某贮仓爆炸后的损伤检测与评估

崔 莹，李嘉庆

（宁夏建筑科学研究院股份有限公司，宁夏 银川 750021）

0 引言

在使用过程中，既有建筑物或者构筑物如果遭受爆炸、火灾或者其他损伤，就需要评估损伤后的结构和构件性能。筒仓作为一种较为理想的特种结构也被广泛应用到工程中，本文通过工程实例，详细介绍了贮仓爆炸后如何对结构构件进行损伤后的检测与评估，内容包括：爆炸后的现场初步调查、检测方案的制定、现场详细调查、现场检测、结果分析、编制检测报告等，以期能为日后类似工程实例提供技术上的帮助。

1 工程概况

某贮仓为现浇钢筋混凝土筒仓结构，分为 3 层，是由 3 个方形筒仓组成的。1 层采用剪力墙结构作为仓下支承结构，2 层采用钢筋混凝土剪力墙结构，3 层仓上建筑物为单层框架结构，框架柱布置在该建筑物四角及三仓两两相交角点。1 层结构层顶标高 9.5 m，2 层结构顶标高 22.5 m，3 层结构顶标高 26.5 m，仓顶为钢筋混凝土梁板结构，仓底为钢筋混凝土角锥形漏斗，漏斗距离地面 4.6 m。2016 年 6 月，该贮仓建成并开始投入使用，贮料为电石。该贮仓发生爆炸的筒仓为北仓（3～4/A～B 轴），因为贮仓内的贮料电石受潮产生了乙炔，当乙炔的浓度超过起爆限值继而引发爆炸。为了解该贮仓爆炸后的混凝土损伤状况，笔者单位检测人员按照制定的鉴定方案，检测和评估损伤后的结构和构件性能。

2 检测方案

根据现场调查和该工程的设计图纸资料，制定检测方案。

1）该贮仓的主体为钢筋混凝土筒仓结构，基础为桩筏基础，上部承重结构和地基基础的整体性都比较好，由于该构筑物场地的天然地基土属于自重湿陷II～IV 级，故在经过爆炸后，现场勘测是否存在因爆炸引起的地基基础不均匀沉降现象。

2）对该贮仓爆炸损伤后仓体与支承结构包括仓下支承系统、仓底角锥形漏斗、仓壁、仓顶结构等进行检查具体包括结构布置和构造、支撑系统、结构和构件损伤情况、构件间的连接、仓下支承系统损伤情况检查等。

3）对外观未发现损伤的混凝土墙、梁、柱构件，依据标准采用回弹钻芯修正法检测其混凝土强度；对一层仓体混凝土墙垂直度、贮仓损伤部位梁板的变形进行检测。

4）结合现场检测的数据结果，经过综合分析，出具检测报告，并给出处理建议。

3 损伤后调查与检测

3.1 损伤情况调查

爆炸后北仓 9.500 m 标高以上仓体受损较为严重，北仓的东、西侧及北侧仓壁、仓顶以及仓上建筑物部分已在爆炸中解体并发生坍塌。与北仓相邻的中仓北侧仓壁由于爆炸出现了一些裂缝，中仓的东、西两侧仓壁外侧钢筋在强大的爆炸冲击力作用下发生拉扯，拉扯长度约 5 m，最外层水平钢筋已与仓壁混凝土脱离。仓顶建筑物四周的后砌围护墙体在爆炸后由于强大的冲击力发生解体，仅残存部分砌块与构造柱；部分混凝土构件受强烈的的冲击力后产生裂缝。

针对爆炸后现场的初步调查情况，制定检测方案，检测爆炸后构件的材料强度、裂缝和变形情况受爆炸的影响程度。

3.2 材料强度检测

结合该贮仓的现场实际情况，对仓体墙、梁、柱构件，采用回弹钻芯修正法检测其混凝土强度。爆炸后混凝土构件现龄期混凝土强度推定値均符合设计强度等级［1，2］。检测结果如表 1 所示。

