1、 第四章第四章 火灾后建筑结构检测鉴定与加固火灾后建筑结构检测鉴定与加固 超市综合楼火灾后主体结构检测鉴定与加固技术超市综合楼火灾后主体结构检测鉴定与加固技术 一、检测与鉴定1 工程基本情况 某综合楼位于某县县城内，于2005年建成并投入使用，该综合楼为7层混合结构，13层为框架，3层以上为砖混结构。12层为超市营业区；37层为住宅，该综合楼总高约为22.80m，1、2层层高分别为3.9m、3.0m，3层层高为4.5m。总建筑面积约为10950.87 m2，采用毛石独立基础，基础等级为乙级，墙体均采用空心砌块砌筑，本工程未考虑抗震设防，建筑等级为二级，设计基准期为50年。该综合楼检测范围1、2
2、层结构布置见图4-14-2所示，火灾损伤情况见图4-34-4所示。图4-1综合楼1层结构布置图图4-2综合楼2层结构布置图图4-3灾后房屋外侧受损情况 图4-4火灾后房屋外侧受损情况2 2 检测、评定原因和内容 综合楼于2012年1月22日23：40到2012年1月23日凌晨3：00左右发生火灾，因失火时间较长，造成房屋12层超市营业区（11/12交AE；B1B14交A1A11）部分主要承重构件受损较严重，特别是超市糖酒区和2层服装区区域梁、板、柱受损最为严重。为详细了解火灾后该房屋主体结构构件的烧损状况，确定受损构件的加固方案，防止意外事故的再次发生，需对火灾区域12层超市营业区（11/12
3、交AE；B1B14交A1A11）所有混凝土构件进行检测鉴定。3 检测与鉴定结果(1)火场情况检测、调查 依据现场调查核对，火灾区域12层超市营业区（11/12交AE；B1B14交A1A11），该区域放有大量的易烧物品和一些日常生活用品。火灾区域见图4-5，图中阴影部分为火灾区域。图图4-54-5综合楼一二层火灾区域（阴影部分）综合楼一二层火灾区域（阴影部分）（2）重要构件变形检测a.混凝土柱垂直度检测 采用电子经纬仪对过火区域部分混凝土柱的垂直度进行检测，检测结果见表4-1所示。构件名称及位置实测垂直度偏差值垂直度偏差允许值备注一层B13A7轴柱28过火一层B10A6轴柱38过火二层B8A2轴
4、柱46过火二层B1/11A7轴柱26过火表4-1 混凝土柱垂直度检测结果 单位：mm由表4-1所示检测结果表明，所检测柱构件的垂直度偏差在国家相关规范规定的允许值范围之内。b.楼面梁底部相对高差检测 采用水准仪对过火区域部分楼面梁底部相对高差进行检测，检测结果见表4-2所示。表4-2 楼面梁底部相对高差测量结果 单位：mm构件名称及位置跨中最大相对高差实测值备注二层B10A6A7轴楼面梁-5过火二层B8A2A4轴楼面梁-6过火三层A7B10B1/11轴楼面梁-3过火三层B1/11A6A7轴楼面梁-4过火注：表中所示测量结果含施工误差，“-”表示梁、板底跨中相对标高低于端部，跨中向下挠曲，“+”
5、表示梁、板底跨中相对标高高于端部，跨中向上挠曲。由表4-2所示检测结果表明，所检测的楼面梁未见异常挠曲变形。(3)结构构件现状检测调查 采用回弹法对火灾影响区域内混凝土构件梁、板、柱未烧损部位的混凝土抗压强度进行检测，检测结果见表4-3所示。表4-3 混凝土抗压强度检测结果汇总表 单位：MPa构件名称及位置设计强度等级混凝土强度换算值强度推定值备注平均值最小值一层B7A1轴柱C2532.730.130.1一层B8A1轴柱C2532.128.928.9一层B9A1轴柱C2535.332.132.1三层B1/11B13A6A7轴楼面板C2532.830.330.3三层67AC轴楼面板C2535.5
