摘 "要:该文从火灾前后混凝土、普通烧结砖回弹值差异,烧结砖不同测面回弹值影响,混凝土抗压强度与高径比关系,数据异常值处理,渗漏水及返水倒灌等方面进行分析与总结,对检测构件随机抽样方法提出个人见解。
关键词:火灾;回弹;强度;高径比;异常值;随机抽样;渗漏
中图分类号:TU528 " " "文献标志码:A " " " " "文章编号:2095-2945(2024)20-0146-04
Abstract: This paper analyzes and summarizes the difference of rebound value of concrete and ordinary sintered bricks after fire, the influence of rebound value of different test surfaces, the relationship between concrete compressive strength and high diameter ratio, data outlier value treatment, water leakage and back water irrigation, and puts forward personal opinions on the random sampling method of detection components.
Keywords: fire; rebound; strength; ratio of height to diameter; outlier; random sampling; leakage
随着现代化建设的发展,基础建设规模不断扩大,极大推动了我国社会经济发展。目前,建筑行业投资建设有所放缓,由于前几十年的大力投入,整个社会的建筑存量很高。虽然工程质量监管力度逐年增强,但新建建筑劣质工程、安全事故时有发生,既有建筑、老旧建筑由于建造时间久远,质量通病屡见不鲜。工程质量检测鉴定工作相当于给建筑结构“号脉”,对查出影响建筑使用性、安全性和可靠性的问题,排除安全隐患,防范突发质量事故,避免造成人身财产损失及后期加固改造都有举足轻重的作用。本文结合作者日常的检测鉴定工作,对工作中碰到的一些案例进行了分析。
1 "回弹值差异
由于电气设备高度普及,人们生产生活用电缺乏安全意识,导致建筑物火灾频发,如北京长峰医院住院部东楼、武义县泉溪镇凤凰山工业区厂房、湖南长沙电信大楼等火灾,给人民和社会带来巨大的经济损失及人员伤亡。通常而言,火灾后混凝土存在内外质量差异的情况,回弹法不适用于表层与内部质量有明显差异或内部存在缺陷的混凝土强度检测[1]。表面风化或遭受冻害、环境侵蚀的烧结普通砖抗压强度推定也不适用回弹法[2]。但由于回弹法具有检测方便、现场操作简单、对构件无结构性破损的优点,因此,在检测鉴定工作中被大量应用。
结合火灾案例1和案例2,根据现场燃烧物及构件外观损伤情况[3]推定火灾温度,采用回弹法对混凝土构件、烧结普通砖进行检测并对回弹值进行比较。
案例1房屋结构类型为砖混结构,预制楼板,地上3层,建筑面积约320 m2。重度燃烧区温度约为900 ℃,中度燃烧区温度约为650 ℃。一层柱2/A、3/A处在过火区内(如图1所示)。对混凝土一层柱2/A、3/A进行回弹检测,抗压强度值分别为24.1 MPa、25.7 MPa。对一层柱2/A、3/A进行钻芯取样,芯样抗压强度值为17.7~20.9 MPa。一层柱1/A的外观损伤程度较柱2/A偏轻,无明显的抹灰层脱落等烧伤痕迹;柱2/A下部烧伤较上部严重。一层柱1/A回弹检测后的抗压强度换算值为33.6 MPa;一层柱2/A混凝土回弹检测结果为柱近底部抗压强度换算值30.8 MPa,柱上部抗压强度换算值24.1 MPa。由上可以看出,火灾后的混凝土芯样抗压强度值与回弹法得出的抗压强度换算值存在差别,强度值偏小。但回弹法可以侧面反映出混凝土构件受火程度,受火程度重的部位混凝土强度换算值偏低。
