某房屋遭受天然氣閃爆后檢測鑒定及加固處理

臧新剛

（山西天一建設工程檢測有限公司，山西太原 030006）

0 引言

天然氣的爆炸通常發生在空間密閉的房屋內，因此造成的影響絕大多數是在房屋內部，對樓房整體的結構影響不大，但是如果爆炸規模較大，或者房屋處于樓房邊緣地帶的時候，就需要特別注意，因為承重結構的破壞可能會影響整個結構的安全性和穩定性，如果不加以處理可能會導致樓房裂縫等緩慢發展，最終導致坍塌。近年來發生的天然氣爆炸事故比比皆是，需要完善房屋天然氣爆炸后的安全鑒定，對被影響的構件進行加固處理，防止出現二次事故，保證居民的財產和人身安全。本文中對安全性較差的構件采用增設鋼管的方法進行加固，對整體性的加強采用增設圈梁和構造柱的方法加強，樓板底部采用碳纖維進行加固，保證受影響房屋的損失降到最低。

1 工程概況

2020 年1 月15 日上午10 時，山西省太原市某小區某居民樓403 房間由于天然氣泄漏，出現閃爆，爆炸事故總共造成1 人死亡5 人受傷。爆炸影響區域為爆炸房間為中心的同層單元四戶。該次爆炸的沖擊能量較大，造成403 房間與周邊房間共用的承重墻破壞，4 層的圈梁和陽臺的破壞比較嚴重，臨近的部分玻璃門窗被震壞。該房屋的建造年代為1995 年，為5 層磚混結構，基礎采用混凝土條形基礎，埋深為1.5m，層高均為3.5m，承重墻體采用燒結普通磚與砂漿砌筑，砂漿的標號為M5，樓板和屋面板采用混凝土預制板，該房屋設有圈梁，沒有構造柱，如圖1所示。

2 爆炸房屋現場檢測

2.1 現場初勘

在天然氣爆炸發生后，產生的沖擊波沿著壓力較低的方向傳遞。在現場進行初勘時發現沿著泄壓方向的承重墻、門窗和陽臺等均產生不同程度的破壞，隔墻大部分已經坍塌，陽臺的護欄也已經發生傾斜；多處承重墻受到沖擊波的影響變形、開裂，在墻體外表面形成“井”字形的裂縫。主要受損情況如下：

圖1 爆炸位置

（1）4 層、5 層的22-24 軸頂板開裂破壞，天花板上拱約20mm。

（2）發生閃爆房間周邊的砌體構件裂縫較多，部分墻體裂縫寬度達到15mm 以上，變形較大。同層其他單元的墻體部分開裂，裂縫寬度為0.5~1.0mm 之間。

（3）4 層的22-23 軸墻體表面發生滲水現象，為爆炸導致水管破裂所致。

（4）401-403 室陽臺護欄全部向外傾斜，陽臺護欄與主體結構連接的部分全部脫開。

2.2 閃爆后現場檢測

2.2.1 混凝土強度檢測

采用回彈-鉆芯修正法對居民樓1~5 層的混凝土梁、柱抗壓強度進行檢測，并按照《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（JGJ/T 23—2016）和《建筑結構檢測技術標準》（GB 50344—2019）的相關要求進行換算，混凝土年代久遠，強度較低。換算得混凝土柱的強度為C25，混凝土梁的強度為C30。

2.2.2 現場砂漿強度檢測

采用砂漿貫入儀對現場砂漿強度進行檢測，將該居民樓墻體外側的墻皮和砂漿打磨到露出磚縫，對磚縫進行打磨，平整后采用貫入儀對砂漿強度進行檢測，依據《貫入法檢測砌筑砂漿抗壓強度技術規程》（JGJ/T 136—2019）進行換算，換算得磚墻的砂漿強度為M2.5。

2.2.3 地基基礎檢測

采用水準儀對房屋的沉降進行觀測，該房屋并沒有因為爆炸發生明顯的豎向位移，檢測點的相對豎向高層差值滿足《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007—2011）中允許變形的要求，采用探地雷達對一層的室內土體和房屋周邊土體進行檢測，未發現土體被擾動的情況。