6、31.531.5三层B10B1/11A8A9轴楼面板C2534.831.631.6 由表4-3所示检测结果表明，所检测的混凝土梁、板、柱构件抗压强度满足原设计强度。采用酚酞试剂对过火区域混凝土构件的烧损深度进行抽检，检测结采用酚酞试剂对过火区域混凝土构件的烧损深度进行抽检，检测结果见表果见表4-44-4所示。所示。表表4-4 4-4 混凝土构件烧损深度检测结果汇总表混凝土构件烧损深度检测结果汇总表 单位：单位：mmmm构件名称及位置烧损深度一层B1/11A6轴柱4mm一层B13A6轴柱6mm三层B10B1/11A9A10轴楼面板22mm三层B1/11B13A6A7轴楼面板11mm三层56AC轴
7、楼面板7mm 从表4-4检测结果可以看出，部分构件的烧损深度已达24mm，过火范围内有9块楼面板被烧以致底部钢筋保护层大面积剥落，钢筋外露严重，个别楼面板还出现了小面积对穿，表明火灾后构件的有效截面产生了一定的削弱，火灾后梁、板受损情况见图4-6、4-7。图4-6梁构件烧损情况 图4-7板构件烧损情况 采用ZBL-R650型钢筋检测仪对过火区域内，部分主要承重构件内配置的钢筋直径、数量及保护层厚度等进行检测（注：部分构件的钢筋已外露，用游标卡尺和钢卷尺直接进行测量），检测结果表明，检测混凝土梁、板、柱构件内配置的钢筋直径、数量及间距、保护层厚度满足设计要求。（4）混凝土构件钢筋配置检测 4.结
8、构构件烧损情况调查（1）火灾影响区域及现场残留物烧损特征 火灾后经现场调查检测，该大厦1层（11/12交AE；B1B14交A1A11轴，2层11/12交AE；B1B14交A1A11为火灾区域，其中1层B10B13交A6A10轴，2层B10B13交A6A10轴、101/12交DE轴为火灾受损重灾区，其它区域为轻度过火区及高温烟气弥漫区，通过现场调查可知，火场区域内摆放的卫生纸，食用油，布料烟糖酒等可燃物品基本被烧毁，火灾影响区域具体位置见图4-5，火灾现情况见图4-84-11所示。图4-8 火灾现场 图4-11 铁贷架塑料贷物被烧光图4-10 火灾现场所燃烧的卫生纸 图4-9铁贷架出现变形2 2
9、）火灾温度的推定及火灾温度场的划分）火灾温度的推定及火灾温度场的划分 用以下两种方法综合推定出火灾温度：用以下两种方法综合推定出火灾温度：根据现场残留物烧损特征的调查结果推定火灾温度。根据现场残留物烧损特征的调查结果推定火灾温度。根据混凝土构件烧伤深度、表面颜色、裂损剥落和锤击反应等判定根据混凝土构件烧伤深度、表面颜色、裂损剥落和锤击反应等判定温度。温度。根据现场调查、构件各部位取样分析，参照相关标准所述的特征根据现场调查、构件各部位取样分析，参照相关标准所述的特征，推定过火范围内在此次火灾中受到的最高火灾温度为，推定过火范围内在此次火灾中受到的最高火灾温度为900900左右，火左右，火温最高
10、的区为温最高的区为1 1层层B10B10B13B13交交A6A6A10A10轴，轴，2 2层层B10B10B13B13交交A6A6A10A10轴、轴、10101/121/12交交D DE E轴所在的区域，该区域为火温分布平面图中的轴所在的区域，该区域为火温分布平面图中的A A区，温区，温度分布在度分布在600600至至900900度之间，其他部分为度之间，其他部分为B B区，温度低于区，温度低于400400度。度。3）火灾后结构构件损伤等级划分 参照相关标准所描述的各级受损伤程度的特征，结合现场检测、调查得到的结构构件受火温度、混凝土烧伤深度等相关数据，对火灾影响区域内各混凝土构件的受损情况进
