火災后高層建筑鋼筋混凝土結構檢測鑒定

戴文龍

（福建省宏實建設工程質量檢測有限公司， 福建 泉州 362000）

1 火災難后建筑物的鑒定

1.1 檢測目的

進行檢測的主要目的是對建筑的體系結構以及實際情況予以掌握，對火災面積以及火災的程度詳細了解，為加固工作提供具有參考價值的依據。對火災后建筑物鑒定，具體的工作是做好現場調查工作、初步評定建筑物構件所屬等級、確定火災的溫度、檢測混凝土的強度、檢測鋼筋受力性能、檢測填充物砌塊的墻體、檢測砂漿的強度等等。

1.2 鑒定方法

對火災后建筑物加以鑒定可以采用傳統經驗法、實用鑒定法、概率鑒定法。這三種方法都各有優點，也都存在不足，其中傳統的經驗方法非常簡單，操作很容易，不需要很長的時間，但是由于這種方法缺乏系統性，不具有主體性，而且相當保守性，所以，檢測的結果很難保證準確。采用實際評價方法，為專門的機構承擔這項工作，嚴格按照科學的評價標準進行，操作規范化、合理化，這種方法檢測的結果準確，評價內容也更加全面。采用概率評估方法進行檢測，就是應用概率理論與數理統計思想，使結構的檢測結果有較高的可靠性，建筑評估的結果準確。目前來看，概率評估方法有一套完善的理論體系，可以將結構的可靠性真實反映出來，但這種方法并沒有落實到實踐中，依然在理論層面體現。

1.3 評定等級

鋼筋混凝土建筑材料的燃燒性能不同，可以劃分為不同的等級。建筑材料的燃燒性能是指其燃燒或遇火的時候所發生的一切物理變化和化學變化，這項性能由材料表面的著火性以及火焰的傳播性、發熱、發煙、炭化、失重，以及毒性生成物的產生等特性來衡量。按照中國國家標準GB8624-97 將建筑材料的燃燒性能分為4 等級，即A 級：不燃性建筑材料；B1 級：難燃性建筑材料；B2 級：可燃性建筑材料；B3 級：易燃性建筑材料。

火災后建筑物的結構構件的等級分為初步等級和詳細等級。結構構件火災后的初步鑒定等級可以按照燃燒程度、損壞程度、開裂程度或斷裂程度進行，但是建筑結構構件火災后出現損傷，不應確定為一級，需要詳細鑒定火災后的建筑物結構構件，將等級分為B、C、D 三級，火災后建筑物的結構構件不能確定為A 級。

1.4 溫度判定

當建筑物發生火災的時候，其內部的溫度會隨著時間而變化，分別取時間和溫度作為橫坐標和縱坐標，就可以繪制出火災過程中的時間--溫度曲線。在鋼筋混凝土建筑的實際火災中，每一起火災的時間--溫度曲線是各不相同的，但為了對建筑構件進行耐火實驗，進而度量耐火極限，必須人為規定一種能反映、模擬一般火災規律的標準溫升條件，把它繪制成曲線，可以對溫度作出判定，據此判斷燃燒的時間。鋼筋混凝土的防火性能非常好，但也存在耐火極限，對任一建筑構件按時間—溫度標準曲線進行耐火實驗，從受到火的作用時起，到失去支持能力或完整性被破壞或失去隔熱作用時止的這段時間，就可以成為耐火極限，以小時表示。對于溫度的具體判定如下：

其一，根據火災持續時間計算火災溫度。根據火災持續時間，依據是火災溫升曲線計算出火災的溫度。不同的國家，火災溫度曲線標準也會有所不同，當前，中國所采用的火災溫度曲線是標準溫度—時間曲線，此為國際標準化規定的。

其二，根據火場殘渣的燃燒特性，不同物料有不同的燃點、熔點和沸點。因此，要對火災的溫度予以確定，判斷的時候可以基于火災現場殘余物的燃燒損失特性實施。

其三，根據火災后混凝土結構所呈現出來的外觀特征，對火災溫度加以確定。混凝土燃燒后，其外觀特征會發生變化，表面顏色也會有所不同。因此，火災溫度的判斷可以根據火災后混凝土構件的表面顏色的變化情況、表面孔隙率的變化、開裂以及爆裂情況做出判斷。

其四，火災溫度的判定中采用混凝土取樣檢測方法。對混凝土取芯之后檢測試塊，分析檢測所獲得的數據，就可以對火災的溫度做出判斷。在實施取樣檢測的時候，溫度的判別也可以通過混凝土結構的燒損厚度進行，使用超聲波判別法也可以判別試件的溫度，還可以使用電鏡分析法判別溫度。

2 火災后高層建筑鋼筋混凝土結構檢測鑒定

當高層建筑火災發生之后，需要對鋼筋混凝土結構進行檢測并加以鑒定，這就需要做好綜合檢測工作。對火災現場的基本概況全面了解，對火災溫度進行總結，做好火災分區工作，之后進入到分項檢測環節，即對混凝土的強度以及探傷深度進行檢測，對鋼筋進行檢測，做好等級評定工作。

2.1 綜合檢測

其一，對火災現場的基本概況全面了解,要充分的掌握火災現場的各種情況。有關人員要進入到火災現場檢查，還要分析火災所持續的時間、所采用的滅火方法以及建筑物在火災中的受損情況等。在現場檢查中，還要了解燃燒物品所屬類別以及堆放的具體位置，判斷是否與火災存在關聯性，同時將這些都拍攝下來形成資料，根據圖片詳細分析。

其二，對火災溫度進行總結。通過對災后建筑物各個構件的表面進行觀察，分析顏色、裂縫的寬度、爆裂的情況以及受損構建的數量等，結合受火時間進行分析，依據火災溫度-時間曲線對火災的具體位置以及火災的溫度做出判斷[1]。