2.2.4 房屋結構承載力的驗算

爆炸區的房屋承重構件發生嚴重的變形和開裂現象，承載力基本喪失。本次計算采用中國建筑科學研究院的PKPM 軟件進行建模，為房屋的加固處理提供依據。根據計算結果，該房屋在正常使用荷載的條件下，房屋的上部結構承載能力滿足規范的要求，在當地Ⅶ度的抗震設防要求下，房屋的上部結構抗震能力也滿足規范要求。

3 安全性鑒定

3.1 地基基礎的安全性鑒定

經過現場檢測，該房屋的地基基礎變形沒有超過《建筑地基基礎設計規范》（GB 50007—2011）的傾斜限值要求，故根據《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB 50292—2015）的相關規定，該房屋的地基基礎安全性評定為B 級，地基基礎對房屋的整體承載力尚未造成明顯影響。

3.2 上部結構的安全性鑒定

該房屋的4 層和5 層的頂板基本全部坍塌破壞，依據《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB 50292—2015）的相關規定，將該部分構件全部評定為D 級；房屋周邊的承重墻變形、開裂，變形已經超過了民用建筑可靠性鑒定標準》（GB 50292—2015）的相關規定，而且縫寬也大于5mm，該部分構件的安全性也評定為D 級。承重墻體的破壞顯著影響了房屋整體的承載功能，對這些構件必須立即采取措施進行處理。房屋其他的構件由于縫寬較小，與其他未受影響的構件一起評定為B 級。

3.3 上部結構的構件集計算

依據《民用建筑可靠性鑒定標準》（GB 50292—2015）的相關規定，對墻體構件當做一個集合計算D 級構件的影響比例，由于4 層和5 層均包含D 級構件，故不需要進行計算，本層的最高等級只能為C 級，該建筑結構有兩層為C 級，故整體承載功能評價為Dsu 級。房屋爆炸發生在頂部，部分承重墻體的承載能力已經喪失，如果不及時處理，那么容易導致屋蓋部分的坍塌，引發二次災害。受到沖擊影響的雨棚和門窗等也應當及時進行處理。

4 加固處理

房屋存在危險點，因此加固的時候應當按照一定的施工流程來進行。對于房屋的危險構件，應當先設立支撐，然后拆除已經損壞或者開裂的承重構件，重新找平地梁，然后砌筑承重墻體，再澆筑構造柱與圈梁，最后支模進行樓板的澆筑（對開裂未明顯變形的樓板采用碳纖維布加固）。房屋加固的范圍主要集中在第4 層與第 5 層。

4.1 對承重墻采用鋼管進行支撐

在天然氣閃爆引起承重墻喪失承載力的部位，采用鋼管支撐在原圈梁下進行支撐，然后用鋼板和鐵楔將鋼管與圈梁連接，支撐采用的鋼管型號為φ102，壁厚為5mm，內灌注C30 混凝土，間距為1m，支撐完畢之后拆除原有的磚墻體，新砌筑的墻體與鋼管緊密結合，在外側鋪設10mm×10mm 的雙面鐵絲網，防止接茬處開裂。

4.2 增設構造柱，修復圈梁

斷裂的圈梁鑿除混凝土到露出鋼筋，綁扎鋼筋然后支模重新續澆圈梁，與原有的圈梁連接好，在橫墻與縱墻交接的部位支模澆筑構造柱，構造柱的截面尺寸為200mm×200mm，與圈梁形成整體。新砌筑的墻體設置φ6 的通長拉結筋，拉結筋植入構造柱中，中間鋼管的部位，將拉結筋與鋼管焊接。

4.3 樓板的加固

已經損壞的預制板支模重新鋪設鋼筋澆筑為現澆板，開裂的樓板采用CFRP300 的碳纖維布粘貼，對4 層樓板進行加固，這樣房屋的整體性、承載力甚至抗震能力都有了進一步的提高，保證能夠滿足原設計的要求。

5 結語

在居民住宅樓發生天然氣閃爆后，最需要檢查的是承重結構，尤其是在底層的結構中，承重墻的破壞會導致上層結構的破壞，因此必須重視。頂層的破壞往往局限于爆炸房間本身的破壞，需要對樓板、墻體乃至陽臺、雨棚等圍護結構進行檢查，并對裂縫、變形進行測量，對喪失承載力的構件進行及時更換和修復處理。處理的時候需要注意房屋的整體性、承載功能，保證加固后的房屋功能與原設計要求相符，這樣才能真正保障房屋的安全，杜絕發生二次災害，房屋如何進行天然氣的合理泄壓仍然需要進一步研究。