某建筑火灾后结构构件的检测\鉴定与加固处理

摘 要以某建筑火灾后的处理为例,介绍了火灾现场勘测内容及检测结果,根据检测结果对该工程受损构件进行可靠性分析、鉴定与加固.为日后的建筑火灾工程研究、鉴定分析和加固处理提供借鉴.

关 键 词火灾；结构构件；检测；鉴定；加固方案；施工

1.概况

某工程为二层框架结构（在建工程）,由于在一层局部堆放的杂物起火燃烧,以致一层柱和二层梁板混凝土受伤严重.为确保其安全性,相关方多次现场进行调查,并对结构进行实体检测,在实际检测与理论分析的基础上,对火灾后的混凝土构件进行鉴定与加固.

2.火灾后现场检测与结果分析

火灾后,相关检测部门和设计单位对该建筑的结构损伤情况进行了现场检测,检测范围包括：对所有受火区域的构件进行逐个外观检测,根据初步检测状况进行分区进行受灾部位的混凝土强度、钢筋强度、裂缝宽度、变形和构件的损伤深度检测等.

2.1外观检测

24-26轴混凝土柱梁混凝土表面被熏黑（见照片1）,19-22轴混凝土柱梁剥落严重,钢筋已外露,17-18轴混凝土柱梁边角剥落,钢筋未外露,混凝土损伤深度现场及钻芯检测达到50mm.

2.2强度检测（详见表1）

1）钢筋力学性能检测结果：梁、板、柱内的钢筋的取样部位为构件受损严重处截取的标准试件.检测结果表明,本次火灾对混凝土结构常用的Ⅰ级、Ⅱ级钢筋的强度影响不大,其各项物理、力学性能指标均能满足工程要求.

2）混凝土构件采用超声波法检测烧伤程度,用钻芯取样法测试其残余强度.对17-25轴混凝土柱梁采用钻芯检测,抽取20个芯样（着重抽取19-22轴柱梁）,20个混凝土芯样平均值为34.0MPa,最小值为24.6MPa,强度偏差较大.

内部混凝土强度n等于20(个)m等于34.0MPas等于6.11K1等于1.17458K2等于2.39600

上限值:xk,1等于34.0-1.17458×6.11等于26.8MPa

下限值:xk,2等于34.0-2.39600×6.11等于19.4MPa

相邻强度等级差值为5.0MPa,1/2（xk,1＋xk,2）×10%等于2.3MPa,取两者中较大值5.0MPa

xk,1-xk,2等于7.4MPa＞5.0MPa

故该批构件不可按批进行评定

备注fcu,cor等于4F/πd2[0.95≤（H/D）≤1.05]

fcu,cor等于K×4F/πd2[K等于-0.0265+1.1113（H/D）0.20≤（H/D）≤1]

2.3裂缝（详见表2.表3）

17-24轴混凝土梁均有大面积粗裂缝网格,最大裂缝达到2.27mm（见照片2）,18-24轴混凝土柱均有大面积裂缝那个网格,最大裂缝达1.21mm（见照片3）,25-26轴混凝土柱梁有单条细微裂缝.

2.4变形

柱变形较小未超过规范要求,梁变形未超过规范规定的挠度变形极限（[δ]等于6000/200等于30mm）

3.结构构件损伤程度综合鉴定

综合检测与分析,依据《火灾后建筑结构检定标准》,该房一层17-24轴（包括24轴）火灾后结构构件不符合国家现行标准规范下限水平要求,影响安全及正常使用,应立即进行处理,24-26轴混凝土柱梁符合国家现行标准规范下限水平要求,不影响安全,能正常使用,需对其进行一定的处理.

4.修复加固方案设计

根据结构形式的特点及火灾受损程度,并经相关专业技术组专家综合论证,确定出修复加固总体方案.首先应确保结构的安全性,采用等强原则对构件进行加固,保证构件的原有承载力；还应确保加固部分和被加固部分的紧密结合及结构的整体性.修复设计总体方案如下：

1）对烧伤的柱、梁进行全面检查,凿除混凝土强度受伤的部位.用环氧结构胶进行分层修补,恢复原结构.

2）混凝土表面打磨平整后,根据设计及相关规范要求进行粘贴碳纤维加固,使得柱、梁达到原设计强度.

3）碳纤维粘贴完成后,相关方对柱、梁粘贴的碳纤维空鼓检查,如有空鼓现象,根据实际情况,对混凝土进行环氧灌浆,使混凝土恢复整体.

5.修复加固施工方案

5.1裂缝封闭及灌浆施工方案

1）对于＜0.15mm的裂缝进行表面封闭,封闭材料采用环氧JGN-DN结构胶,将树脂配成腻子状,将裂缝周围清理干净,用腻子对准裂缝批嵌,宽为5mm左右.

2）对于≥0.15mm的裂缝进行压力灌浆,采用双组份（甲乙组分配合比为4:1）低粘度改性特种环氧树脂92-02#配方,用专用粘结剂将注浆口与裂缝对齐粘结.注浆口的间距根据缝长及缝宽,一般宽缝为稀,注浆口间距20~25cm,窄缝宜密,注浆口间距10~15cm,每一道裂缝至少各有一个进浆口和一个排气口.（注意,注浆口必须对中,保证导流畅通,注浆口并应粘贴牢靠.）然后进行裂缝表面封闭（为使混凝土缝隙完全充满浆液,并保持压力,同时又保证浆液不大量外渗,孔眼及注浆口除外）,用环氧树脂浆液沿裂缝走向从上至下均匀涂刷两边进行封闭,形成宽度为5~8cm的封闭带.最后进行灌浆,灌浆可由低端向高端进行.从一端开始压浆后,另一端的灌浆嘴在排出裂缝内的气体后冒出浆液时,可停止压浆,然后将灌浆嘴全部封堵,并留一注浆口继续灌浆,并保持一定的压力,时间数分钟以上,最后拆除注浆器,用专用闷头封住,并拧紧.灌浆嘴处最后用环氧胶泥批平.

5.2粘贴碳纤维施工方案

首先进行混凝土表面处理,磨去原表面,混凝土转角部位加工成半径≥2cm的圆弧.再次分别进行涂底胶和找平胶.最后用粘贴剂粘贴碳纤维布.粘贴碳纤维布（现场气温应≥5℃,搭接时需错位,搭接长度≥10cm）时,滚筒只能顺碳纤维方向从中间向两头滚压或从一端滚压.多层碳纤维粘贴时,负板和压板要分层粘贴.在最外一层碳纤维布的外表面均匀涂抹一层粘贴胶,形成良好的封闭层.

6.结语

该加固工程实施后,经专家鉴定评审达到加固方案的目的和要求.到目前未出现异常情况.火灾后混凝土结构的鉴定评估、加固方案设计及加固施工是一项系统工程,要综合考虑许多因素.由于钢筋混凝土结构的抗火性能和火灾后剩余承载力的计算十分复杂,目前我国尚无明确的规范或规程可循,因此,火灾后结构受损检测及灾后鉴定、加固等方面还有许多问题有待进一步探讨和研究.