安徽蚌埠电子厂房火灾后一侧墙壁倾斜有倒塌风险:三维激光扫描在建筑火后结构安全快速评估中的应用
9月8日5时13分,安徽省蚌埠市高新区高华电子股份有限公司厂房发生火灾。蚌埠市消防救援局发布通报,迅速调集力量处置,暂未发现人员伤亡。
现场救援人员透露了几个细节:起火建筑是一栋两层厂房,砖瓦结构,高约18米。厂内实行两班倒,事发时约30名工人在班。有人听到异响,发现厂房中间吊顶内部起火后报警,厂房内人员撤离。
到中午,明火已基本扑灭,仍有浓烟冒出。而这时新问题出现了——涉事厂房一侧墙壁出现倾斜,有倒塌风险。起火原因和最初起火点还在调查。
火灭了不等于危险解除。砖瓦结构的房子烧过之后,墙体和屋架的受力状态全变了,人进去看一眼就可能出事。
火后头几个小时,人不能进
砖墙在火灾中的表现和混凝土不一样。砌体本身耐火性还行,但砂浆在高温后会粉化、失去粘结力,墙体的整体性迅速下降。钢屋架或者木屋架受热变形,会把推力传给墙体,墙就往外鼓。
现场说的"一侧墙壁倾斜",多半就是这个机理。倾斜意味着墙已经不在原来的受力位置上了,继续发展就是倒塌,倒塌方向通常朝外。
这时候要做评估,传统办法是架靠尺、拉线、用全站仪打点。这些都要靠近墙体。在倾斜墙体前面作业,风险太大。
我们的做法是在安全距离外架站。地面三维激光扫描仪在几十米外就能拿到毫米级的点位,厂房18米高、宽几十米的外立面,两三个站就能覆盖完。整个过程人不走到墙跟前。
墙歪了多少,要看倾斜率
拿到点云之后,把墙面切出来拟合一个平面,算出墙顶相对墙脚的水平偏移量,再除以墙高,得到倾斜率。这是个能直接和规范对照的数。
《民用建筑可靠性鉴定标准》和《危险房屋鉴定标准》对砌体结构的倾斜有明确限值,超过就要判为危险点。不同结构、不同高度限值不一样,具体要查规范条文,我们只负责把数据测准。
点云有个好处是能看倾斜的形态。整面墙均匀往外倒、局部鼓包、还是墙顶某一段位移特别大,三种形态对应的危险程度完全不同。均匀外倾相对可预判,局部鼓包最麻烦,说明那一块的砂浆已经失效,随时可能局部塌落。
| 判读对象 | 点云上的表现 | 风险等级 | 处置建议 |
|---|---|---|---|
| 整体外倾 | 墙面拟合面法向一致偏转 | 中 | 支撑加固后拆除 |
| 局部鼓包 | 局部点云偏离拟合面数厘米 | 高 | 立即隔离,不得靠近 |
| 墙顶位移集中 | 顶部点云相对底部偏移 | 高 | 查屋架支座是否失效 |
| 屋架下挠 | 屋面点云呈凹陷形态 | 高 | 判定屋盖体系失效 |
| 竖向裂缝 | 点云缝隙宽度可量 | 需结合宽度判断 | 标记位置,现场复核 |
倒塌警戒线怎么划
现场需要一条警戒线。拍脑袋定的距离要么太保守影响救援,要么不够。
更合理的算法是从点云上量出倾斜墙体的高度和倾角,按墙体整体向外倒塌的极端情况算出落点范围,再乘一个安全系数。砖墙倒塌时碎块会飞散,这个散落半径也要加进去。
算出来的范围在平面图上画出来,直接交给现场指挥。哪一侧可以走人、哪一侧设备可以停、救援通道从哪条线进,图上标清楚。
结构鉴定的取样点要在图上先定
后续做结构安全性鉴定,需要取砂浆样、砌体样、钢材样。取样点选在哪里,直接影响鉴定结论能不能代表整体。
这时候点云的作用就显出来了。把过火痕迹、变色区域、剥落区域在三维模型上标出来,按损伤程度分区,每个区里挑代表性的位置作为取样点。损伤最重的区、过渡区、看起来完好的区都要取。
我们在做这类项目时会把分区图和取样点坐标一起交出去,鉴定单位按图去找位置,不用现场重新判断。这一点在厂房面积大的时候省的时间很明显。
修复之前先留一份完整档案
厂房要修复或者重建,得先有现状数据。烧过的结构形状不规则,原来的竣工图已经对不上了。
点云直接可以转成三维模型,作为加固设计和工程量计算的底图。哪几段墙要拆、拆下来的方量多少、屋架要换几榀、新构件怎么接,都能在模型上先摆。
火烧之后金属构件会变形,新做的构件如果按原图下料,装上去大概率对不上。按实测模型下料,这个坑就绕过去了。
云绘科技在深圳做激光三维扫描服务,精度做到2毫米以内,累计完成500多平方公里采集,服务过80多家机构。火灾后建筑安全评估、结构变形量测、加固前现状建档这些项目我们做得比较多。技术流程见技术方案,历史项目见案例页。