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    2. 剖析火災后如何檢測鑒定與分析

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      • 2019-08-05
      • 來源:上海鈞測檢測機構
      • 作者:晏超
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      版權聲明:本文為加固博士網原創文章,未經允許不得轉載或注明出處:http://www.pn656.com/jingyan/show-1109.html
      核心提示:建筑物在使用過程中如果用火不慎,電線短路、漏電、電器超負荷運轉等均可能發生火災,火災不僅造成人員傷亡,財產損失,而且對建筑物本身造成嚴重損害,甚至會影響建筑物結構的安全,因此研究火災后建筑物的鑒定和加固有著重要作用

       本文以一車間火災后安全鑒定為例,討論了火災的現場調查內容、結構構件損傷情況檢測方法,并根據檢測結果,對工程進行了損害程度及承載力安全評定,并提出了加固處理措施。

       引言

      建筑物在使用過程中如果用火不慎,電線短路、漏電、電器超負荷運轉等均可能發生火災,火災不僅造成人員傷亡,財產損失,而且對建筑物本身造成嚴重損害,甚至會影響建筑物結構的安全,因此研究火災后建筑物的鑒定和加固有著重要作用。

      災后安全檢測鑒定

      1  檢測的目的、范圍和內容

      1.1 檢測目的

      受檢房屋為一棟三層的框架結構房屋,建造于2003年。2018年5月15日3時30分左右,該房屋三層發生火災,導致主體結構混凝土變色剝落、露筋,窗戶變形,屋面坍塌,墻面開裂。為了解當前房屋的火災損傷情況,寧波慈溪某公司特委托上海某公司對2號車間進行火災后檢測,為后續處置提供技術依據。

      1.2 檢測范圍

      寧波慈溪某公司2號車間第二層及第三層。

      1.3 檢測內容

      根據相關規范、規定,并結合委托方要求,本次具體檢測內容為:

      (1)火災過程、燃燒范圍、過火面積調查,通過現場殘存材料的狀態分析判斷火災現場的溫度。

      (2)過火后鋼結構結構損傷情況調查,調查屋頂鋼結構構件的損傷情況。

      (3)過火后混凝土結構損傷情況調查,調查混凝土表面色澤、錘擊反應、混凝土剝落、露筋、混凝土強度、墻體開裂等情況。

      (4)采用鉆芯法抽樣檢測過火區和非過火區柱、梁、板混凝土強度。

      (5)房屋變形情況檢測。

      (6)對鋼結構、混凝土構件、圍護墻構件進行初步鑒定評級。

      (7)提供火災損傷檢測報告。

      2  火災過程、燃燒范圍、燃燒物、殘存物調查

      2.1 火災過程、燃燒范圍調查

      根據慈溪市公安消防大隊火災事故認定書(慈公消火認字[2018]第0008號認定書認證):寧波慈溪某公司2#廠房起火時間為2018年5月15日3時30分左右,起火部位為寧波慈溪某公司2#廠房三層咖啡機車間,起火點為三層咖啡機車間三號流水線中間區域,起火原因為電氣故障引發火災,燒損2#廠房建筑、裝修、設備、產品、原材料等。

      現場查勘表明,房屋過火區域主要為2號車間的第二層及第三層區域,過火面積約16571.0m2,部分梁、柱、板混凝土剝落,墻面粉刷層剝落、露筋,墻面粉刷剝落、開裂,屋面鋼結構變形坍塌。

      根據火災的影響范圍和房屋受損程度,過火區域可以劃分為三個區域,分別為:Ⅰ區——2號車間的第二層1~9/A~J軸及第三層1~18/A~J軸區域,該區域受火災影響較大,為重災區;Ⅱ區——2號車間的第二層9~13/A~J軸區域,該區域受為輕度燒灼,為中災區;Ⅲ區——2號車間的第二層13~18/A~J軸區域,該區域主要受煙熏,為輕災區

      2.2 燃燒物、殘存物

      根據調查,受檢區域的可燃物主要為咖啡機、烤面包機、塑膠制品以及生產設備等物品。火災發生后,Ⅰ區鋼結構屋面坍塌,鋼梁撓曲變形,防腐涂裝碳化,混凝土柱傾斜,防火墻倒塌;室內物品及門窗燒毀,殘留鐵件變形,玻璃爆裂軟化。Ⅱ區防火墻倒塌,室內物品及窗戶燒毀,玻璃爆裂,殘留鐵件變形,塑料制品軟化。Ⅲ區未受火災燒灼,主要受煙熏,地面、墻面及板底面有大量煙灰,塑料制品軟化,殘留紙制品碳化。

