剖析火灾后如何检测鉴定与分析

 本文以一车间火灾后安全鉴定为例，讨论了火灾的现场调查内容、结构构件损伤情况检测方法，并根据检测结果，对工程进行了损害程度及承载力安全评定，并提出了加固处理措施。

 引言

建筑物在使用过程中如果用火不慎，电线短路、漏电、电器超负荷运转等均可能发生火灾，火灾不仅造成人员伤亡，财产损失，而且对建筑物本身造成严重损害，甚至会影响建筑物结构的安全，因此研究火灾后建筑物的鉴定和加固有着重要作用。

1  检测的目的、范围和内容

1.1 检测目的

受检房屋为一栋三层的框架结构房屋，建造于2003年。2018年5月15日3时30分左右，该房屋三层发生火灾，导致主体结构混凝土变色剥落、露筋，窗户变形，屋面坍塌，墙面开裂。为了解当前房屋的火灾损伤情况，宁波慈溪某公司特委托上海某公司对2号车间进行火灾后检测，为后续处置提供技术依据。

1.2 检测范围

宁波慈溪某公司2号车间第二层及第三层。

1.3 检测内容

根据相关规范、规定，并结合委托方要求，本次具体检测内容为：

（1）火灾过程、燃烧范围、过火面积调查，通过现场残存材料的状态分析判断火灾现场的温度。

（2）过火后钢结构结构损伤情况调查，调查屋顶钢结构构件的损伤情况。

（3）过火后混凝土结构损伤情况调查，调查混凝土表面色泽、锤击反应、混凝土剥落、露筋、混凝土强度、墙体开裂等情况。

（4）采用钻芯法抽样检测过火区和非过火区柱、梁、板混凝土强度。

（5）房屋变形情况检测。

（6）对钢结构、混凝土构件、围护墙构件进行初步鉴定评级。

（7）提供火灾损伤检测报告。

2  火灾过程、燃烧范围、燃烧物、残存物调查

2.1 火灾过程、燃烧范围调查

根据慈溪市公安消防大队火灾事故认定书（慈公消火认字[2018]第0008号认定书认证）：宁波慈溪某公司2#厂房起火时间为2018年5月15日3时30分左右，起火部位为宁波慈溪某公司2#厂房三层咖啡机车间，起火点为三层咖啡机车间三号流水线中间区域，起火原因为电气故障引发火灾，烧损2#厂房建筑、装修、设备、产品、原材料等。

现场查勘表明，房屋过火区域主要为2号车间的第二层及第三层区域，过火面积约16571.0m2，部分梁、柱、板混凝土剥落，墙面粉刷层剥落、露筋，墙面粉刷剥落、开裂，屋面钢结构变形坍塌。

根据火灾的影响范围和房屋受损程度，过火区域可以划分为三个区域，分别为：Ⅰ区——2号车间的第二层1~9/A~J轴及第三层1~18/A~J轴区域，该区域受火灾影响较大，为重灾区；Ⅱ区——2号车间的第二层9~13/A~J轴区域，该区域受为轻度烧灼，为中灾区；Ⅲ区——2号车间的第二层13~18/A~J轴区域，该区域主要受烟熏，为轻灾区

2.2 燃烧物、残存物

根据调查，受检区域的可燃物主要为咖啡机、烤面包机、塑胶制品以及生产设备等物品。火灾发生后，Ⅰ区钢结构屋面坍塌，钢梁挠曲变形，防腐涂装碳化，混凝土柱倾斜，防火墙倒塌；室内物品及门窗烧毁，残留铁件变形，玻璃爆裂软化。Ⅱ区防火墙倒塌，室内物品及窗户烧毁，玻璃爆裂，残留铁件变形，塑料制品软化。Ⅲ区未受火灾烧灼，主要受烟熏，地面、墙面及板底面有大量烟灰，塑料制品软化，残留纸制品碳化。

3  现场检测

3.1 房屋损伤检测

3.1.1 钢结构构件损伤检测

通过对现场勘察，2号车间屋面钢结构坍塌，钢梁扭曲变形，高强螺栓连接节点被撕裂。钢结构构件损伤情况详见表3.1（限于篇幅，仅列出部分构件）。

3.1.2 混凝土构件损伤检测

现场对受检区域钢筋混凝土梁、板、柱的外观颜色、裂缝、锤击反应、混凝土剥落和露筋等损伤情况进行了详细检测。混凝土结构构件损伤情况详见表3.2（限于篇幅，仅列出部分构件）。

