火災(zāi)后建筑物主體結(jié)構(gòu)檢測鑒定及處理

吳旭東

（山西建工建筑工程檢測有限公司，山西太原 030006）

常言道，水火無情。火災(zāi)會嚴(yán)重威脅人民的生命及財(cái)產(chǎn)安全，造成巨大的損失，增加社會負(fù)擔(dān)。對于建筑物而言，發(fā)生火災(zāi)之后，其自身結(jié)構(gòu)會被破壞，出現(xiàn)不同程度變形或者開裂，不僅對建筑物承載力及強(qiáng)度造成顯著影響，同時(shí)也會明顯降低建筑本身的抗震性能。在經(jīng)歷高溫、水冷卻和自然冷卻的過程后，建筑構(gòu)件會出現(xiàn)不同程度的變化，因此必然會影響后續(xù)使用功能。火災(zāi)后對建筑物開展系統(tǒng)的主體結(jié)構(gòu)損傷檢測及鑒定，能夠及時(shí)知曉危險(xiǎn)因素，從而為后續(xù)排查及處理提供便利。

1 建筑物火災(zāi)實(shí)例

本文分析的建筑物火災(zāi)實(shí)例發(fā)生在某市工業(yè)園區(qū)某電機(jī)生產(chǎn)廠房內(nèi)，廠房共三層，建筑主體結(jié)構(gòu)為框架結(jié)構(gòu)，建筑面積達(dá)到2500m2，預(yù)應(yīng)力混泥土管樁是該廠房的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。官方調(diào)查資料顯示，該廠房火災(zāi)誘因是噴漆車間設(shè)備拆除過程中切割操作，誤將管道上殘留的油漬點(diǎn)燃，起火點(diǎn)在該廠房的第三層，并從三樓開始向二樓和一樓蔓延。通過對本次火災(zāi)現(xiàn)象的后期核查發(fā)現(xiàn)，該廠房三層車間頂部及所有墻面均采用白灰進(jìn)行裝修，第三層是機(jī)電噴漆車間，使用夾芯板作為分隔墻，且第三層地面材料為水磨石，外墻安裝鋁合金窗框，窗戶材料則是玻璃。起火后，火勢較大，除了油漬外，夾芯板內(nèi)泡沫成為火災(zāi)現(xiàn)場的主要燃燒物，火災(zāi)迅速向下蔓延，持續(xù)60min 左右才被消防噴水完全控制。

2 火災(zāi)現(xiàn)場溫度判定

火災(zāi)發(fā)生時(shí)的溫度，是判斷建筑物主體結(jié)構(gòu)受損程度的主要指標(biāo)，在何種溫度下火災(zāi)持續(xù)多久，能夠?yàn)楹笃跈z測鑒定提供重要證據(jù)，判定火災(zāi)發(fā)生過程中溫度，可以采用以下幾種方式進(jìn)行判定。

（1）國際標(biāo)準(zhǔn)：采用ISO834 國際阻燃及防火測試標(biāo)準(zhǔn)，能夠比較客觀、準(zhǔn)確地反映出火災(zāi)現(xiàn)場的溫度情況。充分利用該標(biāo)準(zhǔn)中升溫曲線，可對本次火災(zāi)現(xiàn)場溫度做出判定。本次火災(zāi)事故持續(xù)時(shí)間將近1h 左右，對照ISO834 上升曲線，可以測算出當(dāng)時(shí)火災(zāi)現(xiàn)場的最高溫度在780～800℃之間。

（2）現(xiàn)場殘留：對本次火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行勘查，分析殘留物體情況。三樓防火墻夾芯板基本上完全被燒毀，機(jī)械設(shè)備、鋼板、鋁合金窗戶均出現(xiàn)不同程度損壞，窗戶玻璃軟化并且變形，結(jié)合殘留物體狀況，對火災(zāi)現(xiàn)場進(jìn)行判斷，總結(jié)如表1 所示。

