建筑结构检测鉴定与加固概论及工程实例

湖南大学土木工程学院卜良桃教授

建筑结构检测鉴定与加固概论及工程实例(第四讲）

第四章

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

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，1～3层为框架，3层以上为砖混结构。1～2层为超市营业区；3～7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10950.87m2，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层结构布置见图4-1~4-2所示，火灾损伤情况见图4-3～4-4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１

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1～2层超市营业区（1～1/12交A～E；B1～B14交A1～A11）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1～2层超市营业区（1～1/12交A～E；B1～B14交A1～A11）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1～2层超市营业区（1～1/12交A～E；B1～B14交A1～A11），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4-5

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。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，“+”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

果见表4-4所示。

表4-4混凝土构件烧损深度检测结果汇总表单位：mm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（1～1/12交A～E；B1～B14交A1～A11轴，2层1～1/12交A～E；B1～B14交A1～A11为火灾区域，其中1层B10～B13交A6～A10轴，2层B10～B13交A6～A10轴、10～1/12交D～E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4-8～4-11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）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：

①根据现场残留物烧损特征的调查结果推定火灾温度。

②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。

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900℃左右，火温最高的区为1层B10～B13交A6～A10轴，2层B10～B13交A6～A10轴、10～1/12交D～E轴所在的区域，该区域为火温分布平面图中的A区，温度分布在600至900度之间，其他部分为B区，温度低于400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4-14~4-19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1～2层（1～1/12交A～E；B1～B14交A1～A11轴）所辖范围的现场检测、调查结果，结论如下：（1）该大厦1层B10～B13交A6～A10轴，2层B10～B13交A6～A10轴10～1/12交D～E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。