北京某磚混砌體結(jié)構(gòu)房屋火災(zāi)后檢測(cè)鑒定分析

蔡朋朋

(北京市海淀區(qū)房屋安全鑒定站,北京 100000)

0 引言

火災(zāi)發(fā)生后,對(duì)房屋各承重構(gòu)件安全性能的影響很大,尤其是砌體結(jié)構(gòu)中砂漿及混凝土構(gòu)件,本文通過(guò)回彈法對(duì)各構(gòu)件進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè),在無(wú)法進(jìn)行鉆芯取樣檢測(cè)的情況下,通過(guò)T/CECS 252—2019火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)[1]的規(guī)定對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行折減,本文以實(shí)際工程為例,為后續(xù)類似工程提供了經(jīng)驗(yàn)參考。

1 工程概況

某住宅樓為7層磚混結(jié)構(gòu),1層為半地下室,建于20世紀(jì)90年代,該住宅樓為鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ),上部結(jié)構(gòu)主要為磚砌縱橫墻承重,主要為現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓屋蓋板、卷材防水屋面。該樓10單元202室發(fā)生火災(zāi),房屋實(shí)景見(jiàn)圖1。

該住宅樓外墻厚370 mm,內(nèi)墻厚240 mm,燒結(jié)普通磚設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)1層、2層MU10,3層—7層MU7.5,砂漿設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)1層、2層M7.5,3層—7層M5;現(xiàn)澆鋼筋混凝土梁,截面尺寸240 mm×350 mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20;主要為現(xiàn)澆鋼筋混凝土板,主要板厚100 mm,120 mm,混凝土強(qiáng)度等級(jí)C20,局部為預(yù)應(yīng)力圓孔板,2層平面圖見(jiàn)圖2。

2 火作用調(diào)查與分析結(jié)果

依據(jù)北京市消防救援總隊(duì)消防監(jiān)督處《火災(zāi)事故認(rèn)定書》,火災(zāi)發(fā)生于2021年3月15日2時(shí)30分許,最初起火部位位于10單元202室2-1—3×B—D軸,火災(zāi)原因系電動(dòng)自行車充電電池爆燃所致。房屋火災(zāi)及人員傷亡導(dǎo)致的損失近千萬(wàn)。

本次火災(zāi)屬于局部小范圍火災(zāi),經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)初步調(diào)查,確定10單元202室結(jié)構(gòu)構(gòu)件過(guò)火,2層—5層樓梯間墻體、梯板抹灰層存在煙熏,煙熏程度從下向上逐層遞減,結(jié)構(gòu)不存在整體倒(坍)塌的風(fēng)險(xiǎn)。

3 火災(zāi)后檢測(cè)鑒定

3.1 火災(zāi)后燒灼損傷情況檢測(cè)及評(píng)級(jí)

受火災(zāi)影響,該樓10單元202室混凝土梁、板,磚砌墻體均有不同程度的燒灼損傷,尤其是火源點(diǎn)客廳范圍內(nèi)的梁板損傷較為嚴(yán)重,T/CECS 252—2019火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,現(xiàn)場(chǎng)對(duì)202室墻、混凝土梁、板等承重構(gòu)件逐個(gè)檢查、檢測(cè)。

3.1.1 混凝土構(gòu)件損傷檢測(cè)情況

火源發(fā)生區(qū)域的二層202室2-1—3×B—D軸樓蓋板、3—2-4×B—C軸樓蓋板、1—5×D軸陽(yáng)臺(tái)頂板(如圖3所示)及2—4×A—B軸樓梯間休息平臺(tái)頂板因火災(zāi)導(dǎo)致油煙和煙灰局部燒光、混凝土顏色呈灰白色,混凝土表面有輕微裂縫,錘擊聲較響亮、混凝土表面留下較明顯痕跡,小面積混凝土脫落,未見(jiàn)受力鋼筋外露及明顯變形,初步鑒定評(píng)級(jí)為Ⅲ級(jí);202室其余樓蓋板初步鑒定評(píng)級(jí)為Ⅱb級(jí)。2層3×B—C軸梁局部被燒光、混凝土主要呈土黃色、有輕微裂縫、聲音較悶,混凝土表面留下較明顯痕跡未見(jiàn)受力鋼筋外露及明顯變形,初步鑒定評(píng)級(jí)為Ⅲ級(jí),見(jiàn)圖4。

