某房屋遭受天然气闪爆后检测鉴定及加固处理

臧新刚

（山西天一建设工程检测有限公司，山西太原 030006）

0 引言

天然气的爆炸通常发生在空间密闭的房屋内，因此造成的影响绝大多数是在房屋内部，对楼房整体的结构影响不大，但是如果爆炸规模较大，或者房屋处于楼房边缘地带的时候，就需要特别注意，因为承重结构的破坏可能会影响整个结构的安全性和稳定性，如果不加以处理可能会导致楼房裂缝等缓慢发展，最终导致坍塌。近年来发生的天然气爆炸事故比比皆是，需要完善房屋天然气爆炸后的安全鉴定，对被影响的构件进行加固处理，防止出现二次事故，保证居民的财产和人身安全。本文中对安全性较差的构件采用增设钢管的方法进行加固，对整体性的加强采用增设圈梁和构造柱的方法加强，楼板底部采用碳纤维进行加固，保证受影响房屋的损失降到最低。

1 工程概况

2020 年1 月15 日上午10 时，山西省太原市某小区某居民楼403 房间由于天然气泄漏，出现闪爆，爆炸事故总共造成1 人死亡5 人受伤。爆炸影响区域为爆炸房间为中心的同层单元四户。该次爆炸的冲击能量较大，造成403 房间与周边房间共用的承重墙破坏，4 层的圈梁和阳台的破坏比较严重，临近的部分玻璃门窗被震坏。该房屋的建造年代为1995 年，为5 层砖混结构，基础采用混凝土条形基础，埋深为1.5m，层高均为3.5m，承重墙体采用烧结普通砖与砂浆砌筑，砂浆的标号为M5，楼板和屋面板采用混凝土预制板，该房屋设有圈梁，没有构造柱，如图1所示。

2 爆炸房屋现场检测

2.1 现场初勘

在天然气爆炸发生后，产生的冲击波沿着压力较低的方向传递。在现场进行初勘时发现沿着泄压方向的承重墙、门窗和阳台等均产生不同程度的破坏，隔墙大部分已经坍塌，阳台的护栏也已经发生倾斜；多处承重墙受到冲击波的影响变形、开裂，在墙体外表面形成“井”字形的裂缝。主要受损情况如下：

图1 爆炸位置

（1）4 层、5 层的22-24 轴顶板开裂破坏，天花板上拱约20mm。

（2）发生闪爆房间周边的砌体构件裂缝较多，部分墙体裂缝宽度达到15mm 以上，变形较大。同层其他单元的墙体部分开裂，裂缝宽度为0.5~1.0mm 之间。

（3）4 层的22-23 轴墙体表面发生渗水现象，为爆炸导致水管破裂所致。

（4）401-403 室阳台护栏全部向外倾斜，阳台护栏与主体结构连接的部分全部脱开。

2.2 闪爆后现场检测

2.2.1 混凝土强度检测

采用回弹-钻芯修正法对居民楼1~5 层的混凝土梁、柱抗压强度进行检测，并按照《回弹法检测混凝土抗压强度技术规程》（JGJ/T 23—2016）和《建筑结构检测技术标准》（GB 50344—2019）的相关要求进行换算，混凝土年代久远，强度较低。换算得混凝土柱的强度为C25，混凝土梁的强度为C30。

2.2.2 现场砂浆强度检测

采用砂浆贯入仪对现场砂浆强度进行检测，将该居民楼墙体外侧的墙皮和砂浆打磨到露出砖缝，对砖缝进行打磨，平整后采用贯入仪对砂浆强度进行检测，依据《贯入法检测砌筑砂浆抗压强度技术规程》（JGJ/T 136—2019）进行换算，换算得砖墙的砂浆强度为M2.5。

2.2.3 地基基础检测

采用水准仪对房屋的沉降进行观测，该房屋并没有因为爆炸发生明显的竖向位移，检测点的相对竖向高层差值满足《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）中允许变形的要求，采用探地雷达对一层的室内土体和房屋周边土体进行检测，未发现土体被扰动的情况。