      3  現場檢測

      3.1 房屋損傷檢測

      3.1.1 鋼結構構件損傷檢測

      通過對現場勘察,2號車間屋面鋼結構坍塌,鋼梁扭曲變形,高強螺栓連接節點被撕裂。鋼結構構件損傷情況詳見表3.1(限于篇幅,僅列出部分構件)。

      3.1.2 混凝土構件損傷檢測

      現場對受檢區域鋼筋混凝土梁、板、柱的外觀顏色、裂縫、錘擊反應、混凝土剝落和露筋等損傷情況進行了詳細檢測。混凝土結構構件損傷情況詳見表3.2(限于篇幅,僅列出部分構件)。

      3.1.2 圍護墻構件損傷檢測

      現場對受檢區域的圍護墻進行了詳細檢測。

      3.2 混凝土強度檢測

      按照《混凝土結構現場檢測技術標準》(GB/T50784-2013),在Ⅰ區、Ⅱ區、Ⅲ區受火災影響混凝土梁、柱、板上用鉆芯法取樣,測試混凝土的強度。測試結構表明:受檢Ⅰ區混凝土酥松,易碎,大部分構件無法鉆取有效芯樣,現場已鉆取芯樣的抗壓強度在18.0~31.6 MPa,離散性較大,偏于保守取Ⅰ區混凝土強度推定值為C18,低于設計強度等級C25;Ⅱ區混凝土芯樣的抗壓強度在19.4~22.7MPa,該區域的混凝土強度推定值為C19,低于設計強度等級C25;Ⅲ區混凝土芯樣抗壓強度在25.4~39.8MPa,該區域的混凝土強度推定值為C25,滿足設計強度等級C25的要求。

      3.3 房屋變形檢測

      3.3.1房屋傾斜檢測

      為明確該房屋目前實際傾斜情況,現場采用TCR1202+R400型全站儀對房屋傾斜進行測量。測量結果表明,房屋傾斜無明顯規律,東西向最大傾斜率為2.65‰,南北向最大傾斜率為1.88‰,所測測點的傾斜率均小于《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)中規定的房屋整體傾斜4‰的限值(注:房屋傾斜率測量包含施工誤差)。

      3.3.2房屋不均勻沉降檢測

      為了解受檢房屋目前不均勻沉降情況,現場采用TCR1202+R400型全站儀對受檢房屋相對高差進行檢測,取房屋設計處于同一平面的窗臺進行布點。測量結果表明,房屋最大局部傾斜率為2.96‰,小于《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)關于同類建筑基礎局部傾斜的限值3‰(注:沉降觀測包含施工誤差)。

      3.3.3三層混凝土柱傾斜檢測

      為了解受檢房屋三層混凝土柱目前傾斜情況,現場采用TCR1202+R400型全站儀對房屋三層混凝土柱的傾斜檢測。測量結果表明,受檢房屋三層鋼筋混凝土柱傾斜在0.22‰~20.56‰之間,大部分混凝土柱存在變形超出《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252:2009)中規定的火災后混凝土柱變形的限值7.0‰(注:測量結果包括施工誤差)。

      4  火災后損傷分析評估

      4.1 火場溫度分析

      根據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252:2009),依據鋼結構損傷情況和混凝土表面的顏色、錘擊反應、混凝土剝落情況、火災后的混凝土強度以及現場燒毀和殘留物殘留情況判斷。Ⅰ區的最高溫度約為700℃~800℃,Ⅱ區的最高溫度約為300℃~500℃,Ⅲ區的最高溫度為<200℃。

      4.2火災對鋼筋構強度影響分析

      根據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252:2009)及有關資料:在高溫過火冷卻后,鋼筋的強度總體上都會有一定程度的降低,溫度越高,鋼筋強度折減越大。Ⅰ區的最高溫度約為700℃~800℃,鋼筋的屈服強度在高溫冷卻后強度折減系數為0.85;Ⅱ區的最高溫度約為300℃~500℃,鋼筋的屈服強度在高溫冷卻后強度折減系數為0.95;Ⅲ區的最高溫度為<200℃,鋼筋的屈服強度在高溫冷卻后強度折減系數為0.95。

      4.3 火災對混凝土強度影響分析

      根據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252:2009)及有關資料:在高溫自然冷卻后,混凝土的強度總體上都會有一定程度的降低,溫度越高,混凝土強度降低越嚴重。Ⅰ區混凝土墻強度等級推定為C18,低于C25設計強度要求;Ⅱ區混凝土強度等級推定為C19,低于C25設計強度要求;Ⅲ區混凝土強度等級推定為C25,滿足C25設計強度要求。

      4.4 構件鑒定評級

      根據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252:2009),依據構件燒灼損傷、變形、開裂,火災后構件初步鑒定評級可分為4類(火災后結構構件損傷狀態不評Ⅰ級):

