某磚混結構建筑火災后檢測鑒定與維修加固技術應用研究*

付郁桐 周靖東 徐照鑫 唐 爽

（1.南充職業技術學院后勤管理處，四川 南充 637000；2.四川省金川建筑設計有限公司，四川 南充 637000；3.西南石油大學土測院，四川 南充 637000）

隨著人民日益增長的精神物質需求，建于20 世紀的老舊建筑內用電負荷越來越大，但人們對于老舊電路、設施的維護意識淡薄，導致一到用電高峰，老小區、老建筑內極易產生因電路老化、過載、短路而引起的火災[1]。

在20 世紀低、多層建筑中，多以磚混結構建筑為主，這類建筑中砌墻、柱所用的磚多為燒結磚，過火后不易產生劣化，有較好的熱穩定性。而梁、板所用的混凝土作為一種含碳酸鈣的材料，其過火后材料中的碳酸鈣會轉化成氧化鈣和二氧化碳，進而導致混凝土爆裂，混凝土與鋼筋的握裹力降低[2]，結構受壓高度減少，應力重分布，進而導致結構整體強度降低[3]，輕則影響使用，重則結構坍塌。相較重大火災、較大火災，在一般火災中，房屋建筑受火災影響較小，若經過鑒定非D級危房，則可通過維修、加固來保證過火房屋的正常使用。

本文將以真實火災案例為基礎，對災后磚混建筑安全鑒定加固流程、工作重點、技術要點等開展分析研究。

1 工程概況

該工程為一棟建于1996 年的三層磚混結構房屋，抗震設防等級為不設防，建筑面積約650m2，一、二層層高均為3.9m，三層層高3.3m，墻體采用燒結頁巖磚砌筑，每層墻體由構造柱拉結，梁為混凝土梁，圈梁全錨入主墻內，梁、柱混凝土強度等級為C20，樓板為預制混凝土板。起火前，一樓、二樓閑置堆放雜物，三樓有一戶居民。起火原因為電路老化短路，導致二層雜物起火。起火半小時后，消防隊將火勢撲滅。后期對現場勘查發現，二層墻面爆皮，梁體混凝土剝落伴有裂縫；三層樓板開裂，影響正常使用，需進行災后維修加固。火災現場圖見圖1。

圖1 災后現場圖

2 危房等級鑒定

火災發生后，為確定房屋是否能夠繼續使用，或維修加固后使用，二層業主委托專業房屋安全檢測鑒定公司對房屋的結構安全進行了鑒定。鑒定依據為《火災后工程結構鑒定標準》（T/CECS 252-2019）、《危險房屋鑒定標準》（JGJ 125-2016）、《建筑結構檢測技術標準》（GB/T 50344-2019）以及國家相關現行規范等。檢測儀器主要為數顯混凝土回彈儀、磚回彈儀、混凝土鋼筋檢測儀、貫入式砂漿強度檢測儀等。

經過對現場進行檢測，建筑一層樓板頂面存在過火現象，但一層未見混凝土梁、柱因高溫產生的混凝土爆裂、裂縫等不良現象；二層梁、柱由于受大火炙烤，存在混凝土顏色變粉、混凝土面層脫落、混凝土表面出現輕微、中等裂縫，此外樓層頂板存在混凝土聲音發悶、部分有粗裂縫等，墻面大量抹灰層脫落、出現裂縫等問題；三層未出現大面積嚴重過火現象，部分外墻外窗出現破損，室內家具基本完好，未見混凝土構件因高溫、燃燒出現混凝土爆裂、裂縫等不良現象，但三樓部分墻體受二層蔓延的火勢炙烤，存在飾面層脫落、變形裂縫等問題。按照《火災后工程結構鑒定標準》（T/CECS 252-2019）相關要求對上述三層結構構件進行鑒定評價，各層構件的損傷程度鑒定結果為：一層梁、板、柱、墻損傷等級多為Ⅱa級別；二層梁、柱大多損傷等級為Ⅱa、Ⅱb級別，部分Ⅲ級，預制板以Ⅱb、Ⅲ級為主；墻面以Ⅲ級損傷為主；三層少量墻面被鑒定為Ⅲ級損傷。

