淺談火災后鋼筋混凝土結構的檢測

鄧曉華 王炳暉

（河北省邢臺公安消防支隊, 河北 邢臺 054000）

鋼筋混凝土結構遭受火災時,其鋼筋和混凝土材料本身性能發(fā)生惡化,并且結構構件截面將產(chǎn)生不均勻的溫度場而引起截面的溫度應力和構件的彎曲變形。

如何做好其火災后的結構檢測工作,為火災后鋼筋混凝土結構的復核計算、加固處理提供可靠依據(jù),尤顯重要。而目前,我國在火災檢測鑒定方面尚無具有使用價值的國家規(guī)范和規(guī)程。現(xiàn)對火災后鋼筋混凝土結構的檢測工作做如下探討。

1 檢測思路及檢測方法

1.1 檢測思路

基于確定影響范圍和影響程度的要求，首先通過現(xiàn)場情況和構件表面簡易綜合檢測,初步劃分構件的表面受損程度、分布位置和范圍,推定火場溫度;然后縮小需進行精確評估構件的范圍,選擇相應的檢測手段,確定構件的檢測抽樣比例和數(shù)量,獲得最合理數(shù)據(jù)。

1.2 檢測方法的選擇使用

由于火災的特殊性,檢測對象應該是單個構件或部分構件,檢測推論不得擴大到未檢測的構件或范圍,因此在取樣時應確保檢測結論的涵蓋范圍。為不造成構件的二次損傷,在條件允許的情況下應盡量選擇非破損方法。

1.2.1 受損構件表面簡易綜合檢測

通過對受災區(qū)域構件混凝土表面顏色、混凝土保護層剝落和露筋情況、表面裂縫分布情況進行檢查;通過采用鐵錘、鐵鑿錘擊和鑿擊進行檢查,根據(jù)錘擊聲音、錘擊痕跡、手振感和鑿擊效果來初步評估構件受損程度。

1.2.2 火場溫度確定

溫度判斷可以依據(jù)可燃物的性質和分布、殘留物的特征、混凝土外觀質量和參考相關資料來確定。條件允許的情況下可采集混凝土小樣進行X射線衍射分析或電鏡分析。

1.2.3 構件性能檢測方法

根據(jù)高溫對鋼筋混凝土結構損害的機理,火災后構件的性能檢測主要圍繞以下幾個內容進行:構件截面損失;混凝土抗壓強度的損失;高溫冷卻后鋼筋力學工藝性能的損失;鋼筋與混凝土之間粘結強度(握裹力)損失;構件剛度損失等。

2 工程實例

某在建工程為地下2層、地上16層框架-剪力墻(核心筒)結構,當施工至13層時,焊工作業(yè)中焊渣落入電梯井防護棚上引燃可燃物,從而引發(fā)火災。

2.1 火災后的現(xiàn)場勘察

2.1.1 過火范圍調查

該樓火災事故的起火點在12層西電梯井,從火災產(chǎn)生到熄滅歷時約6h。火災現(xiàn)場的可燃物主要是木模板、木龍骨等,因火災發(fā)生時,12層、11層的木模板尚未拆除,火沿樓板蔓延,燒落的模板散落在下層樓板上繼續(xù)燃燒。經(jīng)調查確定該樓火災過火范圍為10層局部、11層局部、12層、13層全層,過火面積約6300m2。

2.1.2 火災溫度判定

結合結構外觀和燒損情況判定過火區(qū)域溫度,參考相關資料,經(jīng)綜合分析判斷給出四個溫度區(qū)段:嚴重燒傷區(qū)域(T>800℃);中度燒傷區(qū)域(600℃～800℃);輕度燒傷區(qū)域(300℃

2.1.3 過火構件混凝土裂縫檢測

各類構件裂縫分述如下:框架柱:過火較嚴重的柱存在部分表觀裂縫,裂縫較細微,走向雜亂。剪力墻:過火較嚴重的12層剪力墻部分構件存在裂縫,裂縫基本呈豎直走向,裂縫寬度多在0.1mm～0.15mm之間。樓板:過火區(qū)域的11層～13層樓板,部分構件存在多條貫通、通長裂縫,裂縫基本位于樓板的中部或沿板內埋管走向分布。梁:過火區(qū)域的框架梁和次梁普遍存在裂縫。

2.2 過火構件燒傷深度檢測

2.2.1 超聲波檢測

從所取芯樣中隨機抽取部分梁、柱、剪力墻混凝土芯樣進行超聲波測試。對Ⅲ類構件各檢測批選取5個芯樣試件,對Ⅰ,Ⅱ類構件混凝土芯樣各批次選取3個芯樣試件。對未達到抽檢數(shù)量的批次,取該檢測批所有芯樣試件。共計選取45個過火構件芯樣進行超聲波測試。同時對未過火的15個芯樣(10層所選的5道剪力墻、5根柱、5根梁)進行超聲波測試,以資比較分析。分析可知:1)Ⅱ,Ⅲ類過火構件受火災影響,混凝土內部密實程度有所降低。2)所有過火構件聲速在40mm～80mm處存在較大差異,Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ類構件混凝土表層受損深度基本劃定在40mm～80mm深度。

2.2.2 混凝土表層碳化深度

共測試了145個鋼筋混凝土構件芯樣的表層碳化深度。從碳化測試結果可知,該工程過火樓層大多構件由于澆筑時間較短,且構件混凝土表層密實性較好,尚未被碳化。但部分構件受火災溫度影響產(chǎn)生了不同程度的碳化。

2.2.3 構件燒傷深度

分析超聲波檢測數(shù)據(jù),并參考碳化測試結果,結合現(xiàn)場勘察各類構件表層混凝土燒損深度,綜合推斷過火構件燒傷影響深度:Ⅰ類 20mm～40mm;Ⅱ類 40mm～60mm;Ⅲ類60mm～80mm。

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