結(jié)合上述殘留物體情況，判斷火災(zāi)現(xiàn)場溫度在750～800℃之間，與國際標(biāo)準(zhǔn)判斷結(jié)果基本一致。

表1 該廠房火災(zāi)現(xiàn)場殘留物溫度判定

3 火災(zāi)后建筑物主體結(jié)構(gòu)檢測鑒定

3.1 混凝土強(qiáng)度檢測

通過上述分析，該廠房火災(zāi)現(xiàn)場溫度最終被認(rèn)定在750～800℃之間，對于混凝土結(jié)構(gòu)而言，在高溫狀態(tài)下，其會受到嚴(yán)重影響。在此溫度下，混凝土有效面積會明顯減少，由于火災(zāi)持續(xù)時(shí)間長，混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)物理性變化和化學(xué)性變化。通過觀察可以證實(shí)，該廠房混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)部裂縫明顯增加，導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變得疏松，表面顏色也會發(fā)生明顯變化。這是因?yàn)楦邷啬軌蚴够炷敛牧现蠧a（OH）2發(fā)生熱分解，此種狀況會明顯降低鋼筋的保護(hù)效果，因此顯著降低混凝土結(jié)構(gòu)的耐久性。本次火災(zāi)對混凝土結(jié)構(gòu)的影響還不止如此，最顯著的影響是導(dǎo)致結(jié)構(gòu)力學(xué)性能明顯下降。對火災(zāi)后混凝土結(jié)果的強(qiáng)度進(jìn)行評估，主要可采用以下幾種方法：回彈法、超聲回彈綜合法、鉆芯法及敲擊法。本次檢測采用鉆芯法和回彈法，敲擊法作為輔助，綜合上述檢測方法所判斷的結(jié)果，就可以判斷出火災(zāi)后混凝土強(qiáng)度的變化情況。強(qiáng)度檢測具體應(yīng)用方法及優(yōu)勢如表2 所示。

表2 混凝土強(qiáng)度檢測方法

3.2 鋼筋構(gòu)件的檢測

對鋼筋構(gòu)件受損情況進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，有6 根柱子呈中度燒傷，平均強(qiáng)度和芯樣平均值分別為25.0MPa 和24.5MPa；框架梁、次梁平均強(qiáng)度和芯樣平均值分別為22.6MPa 和23.7MPa；5塊板芯樣平均值達(dá)到21.7MPa。根據(jù)火災(zāi)現(xiàn)場情況，對鋼筋受損情況進(jìn)行合理評估，從受損最嚴(yán)重的三樓框架中選取部分受損鋼筋進(jìn)行抗拉強(qiáng)度測試，并開展冷彎測試，檢測鋼筋的長度達(dá)到800mm。對檢測結(jié)果進(jìn)行綜合分析，證實(shí)構(gòu)件平均屈服強(qiáng)度能夠達(dá)到440～450MPa，極限強(qiáng)度達(dá)到620MPa，結(jié)合冷彎測試結(jié)果認(rèn)定，鋼筋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足建設(shè)要求及標(biāo)準(zhǔn)。對鋼筋的力學(xué)性能進(jìn)行檢測，本次檢測在火災(zāi)現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，頂板和剪力墻有鋼筋外漏情況，截取樣本進(jìn)行力學(xué)性能測試，結(jié)果證實(shí)鋼筋力學(xué)性能良好。

3.3 混凝土構(gòu)件裂縫檢測

對于混凝土構(gòu)件而言，受到持續(xù)高溫的影響，構(gòu)件會出現(xiàn)裂縫，裂縫形式主要包括三種：①疏松爆裂后所產(chǎn)生的應(yīng)力裂縫；②混凝土結(jié)構(gòu)受力較大部位裂縫；③高溫到水冷卻、自然冷卻過程中溫度變化范圍比較大，溫度收縮作用下所產(chǎn)生的裂縫。采用讀數(shù)放大鏡、超聲波等方法對該廠房火災(zāi)現(xiàn)場混凝土構(gòu)件裂縫情況進(jìn)行檢測，最終確定梁體最大裂縫0.5mm，最大板裂縫0.45mm，最大柱裂縫0.25mm。除此之外，對各個(gè)構(gòu)件混凝土強(qiáng)度進(jìn)行確定，并加以確定其火燒破壞程度，進(jìn)而判定鑒定等級。