2.2.4 房屋结构承载力的验算

爆炸区的房屋承重构件发生严重的变形和开裂现象，承载力基本丧失。本次计算采用中国建筑科学研究院的PKPM 软件进行建模，为房屋的加固处理提供依据。根据计算结果，该房屋在正常使用荷载的条件下，房屋的上部结构承载能力满足规范的要求，在当地Ⅶ度的抗震设防要求下，房屋的上部结构抗震能力也满足规范要求。

3 安全性鉴定

3.1 地基基础的安全性鉴定

经过现场检测，该房屋的地基基础变形没有超过《建筑地基基础设计规范》（GB 50007—2011）的倾斜限值要求，故根据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292—2015）的相关规定，该房屋的地基基础安全性评定为B 级，地基基础对房屋的整体承载力尚未造成明显影响。

3.2 上部结构的安全性鉴定

该房屋的4 层和5 层的顶板基本全部坍塌破坏，依据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292—2015）的相关规定，将该部分构件全部评定为D 级；房屋周边的承重墙变形、开裂，变形已经超过了民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292—2015）的相关规定，而且缝宽也大于5mm，该部分构件的安全性也评定为D 级。承重墙体的破坏显著影响了房屋整体的承载功能，对这些构件必须立即采取措施进行处理。房屋其他的构件由于缝宽较小，与其他未受影响的构件一起评定为B 级。

3.3 上部结构的构件集计算

依据《民用建筑可靠性鉴定标准》（GB 50292—2015）的相关规定，对墙体构件当做一个集合计算D 级构件的影响比例，由于4 层和5 层均包含D 级构件，故不需要进行计算，本层的最高等级只能为C 级，该建筑结构有两层为C 级，故整体承载功能评价为Dsu 级。房屋爆炸发生在顶部，部分承重墙体的承载能力已经丧失，如果不及时处理，那么容易导致屋盖部分的坍塌，引发二次灾害。受到冲击影响的雨棚和门窗等也应当及时进行处理。

4 加固处理

房屋存在危险点，因此加固的时候应当按照一定的施工流程来进行。对于房屋的危险构件，应当先设立支撑，然后拆除已经损坏或者开裂的承重构件，重新找平地梁，然后砌筑承重墙体，再浇筑构造柱与圈梁，最后支模进行楼板的浇筑（对开裂未明显变形的楼板采用碳纤维布加固）。房屋加固的范围主要集中在第4 层与第 5 层。

4.1 对承重墙采用钢管进行支撑

在天然气闪爆引起承重墙丧失承载力的部位，采用钢管支撑在原圈梁下进行支撑，然后用钢板和铁楔将钢管与圈梁连接，支撑采用的钢管型号为φ102，壁厚为5mm，内灌注C30 混凝土，间距为1m，支撑完毕之后拆除原有的砖墙体，新砌筑的墙体与钢管紧密结合，在外侧铺设10mm×10mm 的双面铁丝网，防止接茬处开裂。

4.2 增设构造柱，修复圈梁

断裂的圈梁凿除混凝土到露出钢筋，绑扎钢筋然后支模重新续浇圈梁，与原有的圈梁连接好，在横墙与纵墙交接的部位支模浇筑构造柱，构造柱的截面尺寸为200mm×200mm，与圈梁形成整体。新砌筑的墙体设置φ6 的通长拉结筋，拉结筋植入构造柱中，中间钢管的部位，将拉结筋与钢管焊接。

4.3 楼板的加固

已经损坏的预制板支模重新铺设钢筋浇筑为现浇板，开裂的楼板采用CFRP300 的碳纤维布粘贴，对4 层楼板进行加固，这样房屋的整体性、承载力甚至抗震能力都有了进一步的提高，保证能够满足原设计的要求。

5 结语

在居民住宅楼发生天然气闪爆后，最需要检查的是承重结构，尤其是在底层的结构中，承重墙的破坏会导致上层结构的破坏，因此必须重视。顶层的破坏往往局限于爆炸房间本身的破坏，需要对楼板、墙体乃至阳台、雨棚等围护结构进行检查，并对裂缝、变形进行测量，对丧失承载力的构件进行及时更换和修复处理。处理的时候需要注意房屋的整体性、承载功能，保证加固后的房屋功能与原设计要求相符，这样才能真正保障房屋的安全，杜绝发生二次灾害，房屋如何进行天然气的合理泄压仍然需要进一步研究。