某火災(zāi)后建筑損傷鑒定及加固處理措施

孫樂樂，丁 玎

（國投工程檢驗檢測有限公司，云南 昆明 650217）

0 引言

火災(zāi)給人民群眾的生命財產(chǎn)帶來巨大危害。從應(yīng)急管理部消防救援局發(fā)布的 2020 年全國火災(zāi)情況報告中得知，2020 年國內(nèi)總共接報的火災(zāi) 25.2 萬起，死亡 1 100 余人，受傷 700 余人，直接財產(chǎn)損失約 40 億元，其中云南省全省 2020 年共發(fā)生火災(zāi) 6 999 起、死亡 45 人、受傷 36 人。火災(zāi)帶來的間接損失更為嚴重，有研究表明，火災(zāi)帶來的間接經(jīng)濟損失甚至超過了直接經(jīng)濟損失的 3 倍。

建筑火災(zāi)發(fā)生的數(shù)量最多，損失也最大，約占全部火災(zāi)數(shù)量的 80 %。特大火災(zāi)可能造成建筑物結(jié)構(gòu)的損壞，甚至導(dǎo)致建筑物的轟然倒塌，嚴重威脅人民生命財產(chǎn)安全。因此，研究遭受火災(zāi)侵害后的建筑物承載能力及安全性能具有重要意義，同時也可為后續(xù)的加固處理提供參考價值。

1 工程概況

2020 年 4 月 15 日上午 10 時 20 分，云南省某農(nóng)貿(mào)市場項目工地±0.000 m 標高位置電焊作業(yè)人員在對梁鋼筋進行電弧焊時，焊渣外濺，從通風預(yù)留洞口掉落，引燃地下室 -3 層堆放的擠塑板，后引燃旁邊堆放的防水材料，造成 30 m3擠塑板燒化、200 卷自粘性防水卷材燒毀、4 塊混凝土頂板和 4 面剪力墻局部混凝土保護層脫落，火災(zāi)無人員傷亡。

事故發(fā)生后，項目部管理人員及項目班組成員在第一時間趕往事故現(xiàn)場，緊急疏散施工人員，及時拔打了消防急救電話 119，積極配合消防隊員，使用于粉滅火器、消防水槍等成功將火于 10 時 50 分全部撲滅，消除了隱患。

2 現(xiàn)場勘驗檢測

以下將從火災(zāi)原因排查、損傷排查、構(gòu)件損傷評定、混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)性能檢測、火災(zāi)溫度推算等方面對該棟建筑進行勘驗檢測［1］。

2.1 火災(zāi)原因調(diào)查

受火災(zāi)侵害建筑結(jié)構(gòu)形式為剪力墻結(jié)構(gòu)，地下 3 層，地上 28 層。本次火災(zāi)是由于施工作業(yè)人員在進行電弧焊時焊渣外濺引起地下室堆放的易燃材料著火引起的。

2.2 損傷排查

經(jīng)現(xiàn)場對地下室 -3 層及 -2 層結(jié)構(gòu)排查，受此次火災(zāi)影響的主要為-3 層 4 塊混凝土頂板、2 根混凝土梁及 4 面剪力墻，其余混凝土構(gòu)件均表征為煙熏痕跡，經(jīng)對煙熏處進行剔鑿打磨，無明顯受損，火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件的損傷情況如圖1～圖4 所示。

圖1 剪力墻混凝土剝落、露筋

圖2 剪力墻混凝土剝落、露筋

圖3 混凝土板剝落、露筋

圖4 混凝土板剝落、露筋

2.3 構(gòu)件損傷評判

采用回彈儀、敲擊和表層剝離等方法對受災(zāi)現(xiàn)場的混凝土構(gòu)件和遭受煙熏區(qū)域進行逐一檢查，根據(jù)混凝土構(gòu)件的顏色變化、變形情況、開裂程度等［2-4］，對受火范圍內(nèi)的鋼筋混凝土構(gòu)件進行損傷狀態(tài)定性鑒定評級，其中混凝土板、墻、梁評定基本特征如表1～表3 所示。

根據(jù)表1～表3 基本特征可知，-3 層 4 塊混凝土板出現(xiàn)混凝土大面積剝落、板底鋼筋露筋，混凝土表面顏色呈灰白色，利用榔頭對板底表面進行錘擊，聲音發(fā)悶、混凝土粉碎和坍落，評定為 Ⅲ 級。