处于B10～B13交A6～A10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1～2层1～1/12交A～E；B1～B14交A1～A11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、疯加输固方府案根据勿现场该检测汉本工炸程采坑用水数泥纤剧维砂境浆钢翅筋网挪加固托火灾当受损谋的钢酸筋混串凝土梁、律板、强柱。1辩水泥宾纤维散砂浆胖钢筋抹网加味固法叮的概挤念水泥纤枣维砂浆瓦是由两申种或两败种以上皱物理和众化学性残质不同巴的物质缎组合而理成的一种晓多相喇固体成材料踏。2水点泥纤维男砂浆钢进筋网加亩固混凝歪土结构陆技术的尽优点1)施肌工便捷跨，施工应工效高轨，湿作摧业较少赏，不需卡大型施辈工机具硬，无需她现场固陕定设施梅，施贵工占日用场牛地少闹。2)肥具有辣极佳卷的耐首腐蚀穗性能米及耐蹈久性插能。3)坐适用挠面广雕。4)怕施工泼质量和有保既证.5)车对结妥构形停状和淋外观川影响怖不大代。6)险经济浸效益质好，漫价格咐便宜衔。7)辟具有悄很好员的耐戴火性川与耐即高温驱性能悲。3火烫灾后受辛损的梁懂、柱加真固对Ⅱ谅a级哈损伤迹的混柱凝土幼柱、传梁构元件去搂除表类面烟屋灰、以进行荒表面报清理金后，结合圈房屋觉装饰耳进行趣粉刷锄处理井即可压；对铅Ⅱb站级损拥伤、彻钢筋辞外露险的混尖凝土霸柱、梁构反件，泛人工签凿除左受损检层后伸采用约钢筋蕉网抗依裂砂金浆加孩固处撤理。暂加固别梁、籍柱平面详侦图见图猜4-2顶0~4留-22硬所示。图4-析20柱加固瓣详图图4-战21朝梁加割固详图4火泉灾后受译损的楼致板加固对Ⅱa年级损伤隶的混凝低土楼面似板构件乌去除表配面烟灰磨、进行参表面清侨理后，结合房祝屋装饰扒进行粉骨刷处理港即可。粪对Ⅱb语级损伤跪的混凝改土楼面板板构件冰人工小锤凿镜除受损俭层后采贯用钢筋行网抗裂资砂浆加驼固处理罗。对Ⅲ傻级、Ⅳ白级损伤毁的楼面堡板采宵用改钻性钢鸡筋混悉凝土呼增大桑截面厘的方病法进臣行处代理；逃以保茎证结修构构铃件的正常窃使用及下耐久性倘。火灾舒后加固支板的加汁固详图啄见图4无-22鸣所示。图4-自28钢筋网站复合砂烧浆加固防板示意隆图四、绑加搂固施舅工技浮术1.水抖泥纤维改砂浆钢鸡筋网加响固混凝输土结构考构件的怒施工工酱艺采用纤君维水泥侦砂浆钢坊筋网加为固混凝罩土结构习构件，票应由熟界悉专业稳施工队伍者承担探，并押应有济加固存方案贺和施摊工技捆术措淡施。杯施工慨必须悔按下略列工赞序进旋行1）施使工准备箱；2）钢市筋加工管；3）混株凝土构尽件表面练处理；4）植委入混凝关土构件美表面销壳钉；5）绑纪扎安装蒸钢筋网枪；6）抹仙复合砂惨浆；7）单养护耐。第五章夸施工过裕程中建饺筑结构橡出现搅质量缺混陷检测迷鉴定与卷加固住宅楼煮施工中蜓混凝土原梁裂缝泪检测鉴枪定与加站固技术一、泻检测分与鉴凝定1腐工程蹲基本裕情况住宅吗楼设珍计层响数为展6层岭，平谎面基积本形阻状为滴矩形据，为渴底框葛结构墙，其平中1招层为底宅框，拆2~黄6层粱为砌逃体结涛构，掌采用聪现浇纯楼板柄，1虫层层东高3捧.9堆m，馒2～凝6层药层高均为3剪.3m鄙。该房锈屋现已糊封顶，响进入装秧修阶段斤。本工粥程按6矿度地震真烈度设败防，根据漫工程地攻质报告麻建筑的屑场地等泽级为一听级。结厉构的安宅全等级候为二级属，结构耐强火等胖级为羊一级看，结惩构设孟计使缺用年购限为束50翻年。监房屋夜内景雅和外慢景如贡图5乘-1、5扩-2艺所示分。图5-裹1房屋平合面示意跳图图5-拦3房屋外只景图图5-2房屋内墨景图1.群2罗检测边、评那定原钥因和初内容现因鲁业主卷发现畏部分故在建快房屋锈2层桐楼面很梁（幻玉35陵0m朋m×迟80里0m形m）邮的主护、次梁节碰点以顿及梁物、柱济节点和处存复在斜孙裂缝辉现象甩，为宝确保汇该房明屋主屠体结鹅构的吴安全及币正常捧使用著，需敢要对森住宅叠楼主告体结呆构进窃行检建测、鹅评定理。检测咐鉴定唯主要财内容波为：（1）撕外观质每量检测足，对房晒屋结构证的外观毒质量缺匹陷检测吩；（2）义结构布作置检测迷；（3声）主华要承迎重构控件材航料强笑度检挽测（荡混凝踪蝶土构蒙件抗脾压强捏度检较测，固砌体错材料抗压强候度检测挂）；（4皂）承棕重构外件钢您筋数毯量、脉箍筋扑间距捧、保顺护层权厚度伴检测确。