朱孟旭

（福建省永正工程質(zhì)量檢測有限公司）

0 引言

建筑結(jié)構(gòu)在遭受火災(zāi)后，為全面掌握火災(zāi)后建筑結(jié)構(gòu)的損傷狀況，需要對(duì)建筑物進(jìn)行火災(zāi)后鑒定，以便采取相應(yīng)的處理措施。火災(zāi)后結(jié)構(gòu)的損傷評(píng)估和鑒定報(bào)告作為后期加固處理的技術(shù)依據(jù)，其準(zhǔn)確性直接影響加固后結(jié)構(gòu)安全性是否能滿足相關(guān)鑒定標(biāo)準(zhǔn)的要求。本文以某框架結(jié)構(gòu)廠房火災(zāi)加固后的安全性鑒定為例，詳細(xì)闡述了此類加固后工程項(xiàng)目的結(jié)構(gòu)安全性鑒定方法及需要注意的要點(diǎn)。

1 工程概況

某工業(yè)廠房位于泉州市洛江區(qū)，為三層現(xiàn)澆鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)，一層層高為4.5m，二、三層層高均為3.8m，建筑物高度約為12.20m，建筑總面積約為4594m2，采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，于2008 年建成并作為廠房投入使用。該工程于2019 年12 月發(fā)生火災(zāi)，其中一、二層大部分區(qū)域?yàn)檫^火區(qū)域，三層為高溫?zé)煔鈴浡^(qū)域。由于火災(zāi)影響區(qū)域柱、梁、板均存在不同程度的損傷，委托方委托某檢測單位對(duì)其進(jìn)行建筑物火災(zāi)后鑒定，并出具火災(zāi)后鑒定報(bào)告，后又委托某設(shè)計(jì)院根據(jù)此報(bào)告進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

2 原火災(zāi)后鑒定報(bào)告及加固設(shè)計(jì)圖紙復(fù)核

2.1 原火災(zāi)后鑒定報(bào)告復(fù)核

對(duì)原火災(zāi)后鑒定報(bào)告進(jìn)行現(xiàn)場復(fù)核，發(fā)現(xiàn)以下問題：

⑴僅對(duì)梁、板構(gòu)件進(jìn)行損傷評(píng)級(jí)，未對(duì)受損的柱構(gòu)件進(jìn)行損傷評(píng)級(jí)。

⑵梁、板構(gòu)件評(píng)級(jí)混亂，評(píng)級(jí)匯總表中存在部分構(gòu)件名稱重復(fù)，部分板及相鄰次梁混合評(píng)定，次梁、板未進(jìn)行區(qū)分評(píng)定，部分受損的梁、板的評(píng)級(jí)存在遺漏。

2.2 其他檢測項(xiàng)目復(fù)核

對(duì)影響后期加固設(shè)計(jì)及加固后整體結(jié)構(gòu)安全性鑒定的必要檢測項(xiàng)目進(jìn)行復(fù)核，發(fā)現(xiàn)尚有以下幾項(xiàng)遺漏：

⑴未體現(xiàn)其他非火災(zāi)因素引起的構(gòu)件損傷狀況，如現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)未過火區(qū)域部分梁、柱構(gòu)件存在箍筋銹蝕，混凝土保護(hù)層存在較大面積剝落現(xiàn)象。

⑵因本工程原為未批先建的項(xiàng)目，除有地勘報(bào)告及設(shè)計(jì)圖紙外，無任何監(jiān)督及竣工驗(yàn)收資料，而原鑒定報(bào)告未體現(xiàn)對(duì)原結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行現(xiàn)場核對(duì)的情況，未對(duì)原結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量進(jìn)行檢測、核查。

⑶未對(duì)火災(zāi)后結(jié)構(gòu)側(cè)向位移進(jìn)行檢測。

2.3 加固設(shè)計(jì)圖紙復(fù)核

對(duì)原加固設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行復(fù)核，發(fā)現(xiàn)原設(shè)計(jì)圖紙只對(duì)原鑒定報(bào)告中體現(xiàn)的損傷構(gòu)件進(jìn)行加固設(shè)計(jì)，未對(duì)原報(bào)告中遺漏的受損構(gòu)件進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

3 現(xiàn)場補(bǔ)充檢測、承載力驗(yàn)算及補(bǔ)充加固設(shè)計(jì)

3.1 現(xiàn)場補(bǔ)充檢測

根據(jù)原火災(zāi)鑒定報(bào)告及加固設(shè)計(jì)圖紙的復(fù)核結(jié)果，對(duì)原鑒定報(bào)告中的檢測內(nèi)容進(jìn)行補(bǔ)充檢測。

