煙囪等高聳建筑物的現(xiàn)場檢測與分析【關(guān)鍵詞】：煙囪；材料強(qiáng)度；變形
本文以江蘇省某發(fā)電廠內(nèi)的煙囪檢測為例，結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況對該煙囪進(jìn)行材料強(qiáng)度變形檢測，根據(jù)不同的規(guī)范對各檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析，給出檢測結(jié)論。
20世紀(jì)隨著無線電廣播和電視事業(yè)的發(fā)展，世界各地建造了大量較高的無線電塔和電視塔。電力、冶金、石油、化工等企業(yè)也建造了很多高聳結(jié)構(gòu)，如輸電線路塔、石油鉆井塔、煉油化工塔、風(fēng)動(dòng)機(jī)塔、排氣塔、水塔、煙囪等。在郵電、交通、運(yùn)輸?shù)炔块T中也興建了電信塔、導(dǎo)航塔、航空指揮塔、雷達(dá)塔、燈塔等。此外，還有衛(wèi)星發(fā)射塔、跳傘塔和環(huán)境氣象塔等。
高度較大、橫斷面相對較小的結(jié)構(gòu)被稱為高聳建筑，以水平荷載（特別是風(fēng)荷載）為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。隨著時(shí)間的推移，既有高聳建筑物面臨著整修、圍護(hù)、改造等命運(yùn)，故對于高聳建筑的檢測成了檢測單位又一新領(lǐng)域。
1 工程概述
該受檢煙囪為一座套筒式鋼筋混凝土煙囪，于2009年建成，2010年投入使用，使用年限為50年。該煙囪筒體底座直徑約為22.00m，高210m，煙囪筒體共分為10層，除標(biāo)高12.47m處為積灰平臺外，標(biāo)高30.00m~標(biāo)高200.00m共設(shè)置8道夾層平臺，每25.00m一道或20.00m一道。
鋼筋混凝土外筒壁部分采用C40混凝土，混凝土環(huán)境類別為三類，其余外筒壁外側(cè)鋼筋的小保護(hù)層凈厚度為30mm，內(nèi)側(cè)鋼筋的小保護(hù)層凈厚度為40mm。內(nèi)部排煙筒由環(huán)梁和支承在環(huán)梁上的耐酸砌塊砌筑而成，排煙筒自里向外分別為耐酸砌塊砌體、耐酸砂漿封閉層、超細(xì)玻璃棉氈隔熱層和用于固定隔熱層的鋼絲網(wǎng)，其中耐酸砂漿封閉層中的鉛絲網(wǎng)選用直徑為2mm，孔徑為16mm的拔花網(wǎng)。耐酸磚選用防水型陶制隔熱異型耐酸磚，內(nèi)側(cè)面釉化處理，耐酸磚容重≤1900kg/m3，抗壓強(qiáng)度≥25MPa。
該煙囪自建成后未發(fā)生火災(zāi)、使用功能改變和使用荷載過大等情況，自使用以來未對其采取維修加固等維保措施。
2 主要檢測內(nèi)容及結(jié)果
2.1煙囪完損狀況檢測
為明確受檢煙囪內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷狀況，現(xiàn)場對該煙囪進(jìn)行了損傷檢測。經(jīng)檢測，煙囪標(biāo)高12.47m以下構(gòu)件連接節(jié)點(diǎn)基本完好；標(biāo)高12.47m以上內(nèi)筒外保溫層腐蝕嚴(yán)重，玻璃棉大面積脫落，構(gòu)件表面伴有結(jié)晶析出；煙囪內(nèi)部鋼結(jié)構(gòu)部分均銹蝕嚴(yán)重；取樣過程中發(fā)現(xiàn)磚縫處伴有結(jié)晶現(xiàn)象，混凝土構(gòu)件中鋼筋輕微銹蝕。
2.2 混凝土材料強(qiáng)度檢測
2.2.1混凝土碳化機(jī)理
混凝土的碳化是介質(zhì)與混凝土互相作用的一種很廣泛的形式，典型的例子是大氣中的二氧化碳?xì)怏w對混凝土的作用，在工業(yè)區(qū)，其他酸性氣體如二氧化硫、硫化氫等也會引起混凝土“碳化”（準(zhǔn)確地說是中性化）。大氣中的二氧化碳與水泥水化物中的氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
