仿古建筑佛塔火災后結構鑒定與檢測

對火災后某多層框架結構佛塔的現場檢查，以及梁、板、柱承載力受影響的分析鑒定，介紹了仿古建筑物火災后溫度場的確定方法，對火災后混凝土損傷深度進行分析，各構件混凝土強度的評定和損傷原因分析，介紹火災后仿古建筑物安全鑒定及檢測的常規思路。通過出具科學、可靠的鑒定結論，為建筑物的災后加固處理提供技術依據。

　　0前言
　　2011年5月9日凌晨3時47分，雞鳴寺藥師佛塔一層起火，隨即火勢蔓延，一直燒至塔頂。截止6點20分，明火被撲滅，歷時2小時33分鐘。此次藥師佛塔火災過火面積268㎡，塔內木質樓梯、24尊木質藥師佛、金絲楠木龕、木質裝修及其他可燃雜物均已燒毀無存，滅火方式為消防水。
　　1佛塔房屋概況
　　1.1佛塔情況
　　藥師佛塔是雞鳴寺的標志性建筑，建在雞鳴寺最高處，八面七級，塔高44.8米，主體為鋼筋混凝土結構，斗拱重檐，內梯外廊，飛檐及周邊為木質外包。塔身每面凈長3m，外廊寬1.26m，底層層高6.67m，其余層層高4.28m，建筑面積395㎡，由南京工學院建筑研究院設計，吳縣古代建筑工藝公司施工。平面位置示意圖如下：
　　
　　
　　佛塔底層為副階，副階南面正門之上懸掛著藍底金字的“藥師佛塔”牌匾。南北各有壺門，其他各面辟有佛龕，龕內供奉石佛。二層以上每層均設置四座明代金絲楠木雕花佛龕，每座佛龕內供有一尊楠木雕的藥師佛像。每層東、南、西、北四方開有壺門，其余各面設有佛龕。
　　1.2佛塔結構情況
　　塔基為整板基礎，設基礎梁。塔身結構為：一、二層為框筒剪力墻結構，砼墻，底層副階四周外廊圓柱，橫梁，木椽、木斗拱，飛檐，灰筒瓦，青石臺階、地面；三層以上為框架結構，異形柱（五邊形），外包木質裝修；鋼筋砼框架梁，標準磚實砌填充墻，混合砂漿砌筑，每層設兩道系梁；現澆鋼筋砼塔蓋；6層塔面設一根中柱到頂，七層塔蓋為鋼筋砼斜梁，采用銅鏈條將黃銅鎏金塔剎固定于塔面木戧中；木樓梯；木門，鋁合金防盜窗；青石塔地面。
　　
　　
　　2火災調查
　　2.1受災范圍
　　根據現場查勘情況，本次火災的影響范圍，主要是佛塔的一層，直接灼燒塔蓋，致使二～六層塔蓋不同程度灼燒損壞，七層塔蓋垮塌，塔頂飛檐、水泥塊及塔內空鼓、開裂的墻面粉刷層，隨時有墜落傷人的危險。
　　2.2火災燃燒物品
　　經現場確認，火災燃燒物品主要為塔內木質樓梯、24尊木質藥師佛、金絲楠木龕、木質裝修。
　　2.3現場檢查情況
　　2.3.1一層
　　塔內木質樓梯全部燒毀，梯梁露筋，砼部分碳化底層砼構件表面、塔蓋板底、梁底被火熏烤呈灰白色；墻體粉刷層開裂、空鼓、脫落，手觸即掉；吊頂燒毀、藥師佛像仿古油漆燒光；
　　2.3.2二層
　　二層塔蓋板底混凝土保護層剝落，主筋裸露，梁、板底表面熏黑（見示意圖）；
　　
　　
　　2.3.3三層
　　三層塔蓋板底、梁底表面發黑，四周砼構件、填充墻粉刷層大面積開裂、空鼓、脫落；
　　
　　2.3.4四層
　　四層西南角塔蓋梁砼保護層部分剝落，砼酥松，節點處開裂（見示意圖），表面呈黃、黑色；個別砼柱保護層剝落、主筋外露；砼構件、填充墻體粉刷層大面積開裂、空鼓、脫落；
　　
　　
　　2.3.5五、六層
　　塔蓋板底、梁底表面呈黃色，砼構件、填充墻體粉刷層開裂、空鼓、脫落；
　　2.3.6七層
　　塔蓋垮塌，瓦片、磚塊、木炭等灑落于塔面板上，堆高300mm；砼梁、柱、填充墻粉刷層脫落，砼表面發白；填充墻部分被火熏黑；飛檐、斗拱等木質裝修燒毀；外包水泥的鋼筋索斷裂懸掛，隨時有墜落危險；
　　
　　
　　2.3.7其他
　　底層外廊部分木椽條干枯、腐爛，塔蓋局部損壞、塌落，木質裝修嚴重灼傷，特別一、二、三、七層門窗洞口上方木椽、斗拱、木質外包等燒成木炭狀，火災后截面減損達70%以上；未直接受火灼燒的油漆被熏黑、起皮；
