某建筑物火災后結構檢測及鑒定

許發俊，張太亮，戴丹丹

（甘肅土木工程科學研究院有限公司，甘肅 蘭州 730020）

0 引言

建筑物發生火災受損后，應根據受損情況及時對建筑結構進行檢測、鑒定，參照現行 CECS252∶2009《火災后建筑物結構鑒定標準》［1］，對建筑物受損情況進行調查、材料檢測、結構檢測、火場溫度計算，判定建筑物發生火災后的安全狀況，為后續使用提出相應的處理意見和建議，為類似的火災后檢測鑒定提供參考。

1 概述

某建筑物地上 27+1 層，地下 1 層，混凝土剪力墻結構［2］，使用功能為住宅，建筑物長 32.6 m，寬 16.7 m，結構高度 87.85 m，總建筑面積 13 080.31 m2。墻、梁混凝土設計強度等級：基礎頂～5 層為 C45，6 層～13 層為C 40，14 層～21 層為 C 35，22 層及以上為 C 30。

2 火災情況調查

由于本次檢測時火災現場大部分燃燒物已清理，因此本次檢測火災情況調查主要根據委托方提供的資料和敘述。

2.1 火災發生位置

建筑物7～12層17～19×E～G軸（14.620 m～ 32.320 m）處混凝土構件，建筑物外防護架 7～13 層，起火部位為：9 層 19×F～G 軸處外防護架。

2.2 火災發生和持續時間

起火時間約為 2020 年 5 月 4 日 16∶13，16∶35大火得到控制，16∶38 消防車到達現場參與救火，16∶53 火災全部撲滅，持續時間約為 40 min。

2.3 火場燃燒物

外防護架從 7～13 層共設置 9 層隔離層，每層隔離層為竹腳手板并排 3 塊，首層隔離層為木膠板一層加竹腳手板一層再加木膠板一層滿鋪，著火范圍內外防護架的竹腳手板部分燒毀。

2.4 滅火方式

起火初采用手提式干粉滅火器滅火，消防車到達現場救火時采用高壓水槍噴水滅火。

3 建筑物現場施工情況調查

根據建筑物施工現場情況，對火災后實際施工情況進行初步調查，具體調查情況如下：

1）根據施工單位的施工記錄和現場情況，對施工單位 7～12 層 17～19×E～G 軸（14.620～32.320 m）施工情況進行調查，調查情況如表 1 所示。

表1 7～12 層 17～19×E～G 軸（14.620～32.320 m）施工情況調查

2）該樓火災起火部位為 9 層 19×F～G 軸處外防護架，燃燒材料為木質材料，火災持續時間約為 40 min，依據 CECS252∶2009《火災后建筑結構鑒定標準》附錄 A 常見材料變態穩定、燃點，燃點溫度為 240～270 ℃。

4 混凝土受損情況調查與現場檢測

4.1 混凝土受損構件調查情況

本次火災受損［3］主要為剪力墻構件，依據 CECS252∶2009《火災后建筑結構鑒定標準》，對剪力墻構件進行受損調查。剪力墻構件混凝土表面受損情況如表 2 所示，構件受損情況如圖 1～4 所示。

圖1 7 層 19×F～G 軸線剪力墻受損

表2 剪力墻受損情況調查

圖2 7 層 19～20×F 軸線剪力墻受損

圖3 8 層 19×F～G 軸線剪力墻受損

圖4 9 層 19×F～G 軸線剪力墻受損

4.2 混凝土結構現場檢測［4］

4.2.1 回彈法檢測構件表面混凝土強度

對 7 層～12 層過火受損區域剪力墻構件和未過火區域剪力墻構件混凝土強度進行抽樣對比檢測，混凝土強度檢測采用回彈法，檢測結果如表 3 所示。

4.2.2 鉆芯法檢測構件混凝土強度

采用鉆芯法對對 7 層、9 層剪力墻直接遭受灼燒的構件和未過火的構件的混凝土強度進行檢測，對鉆取的混凝土芯樣進行加工，加工完成后進行試驗，試驗結果如表 4 所示。