2.纪检泰测与异鉴定衰结果1缺勿陷调查对房羞屋楼拖面梁锈开裂粪及破岂损部广位进墓行现织场检庙测，芹发现共该房青屋的爪楼面剪梁存在裂蚁缝。店在柱堪与主加梁的唤节点坝处，修梁端蜻均存旅在与胡水平个方向纷成4滤5度泽角的滔倒八字型柴斜裂迈缝，笼裂缝梅宽度仿为0已.1谷mm吓～0愧.3巾mm愧（图芬5-教4）询；在阅主梁同与次瞧梁的幕节点处眼，主致梁上术也存奋在与延水平世方向捎成4牺5度刻的正蛾八字迷型裂靠缝，革裂缝戴宽度糟为0.1沉mm～煌0.3胶mm（首图5-汇5）。崖部分楼桥面梁典大型裂缝剩详图见受图5-趴6。图5-颜4主梁、讨柱节点英处裂缝混图图5-框5主梁脖、次联梁节修点处膨裂缝盼图图5炎-6疤部木分楼掉面梁误典型死裂缝滔详图从图5牲-4、坚5-5柄和图5来-6可骡以看出槐，裂缝赴均是出谣现在梁拔柱结点加处和主蛙次梁结点悉处，裂渣缝都是股斜裂缝活，裂缝拴宽度均仔在0.慈1mm影～0.辜3mm利之间。2.2皱混凝秋土抗压赞强度检茅测采用歌回弹否法对溉房屋犯存在鼻裂缝隔的部塞分楼蹈面梁躁、柱等混凝阵土抗敢压强仙度进赢行现仍场抽霸检，旺检测屿结果续如表秋5-陈1所恢示。甩检测按结果毫表明而，所荐检测宁构件方的混旨凝土皇抗压稿强度虑推定冈值为济23稍.2劝M逃Pa睁～2羞5.左8M妻Pa茄，满你足设蓝计要密求。表5-木1戒混凝样土抗压小强度检性测结果傍汇总表遇（单幼位：M帆Pa）3砌体、箭砂浆抗念压强度友检测采用回杀弹法对2至6层的比砌筑税砖、假砂浆怖抗压涌强度熔进行华抽检转，检抽测结欢果表明：盾所检测辣的构件木中，砌谜筑砖、南砂浆抗啊压强度翠均满足榆设计要羊求。4梁、柱池钢筋配肌置检测采用CM-测9钢筋探锁测仪对胆房屋承骆重柱、勒梁的配锤置钢筋虫大小、金间距、搂保护层厚穗度等进朝行检测脊，所检控测的柱淋和楼板冤底筋混袄凝土保化护层厚肥度满足《混凝雷土结僻构工叛程施产工质醒量验所收规廉范》（GB海50门20温4-岗20革02）表卸对柱椅保护挠层厚吨度允腿许偏筐差-5m映m，+5m敬m的要教求和鼓对板总保护堵层厚脑度允毒许偏绍差-3贸mm，+3m旱m的要求柱；柱和脊楼板底穿部受力认钢筋间失距满足《混凝护土结仿构工捉程施稍工质铅量验铅收规服范》（GB5正020猜4-2奔002）表即对柱脂和板员中受币力钢蛛筋间纱距允社许偏嫁差-1浙0m盈m，+1访0m经m的要求六；但是检，2层楼剪面梁博（350率mm×会800督mm）箍筋波间距大恩于设计脖值。5梁母构件斜陵截面承降载力复池核结果采用仅结构梢设计祸软件灶PK舍PM周对房渔屋底皱框局沙部开轰裂楼惕面梁查承载辉力罪进行碎计算激，局迫部计棵算模夸型如页图5梳-7自所示备。图5-驱7结构计坦算模型链示意图部分般梁构葛件的绕斜截葱面承皂载力沙计算吃结果贝如表5-5所示截。表弃中每病个构叉件均警给出棕两端渡支座致截面景的计炮算结鲁果。依每个骗截面源给出恰截面吊上的汽最大造剪力坝设计惊值V（效领应）愁和根桶据设留计施填工图到计算普出的闯斜截铲面受删剪承踩载力财设计碗值Vu（抗力蕉），以维及抗力Vu与效骑应V的比乏值。岁当抗楚力Vu与效应V的比值炕小于1表示涂该楼惨面梁孕承载统能力聚不满祖足规员范要敢求。计算结烦果表面孔，2房屋楼每面梁实碌际箍筋无间距配吉置情况岂不能满鞋足抗剪蜡承载力恩要求。表5-愁5家梁构档件斜截殊面承载吗力复核徒结果3.针检飞测鉴丛定结胖论与训建议3.1沿结论根据现浓场检测涉结果，温经数据矮计算、留分析，竞结论如看下：1）房烟屋垂直脾度测量孕结果表妖明：房烟屋实测悼倾斜最火大值为肠5mm幕，未超眉出《建筑地辅基基膝础设米计规诵范》宿局部州倾斜以允许庭值要述求；愧该房柜屋各蹈水准凑测点软相对圣高程差测量司结果表糕明：房边屋实测纲最大相丸对高程配差值未敲超过《势建筑地骗基基础眯设计规范安》规炸定的行限值浅要求优（以株上检辉测值圣中均展包含蛛房屋阁原有列施工姿误差眠）。2）数对房浪屋底秋框承剥重构吸件（勿柱、虏梁）垦混凝码土抗兔压强夺度进谎行现疲场抽程检，大检测结果表鱼明：所田检测混逼凝土构楚件的抗院压强度盯推定值肌为25册.3～龙26.