某建筑物火灾后结构检测及鉴定

许发俊，张太亮，戴丹丹

（甘肃土木工程科学研究院有限公司，甘肃 兰州 730020）

0 引言

建筑物发生火灾受损后，应根据受损情况及时对建筑结构进行检测、鉴定，参照现行 CECS252∶2009《火灾后建筑物结构鉴定标准》［1］，对建筑物受损情况进行调查、材料检测、结构检测、火场温度计算，判定建筑物发生火灾后的安全状况，为后续使用提出相应的处理意见和建议，为类似的火灾后检测鉴定提供参考。

1 概述

某建筑物地上 27+1 层，地下 1 层，混凝土剪力墙结构［2］，使用功能为住宅，建筑物长 32.6 m，宽 16.7 m，结构高度 87.85 m，总建筑面积 13 080.31 m2。墙、梁混凝土设计强度等级：基础顶～5 层为 C45，6 层～13 层为C 40，14 层～21 层为 C 35，22 层及以上为 C 30。

2 火灾情况调查

由于本次检测时火灾现场大部分燃烧物已清理，因此本次检测火灾情况调查主要根据委托方提供的资料和叙述。

2.1 火灾发生位置

建筑物7～12层17～19×E～G轴（14.620 m～ 32.320 m）处混凝土构件，建筑物外防护架 7～13 层，起火部位为：9 层 19×F～G 轴处外防护架。

2.2 火灾发生和持续时间

起火时间约为 2020 年 5 月 4 日 16∶13，16∶35大火得到控制，16∶38 消防车到达现场参与救火，16∶53 火灾全部扑灭，持续时间约为 40 min。

2.3 火场燃烧物

外防护架从 7～13 层共设置 9 层隔离层，每层隔离层为竹脚手板并排 3 块，首层隔离层为木胶板一层加竹脚手板一层再加木胶板一层满铺，着火范围内外防护架的竹脚手板部分烧毁。

2.4 灭火方式

起火初采用手提式干粉灭火器灭火，消防车到达现场救火时采用高压水枪喷水灭火。

3 建筑物现场施工情况调查

根据建筑物施工现场情况，对火灾后实际施工情况进行初步调查，具体调查情况如下：

1）根据施工单位的施工记录和现场情况，对施工单位 7～12 层 17～19×E～G 轴（14.620～32.320 m）施工情况进行调查，调查情况如表 1 所示。

表1 7～12 层 17～19×E～G 轴（14.620～32.320 m）施工情况调查

2）该楼火灾起火部位为 9 层 19×F～G 轴处外防护架，燃烧材料为木质材料，火灾持续时间约为 40 min，依据 CECS252∶2009《火灾后建筑结构鉴定标准》附录 A 常见材料变态稳定、燃点，燃点温度为 240～270 ℃。

4 混凝土受损情况调查与现场检测

4.1 混凝土受损构件调查情况

本次火灾受损［3］主要为剪力墙构件，依据 CECS252∶2009《火灾后建筑结构鉴定标准》，对剪力墙构件进行受损调查。剪力墙构件混凝土表面受损情况如表 2 所示，构件受损情况如图 1～4 所示。

图1 7 层 19×F～G 轴线剪力墙受损

表2 剪力墙受损情况调查

图2 7 层 19～20×F 轴线剪力墙受损

图3 8 层 19×F～G 轴线剪力墙受损

图4 9 层 19×F～G 轴线剪力墙受损

4.2 混凝土结构现场检测［4］

4.2.1 回弹法检测构件表面混凝土强度

对 7 层～12 层过火受损区域剪力墙构件和未过火区域剪力墙构件混凝土强度进行抽样对比检测，混凝土强度检测采用回弹法，检测结果如表 3 所示。

4.2.2 钻芯法检测构件混凝土强度

采用钻芯法对对 7 层、9 层剪力墙直接遭受灼烧的构件和未过火的构件的混凝土强度进行检测，对钻取的混凝土芯样进行加工，加工完成后进行试验，试验结果如表 4 所示。