其三，火災分區。根據現場的檢查結果判斷，對于火災區域進行劃分，主要為三級：火災區域的過火較輕，僅為發黑混凝土表面，無脫落皮，火災下表面溫度低于300℃；一般情況下，混凝土表面只出現輕微脫落，表面產生裂縫，火災溫度介于300℃至600℃；在火災比較嚴重的區域，混凝土表面剝落嚴重，敲擊可聽到空鼓一樣的聲音。表面的裂紋多，寬度大，火災溫度超過600℃。

2.2 分項檢測

2.2.1 混凝土的強度以及探傷深度的檢測

在檢測混凝土的強度以及探傷深度的時候，主要是對構件的外觀狀況進行檢查。當混凝土結構受火之后，強度會有所降低，主要是在高溫環境中受到損傷，或者所采用滅火方式的影響或者災后齡期等因素的存在，所采用的滅火方式不同，必然會影響混凝土的強度。當火災中的混凝土使用水冷卻，相比較于自然冷卻，混凝土的強度降低幅度可以達到30%。

雖然通過觀察混凝土的表面狀況就可以估計混凝土強度降低的程度，但是不同的深度，就會產生不同程度的混凝土受火影響，在進行檢測的時候，僅僅依賴于混凝土的表現狀況對混凝土強度進行評價是不夠的。落實到實際的工程中，對于各個構件外觀所產生的缺陷要詳細分析并記錄下來，測定混凝土強度的時候要保證準確。檢測的時候可以使用鉆芯法，用于評定混凝土強度的結果更加準確。

在應用鉆芯法檢測的時候，需要將鉆頭用水冷卻，清除周圍混凝土屑后，出水口溫度控制在35℃至40℃之間，芯樣直徑要超過骨料最大粒徑的兩、三倍[2]。在取芯之后會留下孔洞，修補的時候可以使用微膨脹水泥或樹脂材料，使取樣部位混凝土強度等級超過整體結構強度等級。采用這種方法取芯樣，垂直度、平整度都要符合有關的要求。如果發現混凝土樣品與預期的標準不符合，則需要對芯樣進行處理，保證芯樣與找平層結合良好。

2.2.2 鋼筋的檢測

在檢測鋼筋的時候，主要是對構件實際截面尺寸進行檢測，通過測試了解構件的變形情況、掌握鋼筋的強度以及配筋的強度等等。在高溫環境下，鋼筋會受到影響而降低強度。在混凝土的內部會有很多的空隙產生，混凝土與鋼筋之間會降低粘結強度，這必然會影響構件的承載能力。在進行檢測的過程中，使用鋼筋掃描儀檢查構件的時候要了解實際鋼筋配置情況，用鋼卷尺檢查構件截面的規格，用經緯儀測試構件是否產生變形以及變形的幅度。在測試的時候要取樣，重點測試鋼筋的力學性能。將測試結果與設計圖紙比較，要求構件截面尺寸和鋼筋配置要與設計圖紙要求符合，如果梁構件的撓度已經超出了規定限值，就要截取一段鋼筋作為樣品，經過測試了解其力學性能。

2.3 等級評定

在檢測火災后建筑物鋼筋混凝土結構之后，還要做出評定，主要是基于幾個因素展開，即結構裂縫、結構的承載力以及結構的變形程度。將這些因素量化為指標之后，就可以對混凝土構件評定分級，此外，還要充分考慮到混凝土的強度、鋼筋與混凝土之間的粘結程度等等對構件進行評定[3-5]。此外，需要根據實際工程制定出相應的評定方法。鑒于當前的鑒定評級主要采用定性評定方式，還要結合工程實際展開，結合檢測人員的經驗，做到評定的綜合化，所獲得的判定結果才更具有客觀性。

根據對現場進行檢測所獲得的結果，在這個建筑的27 層由受損的構件是一級，18 層、19 層、23 層和25 層的受損構件是二級的，2 層，4 層，6層至12 層，14 層，16 層，25 層、26 層受損的構件是三級。

3 火災之后的修復方法

通過對建筑進行檢測所獲得的實際結果，結合有關工程檢測經驗，制定火災之后的建筑修復方案如下:

其一，如果建筑火災之后進行受損等級評定其為一級構件，損傷程度不是很嚴重，處理方法很簡單，只需要對表面進行粉刷即可，不需要應用加固技術也不需要采用特殊的修復措施。

其二，如果對火災建筑進行受損等級評定其為二級構件，燒傷深度比混凝土保護層小，構件雖然受損但是沒有出現露筋的現象，就需要將構件表層的疏松混凝土去除，封閉好構件上面產生的裂縫，在修復的過程中要采用比原設計高一個強度等級的混凝土，還要保證新混凝土與原混凝土黏結牢固，之后對表面進行粉刷即可。

其三，如果對火災建筑進行受損等級評定其為三級構件，就意味著建筑的受損比較嚴重。對于這類建筑構件，需要將受損范圍的混凝土去除，將附加鋼筋錨入其中，在修復的過程中要采用比原設計高一個強度等級的混凝土，合理使用加固結構，保證新混凝土與原混凝土黏結牢固，不會產生脫落的現象，之后對表面進行粉刷即可。

4 結束語

通過上面的研究可以明確，從實際出發對火災后的高層建筑進行檢測，明確需要嚴格按照流程進行，即對現場實施綜合檢測，對火災區域準確定位之后，判斷現場的溫度、劃分火災區域、實施分項檢測，最后對構件進行等級評定，最終對不同的部位各個部件損傷情況進行檢測，將相應的修復建議提出來。