表1 混凝土强度批量评定检测结果

3.3 裂缝检测

位于爆炸的北仓（3～4/A～B 轴）在 9.5 m 标高以上的东西侧及北侧仓壁、仓顶以及仓上框架结构部分已在爆炸中解体并发生坍塌。现场勘查时发现与北仓（3～4/A～B 轴）相邻的中仓（2～3/A～B 轴）北侧仓壁由于爆炸出现了裂缝，裂缝主要集中在中仓 22.5～26.5 m 标高处的仓上框架结构梁、柱，其中 2～3/A 轴主梁和周围次梁较为严重，混凝土保护层脱落，梁底部混凝土受损严重，出现混凝土疏松、底筋外露并发生弯曲变形，混凝土对钢筋失去握裹能力，最大裂缝宽度达到 2.8 mm，已超过标准 GB 50077—2017《钢筋混凝土筒仓设计标准》第 5.1.5 条第 1 款的规定［3］。南仓（1～2/A～B 轴）仓体外部未发现爆炸引起的混凝土构件裂缝或变形。

3.4 变形检测

对贮仓损伤部位梁板（22.5～26.5 m 标高）变形进行检测［4］。中仓 9.5 m 标高以上受爆炸冲击力的影响较大，为防止梁板发生过大弯曲变形，现场已经采用钢柱作为临时支撑。在钢柱支撑的情况下，仓上框架结构26.5 m 标高处主次梁相交部位最大变形值为 31 mm，小于 GB 50011—2010《建筑抗震设计规范》（2015 年版）要求的挠度限值 33 mm。22.5～26.5 m 标高范围内的 3/A 轴、3/B 轴框架柱根部主筋与下部仓体的构造边缘构件主筋断开，且仓体的构造边缘构件混凝土酥碎，失去传递竖向荷载的能力，传力途径丧失功能，不适于继续承载，评为危险构件。

4 结论

通过现场的详细调查、检测，运用现场所采集的检测数据进行综合分析，得出如下结论。

1）北仓 9.5 m 标高以上东西侧及北侧仓壁、仓顶以及仓上框架结构已在爆炸中解体并发生坍塌；仓下支承结构角锥形下料口内部钢筋局部保护层脱落，钢筋部分裸露；北仓仓下支承结构的剪力墙混凝土表面未产生明显裂缝、变形。其余仓仓下支承结构未发现爆炸引起的混凝土构件裂缝或变形。

2）中仓仓上单层框架结构中（2/2～3）/A～B 轴主次梁、框架柱混凝土破坏严重，保护层脱落，与钢筋剥离，混凝土与钢筋失去共同作用，梁底主筋外露，弯曲变形，且产生多条贯通裂缝，裂缝宽度最大处达到2.8 mm，大于现行标准要求的裂缝宽度限值（0.3 mm），无法继续承载；受爆炸影响，结构安全性已不能满足现行标准的相关要求。

3）中仓北侧仓壁发生内凹，向南侧倾斜，致使仓上单层框架结构 22.5～26.5 m 标高范围内的 3/A 轴、3/B 轴框架柱根部主筋与下部仓体的构造边缘构件主筋断开，且仓体的构造边缘构件混凝土酥碎，失去传递竖向荷载的能力，传力途径丧失功能，不适于继续承载。

结合以上检测结果，该贮仓爆炸后，北仓 9.5 m 标高以上东西侧及北侧仓壁、仓顶以及仓上建筑物完全损毁；北仓仓下支承结构 9.5 m 标高以下结构构件材料强度受爆炸影响很小，满足设计强度等级的要求；中仓北侧、东西侧仓壁及仓上框架结构梁、柱爆炸冲击力影响较大，致使构件产生不同程度的裂缝、变形，但构件材料强度受爆炸影响不大。针对以上检测结果，建议拆除北仓 9.5 m 标高以上建筑物，并对北仓仓下支承结构、中仓北侧、东西侧仓壁及仓上框架结构梁、柱进行加固处理，对中仓东西侧仓壁 9.5～22.5 m 标高范围内脱离混凝土的水平钢筋做好相应的处理措施；对受爆炸冲击力影响较大的框架结构围护墙体全部拆除，按图纸要求重新进行砌筑，保证建筑的整体性。

5 结语

针对该贮仓爆炸后的结构损伤检测，按照本工程实际情况，制定了详细的鉴定方案，继而对现场进行详细的检查、检测，最后根据现场的检测结果编制检测报告。该实践结果表明，爆炸对结构构件材料强度影响不大，但是，由于强烈的冲击力会对受爆炸冲击力影响较大的结构部位产生裂缝、变形等，影响结构构件的耐久性［5］。爆炸后的结构损伤检测是一项极其重要且复杂的工作，目前部分损伤的检测还只限于目测手段，相信随着检测技术的发展和进步会有更好的检测设备。Q