5 钢筋损伤状况检测

为了解剪力墙钢筋过火损伤状况，对过火剪力墙面层混凝土脱落、钢筋裸露严重位置处，现场截取 2 根 C8 钢筋（设计牌号为 HRB400E）进行力学性能试验［5］，根据钢筋力学性能试验结果，所检 C8 钢筋力学性能符合国家规范对 HRB400E 的指标要求，过火后钢筋力学性能未见明显退化。

表3 7 层～12 层剪力墙混凝土抗压强度检测表

表4 7层、9层剪力墙混凝土式样抗压强度检测表

6 火灾温度推定

6.1 标准升温曲线推定

依据国际标准组织制定的 IS0834 标准升温曲线表达式为：

式中：T 为标准温度，℃；T0为自然温度，℃；t 为火灾经历的时间，min。

根据当地气象资料，火灾发生时自然温度为 20 ℃；火灾经历时间总约 40 min。根据以上内容，计算推定火场最高温度约为：

T=T0+345 lg（8t+1）=20+345 lg（8×40+1）=885 ℃

6.2 现场燃烧情况推定

由检测现场残留物、混凝土结构表面受损状况推定火场最高温度，混凝土颜色呈浅灰～浅灰白，表面局部存在裂缝；局部位置混凝土存在脱落现象，钢筋外露；锤击时声音较闷，留有痕迹。根据现场调查结果，结合 CECS252∶2009《火灾后建筑结构鉴定标准》，本次火场最高温度推定不大于 500 ℃。

7 火灾后混凝土构件材料微观分析

根据混凝土构件烧损程度，在过火部位钻取的混凝土芯样上采集小样（深度为 0～10 mm 范围），并进行电子显微镜分析，观察混凝土样品显微结构特征。

7 层剪力墙混凝土构件受损深度在 0～10 mm范围内显微结构特征如图 5 所示。由图 5（a）～（f）可知，过火后的混凝土试验受损深度为 0～5 mm，混凝土样品石英晶体完整，水泥浆体中水化产物氢氧化钙脱水，浆体开始酥松，但仍较紧密，连续性好，氢氧化钙晶型缺损、有裂纹。由图 5（g）～（i）可知，在 10 mm 范围内方解石集料表面光滑、平整，水泥浆体密集，连续性好。

图5 7 层剪力墙混凝土构件受损深度为 0～10 mm 显微结构特征

图6 9 层剪力墙混凝土构件受损深度为 0 ～10 mm 显微结构特征

9 层剪力墙混凝土构件受损深度在 0～10 mm 范围内为显微结构特征如图 6 所示。由图 6（a）～（f）可知，过火后的混凝土试验受损深度在 0～5 mm 范围内混凝土样品石英晶体完整，水泥浆体中水化产物氢氧化钙脱水，浆体开始酥松，但仍较紧密，连续性好，氢氧化钙晶型缺损、有裂纹。由图 6（g）～（i）可知，在 10 mm 范围内方解石集料表面光滑、平整，水泥浆体密集，连续性好。

8 火灾后结构构件初步鉴定评级

根据 CECS252：2009《火灾后建筑结构鉴定标准》的要求，并结合混凝土构件现场检测结果，对该楼过火构件进行初步鉴定评级，具体评级结果如表 5 所示。

表5 构件初步鉴定评级

9 检测结论与建议

综合以上检测与分析，该建筑物发生火灾后 7 层、9 层在 10 mm 范围内剪力墙局部受损，对建筑物结构安全及正常使用产生一定影响，为确保建筑物火灾后能继续安全使用，建议对受损部位剪力墙采用高延性混凝土加固处理。

10 结语

通过实际火灾检测鉴定工程项目，结合火灾现场的一系列检测内容，确定火灾后构件的鉴定评级结果，并对需加固处理的构件提出安全、可靠、经济的处理措施，为建筑物后续安全使用提供重要保证。同时，对类似火灾鉴定工程项目有一定的借鉴作用。