3.1.2 砌體構(gòu)件損傷檢測(cè)情況

2層17面、3層2面墻體表面過(guò)火,其中2層2-1—1×2—F軸墻體抹灰局部脫落(見(jiàn)圖5),初步鑒定評(píng)級(jí)為Ⅱb級(jí),18面墻體抹灰層有不同程度煙熏(見(jiàn)圖6)、未發(fā)現(xiàn)變形及受壓裂縫,初步鑒定評(píng)級(jí)為Ⅱa級(jí);其余墻體、樓屋蓋板未直接遭受燒灼作用,未發(fā)現(xiàn)火災(zāi)及高溫造成的損傷,構(gòu)件材料、性能及安全狀況未受到火災(zāi)影響,初步鑒定評(píng)級(jí)為Ⅰ級(jí)。

3.2 火災(zāi)后材料強(qiáng)度檢測(cè)

由于現(xiàn)場(chǎng)不具備鉆芯修正條件,采用回彈法對(duì)燒結(jié)普通磚、砂漿以及混凝土板進(jìn)行強(qiáng)度檢測(cè),檢測(cè)前需將砂漿以及混凝土板灼燒影響區(qū)域剔除,并打磨檢測(cè)面至光滑、平整。經(jīng)檢測(cè),燒結(jié)普通磚、砂漿、混凝土板抗壓強(qiáng)度均滿足其設(shè)計(jì)值,并通過(guò)T/CECS 252—2019火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定對(duì)其強(qiáng)度進(jìn)行折減。

3.3 樓板撓度及墻體傾斜檢測(cè)

采用全站儀、建筑工程質(zhì)量檢測(cè)器組分別對(duì)該住宅樓樓板撓度和墻體傾斜進(jìn)行檢測(cè),由結(jié)果可知,扣除施工誤差因素,樓板撓度、墻體傾斜均小于GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)[2]規(guī)定的限值。

3.4 結(jié)構(gòu)表面溫度分析

根據(jù)結(jié)構(gòu)構(gòu)件現(xiàn)狀檢測(cè)結(jié)果,依據(jù)T/CECS 252—2019火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)第4.1.4條推斷受火結(jié)構(gòu)構(gòu)件表面溫度,2層1—5×D軸陽(yáng)臺(tái)頂板推定表面最高溫度為500 ℃～700 ℃,2層2-1—3×B—D軸樓蓋板、2層3—2-4×B—C軸樓蓋板、2層2—4×A—B軸樓梯間休息平臺(tái)頂板推定表面最高溫度為300 ℃～500 ℃,其余過(guò)火混凝土構(gòu)件推定表面最高溫度小于300 ℃;2層2-1—1×2-F軸墻體、2層2-1—1×2—E軸墻體2層2-1×2-F—D軸墻體、2層1×B—C軸墻體、2層1—3×B軸墻體、2層1—3×D軸墻體、2層3×C—D軸墻體、2層3—2-3×C軸墻體、2層3—5×D軸墻體、2層2-3—2-4×2-1/G軸墻體、2層2×A—B軸墻體、2層4×A—B軸墻體、3層2-1×2-F—D軸墻體、3層5—2-3×2-K軸墻體推定表面最高溫度300 ℃～500 ℃,其余過(guò)火墻體推定表面最高溫度小于300 ℃。

3.5 復(fù)核計(jì)算

依據(jù)T/CECS 252—2019火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)第6章的規(guī)定,采用中國(guó)建筑科學(xué)研究院PKPM CAD工程部編制的系列軟件對(duì)該建筑物嚴(yán)重受損區(qū)、次要受損區(qū)火災(zāi)后混凝土構(gòu)件承載能力進(jìn)行計(jì)算分析,建筑物模型見(jiàn)圖7。

根據(jù)結(jié)構(gòu)表面溫度推斷結(jié)果,依據(jù)表G.0.1-2混凝土強(qiáng)度折減系數(shù)取0.20,0.45,0.65;依據(jù)表G.0.2鋼筋屈服強(qiáng)度折減系數(shù)取0.87,0.90,0.93;依據(jù)表J.0.1-1磚強(qiáng)度折減系數(shù)取1.0,依據(jù)表J.0.1-2砂漿強(qiáng)度折減系數(shù)取0.83,經(jīng)計(jì)算墻體、梁、樓屋蓋板承載力驗(yàn)算結(jié)果滿足現(xiàn)行規(guī)范要求,墻體高厚比滿足現(xiàn)行規(guī)范要求,2層計(jì)算結(jié)果如圖8所示。

