某冷庫工程火災后檢測鑒定方法研究及應用

程琤 李星震

摘要：火災后鋼筋混凝土結構的檢測鑒定是根據火災的工程不同部位所受火災的影響程度不同，結合現場調查及構件材料混凝土、鋼筋的檢測結果，對火災后混凝土結構構件損傷程度的分析研究，是后續建筑加固處理的依據與根本。通過某冷庫工程實例，從諸多檢測方法中選出較為合適有效節約成本又精確地檢測方法進行檢測鑒定方法研究。

Abstract： The detection and identification of reinforced concrete structures after a fire is the analysis and research on the damage degree of concrete structural members after fire based on the different degrees of fire impact on different parts of the fire project and combined with field investigation and test results of concrete and steel reinforcement of component materials， which is the basis and foundation for subsequent building reinforcement treatment.Through a cold storage project，from many detection methods， a more suitable， effective， cost-saving and accurate detection method is selected to carry out detection and identification method research.

關鍵詞：火災鑒定;檢測方法;結構損傷

Key words： fire identification;detection method;structural damage

中圖分類號：TU746.3 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2019）14-0135-03

1 ?概述

某冷庫工程，在內保溫工程施工過程中發生火災，造成五層、六層部分結構受損。根據現場火災受損范圍及區域，對該建筑五層、六層12-19、A-N軸范圍內結構進行調查和檢測，對火災后混凝凝土結構構件損傷程度分析，為房屋結構后期加固提供相關依據。

1.1 建筑概況

該建筑位于徐州市泉山區火花社區內，一期項目總占地面積6229.02m2，總建筑面積31897.86m2。該建筑共六層（局部一層），無地下室。其中1-19×A-K軸為冷藏間，1-19×L-N軸為穿堂。冷藏間和穿堂為六層高層建筑，層高5.1m，建筑高度32m。按火災危險性分類冷庫為丙類，建筑設計耐火等級為二級。其他建筑物設計耐火等級二級。冷藏間五層，六層頂棚、外墻內保溫保溫材料均采用泡型自熄型聚氨酯現場噴涂，厚度220mm。穿堂板底、梁表面、柱頂已經完成粉刷。

1.2 上部承重結構概況

該建筑冷藏間為六層板柱-抗震墻結構，上部承重結構的豎向承重體系為現澆鋼筋混凝土板柱-抗震墻，水平承重體系為現澆鋼筋混凝土樓（屋）面梁和現澆鋼筋混凝土樓（屋）面板。冷藏間五層和六層鋼筋混凝土柱、墻、樓（屋）面梁、樓（屋）面板的混凝土設計強度為C35，鋼筋強度等級為HRB400。五層和六層柱的主要截面為600mm×600mm。五層和六層墻的主要厚度為300mm。五層和六層樓（屋）面梁的主要截面為500mm×400mm。五層和六層樓（屋）面板厚250mm。冷藏間設計樓面均布活荷載標準值為20kN/m2。

該建筑穿堂為六層框架-抗震墻結構，上部承重結構的豎向承重體系為現澆鋼筋混凝土框架-抗震墻，水平承重體系為現澆鋼筋混凝土樓（屋）面梁和現澆鋼筋混凝土樓（屋）面板。穿堂五層和六層鋼筋混凝土柱、墻、樓（屋）面梁、樓（屋）面板的混凝土設計強度為C30，鋼筋強度等級為HRB400。五層和六層柱的主要截面為600mm×600mm。五層和六層墻的主要厚度為300mm。五層和六層樓（屋）面梁的主要截面為300mm×600mm，350mm×600mm，250mm×550mm。五層和六層樓（屋）面板厚120mm。穿堂設計樓面均布活荷載標準值為15kN/m2，電梯機房活荷載設計標準值7kN/m2，樓梯活荷載設計標準值3.5kN/m2。

1.3 火災概況

根據《火災事故認定書》，火災事故基本情況：徐州市消防支隊指揮中心接到報警稱某在建工地發生火災，具體位于徐州雨潤置業有限公司農副產品全球采購中心24#冷庫，此次火災主要燒毀冷庫保溫材料等物品。起火部位主要集中在24#冷庫五層東南側區域，該區域靠北側有兩個入庫門，偏北側入庫門區域受火嚴重，起火原因為切割產生高溫火花引燃可燃氣體。

