摘 "要:該文從火災前后混凝土、普通燒結磚回彈值差異,燒結磚不同測面回彈值影響,混凝土抗壓強度與高徑比關系,數據異常值處理,滲漏水及返水倒灌等方面進行分析與總結,對檢測構件隨機抽樣方法提出個人見解。
關鍵詞:火災;回彈;強度;高徑比;異常值;隨機抽樣;滲漏
中圖分類號:TU528 " " "文獻標志碼:A " " " " "文章編號:2095-2945(2024)20-0146-04
Abstract: This paper analyzes and summarizes the difference of rebound value of concrete and ordinary sintered bricks after fire, the influence of rebound value of different test surfaces, the relationship between concrete compressive strength and high diameter ratio, data outlier value treatment, water leakage and back water irrigation, and puts forward personal opinions on the random sampling method of detection components.
Keywords: fire; rebound; strength; ratio of height to diameter; outlier; random sampling; leakage
隨著現代化建設的發展,基礎建設規模不斷擴大,極大推動了我國社會經濟發展。目前,建筑行業投資建設有所放緩,由于前幾十年的大力投入,整個社會的建筑存量很高。雖然工程質量監管力度逐年增強,但新建建筑劣質工程、安全事故時有發生,既有建筑、老舊建筑由于建造時間久遠,質量通病屢見不鮮。工程質量檢測鑒定工作相當于給建筑結構“號脈”,對查出影響建筑使用性、安全性和可靠性的問題,排除安全隱患,防范突發質量事故,避免造成人身財產損失及后期加固改造都有舉足輕重的作用。本文結合作者日常的檢測鑒定工作,對工作中碰到的一些案例進行了分析。
1 "回彈值差異
由于電氣設備高度普及,人們生產生活用電缺乏安全意識,導致建筑物火災頻發,如北京長峰醫院住院部東樓、武義縣泉溪鎮鳳凰山工業區廠房、湖南長沙電信大樓等火災,給人民和社會帶來巨大的經濟損失及人員傷亡。通常而言,火災后混凝土存在內外質量差異的情況,回彈法不適用于表層與內部質量有明顯差異或內部存在缺陷的混凝土強度檢測[1]。表面風化或遭受凍害、環境侵蝕的燒結普通磚抗壓強度推定也不適用回彈法[2]。但由于回彈法具有檢測方便、現場操作簡單、對構件無結構性破損的優點,因此,在檢測鑒定工作中被大量應用。
結合火災案例1和案例2,根據現場燃燒物及構件外觀損傷情況[3]推定火災溫度,采用回彈法對混凝土構件、燒結普通磚進行檢測并對回彈值進行比較。
案例1房屋結構類型為磚混結構,預制樓板,地上3層,建筑面積約320 m2。重度燃燒區溫度約為900 ℃,中度燃燒區溫度約為650 ℃。一層柱2/A、3/A處在過火區內(如圖1所示)。對混凝土一層柱2/A、3/A進行回彈檢測,抗壓強度值分別為24.1 MPa、25.7 MPa。對一層柱2/A、3/A進行鉆芯取樣,芯樣抗壓強度值為17.7~20.9 MPa。一層柱1/A的外觀損傷程度較柱2/A偏輕,無明顯的抹灰層脫落等燒傷痕跡;柱2/A下部燒傷較上部嚴重。一層柱1/A回彈檢測后的抗壓強度換算值為33.6 MPa;一層柱2/A混凝土回彈檢測結果為柱近底部抗壓強度換算值30.8 MPa,柱上部抗壓強度換算值24.1 MPa。由上可以看出,火災后的混凝土芯樣抗壓強度值與回彈法得出的抗壓強度換算值存在差別,強度值偏小。但回彈法可以側面反映出混凝土構件受火程度,受火程度重的部位混凝土強度換算值偏低。