案例2房屋结构类型为混合结构,底层框架,上部砌体结构,现浇楼板,地上5层,建筑面积约930 m2(如图2所示),推断重度燃烧区温度约为700℃,中度燃烧区温度约为400 ℃。对比单个测位(单块烧结砖)回弹值变化,五层重度过火区测位回弹值28.4~31.8,测区抗压强度平均值7.8 MPa;非过火区测位回弹值30.4~36.8,测区抗压强度平均值10.3 MPa。从烧结砖的测区抗压强度平均值可以看出,温度对烧结砖抗压强度存在影响,但影响偏小。
案例1与案例2重度过火区楼板比较。从2起火灾现场来看,案例2的重度过火区温度较案例1的重度过火区要低,但案例2中现浇板板顶出现混凝土脱落和露筋的现象,受损严重程度高于预制板,说明高温对于现浇板的不利影响更大,而预制板的板缝更利于“散热”。
案例3房屋结构类型为砖混结构,地上2层、局部3层,建筑面积约500 m2,烧结普通砖,根据规定[2]烧结砖回弹法应选择砖条面作为测位进行回弹测试。选择砌体大面作为测位,与条面回弹值进行比较,对比单个测位在不同弹击面回弹值变化。二层砌体墙的砖条面测位回弹值30.4~36.8,测区抗压强度平均值10.3 MPa,测位砌筑砂浆密实饱满;大面测位回弹值28~35,测区抗压强度平均值8.7 MPa,测位砌筑砂浆密实饱满;大面测位回弹值14~18,测区抗压强度小于6 MPa,测位砌筑砂浆密实饱满度差。从以上结果看出,烧结普通砖大面回弹值较条面会偏小,抗压强度平均值亦偏小,而砌筑砂浆密实饱满程度对测位回弹值、抗压强度平均值影响很大。
2 "混凝土抗压强度与高径比关系
在检测过程中,经常需要进行现场钻芯取样测强。以楼板钻芯为例,因现场浇筑等原因,楼板厚度可能厚薄不一,同直径取样可能会出现芯样高径比相差较大的情况。按照规定[4]抗压芯样试件高径比宜为1,小于0.95或大于1.05不宜进行试验。将同一检验批芯样分为两组,一组芯样高径比介于0.95~1.05,另一组芯样高径比均小于0.95。试验结果见表1。
抗压强度试验结果表明,混凝土芯样抗压强度值随着高径比降低而增大,抗压强度值与高径比成反比。如按不同高径比的芯样强度高径比修正系数进行计算,公式[5]如下
通过计算可得,1#~4#的抗压强度值为24.7~31.1 MPa,与标准高径比5#~8#的抗压强度值23.4~27.3 MPa较为接近。通过高径比修正系数计算出的抗压强度值具有参考意义。
3 "数据异常值处理
实际检测或试验所得数据往往可能含有离群值,为了使检测结果更为可靠,应进行离群值甄别剔除工作。本节使用峰度检验法[6]对混凝土芯样试验异常数据进行处理,并进行抗压强度推定。
3.1 "峰度检验法
峰度检验法计算步骤如下。
4 "渗漏水问题
渗漏水、返水倒灌一直是房屋建筑普遍存在的顽疾,极其影响房屋使用性和住户体验。本节对房屋渗漏倒灌等问题产生的原因进行总结。
屋面渗漏。屋面防水层失效且结构板内有裂纹等缺陷;排水口堵塞导致雨水漫过泛水高度渗入墙体;空调外机位排水不畅浸入墙体;瓦面接口脱节,雨水等从现浇层薄弱部位渗入;檐口未做成滴水檐口,雨水顺檐渗入;屋面与烟道交界处防水损坏导致渗水。
墙体渗漏。外墙拉杆孔封堵不密实、外墙面砖缝不密实、外墙脱落、外墙防水构造失效和日晒温差导致外墙开裂等,雨水从墙体薄弱部位渗进。
伸缩缝渗水。因伸缩缝搭接长度不够、不密实,导致顶板积水渗入。
室外环境水渗漏。如露台高于室内标高,而露台、屋面出入口泛水高度不足,极易导致露台雨水渗入墙体。
结构板开裂渗水。如卫生间为2a类环境,顶板钢筋间距、混凝土保护层厚度不满足要求,可诱使钢筋发生锈胀、混凝土开裂,引起顶板防水层失效出现渗漏、结晶现象。
室内环境渗漏。室内环境渗漏一般包括设备渗漏、预埋水管渗漏。常见的设备渗漏为中央空调冷凝水排水不畅导致的墙体或吊顶渗漏。预埋水管由于是隐蔽工程,发生渗漏时不易察觉,尤其是渗漏位置排查较为困难,渗漏点多发生在管道连接点位置。水管渗漏检测一般可先进行管道水压试验,如果压力不稳,下降值超过规范要求,即可判定有管道渗漏。而后可打开热水龙头使热水在室内管网内保持流动,通过红外热成像仪对预埋管道进行渗漏位置巡查,找出渗漏点,而后可关闭龙头,使用听漏仪对渗漏点进行进一步确认。