冷庫內保溫材料采用泡型自熄型硬質聚氨酯，厚220mm，基本燃盡。穿堂內可燃物較少，主要受冷庫內產生的高溫煙氣影響。冷庫僅有兩個門洞（2.4m×2.7m）和一個施工預留洞口（6.6m×5.0m）。大部分位置通風條件較差。

事故造成五層、六層12-19×A-N軸范圍內結構受損。經現場查勘，確定該建筑火災影響區域為五層、六層的12-19×A-N軸范圍內，其中五層柱及以上結構構件為結構燒灼損傷區域，五層樓面結構為溫度作用損傷區域。

2 ?火災結構的檢測鑒定技術依據

結合該工程的實際火災受損情況，本著準確有效的方法，主要依據現場的設計圖紙及消防火災災害認定書，同時結合相關火災鑒定的檢測鑒定規范。

3 ?結構燒灼損傷狀況檢查及檢測

3.1 結構燒灼區域損傷及變形檢查

根據調查可見，構件的損傷部位主要有：剪力墻迎火面、柱帽、柱的角部、現澆板底部、梁底和迎火面，主要與火源、可燃物及構件的受火面有關。

受火區域不同，造成各種混凝土構件出現不同程度的損傷。離火源較近混凝土板保護層大面積剝落，局部露筋。柱頂被保溫材料覆蓋的部分混凝土大部分剝落，個別柱帽露筋。柱中下部分離燃火點較遠局部混凝土剝落，混凝土表面被熏黑。檢查時還發現靠近14-15、A處屋檐混凝土部分剝落，鋼筋部分裸露。檢查過程中未發現結構發生明顯變形和粗裂縫網，見表1。

3.2 柱、墻、梁、板混凝土強度檢測

該建筑主體結構已建造完成。本次檢測鑒定的范圍是火災影響區域五層、六層的12-19×A-N軸承重結構（包括五層樓面結構即四層頂板結構）。構件數量統計如表2所示。

結合構件受損情況，根據以下情況按照《建筑結構檢測技術標準》GB/T 50344-2004不同類別A、B、C類等，根據構件尺寸及現場情況分為芯樣直徑100mm和75mm，均勻分布在火損嚴重～火損輕微構件中，本次檢測總共抽取了56個構件使用鉆芯法測其抗壓強度，每層28個。根據初步調查將檢測區域根據損傷程度分為三個區域，在每個區域分別取柱、板、墻、梁，保證檢測數據的代表性和全面性。芯樣的加工盡量保留原面，對于原表面不平整部分采取機床研磨，磨除厚度10mm～40mm之間，芯樣的實測抗壓強度值盡可能還原火災后砼強度情況。

由于火災時間的情況，除去表面受損的混凝土情況，其他混凝土強度均滿足滿足設計要求，檢測結果如表3。

3.3 柱、墻、梁、板混凝土碳化深度檢測

鑿孔法檢測混凝土碳化深度，在構件中選取選取3個能反映不同條件及不同混凝土質量的測區，測區應均勻布置;測區距構件邊角的距離應大于2.5倍保護層厚度;成孔后務必將孔中碎屑清除干凈，否則影響測試結果;酚酞試劑變紫色則未碳化，未改變顏色則已經碳化;各測點碳化深度檢測讀數應精確至0.25mm，測區碳化深度值di及平均碳化深度值dm應精確至0.5mm。

混凝土碳化深度抽樣檢測結果表明：過火嚴重區構件混凝土碳化深度較大;過火輕微區域、煙熏區域構件混凝土碳化深度較過火嚴重區較小，檢測結果如表4。

3.4 鋼筋強度里氏硬度法檢測

采用里氏硬度法檢測鋼筋硬度，在里氏硬度值測量前，應對鋼筋表面進行打磨處理，可用鋼銼或角磨機等設備打磨鋼筋表面，除去表面銹斑、油漆，再分別用粗、細砂紙打磨鋼筋表面，直至露出金屬光澤;測點在測試鋼筋內均勻分布，任意兩壓痕中心之間距離應大于3mm，同一測點只能測試一次。每一測區應測試5個值，每一測點的里氏硬度值精確至1。數據分散不應超過平均值的±15HL。