XCaO+YSiO2?ZH2O+nCO2→XCaCO3+YSiO2?nH2O+H2O
2.2.2碳化深度現(xiàn)場檢測
混凝土的碳化深度大致與碳化時(shí)間的平方根成正比?；炷恋奶蓟俣认禂?shù)與所采用的水泥品種、水泥用量、水灰比、正道情況、養(yǎng)護(hù)方法、外加劑、摻合料等多種因素有關(guān)。此外，還收到環(huán)境因素的影響。
所檢煙囪混凝土碳化深度在8~20mm之間。
2.2.3混凝土強(qiáng)度測試
為確定受檢煙囪的混凝土抗壓強(qiáng)度，根據(jù)受檢煙囪現(xiàn)場實(shí)際情況，采用混凝土回彈儀，參照《回彈法檢測混凝土抗壓強(qiáng)度技術(shù)規(guī)程》（JGJ/T23-2011）對混凝土強(qiáng)度進(jìn)行現(xiàn)場抽樣檢測，并在外筒壁上每隔25-30m選取一個(gè)檢測及取芯部位進(jìn)行芯樣混凝土抗壓強(qiáng)度測試。
檢測結(jié)果表明，受檢煙囪抽檢混凝土構(gòu)件的混凝土強(qiáng)度均大于設(shè)計(jì)強(qiáng)度C40。
2.3 耐酸磚強(qiáng)度檢測
為確定受檢煙囪耐酸磚的耐壓強(qiáng)度，現(xiàn)場對該煙囪內(nèi)筒壁每25-30m分別選取一個(gè)檢測及取芯部位，并對煙囪內(nèi)筒耐酸磚進(jìn)行取樣試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，抽檢耐酸磚抗壓強(qiáng)度在33.6MPa~36.7MPa之間，滿足抗壓強(qiáng)度≥25MPa的設(shè)計(jì)要求。
2.4 變形檢測
2.4.1沉降檢測
根據(jù)《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》，高聳建筑物的基礎(chǔ)終沉降量可按下列規(guī)定進(jìn)行計(jì)算：
環(huán)形基礎(chǔ)可計(jì)算環(huán)寬中點(diǎn)的沉降；圓形基礎(chǔ)應(yīng)計(jì)算圓心的沉降。計(jì)算應(yīng)按現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50007進(jìn)行。
2.4.2傾斜檢測
根據(jù)《煙囪設(shè)計(jì)規(guī)范》，基礎(chǔ)傾斜可按下列規(guī)定進(jìn)行計(jì)算：
分別計(jì)算與基礎(chǔ)壓力pmax及小壓力pmin相對應(yīng)的基礎(chǔ)外邊緣的沉降量SA和SB，基礎(chǔ)的傾斜值mθ
2.4.3檢測結(jié)果
本次傾斜檢測結(jié)合既有建筑整體傾斜法計(jì)算該煙囪圓心的傾斜率，按照投點(diǎn)法測量煙囪位于過圓心兩點(diǎn)上部相對于下部的偏移值，并進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算得出該煙囪底部圓心處的東西向傾斜整體向北傾斜，傾斜率為0.33‰；東西向整體向東傾斜，傾斜率為0.08‰。
3 處理建議
（1）建議對輕微銹蝕的鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行除銹并做好相關(guān)防腐工作，對銹蝕嚴(yán)重的構(gòu)件進(jìn)行更換；
（2）由于排煙筒外側(cè)鋼絲網(wǎng)均已酥化、剝落，建議對排煙筒外部保溫部分進(jìn)行清除并按相關(guān)要求重做。
（3）在后續(xù)使用過程及改造過程中，若發(fā)現(xiàn)原結(jié)構(gòu)有異常情況并存在隱患時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取有效處理措施。