      狀態Ⅱa——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。

      狀態Ⅱb——輕度燒灼,未對結構材料及結構性能產生明顯影響,尚不影響結構安全,應采取耐久性或局部處理外觀修復措施。

      狀態Ⅲ——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,對結構安全性或正常使用性產生不利影響,應采取加固或局部更換措施。

      狀態Ⅳ——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。

      根據受檢區域鋼結構損傷情況、混凝土構件表面的顏色、錘擊反應、剝落情況及混凝土強度對構件進行鑒定評級。

      5  結論與建議

      5.1 結論

      (1)寧波慈溪某公司2#廠房起火時間為2018年5月15日3時30分左右,起火部位為寧波慈溪某公司2#廠房三層咖啡機車間,起火點為三層咖啡機車間三號流水線中間區域,起火原因為電氣故障引發火災,燒損2#廠房建筑、裝修、設備、產品、原材料等。

      (2)依據火災后的混凝土強度構件損傷以及現場燒毀和殘留物殘留情況分析判斷,受檢區域火災的主要影響范圍及最高溫度為:Ⅰ區的最高溫度約為700℃~800℃,Ⅱ區的最高溫度約為300℃~500℃,Ⅲ區的最高溫度為<200℃。

      (3)火災對受檢造成的損傷主要是:Ⅰ區鋼結構屋面坍塌、鋼梁扭曲變形、高強螺栓撕裂,防腐涂裝碳化;部分混凝土構件錘擊聲音發悶、有錘痕,顏色發黃,部分混凝土顏色發白;部分混凝土構件存在混凝土剝落、部分鋼筋外露;圍護墻粉刷層大面積剝落。Ⅱ區部分混凝土構件錘擊聲音較悶、有錘痕、顏色發黃,部分混凝土構件錘擊聲音響亮、無錘痕,混凝土顏色熏黑;Ⅲ區混凝土構件錘擊聲音響亮、無錘痕,混凝土顏色熏黑。

      (3)測量結果表明, 2號車間東西向最大傾斜率為2.65‰,房屋最大局部傾斜率為2.96‰,均在規范允許的范圍內;該房屋三層鋼筋混凝土柱傾斜在0.22‰~20.56‰之間,大部分混凝土柱存在變形超出規范允許的范圍。

      (4)采用鉆芯法對鋼筋混凝土強度進行實測,檢測結果表明,Ⅰ區混凝土強度等級推定為C18,低于C25設計強度要求;Ⅱ區混凝土強度等級推定為C19,低于C25設計強度要求。Ⅲ區混凝土強度等級推定為C25,滿足C25設計強度要求。

      (6)根據《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252 : 2009)Ⅰ區鋼結構屋面的初步鑒定評級為Ⅳ級;Ⅰ區三層及屋面混凝土構件的初步評級為Ⅱb~Ⅳ級、二層混凝土構件的初步評級為Ⅱb~Ⅲ級;Ⅰ區三層圍護墻結構的初步評級為Ⅲ~Ⅳ級、二層圍護墻結構的初步評級為Ⅱa~Ⅲ級;Ⅱ區混凝土構件的初步評級為Ⅱa~Ⅲ級;Ⅱ區圍護結構的初步評級為Ⅱa~Ⅱb級;Ⅲ區混凝土構件的初步評級為Ⅱa;Ⅲ區圍護結構的初步評級為Ⅱa。

      5.2 建議

      通過對現場調查與檢測,并結合相關測試數據及分析,提出以下處理和修復建議:

      (1)建議將2號車間三層的柱、圍護墻、屋面梁及鋼結構屋面拆除,并按照原設計圖紙原樣恢復。

      (2)建議對2號車間評為Ⅲ級的二層柱及三層梁、板進行加固處理。柱、梁加固可采用加大截面法。對樓板建議鑿除板表面酥松混凝土后進行修補,并采取補強措施。對少量評為Ⅳ級的混凝土構件可將原有混凝土鑿除,并對鋼筋修整后,采用灌漿料置換處理。

      (3)建議對2號車間評為Ⅲ級二層的圍護墻體采用鋼筋網水泥砂漿面層進行加固。

      (4)建議對2號車間二層~三層窗戶全部進行更換處理。

      (5)本報告的拆除建議及加固維修供相關方參考,具體拆除措施及加固維修應由具有資質的加固設計和施工單位出具方案,對房屋進行加固設計及施工。

      (6)施工中應注意防護措施和安全支護,以免在拆除及修復加固的施工過程中構件損傷繼續發展甚至斷裂、倒塌。

       參考文獻

      (1)《建筑結構檢測技術標準》(GB/T50344-2004);

      (2)《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS 252:2009);

      (3)《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》(CECS03:2007);

      (4)《民用建筑可靠性鑒定標準》(GB50292-2015);

      (5)《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011);

      (6)公安消防大隊火災事故認定書


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