煙囪等高聳建筑物的現場檢測與分析【關鍵詞】：煙囪；材料強度；變形
本文以江蘇省某發電廠內的煙囪檢測為例，結合現場的實際情況對該煙囪進行材料強度變形檢測，根據不同的規范對各檢測數據進行處理分析，給出檢測結論。
20世紀隨著無線電廣播和電視事業的發展，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、化工等企業也建造了很多高聳結構，如輸電線路塔、石油鉆井塔、煉油化工塔、風動機塔、排氣塔、水塔、煙囪等。在郵電、交通、運輸等部門中也興建了電信塔、導航塔、航空指揮塔、雷達塔、燈塔等。此外，還有衛星發射塔、跳傘塔和環境氣象塔等。
高度較大、橫斷面相對較小的結構被稱為高聳建筑，以水平荷載（特別是風荷載）為結構設計的主要依據。隨著時間的推移，既有高聳建筑物面臨著整修、圍護、改造等命運，故對于高聳建筑的檢測成了檢測單位又一新領域。
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，除標高12.47m處為積灰平臺外，標高30.00m~標高200.00m共設置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，混凝土環境類別為三類，其余外筒壁外側鋼筋的最小保護層凈厚度為30mm，內側鋼筋的最小保護層凈厚度為40mm。內部排煙筒由環梁和支承在環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、超細玻璃棉氈隔熱層和用于固定隔熱層的鋼絲網，其中耐酸砂漿封閉層中的鉛絲網選用直徑為2mm，孔徑為16mm的拔花網。耐酸磚選用防水型陶制隔熱異型耐酸磚，內側面釉化處理，耐酸磚容重≤1900kg/m3，抗壓強度≥25MPa。
該煙囪自建成后未發生火災、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 主要檢測內容及結果
2.1煙囪完損狀況檢測
為明確受檢煙囪內部結構損傷狀況，現場對該煙囪進行了損傷檢測。經檢測，煙囪標高12.47m以下構件連接節點基本完好；標高12.47m以上內筒外保溫層腐蝕嚴重，玻璃棉大面積脫落，構件表面伴有結晶析出；煙囪內部鋼結構部分均銹蝕嚴重；取樣過程中發現磚縫處伴有結晶現象，混凝土構件中鋼筋輕微銹蝕。
2.2 混凝土材料強度檢測
2.2.1混凝土碳化機理
混凝土的碳化是介質與混凝土互相作用的一種很廣泛的形式，最典型的例子是大氣中的二氧化碳氣體對混凝土的作用，在工業區，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生化學反應：
Ca(OH)2+CO2→CaCO3+H2O
XCaO+YSiO2?ZH2O+nCO2→XCaCO3+YSiO2?nH2O+H2O
2.2.2碳化深度現場檢測
混凝土的碳化深度大致與碳化時間的平方根成正比。混凝土的碳化速度系數與所采用的水泥品種、水泥用量、水灰比、正道情況、養護方法、外加劑、摻合料等多種因素有關。此外，還收到環境因素的影響。
所檢煙囪混凝土碳化深度在8~20mm之間。
2.2.3混凝土強度測試
為確定受檢煙囪的混凝土抗壓強度，根據受檢煙囪現場實際情況，采用混凝土回彈儀，參照《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》（JGJ/T23-2011）對混凝土強度進行現場抽樣檢測，并在外筒壁上每隔25-30m選取一個檢測及取芯部位進行芯樣混凝土抗壓強度測試。
檢測結果表明，受檢煙囪抽檢混凝土構件的混凝土強度均大于設計強度C40。
2.3 耐酸磚強度檢測
為確定受檢煙囪耐酸磚的耐壓強度，現場對該煙囪內筒壁每25-30m分別選取一個檢測及取芯部位，并對煙囪內筒耐酸磚進行取樣試驗。試驗結果表明，抽檢耐酸磚抗壓強度在33.6MPa~36.7MPa之間，滿足抗壓強度≥25MPa的設計要求。
2.4 變形檢測
2.4.1沉降檢測
根據《煙囪設計規范》，高聳建筑物的基礎最終沉降量可按下列規定進行計算：
環形基礎可計算環寬中點的沉降；圓形基礎應計算圓心的沉降。計算應按現行國家標準《建筑地基基礎設計規范》GB 50007進行。
2.4.2傾斜檢測
根據《煙囪設計規范》，基礎傾斜可按下列規定進行計算：
分別計算與基礎壓力pmax及最小壓力pmin相對應的基礎外邊緣的沉降量SA和SB，基礎的傾斜值mθ
2.4.3檢測結果
本次傾斜檢測結合既有建筑整體傾斜法計算該煙囪圓心的傾斜率，按照投點法測量煙囪位于過圓心兩點上部相對于下部的偏移值，并進行計算，計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構進行除銹并做好相關防腐工作，對銹蝕嚴重的構件進行更換；
（2）由于排煙筒外側鋼絲網均已酥化、剝落，建議對排煙筒外部保溫部分進行清除并按相關要求重做。
（3）在后續使用過程及改造過程中，若發現原結構有異常情況并存在隱患時，應及時采取有效處理措施。