3.1.1 構(gòu)件損傷評(píng)級(jí)補(bǔ)充、復(fù)核對(duì)該廠房原建筑、結(jié)構(gòu)平面布置進(jìn)行復(fù)核，所檢各層建筑、結(jié)構(gòu)布置與原設(shè)計(jì)相符。依據(jù)T/CECS 252-2019《火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)柱構(gòu)件的損傷評(píng)定進(jìn)行補(bǔ)充，對(duì)原梁、板評(píng)級(jí)進(jìn)行現(xiàn)場重新復(fù)核、細(xì)化，對(duì)未評(píng)定的過火受損梁、板進(jìn)行補(bǔ)充評(píng)定。根據(jù)火場殘留物狀況、構(gòu)件損傷情況等推定，一、二層多數(shù)過火構(gòu)件最高溫度曾達(dá)到500～700℃，少數(shù)構(gòu)件表面最高溫度大于800℃。本工程各層構(gòu)件損傷初步鑒定各評(píng)級(jí)數(shù)量見表1，其中一層柱及二層梁、板構(gòu)件損傷評(píng)級(jí)平面分布示意圖見圖1。

圖1 一層柱及二層梁、板構(gòu)件損傷評(píng)級(jí)平面分布示意圖

表1 構(gòu)件損傷初步鑒定各評(píng)級(jí)數(shù)量匯總

3.1.2 原結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量檢測

抽取部分梁、板、柱構(gòu)件進(jìn)行界面尺寸量測，所檢原結(jié)構(gòu)梁、柱截面尺寸及樓板厚度與設(shè)計(jì)基本相符。抽取部分輕微過火或未過火混凝土柱、梁，剝開混凝土表面粉刷層，采用回彈法對(duì)梁、柱混凝土強(qiáng)度進(jìn)行檢測，所檢原結(jié)構(gòu)柱現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值為25.2～29.0MPa，所檢原結(jié)構(gòu)梁現(xiàn)齡期混凝土強(qiáng)度推定值為25.2～36.8MPa，均滿足原設(shè)計(jì)要求。所檢原結(jié)構(gòu)柱、梁主筋直徑、主筋根數(shù)與原設(shè)計(jì)基本相符，所檢原結(jié)構(gòu)柱、梁箍筋分布基本符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，所檢樓板底筋分布基本與設(shè)計(jì)相符。

3.1.3 火災(zāi)后主體結(jié)構(gòu)側(cè)向位移量測

對(duì)火災(zāi)后上部主體結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移進(jìn)行量測，結(jié)果表明現(xiàn)階段各測點(diǎn)側(cè)移方向無明顯一致性，各測點(diǎn)側(cè)向位移值均未超過GB 50144-2019《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的側(cè)向位移限值要求。

3.2 原設(shè)計(jì)圖紙、加固設(shè)計(jì)圖紙驗(yàn)算復(fù)核

根據(jù)補(bǔ)充檢測結(jié)果并結(jié)合原設(shè)計(jì)圖紙、加固圖紙對(duì)結(jié)構(gòu)的承載能力進(jìn)行驗(yàn)算分析，發(fā)現(xiàn)部分一、二層柱實(shí)際配筋無法滿足驗(yàn)算結(jié)果，而加固設(shè)計(jì)圖紙未對(duì)此部分柱進(jìn)行加固設(shè)計(jì)。

3.3 補(bǔ)充加固設(shè)計(jì)

將以上現(xiàn)場檢測及驗(yàn)算結(jié)果反饋給加固設(shè)計(jì)院，與設(shè)計(jì)院充分溝通、反復(fù)核對(duì)后，由原加固設(shè)計(jì)院對(duì)原設(shè)計(jì)方案進(jìn)行修改、補(bǔ)充。