案例2房屋結構類型為混合結構,底層框架,上部砌體結構,現澆樓板,地上5層,建筑面積約930 m2(如圖2所示),推斷重度燃燒區溫度約為700℃,中度燃燒區溫度約為400 ℃。對比單個測位(單塊燒結磚)回彈值變化,五層重度過火區測位回彈值28.4~31.8,測區抗壓強度平均值7.8 MPa;非過火區測位回彈值30.4~36.8,測區抗壓強度平均值10.3 MPa。從燒結磚的測區抗壓強度平均值可以看出,溫度對燒結磚抗壓強度存在影響,但影響偏小。
案例1與案例2重度過火區樓板比較。從2起火災現場來看,案例2的重度過火區溫度較案例1的重度過火區要低,但案例2中現澆板板頂出現混凝土脫落和露筋的現象,受損嚴重程度高于預制板,說明高溫對于現澆板的不利影響更大,而預制板的板縫更利于“散熱”。
案例3房屋結構類型為磚混結構,地上2層、局部3層,建筑面積約500 m2,燒結普通磚,根據規定[2]燒結磚回彈法應選擇磚條面作為測位進行回彈測試。選擇砌體大面作為測位,與條面回彈值進行比較,對比單個測位在不同彈擊面回彈值變化。二層砌體墻的磚條面測位回彈值30.4~36.8,測區抗壓強度平均值10.3 MPa,測位砌筑砂漿密實飽滿;大面測位回彈值28~35,測區抗壓強度平均值8.7 MPa,測位砌筑砂漿密實飽滿;大面測位回彈值14~18,測區抗壓強度小于6 MPa,測位砌筑砂漿密實飽滿度差。從以上結果看出,燒結普通磚大面回彈值較條面會偏小,抗壓強度平均值亦偏小,而砌筑砂漿密實飽滿程度對測位回彈值、抗壓強度平均值影響很大。
2 "混凝土抗壓強度與高徑比關系
在檢測過程中,經常需要進行現場鉆芯取樣測強。以樓板鉆芯為例,因現場澆筑等原因,樓板厚度可能厚薄不一,同直徑取樣可能會出現芯樣高徑比相差較大的情況。按照規定[4]抗壓芯樣試件高徑比宜為1,小于0.95或大于1.05不宜進行試驗。將同一檢驗批芯樣分為兩組,一組芯樣高徑比介于0.95~1.05,另一組芯樣高徑比均小于0.95。試驗結果見表1。
抗壓強度試驗結果表明,混凝土芯樣抗壓強度值隨著高徑比降低而增大,抗壓強度值與高徑比成反比。如按不同高徑比的芯樣強度高徑比修正系數進行計算,公式[5]如下
通過計算可得,1#~4#的抗壓強度值為24.7~31.1 MPa,與標準高徑比5#~8#的抗壓強度值23.4~27.3 MPa較為接近。通過高徑比修正系數計算出的抗壓強度值具有參考意義。
3 "數據異常值處理
實際檢測或試驗所得數據往往可能含有離群值,為了使檢測結果更為可靠,應進行離群值甄別剔除工作。本節使用峰度檢驗法[6]對混凝土芯樣試驗異常數據進行處理,并進行抗壓強度推定。
3.1 "峰度檢驗法
峰度檢驗法計算步驟如下。
4 "滲漏水問題
滲漏水、返水倒灌一直是房屋建筑普遍存在的頑疾,極其影響房屋使用性和住戶體驗。本節對房屋滲漏倒灌等問題產生的原因進行總結。
屋面滲漏。屋面防水層失效且結構板內有裂紋等缺陷;排水口堵塞導致雨水漫過泛水高度滲入墻體;空調外機位排水不暢浸入墻體;瓦面接口脫節,雨水等從現澆層薄弱部位滲入;檐口未做成滴水檐口,雨水順檐滲入;屋面與煙道交界處防水損壞導致滲水。
墻體滲漏。外墻拉桿孔封堵不密實、外墻面磚縫不密實、外墻脫落、外墻防水構造失效和日曬溫差導致外墻開裂等,雨水從墻體薄弱部位滲進。
伸縮縫滲水。因伸縮縫搭接長度不夠、不密實,導致頂板積水滲入。
室外環境水滲漏。如露臺高于室內標高,而露臺、屋面出入口泛水高度不足,極易導致露臺雨水滲入墻體。
結構板開裂滲水。如衛生間為2a類環境,頂板鋼筋間距、混凝土保護層厚度不滿足要求,可誘使鋼筋發生銹脹、混凝土開裂,引起頂板防水層失效出現滲漏、結晶現象。
室內環境滲漏。室內環境滲漏一般包括設備滲漏、預埋水管滲漏。常見的設備滲漏為中央空調冷凝水排水不暢導致的墻體或吊頂滲漏。預埋水管由于是隱蔽工程,發生滲漏時不易察覺,尤其是滲漏位置排查較為困難,滲漏點多發生在管道連接點位置。水管滲漏檢測一般可先進行管道水壓試驗,如果壓力不穩,下降值超過規范要求,即可判定有管道滲漏。而后可打開熱水龍頭使熱水在室內管網內保持流動,通過紅外熱成像儀對預埋管道進行滲漏位置巡查,找出滲漏點,而后可關閉龍頭,使用聽漏儀對滲漏點進行進一步確認。