11、行了详细的调查，1层、2层楼面梁、板、柱等构件损伤程度的等级进行评定。烧损构件现状见图4-144-19所示。图4-14 楼面板底混凝土剥落、露筋 图4-15 楼面板底混凝土剥落、露筋图4-16 梁底面混凝土剥落、露筋、钢支墩大样图 图4-19 被烟熏过的混凝土柱图4-18 被烟熏过的混凝土梁、板 图4-17 框架柱混凝土剥落、露筋二、检测鉴定结论与建议1.结论 根据对该综合楼12层（11/12交AE；B1B14交A1A11轴）所辖范围的现场检测、调查结果，结论如下：（1）该大厦1层B10B13交A6A10轴，2层B10B13交A6A10轴101/12交DE轴为火灾受损重灾区，其它区域为轻度过火
12、区及高温烟气弥漫区。处于B10B13交A6A10轴范围之内的混凝土梁、板、柱构件损伤严重，3层以上楼层主体结构未受此次火灾影响。（2）着火区域楼面板、梁混凝土剥落、钢筋外漏严重。综上所述，该大厦12层11/12交AE；B1B14交A1A11轴梁、板、柱少数构件存在安全隐患，要达到原设计条件下正常、安全使用的要求，须对受损结构构件进加固、修缮处理。经正规加固设计、施工处理，并确保加固施工质量满足现行施工质量验收规范要求，通过验收后，可达到原结构的设计使用条件。三、加固方案 根据现场检测本工程采用水泥纤维砂浆钢筋网加固火灾受损的钢筋混凝土梁、板、柱。1 水泥纤维砂浆钢筋网加固法的概念 水泥纤维砂浆
13、是由两种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料。2 水泥纤维砂浆钢筋网加固混凝土结构技术的优点1)施工便捷，施工工效高，湿作业较少，不需大型施工机具，无需现场固定设施，施工占用场地少。2)具有极佳的耐腐蚀性能及耐久性能。3)适用面广。4)施工质量有保证.5)对结构形状和外观影响不大。6)经济效益好，价格便宜。7)具有很好的耐火性与耐高温性能。3 火灾后受损的梁、柱加固 对a级损伤的混凝土柱、梁构件去除表面烟灰、进行表面清理后，结合房屋装饰进行粉刷处理即可；对b级损伤、钢筋外露的混凝土柱、梁构件，人工凿除受损层后采用钢筋网抗裂砂浆加固处理。加固梁、柱平面详图见图4-204-
14、22所示。图4-20 柱加固详图图图4-21 4-21 梁加固详图梁加固详图4 火灾后受损的楼板加固 对a级损伤的混凝土楼面板构件去除表面烟灰、进行表面清理后，结合房屋装饰进行粉刷处理即可。对b级损伤的混凝土楼面板构件人工小锤凿除受损层后采用钢筋网抗裂砂浆加固处理。对级、级损伤的楼面板采用改性钢筋混凝土增大截面的方法进行处理；以保证结构构件的正常使用及耐久性。火灾后加固板的加固详图见图4-22所示。图4-28 钢筋网复合砂浆加固板示意图四、加固施工技术1.水泥纤维砂浆钢筋网加固混凝土结构构件的施工工艺 采用纤维水泥砂浆钢筋网加固混凝土结构构件，应由熟悉专业施工队伍承担，并应有加固方案和施工技术
15、措施。施工必须按下列工序进行1）施工准备；2）钢筋加工；3）混凝土构件表面处理；4）植入混凝土构件表面销钉；5）绑扎安装钢筋网；6）抹复合砂浆；7）养护。第五章第五章 施工过程中建筑结构施工过程中建筑结构出现质量缺陷检测鉴定与加固出现质量缺陷检测鉴定与加固住宅楼施工中混凝土梁裂缝检测鉴定与加固技术 一、检测与鉴定1 工程基本情况 住宅楼设计层数为6层，平面基本形状为矩形，为底框结构，其中1层为底框，26层为砌体结构，采用现浇楼板，1层层高3.9m，26层层高均为3.3m。该房屋现已封顶，进入装修阶段。本工程按6度地震烈度设防，根据工程地质报告建筑的场地等级为一级。结构的安全等级为二级，结构耐火
