基于房屋火災后結構檢測鑒定研究

朱日新

廣東省建筑科學研究院集團股份有限公司 510500

摘要：本文通過介紹某工程實例，講述了有關房屋火災后結構檢測鑒定的相關內容，僅供參考。

關鍵詞：火災；檢測；鑒定；

1.工程概況

某有限公司車間位于廣東省內，首層、二層為鋼筋混凝土框架結構，三層為門式剛架（砼柱-變截面H 型鋼梁）結構，采用柱下獨立自基礎，建筑面積約為9000㎡，于2003 年完工并投入使用，首層主要作為生產車間使用，二、三層作為倉庫使用。該車間首層于某日上午發生火災，大火一直延續了3個半小時，直到下午三點半火苗基本被撲滅。火苗未延伸至二、三層。火災過火面積超過2000㎡。

2.檢測鑒定內容及依據

根據委托方的要求并結合工程的具體情況，本次檢測鑒定的主要內容包括以下部分：

（1）現場勘查及火作用調查：通過詢問和現場勘察火災殘留狀況，觀察結構損傷嚴重程度，了解火災過程，并根據火災過程、構件表面狀況、火災殘留物狀況初步判斷結構所受的溫度范圍和作用時間。

（2）溫度作用下結構構件損傷檢查，觀察構件是否存在構件開裂、變形、位移及損傷，是否存在混凝土疏松、保護層剝落、鋼筋外露、銹蝕等現象，判定結構混凝土損傷程度，對構件及結構進行火災后損傷狀況分析。

（3）采用觀目測、捶擊回聲、鉆孔等手段，全面檢查構件燒灼損傷部位，根據結構構件損傷狀態特征，進行結構構件的初步鑒定評級。

（4）采用鉆芯法檢測火災后框架柱、梁及樓板的混凝土強度。

（5）采用酚酞試液檢測火災后混凝土構件的碳化深度。

（6）現場截取受火損傷明顯的混凝土構件鋼筋進行力學與工藝性能檢測。

（7）混凝土構件的變形測量：主要檢測受災區域框架柱的垂直度、框架梁、板的撓度。

（8）結構的檢測鑒定：結合現場檢測和構件承載力分析結果的基礎上提出火災后結構安全性鑒定報告及加固修復意見。

上述檢測及鑒定內容依據我國有關規范和標準進行。

3.火災后現場查勘及構件初步評級

規范《火災后建筑結構鑒定標準》CECS252：2009 [1]根據構件燒灼損傷、變形、開裂程度將火損構件初步鑒定評級分為四類：Ⅱa級、Ⅱb級、Ⅲ級、Ⅳ級。含義及特征如下：

Ⅱa級：輕微或未直接遭受燒灼作用，結構材料及結構性能未受或僅受輕微影響，可不采取措施或僅采取提高耐久性的措施。

Ⅱb級：輕度燒灼，未對結構材料及結構性能產生影響，尚不影響結構安全，應采取提高耐久性或局部處理和外觀修復措施。

Ⅲ級：中度燒灼尚未破壞，顯著影響結構材料或結構性能，明顯變形或開裂，對結構安全或正常使用產生不利影響，應采取加固或局部更換措施。

Ⅳ級：破壞，火災中或火災后結構倒塌或構件塌落；結構嚴重燒灼損壞、變形損壞或開裂損壞，結構承載能力喪失或大部分喪失，危及結構安全，必須立即采取安全支護、徹底加固或拆除更換措施。

本次檢測是在火災發生后約半月后進行的，火災現場已經清理并有臨時支護，通過現場火損殘留跡象可初步判斷火災發生時的溫度分布和構件受損情況。

（1）車間的西面及南面首層部分邊（角）柱頭（位于梁柱節點下端預留施工縫位置）出現微小水平剪切裂縫，上述構件出現少數傾斜現象，構件評為Ⅲ級。部分邊（角）柱頭預留施工縫位置混凝土保護層脹開，縱筋向外彎曲變形，個別邊（角）柱頭預留施工縫位置甚至出現混凝土粉碎，構件評為Ⅳ級。

（2）火災區域部分首層中柱表面粉刷基本脫落，脫落處混凝土顏色呈土黃色或灰白色，構件混凝土表面存在裂縫網，錘擊聲音發悶，角部或表面混凝土保護層局部脫落，部分縱筋和箍筋外露，構件評為Ⅱb級。

（3）火災區域部分二層梁表面粉刷基本脫落，脫落處混凝土顏色呈土黃色或灰白色，構件出現明顯下撓變形，梁側面出現多道豎向裂縫，梁底混凝土保護層脫落嚴重，主筋和箍筋大面積外露，構件評為Ⅲ級。