3.1.2 围护墙构件损伤检测

现场对受检区域的围护墙进行了详细检测。

3.2 混凝土强度检测

按照《混凝土结构现场检测技术标准》（GB/T50784-2013），在Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区受火灾影响混凝土梁、柱、板上用钻芯法取样，测试混凝土的强度。测试结构表明：受检Ⅰ区混凝土酥松，易碎，大部分构件无法钻取有效芯样，现场已钻取芯样的抗压强度在18.0~31.6 MPa，离散性较大，偏于保守取Ⅰ区混凝土强度推定值为C18，低于设计强度等级C25；Ⅱ区混凝土芯样的抗压强度在19.4~22.7MPa，该区域的混凝土强度推定值为C19，低于设计强度等级C25；Ⅲ区混凝土芯样抗压强度在25.4~39.8MPa，该区域的混凝土强度推定值为C25，满足设计强度等级C25的要求。

3.3 房屋变形检测

3.3.1房屋倾斜检测

为明确该房屋目前实际倾斜情况，现场采用TCR1202+R400型全站仪对房屋倾斜进行测量。测量结果表明，房屋倾斜无明显规律，东西向最大倾斜率为2.65‰，南北向最大倾斜率为1.88‰，所测测点的倾斜率均小于《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）中规定的房屋整体倾斜4‰的限值（注：房屋倾斜率测量包含施工误差）。

3.3.2房屋不均匀沉降检测

为了解受检房屋目前不均匀沉降情况，现场采用TCR1202+R400型全站仪对受检房屋相对高差进行检测，取房屋设计处于同一平面的窗台进行布点。测量结果表明，房屋最大局部倾斜率为2.96‰，小于《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）关于同类建筑基础局部倾斜的限值3‰（注：沉降观测包含施工误差）。

3.3.3三层混凝土柱倾斜检测

为了解受检房屋三层混凝土柱目前倾斜情况，现场采用TCR1202+R400型全站仪对房屋三层混凝土柱的倾斜检测。测量结果表明，受检房屋三层钢筋混凝土柱倾斜在0.22‰~20.56‰之间，大部分混凝土柱存在变形超出《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS 252:2009）中规定的火灾后混凝土柱变形的限值7.0‰（注：测量结果包括施工误差）。

4  火灾后损伤分析评估

4.1 火场温度分析

根据《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS 252:2009），依据钢结构损伤情况和混凝土表面的颜色、锤击反应、混凝土剥落情况、火灾后的混凝土强度以及现场烧毁和残留物残留情况判断。Ⅰ区的最高温度约为700℃~800℃，Ⅱ区的最高温度约为300℃~500℃，Ⅲ区的最高温度为＜200℃。

4.2火灾对钢筋构强度影响分析

根据《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS 252:2009）及有关资料：在高温过火冷却后，钢筋的强度总体上都会有一定程度的降低，温度越高，钢筋强度折减越大。Ⅰ区的最高温度约为700℃~800℃，钢筋的屈服强度在高温冷却后强度折减系数为0.85；Ⅱ区的最高温度约为300℃~500℃，钢筋的屈服强度在高温冷却后强度折减系数为0.95；Ⅲ区的最高温度为＜200℃，钢筋的屈服强度在高温冷却后强度折减系数为0.95。

4.3 火灾对混凝土强度影响分析

根据《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS 252:2009）及有关资料：在高温自然冷却后，混凝土的强度总体上都会有一定程度的降低，温度越高，混凝土强度降低越严重。Ⅰ区混凝土墙强度等级推定为C18，低于C25设计强度要求；Ⅱ区混凝土强度等级推定为C19，低于C25设计强度要求；Ⅲ区混凝土强度等级推定为C25，满足C25设计强度要求。

4.4 构件鉴定评级

根据《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS 252:2009），依据构件烧灼损伤、变形、开裂，火灾后构件初步鉴定评级可分为4类（火灾后结构构件损伤状态不评Ⅰ级）：

状态Ⅱa——轻微或未直接遭受烧灼作用，结构材料及结构性能未受或仅受轻微影响，可不采取措施或仅采取提高耐久性的措施。

状态Ⅱb——轻度烧灼，未对结构材料及结构性能产生明显影响，尚不影响结构安全，应采取耐久性或局部处理外观修复措施。

状态Ⅲ——中度烧灼，尚未破坏，显著影响结构材料或结构性能，明显变形或开裂，对结构安全性或正常使用性产生不利影响，应采取加固或局部更换措施。

状态Ⅳ——破坏，火灾中或火灾后结构倒塌或构件塌落；结构严重烧灼损坏、变形损坏或开裂损坏，结构承载能力丧失或大部分丧失，危及结构安全，必须立即采取安全支护、彻底加固或拆除更换措施。