16、等级为一级，结构设计使用年限为50年。房屋内景和外景如图5-1、5-2所示。图5-1 房屋平面示意图 图5-3 房屋外景图 图5-2 房屋内景图 1.2 检测、评定原因和内容 现因业主发现部分在建房屋2层楼面梁（350mm800mm）的主、次梁节点以及梁、柱节点处存在斜裂缝现象，为确保该房屋主体结构的安全及正常使用，需要对住宅楼主体结构进行检测、评定。检测鉴定主要内容为：（1）外观质量检测，对房屋结构的外观质量缺陷检测；（2）结构布置检测；（3）主要承重构件材料强度检测（混凝土构件抗压强度检测，砌体材料抗压强度检测）；（4）承重构件钢筋数量、箍筋间距、保护层厚度检测。2.检测与鉴定结果1 缺陷
17、调查 对房屋楼面梁开裂及破损部位进行现场检测，发现该房屋的楼面梁存在裂缝。在柱与主梁的节点处，梁端均存在与水平方向成45度角的倒八字型斜裂缝，裂缝宽度为0.1mm0.3mm（图5-4）；在主梁与次梁的节点处，主梁上也存在与水平方向成45度的正八字型裂缝，裂缝宽度为0.1mm0.3mm（图5-5）。部分楼面梁典型裂缝详图见图5-6。图5-4 主梁、柱节点处裂缝图 图5-5 主梁、次梁节点处裂缝图图图5-6 5-6 部分楼面梁典型裂缝详图部分楼面梁典型裂缝详图 从图5-4、5-5和图5-6可以看出，裂缝均是出现在梁柱结点处和主次梁结点处，裂缝都是斜裂缝，裂缝宽度均在0.1mm0.3mm之间。2.2
18、 混凝土抗压强度检测 采用回弹法对房屋存在裂缝的部分楼面梁、柱混凝土抗压强度进行现场抽检，检测结果如表5-1所示。检测结果表明，所检测构件的混凝土抗压强度推定值为23.2 MPa25.8MPa，满足设计要求。表表5-1 5-1 混凝土抗压强度检测结果汇总表混凝土抗压强度检测结果汇总表 （单位：（单位：MPaMPa）构件名称及位置设计强度等级混凝土强度换算值混凝土强度评定值强度平均值强度最小值1层10C轴柱C2025.524.424.41层17C轴柱C2026.125.325.31层22A轴柱C2025.925.125.11层22C轴柱C2026.625.825.82层3AC轴楼面梁C2024.
19、423.223.22层10AC轴楼面梁C2025.424.124.12层17AC轴楼面梁C2027.325.525.52层20BC轴楼面梁C2026.924.624.62层26BC轴楼面梁C2027.625.725.73 砌体、砂浆抗压强度检测 采用回弹法对2至6层的砌筑砖、砂浆抗压强度进行抽检，检测结果表明：所检测的构件中，砌筑砖、砂浆抗压强度均满足设计要求。4 梁、柱钢筋配置检测 采用CM-9钢筋探测仪对房屋承重柱、梁的配置钢筋大小、间距、保护层厚度等进行检测，所检测的柱和楼板底筋混凝土保护层厚度满足混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）表5.5.2对柱保护层厚度允许偏
20、差-5mm，+5mm的要求和对板保护层厚度允许偏差-3mm，+3mm的要求；柱和楼板底部受力钢筋间距满足混凝土结构工程施工质量验收规范（GB50204-2002）表5.5.2对柱和板中受力钢筋间距允许偏差-10mm，+10mm的要求；但是，2层楼面梁（350mm800mm）箍筋间距大于设计值。5 5 梁构件斜截面承载力复核结果梁构件斜截面承载力复核结果 采用结构设计软件采用结构设计软件PKPMPKPM对房屋底框局部开裂楼面梁承载对房屋底框局部开裂楼面梁承载力进行计算，局部计算模型如图力进行计算，局部计算模型如图5-75-7所示。所示。图5-7 结构计算模型示意图 部分梁构件的斜截面承载力计算结