表1 火災(zāi)后混凝土板鑒定評級

表2 火災(zāi)后混凝土梁鑒定評級

表3 火災(zāi)后混凝土墻鑒定評級

-3 層 1 根混凝土梁梁大面積被燒光，利用榔頭錘擊時聲音比較響亮，并且在混凝土表面留下凹痕，構(gòu)件評定為 Ⅱb 級；1 根混凝土梁顏色呈灰白色，錘擊反應(yīng)聲音發(fā)悶，混凝土聲音發(fā)悶，錘擊時混凝土粉碎，評定為 Ⅲ 級。

-3 層 1 片剪力墻局部被燒光，混凝土脫落面積＜50×50（cm2），且為表面脫落，評定為 Ⅱb 級；3 片剪力墻大面積露筋、脫落，混凝土表面呈灰白色，評定為 Ⅲ 級。

其他構(gòu)件經(jīng)初步評判均為表面熏黑，經(jīng)對熏黑表面進行打磨，露出新鮮混凝土面。

2.4 混凝土結(jié)構(gòu)相關(guān)性能指標檢測

2.4.1 鉆心法檢測混凝土強度

現(xiàn)場對經(jīng)遭受火災(zāi)后等級評定為 Ⅱb 級、Ⅲ 級的混凝土構(gòu)件相臨近的熏黑的混凝土墻、梁、板、柱進行鉆芯法抽樣檢測混凝土強度，經(jīng)對芯樣進行強度檢測得知，混凝土強度均滿足設(shè)計要求，沒有明顯損失。檢測結(jié)果如表5 所示。

表5 混凝土強度檢測

2.4.2 鋼筋力學性能檢測

現(xiàn)場取樣露筋位置 HRB400E-24、HRB400E-22、HRB400E-12 三組鋼筋，拉伸試驗表明鋼筋力學滿足相關(guān)規(guī)范要求，鋼筋力學性能檢測結(jié)果如表6 所示。

表6 鋼筋力學性能檢測結(jié)果

2.5 火災(zāi)溫度推算

建筑物的火災(zāi)溫度與室內(nèi)空間大小、結(jié)構(gòu)布局、通風情況、可燃物數(shù)量、品種及存放狀態(tài)等諸多因素有關(guān)，確定其影響較困難，本文按照 ISO834 標準曲線見式（1）：

式中：T為火災(zāi)時室內(nèi)空氣溫度，℃；T0為常溫（取20 ℃）；t為相應(yīng)部位火災(zāi)燃燒時間，min。

根據(jù)現(xiàn)場燃燒物的數(shù)量和品種、燃燒物的性態(tài)，以及火災(zāi)持續(xù)的時間，取旺火燃燒時間為10～20min，估算火場空氣最高溫度約在680～780℃。

3 結(jié)果分析與加固措施

經(jīng)現(xiàn)場檢測分析可知：①4 塊混凝土板評定為Ⅲ級，2 根混凝土梁分別評定為Ⅱb級、Ⅲ級，1 片剪力墻評定為 Ⅱb 級；3 片剪力墻評定為 Ⅲ 級；②鉆芯法檢測熏黑部位混凝土強度滿足設(shè)計要求；③遭受火災(zāi)部位鋼筋力學性能滿足設(shè)計要求；④火場空氣最高溫度約在 680～780 ℃。

本實例中，遭受火災(zāi)后的混凝土結(jié)構(gòu)直接補強措施如下。

1）4 塊板混凝土已出現(xiàn)酥碎，加固處理時將酥碎混凝土進行剔鑿，利用高一等級水泥砂漿進行補強，新舊截面處涂刷界面劑。

2）4 片剪力墻對酥碎混凝土進行剔鑿，剔鑿后利用高一級混凝土進行修補，同時擴大原剪力墻截面尺寸；由于本實例中出現(xiàn)火災(zāi)位置位于-3 層，因此待混凝土強度滿足要求后，在外側(cè)粘貼鋼板進行二次補強。

3）混凝土梁補強方法同混凝土板，利用高一等級水泥砂漿進行補強。

4）對于遭受熏黑的混凝土構(gòu)件，雖然混凝土強度滿足設(shè)計要求，但強度仍有所降低，本實例中對于遭受熏黑的混凝土構(gòu)件，利用外貼碳纖維布法進行加固處理［7］。

4 結(jié)語

火災(zāi)對人民的生命財產(chǎn)安全造成巨大威脅，因此在施工過程中要加強監(jiān)督檢查，配備消防專人及配齊消防器材。本文主要講述了某遭受火災(zāi)侵害的混凝土建筑的檢測、評定及具體的加固處理措施，可為后續(xù)類似項目檢測加固提供參考。Q