镰4M棒Pa；歉楼面梁的本混凝帖土抗之压强仍度值松满足宾设计糊要求梯；所闲检测铲的2剩至6盆层砌项筑砖坟、砌历筑砂斤浆抗压强让度均满钞足设计既要求。3）更对2虽层开饺裂楼挎面梁软钢筋蜡配置伐情况拘进行章抽检战，检越测结畜果表典明：虽除箍赞筋间猫距大于自设计程值外含，钢鞠筋大键小、宾间距著、保秤护层纸厚度陕均满哨足设奶计要修求。4）对2层开裂奴楼面梁骗截面尺迫寸进行态抽检，率检测结隆果表明薯：所检油测楼面升梁截面尺佳寸满足携设计要还求。5）对房庄屋2层楼面碗梁开裂稼及破损晃部位进孩行现场蛛检测表球明：该款房B×钞1~观26轴楼面例梁节点哥处存在抄多条斜克裂缝，C轴个猎别梁颜、柱闹节点战处存冷在斜加裂缝枣。6）对息房屋2层局催部楼江面梁博承载迫力进斥行计睁算，岭计算岭结果胡表明裁，2层楼凝面梁（350哥mm×枯800汽mm）按实米测的箍兼筋间距孕值配置扬不满足虫抗剪承转载力要比求。综上所兔述，目耳前该房裹屋B×信1~志26轴楼煌面梁哈节点圾处存把在斜权裂缝击，按喂楼面梁实愈测箍帆筋间斥距值脆计算坟表明忆部分2层楼烘面梁乡丰（35果0m挎m×汽80极0m卡m）在房傲屋砌筑完右成后不善能够满垃足抗剪匪承载力脊要求，姓是导致勤楼面梁蛾裂缝的待主要原愁因，影异响房扑屋主态体结跃构的哲安全躺性能圆。二、加评固方案1.纯加固方储法简介根据本况工程的钞实际情锦况，本位次加固耐方法选糕用增大慢截面加崇固法。坝增大截面加陶固法是饭采用与饱原结构担材性相馋似的材忧料，如排混凝土净、纤维旅砂浆等罗通过增乎大原僻结构匆的截消面面庙积，谷从而挂达到循提高暗结构声承载光力的告目的遥。增大截盲面加固偿法是一江种最传拔统的加恋固方法丹，该方角法具有惭施工简工单、成本低食廉的特战点，适依用于受刷压的钢焦筋混凝嘱土和砌这体结构钉构件的篮加固。候但该方任法也志存在脂一定发的缺进点，替如现闲场湿途作业击工作风量大友，养答护时握间长沫，施炭工中对生捧产和生庸活有一巧定影响藏，加固插部分占萝据一定湾的适用暂空间、剃影响外储观等。2.梁使加固方亩案对2韵层3匠交A恭~C合轴楼坦面梁合、1施0交瓦A~钢C轴倚楼面杂梁、预17而×A持~C平轴楼光面梁蜜20麻×B凝~C丛轴楼流面梁估、2轮6×切B~耳C轴啄楼面贫梁进抄行加拼固，刚梁底搂加固巴10勿0m揉m，昂梁侧翁每边本各加详宽5趁0m悼m，罪C蒸40达混凝醉土加奇固，疏加固歼详图惰见图踪蝶5-矿7所饥示。图5-文7楼面主岩梁加固唤详图三、逼加固清施工湿技术外包混紫凝土加饶固法加细固混凝拐土结构哑构件的仪施工工剂艺（1）伤严格按松照规范牌及设计浆要求对延原柱混丢凝土表筹面凿毛测施工时悲按规范浊及设计要面求将序表面扰打成吓沟槽雪，沟龟槽深壁度为润10枯mm否，间谜距不焰大于煌20爪0m港m，尽原混凝土柱魄的棱角反打掉，丢同时除帅去浮渣闲、尘土当。（2）荡采用界甲面剂为四了使结熊合面混技凝土的狂黏结抗移剪强度恶和黏结沃抗拉强翅度接近或高旬于混凝懂土本身刘强度，硬避免结层合面过贵早开裂躺破坏，扔在浇筑而新混凝厉土前，淋孝洒1层翅30%姑白乳胶遇水泥浆陡界面结发合剂。（3）青在混凝欲土中加利入AE奖A微膨移胀剂为湿提高结缺合面的盟黏结性焰能，保设证新旧两部斤分混肉凝土王能整山体工的作，滩共同想受力危，要闲求加滑固混这凝土及收缩报性小勾。本笔工程在夕混凝倒土中卵加入谢12泡%的着AE碌A膨无胀剂胃以减眨少后篇浇混咱凝土吃的收船缩。（4慢）在陆混凝躲土中气加入截减水纷剂由杀于在询后浇桑混凝他土仅毛为1嫩50白mm洞（3晃00府mm示）厚，剑并且骂在该效范围链内配猪有大餐量的脚钢筋烦。为食保证指混凝掀土的姥浇筑坟质量选，混课凝土的蜡坍落皮度不老能太拴小，寨加固偏混凝瓶土设册计强料度为港C3驳5，盖水灰患比不厦能太雅大，因此在筛混凝土足中按水寺泥用量筋的1%双掺入F萝DN-弦Ⅱ型高的效减水垦剂，以拆保证混凝土括的强幸度和惊坍落案度。（5已）加艳强混正凝土部的振裹捣为汗保证纽奉混凝眠土的亚质量政，施化工过膛程中昆应加传强振卸捣。浇筑贞时不挎可一击次下蹦料过粥多，翁在下参料5事00笔mm战高度塔后应雀停止营下料地，待孝振捣篇密实后征方可酱再次欠下料怪。由源于加罩固部稿分截