21、果如表5-5所示。表中每个构件均给出两端支座截面的计算结果。每个截面给出截面上的最大剪力设计值V（效应）和根据设计施工图计算出的斜截面受剪承载力设计值Vu（抗力），以及抗力Vu与效应V的比值。当抗力Vu与效应V的比值小于1表示该楼面梁承载能力不满足规范要求。计算结果表面，2房屋楼面梁实际箍筋间距配置情况不能满足抗剪承载力要求。表表5-5 5-5 梁构件斜截面承载力复核结果梁构件斜截面承载力复核结果2层楼面梁构件位置截面位置截面尺寸(mm)实际配筋承载力设计值Vu/VVu(kN)V(kN)2层3AC轴楼面梁11支座35085012145-158689.5720.60.95712支座3508501
22、2145-158689.5720.60.9572层10AC轴楼面梁11支座35085012142-155677.6703.50.96312支座35085012142-155677.6703.50.9632层17AC轴楼面梁11支座35085012144-153693.2705.30.98312支座35085012144-153693.2705.30.9832层20BC轴楼面梁11支座35085012140-152685.5695.90.98512支座35085012140-152685.5695.90.9852层26BC轴楼面梁11支座35085012162-175672.3699.30.96
23、112支座35085012162-175672.3699.30.961 3.检测鉴定结论与建议3.1 结论根据现场检测结果，经数据计算、分析，结论如下：1）房屋垂直度测量结果表明：房屋实测倾斜最大值为5mm，未超出建筑地基基础设计规范局部倾斜允许值要求；该房屋各水准测点相对高程差测量结果表明：房屋实测最大相对高程差值未超过建筑地基基础设计规范规定的限值要求（以上检测值中均包含房屋原有施工误差）。2）对房屋底框承重构件（柱、梁）混凝土抗压强度进行现场抽检，检测结果表明：所检测混凝土构件的抗压强度推定值为25.326.4 MPa；楼面梁的混凝土抗压强度值满足设计要求；所检测的2至6层砌筑砖、砌筑砂
24、浆抗压强度均满足设计要求。3）对2层开裂楼面梁钢筋配置情况进行抽检，检测结果表明：除箍筋间距大于设计值外，钢筋大小、间距、保护层厚度均满足设计要求。4）对2层开裂楼面梁截面尺寸进行抽检，检测结果表明：所检测楼面梁截面尺寸满足设计要求。5）对房屋2层楼面梁开裂及破损部位进行现场检测表明：该房B126轴楼面梁节点处存在多条斜裂缝，C轴个别梁、柱节点处存在斜裂缝。6）对房屋2层局部楼面梁承载力进行计算，计算结果表明，2层楼面梁（350mm800mm）按实测的箍筋间距值配置不满足抗剪承载力要求。综上所述，目前该房屋B126轴楼面梁节点处存在斜裂缝，按楼面梁实测箍筋间距值计算表明部分2层楼面梁（350m
25、m800mm）在房屋砌筑完成后不能够满足抗剪承载力要求，是导致楼面梁裂缝的主要原因，影响房屋主体结构的安全性能。二、加固方案1.加固方法简介 根据本工程的实际情况，本次加固方法选用增大截面加固法。增大截面加固法是采用与原结构材性相似的材料，如混凝土、纤维砂浆等通过增大原结构的截面面积，从而达到提高结构承载力的目的。增大截面加固法是一种最传统的加固方法，该方法具有施工简单、成本低廉的特点，适用于受压的钢筋混凝土和砌体结构构件的加固。但该方法也存在一定的缺点，如现场湿作业工作量大，养护时间长，施工中对生产和生活有一定影响，加固部分占据一定的适用空间、影响外观等。2.2.梁加固方案梁加固方案 对对2
26、 2层层3 3交交ACAC轴楼面梁、轴楼面梁、1010交交ACAC轴楼面梁、轴楼面梁、1717ACAC轴楼面梁轴楼面梁 2020BCBC轴楼面梁、轴楼面梁、2626BCBC轴楼面梁进行加固，梁底加固轴楼面梁进行加固，梁底加固100mm100mm，梁侧每边各加宽，梁侧每边各加宽50mm50mm，C40C40混凝土加固，加固详图见图混凝土加固，加固详图见图5-75-7所示。所示。图5-7 楼面主梁加固详图三、加固施工技术外包混凝土加固法加固混凝土结构构件的施工工艺（1）严格按照规范及设计要求对原柱混凝土表面凿毛施工时按规范及设计要求将表面打成沟槽，沟槽深度为10mm，间距不大于200mm，原混凝土
