淺談火災后鋼筋混凝土結構的檢測

鄧曉華 王炳暉

（河北省邢臺公安消防支隊, 河北 邢臺 054000）

鋼筋混凝土結構遭受火災時,其鋼筋和混凝土材料本身性能發生惡化,并且結構構件截面將產生不均勻的溫度場而引起截面的溫度應力和構件的彎曲變形。

如何做好其火災后的結構檢測工作,為火災后鋼筋混凝土結構的復核計算、加固處理提供可靠依據,尤顯重要。而目前,我國在火災檢測鑒定方面尚無具有使用價值的國家規范和規程。現對火災后鋼筋混凝土結構的檢測工作做如下探討。

1 檢測思路及檢測方法

1.1 檢測思路

基于確定影響范圍和影響程度的要求，首先通過現場情況和構件表面簡易綜合檢測,初步劃分構件的表面受損程度、分布位置和范圍,推定火場溫度;然后縮小需進行精確評估構件的范圍,選擇相應的檢測手段,確定構件的檢測抽樣比例和數量,獲得最合理數據。

1.2 檢測方法的選擇使用

由于火災的特殊性,檢測對象應該是單個構件或部分構件,檢測推論不得擴大到未檢測的構件或范圍,因此在取樣時應確保檢測結論的涵蓋范圍。為不造成構件的二次損傷,在條件允許的情況下應盡量選擇非破損方法。

1.2.1 受損構件表面簡易綜合檢測

通過對受災區域構件混凝土表面顏色、混凝土保護層剝落和露筋情況、表面裂縫分布情況進行檢查;通過采用鐵錘、鐵鑿錘擊和鑿擊進行檢查,根據錘擊聲音、錘擊痕跡、手振感和鑿擊效果來初步評估構件受損程度。

1.2.2 火場溫度確定

溫度判斷可以依據可燃物的性質和分布、殘留物的特征、混凝土外觀質量和參考相關資料來確定。條件允許的情況下可采集混凝土小樣進行X射線衍射分析或電鏡分析。

1.2.3 構件性能檢測方法

根據高溫對鋼筋混凝土結構損害的機理,火災后構件的性能檢測主要圍繞以下幾個內容進行:構件截面損失;混凝土抗壓強度的損失;高溫冷卻后鋼筋力學工藝性能的損失;鋼筋與混凝土之間粘結強度(握裹力)損失;構件剛度損失等。

2 工程實例

某在建工程為地下2層、地上16層框架-剪力墻(核心筒)結構,當施工至13層時,焊工作業中焊渣落入電梯井防護棚上引燃可燃物,從而引發火災。

2.1 火災后的現場勘察

2.1.1 過火范圍調查

該樓火災事故的起火點在12層西電梯井,從火災產生到熄滅歷時約6h。火災現場的可燃物主要是木模板、木龍骨等,因火災發生時,12層、11層的木模板尚未拆除,火沿樓板蔓延,燒落的模板散落在下層樓板上繼續燃燒。經調查確定該樓火災過火范圍為10層局部、11層局部、12層、13層全層,過火面積約6300m2。

2.1.2 火災溫度判定

結合結構外觀和燒損情況判定過火區域溫度,參考相關資料,經綜合分析判斷給出四個溫度區段:嚴重燒傷區域(T>800℃);中度燒傷區域(600℃～800℃);輕度燒傷區域(300℃

2.1.3 過火構件混凝土裂縫檢測

各類構件裂縫分述如下:框架柱:過火較嚴重的柱存在部分表觀裂縫,裂縫較細微,走向雜亂。剪力墻:過火較嚴重的12層剪力墻部分構件存在裂縫,裂縫基本呈豎直走向,裂縫寬度多在0.1mm～0.15mm之間。樓板:過火區域的11層～13層樓板,部分構件存在多條貫通、通長裂縫,裂縫基本位于樓板的中部或沿板內埋管走向分布。梁:過火區域的框架梁和次梁普遍存在裂縫。

2.2 過火構件燒傷深度檢測

2.2.1 超聲波檢測

從所取芯樣中隨機抽取部分梁、柱、剪力墻混凝土芯樣進行超聲波測試。對Ⅲ類構件各檢測批選取5個芯樣試件,對Ⅰ,Ⅱ類構件混凝土芯樣各批次選取3個芯樣試件。對未達到抽檢數量的批次,取該檢測批所有芯樣試件。共計選取45個過火構件芯樣進行超聲波測試。同時對未過火的15個芯樣(10層所選的5道剪力墻、5根柱、5根梁)進行超聲波測試,以資比較分析。分析可知:1)Ⅱ,Ⅲ類過火構件受火災影響,混凝土內部密實程度有所降低。2)所有過火構件聲速在40mm～80mm處存在較大差異,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ類構件混凝土表層受損深度基本劃定在40mm～80mm深度。

2.2.2 混凝土表層碳化深度

共測試了145個鋼筋混凝土構件芯樣的表層碳化深度。從碳化測試結果可知,該工程過火樓層大多構件由于澆筑時間較短,且構件混凝土表層密實性較好,尚未被碳化。但部分構件受火災溫度影響產生了不同程度的碳化。

2.2.3 構件燒傷深度

分析超聲波檢測數據,并參考碳化測試結果,結合現場勘察各類構件表層混凝土燒損深度,綜合推斷過火構件燒傷影響深度:Ⅰ類 20mm～40mm;Ⅱ類 40mm～60mm;Ⅲ類60mm～80mm。

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