4 加固后檢測內(nèi)容及檢測結(jié)果

4.1 加固后建筑、結(jié)構(gòu)布置檢查

經(jīng)現(xiàn)場勘查，該工程現(xiàn)狀各層結(jié)構(gòu)的加固情況基本與設(shè)計(jì)相符。主體結(jié)構(gòu)現(xiàn)場主要加固施工內(nèi)容有如下：對(duì)因爆炸而斷裂和偏出、配筋不足、柱頭施工縫開裂、過火損傷評(píng)級(jí)為III 級(jí)及以上、箍筋銹蝕及保護(hù)層剝落的柱構(gòu)件分別采用置換法、外包型鋼加固法、擴(kuò)大截面法等方法進(jìn)行處理；對(duì)過火損傷評(píng)級(jí)為III 級(jí)及以上、箍筋銹蝕及保護(hù)層剝落的梁構(gòu)件分別采用置換法、碳纖維布加固法、粘鋼加固法進(jìn)行處理；對(duì)過火損傷評(píng)級(jí)為III 級(jí)及以上板構(gòu)件分別采用置換法、碳纖維布加固法進(jìn)行處理；過火損傷評(píng)級(jí)為IIb 級(jí)的輕微受損梁、板構(gòu)件，根據(jù)情況，應(yīng)先鏟除混凝土構(gòu)件表面損傷層，采用高強(qiáng)度聚合物砂漿進(jìn)行修補(bǔ)，再用碳纖布進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)。

4.2 地基基礎(chǔ)現(xiàn)狀工作狀態(tài)檢查

本工程設(shè)計(jì)采用鉆孔灌注樁基礎(chǔ)，地基基礎(chǔ)未遭受灼燒，現(xiàn)場檢查建筑物基礎(chǔ)周邊地面未見明顯沉陷，上部結(jié)構(gòu)未發(fā)現(xiàn)因基礎(chǔ)不均勻沉降引起的裂縫和變形。加固過程中對(duì)所加固柱的基礎(chǔ)承臺(tái)進(jìn)行開挖，所檢基礎(chǔ)承臺(tái)表面未見明顯開裂、腐蝕、剝落現(xiàn)象。

4.3 主體結(jié)構(gòu)側(cè)向位移量測

根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際條件，共布置10 個(gè)測點(diǎn)，采用全站儀對(duì)火災(zāi)后上部主體結(jié)構(gòu)的側(cè)向位移進(jìn)行量測，結(jié)果表明現(xiàn)階段各測點(diǎn)側(cè)移方向無明顯一致性，各測點(diǎn)側(cè)向位移值均未超過GB 50144-2019《工業(yè)建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的側(cè)向位移限值要求。

4.4 上部結(jié)構(gòu)構(gòu)件加固施工質(zhì)量檢測內(nèi)容及檢測結(jié)果

對(duì)加固施工現(xiàn)場鋼筋綁扎完的加大截面及置換的梁、柱、板構(gòu)件鋼筋配置進(jìn)行抽檢，結(jié)果表明所檢原結(jié)構(gòu)柱、梁主筋直徑、主筋根數(shù)與原設(shè)計(jì)基本相符，所檢原結(jié)構(gòu)柱、梁箍筋分布基本符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，所檢樓板鋼筋分布基本與設(shè)計(jì)相符；對(duì)外粘型鋼或鋼板的梁、柱構(gòu)件的型鋼或鋼板截面尺寸及間距進(jìn)行抽檢，結(jié)果表明所檢外包型鋼或鋼板的梁、柱構(gòu)件的型鋼或鋼板截面尺寸及間距符合設(shè)計(jì)要求；對(duì)采用碳纖維布加固的梁、板的碳纖維布寬度及間距進(jìn)行抽檢，結(jié)果表明所檢碳纖維布的寬度及間距符合設(shè)計(jì)要求；對(duì)加大截面及置換梁、柱構(gòu)件截面尺寸進(jìn)行抽檢，結(jié)果表明所檢梁、柱截面尺寸與設(shè)計(jì)相符；采用樓板測厚儀對(duì)置換后樓板厚度進(jìn)行抽檢，結(jié)果表明所檢樓板厚度與設(shè)計(jì)相符；現(xiàn)場對(duì)植筋錨固承載力進(jìn)行檢測，結(jié)果表明所檢植筋錨固承載力符合規(guī)范要求；現(xiàn)場對(duì)鋼板與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行抽檢，結(jié)果表明所檢鋼板與混凝土正拉粘結(jié)強(qiáng)度符合規(guī)范要求；現(xiàn)場對(duì)碳纖維片材與混凝土粘結(jié)強(qiáng)度進(jìn)行抽檢，結(jié)果表明所檢碳纖維片粘結(jié)強(qiáng)度符合規(guī)范要求。