本次檢測總共抽測了36個構件的鋼筋硬度，每層18個。根據初步調查將檢測區域根據損傷程度分為兩個區域，在每個區域分別取柱、板、墻、梁，保證檢測數據的代表性和全面性。結果如下：

參考GB/T 1172-1999表2換算，所測五層冷藏間構件的鋼筋里氏硬度值介于453 HLD～490 HLD之間，抗拉強度換算值介于576～686MPa之間;所測五層穿堂構件的鋼筋里氏硬度值介于464 HLD～491 HLD之間，抗拉強度換算值介于606～689MPa之間;所測六層冷藏間構件的鋼筋里氏硬度值介于454 HLD～492 HLD之間，抗拉強度換算值介于579～692MPa之間;所測六層穿堂構件的鋼筋里氏硬度值介于451 HLD～486 HLD之間，抗拉強度換算值介于570～670MPa之間。

3.5 鋼筋力學性能檢測

本次檢測現場抽樣5組熱軋帶肋鋼筋（每組5根），送樣至實驗室檢驗火災后鋼筋力學性能。抽樣部位為五層頂板，損傷情況為Ⅳ級，為主過火區，抽樣鋼筋部位保護層均脫落。所抽檢五組鋼筋力學工藝性能：屈服強度、抗拉強度、斷后伸長率、冷彎性能均符合標準中規定的要求。

4 ?溫度作用損傷或損壞檢查

現場隨機抽測五層樓面板14-15×C-D，16-17×C-D，16-17×E-F，采用取芯法測混凝土的抗壓強度，所測板的砼芯樣抗壓強度值介于43.1～56.4MPa之間。

現場隨機抽測五層樓面板14-15×C-D，16-17×C-D，16-17×E-F，測混凝土的碳化深度，所測板的碳化深度介于3.00～4.00mm之間。

經現場全面檢查，五層樓面結構混凝土顏色基本未變，無火災裂縫，錘擊聲音響亮，未發現結構損傷。

5 ?火災后結構構件的評定

根據構件燒灼損傷、變形、開裂（或斷裂）程度，火災后結構構件的初步鑒定評級應參考表5所列標準。

5.1 五層12-19×A-N軸范圍火災后結構構件的評定

六層樓面板、樓面梁、五層柱、柱帽、五層墻等損傷狀態等級依據《火災后建筑結構鑒定標準》（CECS252： 2009）第6.2.1條評定，具體構件損傷情況統計見表6。

5.2 六層12-19×A-N軸范圍火災后結構構件的評定

六層頂面板、頂面梁、柱、柱帽、墻等損傷狀態等級依據《火災后建筑結構鑒定標準》（CECS252：2009）第6.2.1條評定，具體構件損傷情況詳見表7。

6 ?結論

由于火災事故的偶發性，通常不能在火災當時就檢測出結構表面溫度，且一些傳統的鑒定方法并不適用于火災后的混凝土強度檢測，火災后結構的安全鑒定工作具有一定的特殊性。然而，建筑火災后的診斷工作是結構受損修復加固處理的前提和依據，只有通過科學的診斷，確定火災建筑物的損傷程度，才能更好的對受災建筑進行合理修復處理。

通過外觀觀感進行定性檢查和試驗研究進行定量檢查，對某冷庫火災后廠房結構安全性鑒定的工程實例進行分析，對受損結構進行綜合評判。主要采用了混凝土碳化深度法、里氏硬度法法和鉆芯法等多種方法和手段。經檢測，該建筑燒灼損傷區Ⅳ級損傷構件12個，Ⅲ級損傷構件168個，Ⅱb級損傷構件432個，Ⅱa級損傷構件78個;溫度作用區混凝土顏色基本未變，無火災裂縫，錘擊聲音響亮，未發現結構損傷。

參考文獻：

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