施工原因。施工人員未嚴格按照設計圖紙、規范要求、工序構造等進行施工,也是引發滲漏問題一個重要原因。
管道返水倒灌。管道返水倒灌一般是由于管道堵塞導致排水不暢引起污水倒灌。管道堵塞位置一般發生在排水立管及排水橫管。排水立管出現堵塞的原因有:條狀異物進入立管內,在立管中形成一道阻礙從而攔截管內雜物,濕巾紙類不宜降解的物品逐漸堆積,造成立管排水能力降低,造成堵塞下方流速減小形成雍水段,致使堵塞程度加重[7];二次排水施工不規范,將排水橫管直接插入排水立管,突入的橫管侵占立管截面,導致突入部容易掛攔雜物,從而導致堵塞。橫支管、橫干管的管道變徑處管頂未平接,排水支管、排水立管接入橫干管,不在橫干管管頂或其兩側45°范圍內采用45°斜三通接入,是誘使橫管出現堵塞的原因。
5 "號碼球法抽樣
在日常的建筑工程檢測工作中,常常要求隨機抽樣,文獻[1]等明確規定了檢測構件選取的隨機性。那么對于混凝土構件或燒結磚墻外觀質量無明顯缺陷的情況下,如何進行隨機選擇構件或測區,最大程度降低人為因素的影響,讓隨機抽樣更為客觀、公平。
本節介紹號碼球法,參考規程[8]進行隨機抽樣。假設檢測樣本容量為T,并一定順序對樣本中的構件進行編號Xi,根據相關規定確定抽檢數量n。設置1~28數字編號的號碼球,隨機抽取一個號碼球,將所取號碼球的編號作為取樣欄號,依次找出對應欄號下A列01~n對應的B列中的值,將n個B列值與T相乘后入整,即得到n個構件號Xi的編號。例如,某建筑物一層有混凝土柱20根,按檢測類別B抽檢[9],抽檢構件數量為5根,按一定順序對20根柱進行1~20的編號。若隨機抽取號碼球的編號為13,則隨機抽檢構件號根據表2確定。
由表2可以明確得出,抽檢混凝土柱的編號分別為1#、3#、5#、12#、20#。以此方法進行抽樣,更能充分體現抽檢構件的隨機性,降低人為操作因素。
6 "結束語
本文從火災后混凝土、普通燒結磚回彈值變化,燒結磚不同測面回彈值變化,混凝土抗壓強度與高徑比關系,數據異常值處理,滲漏水及返水倒灌等方面進行了分析總結,對房屋檢測現場時構件隨機抽樣方法提出了個人見解,給大家提供一個新思路。由于受到工程案例、采集數據數量的限制,分析總結的規律可能有失偏頗,僅供各位同行參考交流。
參考文獻:
[1] 陜西省建筑科學研究院,浙江海天建設集團有限公司.回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程:JGJ/T 23—2011[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.
[2] 四川省建筑科學研究院,成都建筑工程集團總公司.砌體工程現場檢測技術標準:GB/T 50315—2011[S].北京:中國建筑工業出版社,2011.
[3] 中冶建筑研究總院有限公司,上海市建筑科學研究院(集團)有限公司.火災后工程結構鑒定標準:T/CECS 252—2019[S].北京:中國建筑工業出版社,2019.
[4] 中國建筑科學研究院,江蘇興邦建工集團有限公司.鉆芯法檢測混凝土強度技術規程:JGJ/T 384—2016[S]北京:中國建筑工業出版社,2016.
[5] 鄭士舉,劉輝,蔣利學.不同測試方式下混凝土抗壓強度對比試驗研究[J].建筑結構.2022,52(8):105-111.
[6] 中國標準化研究院.數據的統計處理和解釋 正態樣本離群值的判斷和處理:GB/T 4883—2008[S].北京:中國標準出版社,2008.
[7] 王俊嶺,熊玉華,張亞琦,等.排水管道堵塞時的CFD數值模擬[J].科學技術與工程.2023,23(15):6607-6613.
[8] 交通運輸部公路科學研究院.路路基路面現場測試規程:JTG 3450—2019[S].北京:人民交通出版社,2019.
[9] 中國建筑科學研究院有限公司.建筑結構檢測技術標準:GB/T 50344—2019[S].北京:中國建筑工業出版社,2019.