現場還對混凝土柱、梁的混凝土強度以及砌體抗壓強度進行了驗證性抽測。經檢測，現場混凝土強度處于20.1MPa～25.4MPa 之間，磚抗壓強度處于6.4MPa～7.6MPa之間，符合原結構設計要求。

根據各結構構件損傷評級結果，參照《危險房屋鑒定標準》（JGJ 125-2016）對房屋進行了危險等級分析判定，最終各樓層綜合評定等級為：一層Bu級別，二層Cu級，三層Cu級。經綜合分析，房屋整體最終危險評定等級為C級，需經過加固維修后方能使用。

3 維修加固設計

房屋危險等級鑒定完成后，即需進行房屋結構加固與維修工作。火災后房屋結構加固的方法有很多種，例如：茍衛強[4]在研究中講到，可以剔除原有結構表面混凝土，采用高強不銹鋼鋼絞線，補強原結構鋼筋，再外包高強度混凝土，柱子可以用外包鋼絞線加高強混凝土處理；馬英杰[5]在研究中講到，可以重新更換預制樓板或者現澆混凝土樓板來代替原有樓板；裴卓非[2]在研究中提到，有三種方式對受損板進行處理，一是受損樓板板下型鋼支撐，二是受損板重建疊合板，三是板上板下分別鋪設鋼筋重建夾心板；陳勇[6]按照構件的損傷級別，給出了C級梁、柱構件應采用加大截面積的加固方式，損傷級別Ⅱa級別的梁柱采用聚合物砂漿對受損部分進行修復，Ⅱb級的梁柱構件應將原構件受損混凝土剔除，再采用高于原結構強度的自密實混凝土置換，Ⅲ級混凝土板要鑿除受損板面，采用碳纖維布、鋼板等方式進行整體補強，再澆筑高一等級的自密實混凝土。

本案例中的樓板為板內無鋼筋的預制板，故無法采用鑿除表面受損混凝土再補強的方法。若考慮整體更換預制板或全部重新澆筑樓板，其施工難度較大、成本較高。若采用板下型鋼支撐，支撐點不好設立，影響荷載傳遞。故本案例最終加固思路為：混凝土梁柱采用加大截面方式進行加固，受損預制板采用利用部分原有樓板，并結合疊合板技術，新做鋼筋混凝土疊合層進行加固。具體來說：針對梁部分，剔除梁柱受損混凝土，外包U 形箍筋，梁下部增加受力縱筋，并將新增鋼筋植入原結構中去，再重新支模澆筑；針對柱部分，在原結構柱外側增設豎向受力主筋、箍筋，新增部分鋼筋植入原結構柱中，再支模澆筑；針對樓板部分，采用切割機切除部分受損嚴重樓板，板下重新支模，模板和剩余原預制板上重新布雙層面筋，新增板面筋端部植入原結構中去，再整體澆筑混凝土，形成新的疊合板；針對墻面裂紋部分，小于5mm 的直接利用環氧樹脂砂漿補強，大于5mm的裂縫鑿V形縫，采用雙面鋼絲網外刷環氧樹脂砂漿補強。加固選用的混凝土材料采用C30微膨脹自密實混凝土，砂漿選用M15 級砂漿。植筋膠選用改性環氧樹脂膠粘劑或改性乙烯基酯類膠粘劑，相關性能指標滿足《混凝土結構加固設計規范》（GB 50367-2013）中A 級膠的要求，聚合物砂漿滿足《混凝土結構修復用聚合物水泥砂漿》（JG/T 336-2011）的相關規定。梁部分加固設計圖見圖2，柱子加固設計見圖3，板加固設計見圖4，墻面裂縫修復見圖5。