4.5 加固原材料檢測

對(duì)構(gòu)件置換及加大截面用混凝土的同條件及標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)試塊進(jìn)行抗壓強(qiáng)度檢測，結(jié)果表明試塊強(qiáng)度均滿足設(shè)計(jì)要求；現(xiàn)場對(duì)用于加固用的鋼筋、鋼板進(jìn)行取樣檢測，結(jié)果表明鋼筋及鋼板樣品力學(xué)性能和冷彎性能項(xiàng)目符合標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)要求；現(xiàn)場對(duì)用于梁、板加固的碳纖維布進(jìn)行取樣檢測，結(jié)果表明碳纖維布樣品抗拉強(qiáng)度、伸長率、層間剪切強(qiáng)度符合技術(shù)規(guī)范要求，符合單向高強(qiáng)度型碳纖維布復(fù)核材料III 級(jí)技術(shù)要求；現(xiàn)場對(duì)植筋錨固膠、涂布粘鋼結(jié)構(gòu)膠、壓注粘鋼結(jié)構(gòu)膠及碳布浸漬膠進(jìn)行取樣檢測，結(jié)果表明所檢結(jié)構(gòu)膠粘劑所檢項(xiàng)目符合規(guī)范技術(shù)指標(biāo)要求。

5 結(jié)構(gòu)承載力驗(yàn)算與分析（不含地震工況）

根據(jù)現(xiàn)場檢測結(jié)果、原設(shè)計(jì)圖紙及加固圖紙，采用PKPM 軟件對(duì)加固后結(jié)構(gòu)承載能力進(jìn)行驗(yàn)算分析(圖2）。驗(yàn)算結(jié)果表明，該廠房加固后框架、梁、板的承載能力均滿足要求。

圖2 結(jié)構(gòu)三維分析模型

6 鑒定單元安全性評(píng)級(jí)

綜合考慮地基基礎(chǔ)、上部承重結(jié)構(gòu)、圍護(hù)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的等級(jí)評(píng)定結(jié)果，本工程加固后安全性等級(jí)評(píng)定為二級(jí)。

7 抗震性能評(píng)估

該工程地處抗震設(shè)防烈度7 度(0.10g)區(qū)，設(shè)計(jì)地震分組為第三組，場地類別為II 類，框架抗震構(gòu)造措施等級(jí)為三級(jí)，框架抗震等級(jí)為三級(jí)。經(jīng)現(xiàn)場檢測并結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙資料，該廠房結(jié)構(gòu)體系、材料強(qiáng)度、構(gòu)件配筋與構(gòu)造等抗震措施項(xiàng)目均符合規(guī)范的要求。該樓在計(jì)入地震作用下，驗(yàn)算結(jié)果表明，該廠房框架柱、梁抗震承載力和變形均滿足規(guī)范要求，加固后抗震性能滿足規(guī)范要求。

8 鑒定結(jié)論

本工程加固后安全性等級(jí)評(píng)定為二級(jí)。加固后建筑的抗震性能滿足規(guī)范要求。

9 結(jié)語

建筑結(jié)構(gòu)火災(zāi)后的檢測鑒定和加固已廣泛開展，筆者認(rèn)為在該類型檢測鑒定項(xiàng)目中應(yīng)注重以下幾方面的工作。

⑴因火災(zāi)受損的建筑，其損傷構(gòu)件往往存在數(shù)量多、損傷級(jí)別各不相同的情況，火災(zāi)后損傷鑒定應(yīng)認(rèn)真、細(xì)致，對(duì)損傷構(gòu)件的評(píng)級(jí)應(yīng)區(qū)分到每一個(gè)構(gòu)件，避免出現(xiàn)遺漏。

⑵火災(zāi)加固后的建筑，除了要注重施工質(zhì)量外，同時(shí)對(duì)于原鑒定報(bào)告和加固設(shè)計(jì)也要給予關(guān)注，應(yīng)對(duì)原鑒定報(bào)告的檢測內(nèi)容和鑒定結(jié)論、加固設(shè)計(jì)內(nèi)容和承載力驗(yàn)算進(jìn)行復(fù)核。若發(fā)現(xiàn)原鑒定報(bào)告及加固設(shè)計(jì)存在檢測、設(shè)計(jì)內(nèi)容遺漏及錯(cuò)誤，在加固施工前應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充檢測及補(bǔ)充設(shè)計(jì)，以確保火災(zāi)后建筑經(jīng)加固后的結(jié)構(gòu)安全性滿足規(guī)范要求。

⑶火災(zāi)后的結(jié)構(gòu)加固設(shè)計(jì)及加固施工必須委托有資質(zhì)的單位進(jìn)行，加固施工質(zhì)量應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)范的要求，若檢測單位在加固施工前就已介入，應(yīng)對(duì)于加固施工過程中的重要施工節(jié)點(diǎn)及隱蔽工程的施工進(jìn)行必要的現(xiàn)場監(jiān)督及驗(yàn)收。