5 鋼筋損傷狀況檢測

為了解剪力墻鋼筋過火損傷狀況，對過火剪力墻面層混凝土脫落、鋼筋裸露嚴重位置處，現場截取 2 根 C8 鋼筋（設計牌號為 HRB400E）進行力學性能試驗［5］，根據鋼筋力學性能試驗結果，所檢 C8 鋼筋力學性能符合國家規范對 HRB400E 的指標要求，過火后鋼筋力學性能未見明顯退化。

表3 7 層～12 層剪力墻混凝土抗壓強度檢測表

表4 7層、9層剪力墻混凝土式樣抗壓強度檢測表

6 火災溫度推定

6.1 標準升溫曲線推定

依據國際標準組織制定的 IS0834 標準升溫曲線表達式為：

式中：T 為標準溫度，℃；T0為自然溫度，℃；t 為火災經歷的時間，min。

根據當地氣象資料，火災發生時自然溫度為 20 ℃；火災經歷時間總約 40 min。根據以上內容，計算推定火場最高溫度約為：

T=T0+345 lg（8t+1）=20+345 lg（8×40+1）=885 ℃

6.2 現場燃燒情況推定

由檢測現場殘留物、混凝土結構表面受損狀況推定火場最高溫度，混凝土顏色呈淺灰～淺灰白，表面局部存在裂縫；局部位置混凝土存在脫落現象，鋼筋外露；錘擊時聲音較悶，留有痕跡。根據現場調查結果，結合 CECS252∶2009《火災后建筑結構鑒定標準》，本次火場最高溫度推定不大于 500 ℃。

7 火災后混凝土構件材料微觀分析

根據混凝土構件燒損程度，在過火部位鉆取的混凝土芯樣上采集小樣（深度為 0～10 mm 范圍），并進行電子顯微鏡分析，觀察混凝土樣品顯微結構特征。

7 層剪力墻混凝土構件受損深度在 0～10 mm范圍內顯微結構特征如圖 5 所示。由圖 5（a）～（f）可知，過火后的混凝土試驗受損深度為 0～5 mm，混凝土樣品石英晶體完整，水泥漿體中水化產物氫氧化鈣脫水，漿體開始酥松，但仍較緊密，連續性好，氫氧化鈣晶型缺損、有裂紋。由圖 5（g）～（i）可知，在 10 mm 范圍內方解石集料表面光滑、平整，水泥漿體密集，連續性好。

圖5 7 層剪力墻混凝土構件受損深度為 0～10 mm 顯微結構特征

圖6 9 層剪力墻混凝土構件受損深度為 0 ～10 mm 顯微結構特征

9 層剪力墻混凝土構件受損深度在 0～10 mm 范圍內為顯微結構特征如圖 6 所示。由圖 6（a）～（f）可知，過火后的混凝土試驗受損深度在 0～5 mm 范圍內混凝土樣品石英晶體完整，水泥漿體中水化產物氫氧化鈣脫水，漿體開始酥松，但仍較緊密，連續性好，氫氧化鈣晶型缺損、有裂紋。由圖 6（g）～（i）可知，在 10 mm 范圍內方解石集料表面光滑、平整，水泥漿體密集，連續性好。

8 火災后結構構件初步鑒定評級

根據 CECS252：2009《火災后建筑結構鑒定標準》的要求，并結合混凝土構件現場檢測結果，對該樓過火構件進行初步鑒定評級，具體評級結果如表 5 所示。

表5 構件初步鑒定評級

9 檢測結論與建議

綜合以上檢測與分析，該建筑物發生火災后 7 層、9 層在 10 mm 范圍內剪力墻局部受損，對建筑物結構安全及正常使用產生一定影響，為確保建筑物火災后能繼續安全使用，建議對受損部位剪力墻采用高延性混凝土加固處理。

10 結語

通過實際火災檢測鑒定工程項目，結合火災現場的一系列檢測內容，確定火災后構件的鑒定評級結果，并對需加固處理的構件提出安全、可靠、經濟的處理措施，為建筑物后續安全使用提供重要保證。同時，對類似火災鑒定工程項目有一定的借鑒作用。