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  • 火災后建筑物檢測加固
    時間:2017-12-15 16:38:16  來源:河北長信加固  作者:河北長信

      筆者最近給人保財險和平安財險非車險去現場評估兩個火災的項目,以確定理賠數額, 現場的照片如下。

    火災建筑物檢測

     

     

      這種建筑繼續使用會不會有很大的危險,是把它拆掉還是加固修繕?

     

     

    火災建筑物

     

    火災建筑物檢測

      我之前一直在作類比,生病了就去醫院請專業的醫生看病,房子出問題了就去請專業的工程師。醫生不能根據網上只言片語的描述就診斷病情,同樣,工程師也不能根據網上簡略的信息就做出判斷。

      事實上,有專門的工程師負責這些問題。就像有專門的內科醫生、骨科醫生、兒科醫生一樣,工程師也分很多種,其中的檢測加固工程師就是專門做這些事情的。

      的確,高溫會顯著降低混凝土和鋼筋的力學性能,但是,我們并不能準確的知道火災中的火場溫度到底達到了多少。僅對抵抗火災來說,混凝土是非常好的工程材料之一,遠遠優于鋼結構、木結構,全世界這么多混凝土結構,不是沒有原因的。雖然火場溫度的確很高,但是可能只是表面的混凝土達到了比較高的溫度,內部的混凝土其實幾乎沒有受到影響。

     

    火災建筑物檢測

     

      混凝土是一種非常復雜的材料,大家都知道,混凝土其實是由水泥、砂子、石子等等復合而成的材料。如果所用的石子主要是石灰石,跟所用的石子都是石英石的混凝土,其強度隨溫度的變化明顯不同,抵抗火災的效果就有很大的區別。混凝土不一樣,火災的起因、強度、溫度也不盡相同,所以必須要就事論事,按現場狀況進行分析。

      就建筑物的受影響范圍來說,也要一個案例一個案例的單獨分析。很多火災并沒有波及整個建筑物,可能只是在建筑物的某一部分或者某幾個樓層,如何確定影響范圍呢?比如三樓失火,緊鄰它的四樓需不需要維修呢?五樓呢?影響范圍到底有多大呢?

      如果混凝土結構其實沒有受到多大影響,這時候進行大范圍、高造價的加固,反而變成了勞民傷財;反過來,如果混凝土結構受到的影響比較嚴重,而這時候不管不顧,這就成了草菅人命。所謂的工程科學,就是在安全性和經濟性之間尋找最好的平衡點,既要對公眾的安全負責,又要對公眾的錢包負責。

      那究竟應該怎么做呢?如果你是一個檢測加固工程師,受雇于業主負責此事,你應該怎么做呢?

       第一步:首先應該清理現場,把所有的活荷載移除,  包括建筑物內的家具、物品、各種重物都搬出來;

                          其次要做一個徹底的視覺檢查,看上去受損嚴重的區域,要考慮添加適當的臨時支撐,防止建筑物進一步坍塌。

       第二步:做一個初步的混凝土檢測,一般可以用回彈錘做一個簡單快速的普查。所謂的回彈錘,原理很好理解,不同強度、不同材質的混凝土,表面硬度也不一樣,拿一個錘子敲上去,錘子回彈的幅度也不一樣。比如你拿錘子敲鋼板,會嘣的一聲彈回來,但是你拿錘子敲豆腐,就不會彈回來。有專門的這種錘子,上面有刻度測量回彈幅度,有機械裝置保證每次敲擊的力度相同。根據試驗的結果,我們可以大致知道,哪些混凝土幾乎沒受影響,哪些混凝土有問題,應該進一步檢測。

      第三步:用火災后建筑物來做進一步的檢測,測量的是超聲波在混凝土中的傳播速度。這個傳播速度與彈性模量的平方根成比例,而彈性模量又與抗壓強度的平方根成比例。質量好、強度高的混凝土,超聲波的傳播速度也快;反過來,因為火災造成的質量差、強度低的混凝土,超聲波的傳播速度也慢。通過大規模的檢測,就可以篩選出哪些部位受損嚴重,受損的程度到底如何。

      那么對于受損的部分應該怎么處理呢?對于受損的部分,來測定受損的混凝土表層的厚度。

     

    5.jpg

      比如說,表面的混凝土已經被火災破壞,而內部的混凝土還未受影響,因為火災的時候內部的混凝土的溫度還沒有達到那么高的程度。那么我如何知道到底多厚的表層被破壞了呢?我可以把超聲波的發射器和接收器都放在表面,然后測量超聲波的傳播時間。超聲波可以沿著受損混凝土的表面傳播,也可以先傳播到完好混凝土的表層,然后沿著完好混凝土傳播,再折射會受損混凝土表面。完好混凝土中的波速大于受損混凝土中的波速,我改變發射器和接收器的距離,得到不同距離相對應的時間。顯然,距離很近的時候,受損混凝土中的傳播要快,也就是圖中的 path 1,當距離增大到一定程度,path 2 的傳播就要快于 path 1 了。很簡單的數學關系,就能求算出受損混凝土的厚度。(如果覺得很難理解,可以這樣想,從你家開車去很近的地方,顯然是走普通道路比走高速快,因為你還要繞路去高速入口;但如果是開車去很遠的地方,顯然是走高速更快,因為高速上節省的時間要遠遠大于繞路上高速浪費的時間。)

      知道了受損混凝土的位置、受損混凝土的程度、受損混凝土的厚度,接下來就可以開始維修了。方法有很多種,比如說,可以把表面的受損混凝土全部鑿除,然后用噴射高強混凝土重新噴涂結構表面,形成新的、高強度的混凝土表層。

      混凝土在溫度不超過300℃時,強度變化不明顯;當溫度超過300℃以后,隨著溫度的升高,混凝土抗壓強度逐漸降低;溫度在600~700℃時,表面出現裂縫,強度下降較多;溫度達800~900℃時,混凝土構件酥裂破壞,強度幾乎為零。

     

    6.jpg

     

      對于混凝土結構中的鋼筋,一般來說,因為混凝土抵抗火災的性能很好,如果保護層厚度足夠的話,一般鋼筋不會有太大的問題,除非因為特殊情況,比如表層混凝土脫落,導致鋼筋直接暴露在外面。對于鋼筋的檢測也有很多辦法,比如測量電勢差、GPR 雷達檢測等等。如果認為鋼筋有問題,可以考慮在噴涂的混凝土外面包鋼板或者碳纖維進行加固。

      混凝土保護層的厚度要求,除了耐久性、鋼筋錨固的需求之外,很大程度上是出于防火考慮,比如混凝土結構設計規范對于梁柱混凝土保護層厚度的最低要求是1.5cm,也就是說,梁柱中的任何鋼筋至少都要外包1.5cm的混凝土。很多工程在設計、施工的時候,對混凝土保護層的厚度要求不夠重視,認為無關緊要,這是非常錯誤的。混凝土對高溫的抵抗能力非常強,少一點點混凝土,對于鋼筋來說就是少了很多保護,千萬馬虎不得。

      經過這樣的檢測、評估、加固之后,一般來說,火災后的混凝土結構都能重新投入使用。雖然這樣的檢測加固花錢不少,但是相比盲目的拆掉重建而言,還是經濟合理的。當然,對于普通的住宅、辦公、旅館等建筑物來說,結構造價并不是最重要的部分,建筑裝飾裝修的造價非常高昂,火災后重新裝飾裝修,可能花的錢要遠遠多于結構檢測加固的錢。

                     

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