圖2 梁維修加固設計圖

圖4 預制樓板維修加固設計圖

圖5 墻面裂縫維修設計圖

4 維修加固施工

上述維修加固施工圖設計完成后，交第三方圖紙審核機構進行審核，審核結論為：滿足相關規范及業主使用要求。故按照上述設計圖紙要求與相關技術規范，對災后房屋開展維修加固施工。在施工時需要注意以下技術要點：

（1）新舊混凝土結合面要將表面浮漿剔鑿干凈，并將表面鑿毛，鑿毛深度大于6mm，梁側和梁底應盡量鑿至露出鋼筋。澆筑混凝土前應充分清潔并潤濕混凝土表面，但不能有浮水。準備好后，涂刷界面劑，保證新舊混凝土共同工作。

（2）植筋時使用鋼筋探測儀確定鉆孔位置，堅決避免打斷、損傷到原有結構鋼筋。植筋所用錨固膠要有安全性檢測和耐濕熱老化的性能報告。植筋時，原有、新增鋼筋有銹蝕的，應對其進行防銹處理，再進行下步施工。

（3）植筋時新構件與原結構相連時要進行抗拔試驗，植筋的抗拔力要不小于1.15fyAs。

（4）植筋錨固部位的原混凝土不應有局部缺陷，若有缺陷應進行補強或加固后再植筋。

（5）植筋間距S1應大于等于5d，植筋邊距S2應大于等于2.5d，其中d 為植筋鋼筋的公稱直徑，若植筋間距不滿足，可鉆孔穿過彎折錨固。植筋時，鋼筋宜先焊接再植入，若先焊接有困難，其后焊點距基材混凝土表面應不小于15d，且應采用濕毛巾包覆植筋根部。

（6）在進行剔鑿、切除施工時，注意設置支撐，樓板上不能堆放任何物品，確保施工安全。

（7）加固用水泥應選用硅酸鹽水泥或普通硅酸鹽水泥，不應使用過期或受潮水泥，石子應采用堅硬耐久的卵石或碎石，最大粒徑不得超過20mm。

（8）在支模澆筑混凝土時，注意高度方向上每1000mm留置一個下料振搗口，并在板下口位置設置楔形模，以便混凝土澆筑振搗。

本案例中增大梁截面所用U 形箍筋為HRB400 級8mm 圓鋼筋，下部縱筋為HRB400 級25mm 圓鋼筋；增大柱截面采用箍筋為HRB400 級8mm 圓鋼筋，豎向主筋為HRB400 級16mm 圓鋼筋；板筋為雙層雙向HRB400級10mm 圓鋼筋。墻面裂縫采用12#鋼絲網結合環氧樹脂水泥砂漿進行修復。植筋完成后，業主委托第三方檢測機構對不同部位的鋼筋開展了現場植筋拉拔強度試驗。試驗根據《砌體結構工程質量驗收規范》（GB 50203-2011）的相關要求，持荷2min 后檢測抗拉強度。經過試驗，各部位的檢測強度均大于規范要求，可視為植筋承載力滿足設計要求。施工現場樓板切割剔除見圖6，受損梁加固見圖7，疊合板面筋施工圖見圖8。

圖6 受損預制樓板切割完成現場圖

圖7 受損毀、板維像施工圖

按上述技術要點及施工圖紙進行施工，最終完成了該建筑的維修加固，完工現場效果見圖9。

5 結語

本文從真實的磚混結構建筑火災實例出發，對火災后房屋危險等級鑒定、維修加固設計、維修施工技術要點等多方面工作開展了全流程分析。按照本文的工作流程和施工技術要點對災后房屋進行修復，修復效果良好，建筑使用功能正常。本文提出的相關維修處理流程、方法、技術要點可為以后相似的磚混結構建筑火災后加固維修工作提供參考。

圖8 疊合板面筋施工圖

圖9 維修加固完工后現場圖