施工原因。施工人员未严格按照设计图纸、规范要求、工序构造等进行施工,也是引发渗漏问题一个重要原因。
管道返水倒灌。管道返水倒灌一般是由于管道堵塞导致排水不畅引起污水倒灌。管道堵塞位置一般发生在排水立管及排水横管。排水立管出现堵塞的原因有:条状异物进入立管内,在立管中形成一道阻碍从而拦截管内杂物,湿巾纸类不宜降解的物品逐渐堆积,造成立管排水能力降低,造成堵塞下方流速减小形成雍水段,致使堵塞程度加重[7];二次排水施工不规范,将排水横管直接插入排水立管,突入的横管侵占立管截面,导致突入部容易挂拦杂物,从而导致堵塞。横支管、横干管的管道变径处管顶未平接,排水支管、排水立管接入横干管,不在横干管管顶或其两侧45°范围内采用45°斜三通接入,是诱使横管出现堵塞的原因。
5 "号码球法抽样
在日常的建筑工程检测工作中,常常要求随机抽样,文献[1]等明确规定了检测构件选取的随机性。那么对于混凝土构件或烧结砖墙外观质量无明显缺陷的情况下,如何进行随机选择构件或测区,最大程度降低人为因素的影响,让随机抽样更为客观、公平。
本节介绍号码球法,参考规程[8]进行随机抽样。假设检测样本容量为T,并一定顺序对样本中的构件进行编号Xi,根据相关规定确定抽检数量n。设置1~28数字编号的号码球,随机抽取一个号码球,将所取号码球的编号作为取样栏号,依次找出对应栏号下A列01~n对应的B列中的值,将n个B列值与T相乘后入整,即得到n个构件号Xi的编号。例如,某建筑物一层有混凝土柱20根,按检测类别B抽检[9],抽检构件数量为5根,按一定顺序对20根柱进行1~20的编号。若随机抽取号码球的编号为13,则随机抽检构件号根据表2确定。
由表2可以明确得出,抽检混凝土柱的编号分别为1#、3#、5#、12#、20#。以此方法进行抽样,更能充分体现抽检构件的随机性,降低人为操作因素。
6 "结束语
本文从火灾后混凝土、普通烧结砖回弹值变化,烧结砖不同测面回弹值变化,混凝土抗压强度与高径比关系,数据异常值处理,渗漏水及返水倒灌等方面进行了分析总结,对房屋检测现场时构件随机抽样方法提出了个人见解,给大家提供一个新思路。由于受到工程案例、采集数据数量的限制,分析总结的规律可能有失偏颇,仅供各位同行参考交流。
参考文献:
[1] 陕西省建筑科学研究院,浙江海天建设集团有限公司.回弹法检测混凝土抗压强度技术规程:JGJ/T 23—2011[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[2] 四川省建筑科学研究院,成都建筑工程集团总公司.砌体工程现场检测技术标准:GB/T 50315—2011[S].北京:中国建筑工业出版社,2011.
[3] 中冶建筑研究总院有限公司,上海市建筑科学研究院(集团)有限公司.火灾后工程结构鉴定标准:T/CECS 252—2019[S].北京:中国建筑工业出版社,2019.
[4] 中国建筑科学研究院,江苏兴邦建工集团有限公司.钻芯法检测混凝土强度技术规程:JGJ/T 384—2016[S]北京:中国建筑工业出版社,2016.
[5] 郑士举,刘辉,蒋利学.不同测试方式下混凝土抗压强度对比试验研究[J].建筑结构.2022,52(8):105-111.
[6] 中国标准化研究院.数据的统计处理和解释 正态样本离群值的判断和处理:GB/T 4883—2008[S].北京:中国标准出版社,2008.
[7] 王俊岭,熊玉华,张亚琦,等.排水管道堵塞时的CFD数值模拟[J].科学技术与工程.2023,23(15):6607-6613.
[8] 交通运输部公路科学研究院.路路基路面现场测试规程:JTG 3450—2019[S].北京:人民交通出版社,2019.
[9] 中国建筑科学研究院有限公司.建筑结构检测技术标准:GB/T 50344—2019[S].北京:中国建筑工业出版社,2019.