27、柱的棱角打掉，同时除去浮渣、尘土。（2）采用界面剂为了使结合面混凝土的黏结抗剪强度和黏结抗拉强度接近或高于混凝土本身强度，避免结合面过早开裂破坏，在浇筑新混凝土前，淋洒1层30%白乳胶水泥浆界面结合剂。（3）在混凝土中加入AEA微膨胀剂为提高结合面的黏结性能，保证新旧两部分混凝土能整体工作，共同受力，要求加固混凝土收缩性小。本工程在混凝土中加入12%的AEA膨胀剂以减少后浇混凝土的收缩。（4）在混凝土中加入减水剂由于在后浇混凝土仅为150mm（300mm）厚，并且在该范围内配有大量的钢筋。为保证混凝土的浇筑质量，混凝土的坍落度不能太小，加固混凝土设计强度为C35，水灰比不能太大，因此在混凝土中
28、按水泥用量的1%掺入FDN-型高效减水剂，以保证混凝土的强度和坍落度。（5）加强混凝土的振捣为保证混凝土的质量，施工过程中应加强振捣。浇筑时不可一次下料过多，在下料500mm高度后应停止下料，待振捣密实后方可再次下料。由于加固部分截面较小，且柱子教高，为防止出现断柱现象，在下料时，应用铁锤轻敲模板外壁，以使混凝土在中间不被隔断，并且以此方法检查以浇筑混凝土部分是否饱满。振捣时以小直径插入式振捣棒振捣为主，同时模外也用外震动器振捣。（6）加强浇水养护因后浇混凝土比较薄，其背面就是原有混凝土面，在养护的过程中要保证混凝土对水分的需求，现场要定时洒水，保证其表面长期保持湿润状态。养护期不得小于14天
29、。四、加固施工检验与验收1.加固梁现场检验与验收 为保证加固工程的施工质量，确保房屋的安全及正常使用，对该房屋的加固梁工程质量进行了检测鉴定。检测现场情况见图5-85-9所示。图5-8 加固后主梁现状 图5-9 加固后主次梁节点（1）加固梁钢筋检测 现场对该住宅楼抽检了部分加固主梁的钢筋配置情况，检测结构见表5-6所示。表5-6 加固主梁钢筋探测结果汇总表 （单位mm）构件名称及位置梁底纵向钢筋设计值梁底纵向钢筋实测值保护层厚度(mm)箍筋设计值(mm)箍筋实测值(mm)二层3AC轴楼面梁5 255252820-2762006195-201二层10AC轴楼面梁5255252821-246200
30、6194-199二层17AC轴楼面梁5 255252822-2762006195-200检测结果表明，纵筋直径，箍筋直径与间距足加固方案要求。（2）加固梁混凝土抗压强度检测 现场采用回弹法对加固主梁所采用的混凝土抗压强度进行了抽检，结果见表5-7所示。表5-7 加固主梁混凝土强度检测结果汇总表 （单位mm）检测部位设计强度等级强度换算平均值（MPa）强度换算最小值（MPa）强度推定值(MPa)备 注二层3AC轴楼面梁C4045.942.642.6二层10AC轴楼面梁C4045.843.543.5二层17AC轴楼面梁C4045.642.442.4 检测结果表明，混凝土抗压强度推定值为42.443.5MPa，达到加固方案要求。（3）加固梁截面尺寸检测随机对加固主梁截面尺寸进行了复核，结果见表5-8所示。表5-8 加固主梁截面尺寸测量结果 (单位：mm)构件位置及名称设计截面尺寸（mm）实测截面尺寸（mm）允许偏差（mm）二层3AC轴楼面梁450900453906+8，-5二层10AC轴楼面梁450900452903+8，-5二层17AC轴楼面梁450900450899+8，-5检测结果表明，加固主梁截面尺寸满足要求。