4 火災(zāi)后建筑物主體結(jié)構(gòu)處理

（1）柱承載力：經(jīng)過現(xiàn)場檢測及復(fù)核，該處屬于中度受損，且混凝土強(qiáng)度檢測結(jié)果顯示，不符合建筑物原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)及要求。但是，進(jìn)一步分析認(rèn)為，柱自身承載力未受到嚴(yán)重?fù)p害，能夠達(dá)到安全使用的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。因此，火災(zāi)后建議該廠房內(nèi)部受損柱，只需對其進(jìn)行相應(yīng)修復(fù)即可，無須進(jìn)行加固處理。

（2）梁板承載力：通過對現(xiàn)場檢測的結(jié)果進(jìn)行分析，結(jié)合復(fù)核審查結(jié)果認(rèn)為，該廠房三樓為最原始起火點(diǎn)，觀察梁板情況，綜合混凝土強(qiáng)度測試所得值，部分梁板混凝土強(qiáng)度無法達(dá)到建筑物原設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。并且通過詳細(xì)觀察梁板結(jié)構(gòu)可以確定，其厚度明顯變薄。對中度燒傷的梁板進(jìn)行抗彎承載力檢測，發(fā)現(xiàn)其結(jié)構(gòu)承載力顯著降低。加之部分梁板出現(xiàn)較多裂縫，仔細(xì)觀察這些裂縫證實(shí)，裂縫寬度比較大。對保護(hù)層進(jìn)行觀察，發(fā)現(xiàn)有明顯的脫落狀況。綜合上述梁板情況，建議進(jìn)行綜合處理，部分區(qū)域需要進(jìn)行加固處理，具體采用粘鋼法進(jìn)行加固。

（3）墻體受損處理：對梁板柱墻體現(xiàn)場檢測結(jié)果進(jìn)行復(fù)核，證實(shí)此部分燒損狀況比較復(fù)雜，有的屬于輕度受損，有的屬于中度受損，部分區(qū)域受損嚴(yán)重。因此，建議進(jìn)行分區(qū)域處理。對于輕度燒損區(qū)域，及時(shí)清理燒灼表面物質(zhì)，使其保持干凈整潔。對于中度燒損區(qū)域，需要專業(yè)人員將該區(qū)域進(jìn)行徹底清理，觀察無問題后噴涂截面劑。結(jié)合該廠房原有設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，確定原有混凝土結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，按照此標(biāo)準(zhǔn)重新配制混凝土，并對該區(qū)域進(jìn)行補(bǔ)修和加固。對于燒損嚴(yán)重的區(qū)域，除了做好上述處理外，也要對抹灰層進(jìn)行清潔處理，然后重新抹灰。

5 總結(jié)

建筑物發(fā)生火災(zāi)后應(yīng)該及時(shí)對其主體結(jié)構(gòu)開展檢測鑒定，并根據(jù)鑒定結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)處理，目的是為了顯著提高火災(zāi)后建筑物的使用安全。本文以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)為立足點(diǎn)，結(jié)合火災(zāi)后建筑物主體結(jié)構(gòu)檢測實(shí)例，分析相應(yīng)的檢測鑒定及處理方法。但是，由于建筑物主體結(jié)構(gòu)體系存在顯著差異，火災(zāi)事故現(xiàn)場狀況也不盡相同，建議在實(shí)際工作中，針對主體結(jié)構(gòu)檢測鑒定，應(yīng)該根據(jù)具體情況做出具體分析，牢牢把握工作重心，按照規(guī)定設(shè)計(jì)要求及標(biāo)準(zhǔn)，做好檢測鑒定及處理工作，為火災(zāi)后建筑物的使用提供更多安全保障，延長其使用壽命。