（4）火災區域多數二層板板底表面粉刷完全脫落，脫落處混凝土顏色呈土黃色或灰白色，板底混凝土大面積脫落，板筋外露、扭曲變形，構件評為Ⅲ級。

（5）首層、二層外墻及樓梯間墻部分被嚴重熏黑和少量開裂現象，開裂嚴重處裂縫寬度>3mm。除此之外，車間其他二層框架柱、三層梁板及鋼結構屋蓋未見明顯損傷。

本工程由外觀檢查（構件混凝土表面變色、爆裂、露筋等明顯燃燒現象）及火災現場殘留物的燒損特征（消防水管及電線鐵槽彎曲變形、電線外皮及開關盒熔化）等可估計出火災最高溫度超過800℃。

4.現場檢測結果

（1）抽檢的首層、二層少許柱截面尺寸與設計相比不符，其余抽檢的框架柱、梁及屋面H 型鋼梁截面尺寸滿足設計要求。

（2）抽檢的部分框架柱、梁及樓板實測鋼筋直徑與設計不符，但實測鋼筋數量及間距基本滿足設計要求。

（3）現場采用鉆芯法抽檢了部分構件的混凝土強度。受火災影響嚴重的構件上所取芯樣部分出現斷裂、破損，混凝土強度無法測定，剩余芯樣由于在取芯、切削過程中已對受火災影響構件表面受高溫影響的混凝土進行清除，故芯樣混凝土抗壓強度值僅代表了構件內部的混凝土強度。檢測結果表明，抽檢的構件（內部）混凝土抗壓強度換算值基本達到構件設計強度等級（柱：C20、梁板：C20）的要求。

（4）現場對混凝土碳化深度進行抽檢，受火災影響的首層柱、二層梁碳化深度處于3～15mm之間，其余未受火災影響的構件碳化深度處于3～6mm 之間。檢測結果表明，抽檢的構件碳化深度均小于設計混凝土保護層厚度。

（5）現場截取了火災影響區域的柱構件鋼筋1組、梁構件鋼筋1 組、板構件鋼筋2 組進行力學和工藝性能試驗。結果表明，抽檢的1 組板鋼筋的鋼筋屈服強度比鋼筋設計值有所降低，鋼筋屈服強度損失最大值達10%，其余3 組主要受力鋼筋力學和工藝性能均滿足規范要求。

（6）現場對部分結構構件的垂直度或撓度進行抽檢。檢測結果表明，受火災影響區域抽檢的首層柱傾斜率范圍為0%～1.10%，抽檢的二層梁、板撓度范圍為1/167～l/770；非受火災影響區域抽檢的部分首層、二層柱垂直度未超過《混凝土結構工程施工質量驗收規范》GB 50204- 2002（2011年版），規定的允許偏差8mm。

5.處理意見及建議

根據委托方提供的資料、火災后結構材料性能分析、現場檢測鑒定結果及結構抗震性能分析提出如下建議：對于災后受損傷的混凝土構件，應根據受損區域不同以及構件的不同進行加固修復。具體如下：

（1）對于損傷等級為Ⅳ級的構件，已經不能承受荷載，失去穩定性，應進行拆除替換。

（2）對于損傷等級為Ⅲ級的構件，根據檢測結果及構件的承載力驗算結果，采取合適的加固方式進行修復。

（3）對于損傷等級為Ⅱb級、承載力未到達設計要求的構件進行加固補強；對于承載力滿足設計要求的Ⅱb級構件應將松散的混凝土鑿除掉，清理混凝土的表面，填補高一等級的混凝土，做好鋼筋的混凝土保護層，處理好混凝土構件的表面，對于小的裂縫，可以采用高壓注漿修補好。

（4）對于損傷等級為Ⅱa級以及被熏黑的構件，一般將表面的粉刷層做好即可。

（5）對車間西南角受損嚴重的樓梯墻體進行加固補強。對開裂的磚墻進行修復。

參考文獻：

[1] CECS252：2009 火災后建筑結構鑒定標準[S].北京：中國計劃出版社，2009.

[2] 吳波.火災后鋼筋混凝土結構的力學性能[M].北京：科學出版社，2003.

[3] CECS03：2007 鉆芯法檢測混凝土強度技術規程[S].北京：中國計劃出版社，2007.

[4] GB/T 50784-2013混凝土結構現場檢測技術標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2013

[5]GB/T 50344-2004建筑結構檢測技術標準[S].北京：中國建筑工業出版社，2004