　　外廊各面佛龕內供奉的石刻佛像未見過火跡象，每層塔面面磚起拱、碎裂。
　　
　　
　　2.4結構檢測
　　（1）、砼強度：在塔內一、二、三、五、六層隨機抽取6個砼構件，采用鉆芯法共鉆取12個砼芯樣，芯樣經鋸切后補平、試壓。測得：除三層一根塔蓋梁砼強度不滿足設計要求外，其余抽檢構件均滿足設計要求；
　　（2）、砼碳化深度：在塔內隨機抽取12個砼構件，共進行12組砼碳化深度檢測，測得碳化深度為2.5～3.0mm，砼耐久性較好；
　　（3）、混凝土缺陷：使用手持式鋼筋混凝土雷達測試儀，測量混凝土內部缺陷和鋼筋分布情況，所抽檢混凝土構件的砼均一性較好，澆注較密實，未見明顯缺陷。
　　3鑒定分析
　　火災在發生過程中因其溫度是不均勻的，火焰溫度大約以60度角度向上分布，所以從溫度分布而言，地面（塔面）溫度最低，塔蓋、梁底及門窗洞口上方過梁處溫度較高。鋁及鋁合金在溫度650度時會有滴狀物形成；門窗玻璃受熱700度以上時會軟化、粘著、變圓或流動；混凝土表面呈灰白色并有剝落、露筋，溫度約在800度。木材的燃點溫度240～270度。
　　（一）火場溫度：從現場檢查，鐵制網狀門微變形，過火溫度應大于700度；燃燒物絕大多數為木質與油漆，燃燒溫度應在270～600度；砼構件保護層剝落，表面呈淺灰白色，敲擊聲音較悶，綜合判斷火災溫度應在500～700度，個別區域可能超過700度（如部分梁、板）。
　　（二）砼表面溫度：一、二層塔蓋板砼保護層爆裂、剝落，局部出現細裂縫，溫度應在500～700度；砼構件表面顏色呈灰白，顯淺黃，溫度700～800度；錘擊聲音較悶，少量粉碎狀，留有痕跡，溫度應在500～700度；因此，綜合判斷砼構件表面灼燒溫度應在700度左右。
　　4構件評級
　　經過現場檢查、檢測與綜合分析，對照《火災后建筑結構鑒定標準》(CECS252:2009)中相關條款，藥師佛塔主要構件評定如下：
　　1、柱：一、二層為鋼筋砼框筒結構，無明顯墻柱之分，局部有煙灰，表面顏色變化不大，無明顯開裂、脫落、露筋與變形，結構性能良好，綜合評定Ⅱa級；三、四層柱砼表面顏色有變化，敲擊聲音較悶，綜合評定為Ⅱb級；五、六層基本同一、二層，綜合評定為Ⅱa級；七層由于木結構及可燃物較多，砼柱受灼烤時間較長，表面顏色變化，錘擊聲音較悶，綜合評定為Ⅱb級。
　　2、梁：一、二層鋼筋砼梁未發現明顯損壞與開裂，但直接受火，表面有煙灰，顏色略顯粉紅，敲擊聲音較悶，構件性能略有影響，無明顯變形，綜合評定為Ⅱb級；三、四層塔蓋梁局部損壞、開裂，呈土色或灰白色，敲擊聲音悶，局部保護層脫落，連接處開裂，受力性能有影響，綜合評定為Ⅲ級；五、六層塔蓋梁有煙灰，顏色被黑色覆蓋，未見明顯裂縫，敲擊無痕跡，結構性能較好，綜合評定為Ⅱb級；
　　3、板：一、二層鋼筋砼塔蓋板大面積被燒，顏色呈灰白色，敲擊聲音較悶，局部砼保護層脫落，鋼筋裸露，結構性能受到影響，綜合評定為Ⅲ級；三、四層塔蓋板大面積被燒，顏色微紅，敲擊較悶，綜合評定為Ⅱb級；五、六層塔蓋板有煙灰，顏色被黑色覆蓋，未見明顯裂縫，表面完好，無明顯變形，綜合評定為Ⅱb級；
　　4、墻：一、二層墻體為鋼筋砼，粉刷層均在30mm以上，故受火災影響，粉刷層開裂、空鼓，大面積脫落，鋼筋砼墻體受損輕微，結構性能良好，綜合評定為Ⅱa級；三～七層為填充墻，厚度490mm，火災時主要是灼烤影響，粉刷大面積脫落，無明顯變形裂縫，綜合評定為Ⅱb級；
　　5、塔蓋及易損件：七層易燃物較多，火災持續時間較長，頂部鋼筋砼結構受影響較大，部分構件已斷、懸掛，塔剎屬易損結構，受外界影響極易倒塌，因此，綜合評定Ⅳ級。
　　5結語
　　溫度場的判定是一個十分復雜的過程，受到很多因素的影響，在判定溫度場過程中不能根據某一項指標來判定，而應該將現場調查及構件強度、變形、截面損傷深度綜合判定。這樣，確定出來的溫度場才更準確。