于43.1～56.4MPa之間。

現(xiàn)場隨機(jī)抽測五層樓面板14-15×C-D，16-17×C-D，16-17×E-F，測混凝土的碳化深度，所測板的碳化深度介于3.00～4.00mm之間。

經(jīng)現(xiàn)場全面檢查，五層樓面結(jié)構(gòu)混凝土顏色基本未變，無火災(zāi)裂縫，錘擊聲音響亮，未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷。

5 ?火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的評(píng)定

根據(jù)構(gòu)件燒灼損傷、變形、開裂（或斷裂）程度，火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的初步鑒定評(píng)級(jí)應(yīng)參考表5所列標(biāo)準(zhǔn)。

5.1 五層12-19×A-N軸范圍火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的評(píng)定

六層樓面板、樓面梁、五層柱、柱帽、五層墻等損傷狀態(tài)等級(jí)依據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（CECS252： 2009）第6.2.1條評(píng)定，具體構(gòu)件損傷情況統(tǒng)計(jì)見表6。

5.2 六層12-19×A-N軸范圍火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的評(píng)定

六層頂面板、頂面梁、柱、柱帽、墻等損傷狀態(tài)等級(jí)依據(jù)《火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》（CECS252：2009）第6.2.1條評(píng)定，具體構(gòu)件損傷情況詳見表7。

6 ?結(jié)論

由于火災(zāi)事故的偶發(fā)性，通常不能在火災(zāi)當(dāng)時(shí)就檢測出結(jié)構(gòu)表面溫度，且一些傳統(tǒng)的鑒定方法并不適用于火災(zāi)后的混凝土強(qiáng)度檢測，火災(zāi)后結(jié)構(gòu)的安全鑒定工作具有一定的特殊性。然而，建筑火災(zāi)后的診斷工作是結(jié)構(gòu)受損修復(fù)加固處理的前提和依據(jù)，只有通過科學(xué)的診斷，確定火災(zāi)建筑物的損傷程度，才能更好的對(duì)受災(zāi)建筑進(jìn)行合理修復(fù)處理。

通過外觀觀感進(jìn)行定性檢查和試驗(yàn)研究進(jìn)行定量檢查，對(duì)某冷庫火災(zāi)后廠房結(jié)構(gòu)安全性鑒定的工程實(shí)例進(jìn)行分析，對(duì)受損結(jié)構(gòu)進(jìn)行綜合評(píng)判。主要采用了混凝土碳化深度法、里氏硬度法法和鉆芯法等多種方法和手段。經(jīng)檢測，該建筑燒灼損傷區(qū)Ⅳ級(jí)損傷構(gòu)件12個(gè)，Ⅲ級(jí)損傷構(gòu)件168個(gè)，Ⅱb級(jí)損傷構(gòu)件432個(gè)，Ⅱa級(jí)損傷構(gòu)件78個(gè);溫度作用區(qū)混凝土顏色基本未變，無火災(zāi)裂縫，錘擊聲音響亮，未發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)損傷。

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