根据受检区域钢结构损伤情况、混凝土构件表面的颜色、锤击反应、剥落情况及混凝土强度对构件进行鉴定评级。

5  结论与建议

5.1 结论

（1）宁波慈溪某公司2#厂房起火时间为2018年5月15日3时30分左右，起火部位为宁波慈溪某公司2#厂房三层咖啡机车间，起火点为三层咖啡机车间三号流水线中间区域，起火原因为电气故障引发火灾，烧损2#厂房建筑、装修、设备、产品、原材料等。

（2）依据火灾后的混凝土强度构件损伤以及现场烧毁和残留物残留情况分析判断，受检区域火灾的主要影响范围及最高温度为：Ⅰ区的最高温度约为700℃~800℃，Ⅱ区的最高温度约为300℃~500℃，Ⅲ区的最高温度为＜200℃。

（3）火灾对受检造成的损伤主要是：Ⅰ区钢结构屋面坍塌、钢梁扭曲变形、高强螺栓撕裂，防腐涂装碳化；部分混凝土构件锤击声音发闷、有锤痕，颜色发黄，部分混凝土颜色发白；部分混凝土构件存在混凝土剥落、部分钢筋外露；围护墙粉刷层大面积剥落。Ⅱ区部分混凝土构件锤击声音较闷、有锤痕、颜色发黄，部分混凝土构件锤击声音响亮、无锤痕，混凝土颜色熏黑；Ⅲ区混凝土构件锤击声音响亮、无锤痕，混凝土颜色熏黑。

（3）测量结果表明， 2号车间东西向最大倾斜率为2.65‰，房屋最大局部倾斜率为2.96‰，均在规范允许的范围内；该房屋三层钢筋混凝土柱倾斜在0.22‰~20.56‰之间，大部分混凝土柱存在变形超出规范允许的范围。

（4）采用钻芯法对钢筋混凝土强度进行实测，检测结果表明，Ⅰ区混凝土强度等级推定为C18，低于C25设计强度要求；Ⅱ区混凝土强度等级推定为C19，低于C25设计强度要求。Ⅲ区混凝土强度等级推定为C25，满足C25设计强度要求。

（6）根据《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS 252 : 2009）Ⅰ区钢结构屋面的初步鉴定评级为Ⅳ级；Ⅰ区三层及屋面混凝土构件的初步评级为Ⅱb~Ⅳ级、二层混凝土构件的初步评级为Ⅱb~Ⅲ级；Ⅰ区三层围护墙结构的初步评级为Ⅲ~Ⅳ级、二层围护墙结构的初步评级为Ⅱa~Ⅲ级；Ⅱ区混凝土构件的初步评级为Ⅱa~Ⅲ级；Ⅱ区围护结构的初步评级为Ⅱa~Ⅱb级；Ⅲ区混凝土构件的初步评级为Ⅱa；Ⅲ区围护结构的初步评级为Ⅱa。

5.2 建议

通过对现场调查与检测，并结合相关测试数据及分析，提出以下处理和修复建议：

（1）建议将2号车间三层的柱、围护墙、屋面梁及钢结构屋面拆除，并按照原设计图纸原样恢复。

（2）建议对2号车间评为Ⅲ级的二层柱及三层梁、板进行加固处理。柱、梁加固可采用加大截面法。对楼板建议凿除板表面酥松混凝土后进行修补，并采取补强措施。对少量评为Ⅳ级的混凝土构件可将原有混凝土凿除，并对钢筋修整后，采用灌浆料置换处理。

（3）建议对2号车间评为Ⅲ级二层的围护墙体采用钢筋网水泥砂浆面层进行加固。

（4）建议对2号车间二层~三层窗户全部进行更换处理。

（5）本报告的拆除建议及加固维修供相关方参考，具体拆除措施及加固维修应由具有资质的加固设计和施工单位出具方案，对房屋进行加固设计及施工。

（6）施工中应注意防护措施和安全支护，以免在拆除及修复加固的施工过程中构件损伤继续发展甚至断裂、倒塌。

 参考文献

（1）《建筑结构检测技术标准》（GB/T50344-2004）；

（2）《火灾后建筑结构鉴定标准》（CECS 252:2009）；

（3）《钻芯法检测混凝土强度技术规程》（CECS03:2007）；

（4）《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB50292-2015）；

（5）《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）；

（6）公安消防大队火灾事故认定书