4 鑒定結(jié)論及處理建議

4.1 鑒定結(jié)論

隨著燃燒發(fā)生,室內(nèi)氧氣濃度逐漸降低,住戶為逃生將陽(yáng)臺(tái)窗戶打開(kāi),因而客廳陽(yáng)臺(tái)頂板為過(guò)火最高溫,推斷表面溫度為500 ℃～700 ℃,由于本次火災(zāi)持續(xù)時(shí)間較短,屬于小范圍火災(zāi),未造成結(jié)構(gòu)構(gòu)件有嚴(yán)重的燒灼損傷。

通過(guò)對(duì)該樓10單元現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)、復(fù)核計(jì)算分析,依據(jù)T/CECS 252—2019火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)第6.1.4條、6.1.5條的規(guī)定,火災(zāi)后結(jié)構(gòu)構(gòu)件詳細(xì)鑒定按承載能力、構(gòu)造連接兩個(gè)項(xiàng)目分別評(píng)定等級(jí),并考慮火災(zāi)對(duì)材料性能和結(jié)構(gòu)構(gòu)造造成的變形和損傷的不利影響外,還應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 50292—2015民用建筑可靠性鑒定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行。

依據(jù)T/CECS 252—2019火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)第3.2.2條、第6章的規(guī)定,2層3×B—C軸梁、2-1—3×B—D軸樓蓋板、3—2-4×B—C軸樓蓋板、1—5×D軸陽(yáng)臺(tái)頂板、2—4×A—B軸樓梯間休息平臺(tái)頂板詳細(xì)鑒定評(píng)級(jí)為b級(jí),其余墻體、樓屋蓋板詳細(xì)鑒定評(píng)級(jí)為a級(jí)。

4.2 處理建議

結(jié)構(gòu)構(gòu)件的燒灼損傷與其他損傷不同,其遭受高溫過(guò)后,承載力的降低因素更為復(fù)雜,同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)民生的因素,后續(xù)加固處理應(yīng)從加固方案的可行性、造價(jià)、工期以及加固后的整體牢固性和可靠性等方面考慮,建議根據(jù)房屋燒灼程度,應(yīng)對(duì)評(píng)定為b級(jí)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),建議對(duì)10單元202室其他樓蓋板進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng),對(duì)火災(zāi)造成的其他損傷進(jìn)行修繕[3-4]。

5 結(jié)語(yǔ)

1)火災(zāi)發(fā)生后,高溫過(guò)火對(duì)承重構(gòu)件的材料性能影響較大,在火災(zāi)鑒定中要依據(jù)T/CECS 252—2019火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各承重構(gòu)件過(guò)火后的現(xiàn)狀,推斷各承重構(gòu)件的過(guò)火溫度,從而對(duì)構(gòu)件材料性能進(jìn)行折減。

2)火災(zāi)發(fā)生后,火焰溫度由內(nèi)向外依次增高,隨著燃燒的發(fā)生,房間內(nèi)溫度趨于穩(wěn)定,室內(nèi)上層溫度要高于地表溫度,因此室內(nèi)火災(zāi)發(fā)生后,梁板的過(guò)火溫度、火災(zāi)損傷一般要高于墻柱,在房屋火災(zāi)鑒定過(guò)程中,應(yīng)對(duì)梁板等構(gòu)件火災(zāi)后的損傷進(jìn)行重點(diǎn)檢測(cè)[5]。

3)由于現(xiàn)場(chǎng)不具備鉆芯檢測(cè)條件同時(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)民生的重要因素,本次火災(zāi)鑒定并未對(duì)承重構(gòu)件的材料性能進(jìn)行鉆芯修正,但依據(jù)T/CECS 252—2019火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定對(duì)承重構(gòu)件的材料性能進(jìn)行了折減,由于承重構(gòu)件高溫過(guò)火后,對(duì)其材料性能影響較大,有條件時(shí)應(yīng)采用鉆芯法對(duì)構(gòu)件材料性能進(jìn)行檢測(cè)。

4)本次火災(zāi)鑒定,在全面現(xiàn)場(chǎng)檢查檢測(cè)、復(fù)核計(jì)算后,同時(shí)依據(jù)T/CECS 252—2019火災(zāi)后工程結(jié)構(gòu)鑒定標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,在對(duì)各承重構(gòu)件過(guò)火溫度推斷基礎(chǔ)上,給出了各構(gòu)件的安全性評(píng)級(jí),為后續(xù)加固、施工提供了可靠依據(jù),同時(shí)為同類工程火災(zāi)后鑒定提供了借鑒意義。