某钢筋混凝土烟囱可靠性鉴定与加固.pdf

浙江建 筑 ， 第 2 8卷 ， 第 5期 ， 2 0 1 1年 5月 Z h e j i a n g C o n s t r u c t i o n ，Vo 1 2 8，No 5，Ma y 2 0 1 1 某 钢 筋 混凝 土 烟 囱可 靠性 鉴 定 与加 固 Re l i b i l i t y I d e n t if i c a t i o n a n d Co n s o l i d a t i o n o f a Re i n f or c e d Co n c r e t e Ch emn e y 王 国民 ， 王 鸣盛 ， 宁迎 福。 WA NG G u o mi n，WA NG Mi n g s h e n g，N I NG Y i n g -f u ( 1 辽 宁省建设科学研究院 ， 辽宁 沈阳 1 1 0 0 0 5； 2 大连方 圆建设监理有限公司 ， 辽宁 大连 1 1 6 4 0 0) 摘要 ： 详细介绍 了某1 5 0 n l 高钢筋混凝土烟囱的可靠性鉴定过程及 结果 ， 并根 据该结果提 出可行 的加固处理方 案。该方案 不仅使烟 囱长期存在的问题得到解决 ， 对类似钢筋混凝 土烟囱的处理也具有较高的参考价值。 关键词 ： 烟 囱； 可靠性鉴定 ； 加固 ； 钢筋混凝土 中图分 类号 ： T U 9 7 8 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 83 7 0 7 ( 2 0 1 1 ) 0 50 0 5 5 0 3 1 工 程 概 况 某 烟 囱 位 于 内蒙 古 地 区一 热 电厂厂 区 内 ， 1 9 9 1年 建 成并 投 入使 用 ， 担 负 着 热 电厂 生 产 过 程 中废 气 排 放 的功能 ， 至今 已使 用 l 9年 ， 烟 囱外观 见 图 l 。 烟 囱 顶 点 标 高 1 5 0 1T I ， 筒身为钢筋混凝土结构 ， 筒身 混 凝 土标 号 设计 值 为 3 0 0 # 。 筒 身 混 凝 土 根 部 壁 厚 为 4 0 0 m m， 顶 部 为 2 0 0 mm， 共 图 1烟 囱全 貌 分为 1 6节 ， 除 根 部 三 节 高 度 为 5 ， 6 ， 9 m外 ， 其 余 分 节 高度均 为 1 0 m。 烟 囱外 设一 道钢 爬梯 和两 个钢 平 台 。烟 囱 内衬5 0 n l 以上 为 1 0 0 # 红砖 ， 5 O i n 以下 为 耐 火 砖 ， 隔热层 为水 泥珍珠 岩 ， 烟 囱混凝 土壁 配筋 为双 层 配筋 。该 烟 囱基 础采用 桩 基础 。 烟 囱主要 排放 成 分 ： s 0 (1 2 0 0 mg m ) 、 NO ( 氮氧化 物 ) 、 0 ： 、 水蒸 汽 。 2烟囱调 查检测 结果 2 1 烟 囱宏 观 调 查 现 场 对该 烟 囱进行 了宏 观调 查 ， 检 查 中发 现该 烟 囱标 高 9 01 1 0 1T I ， 6 07 0 m两个 区 段 筒 身 破损 严 重 ， 具 体分 布状 况 见 图 2 。主 要 表 现 为 混 凝 土 大 面积开 裂 和脱 落 ， 且 裂 缝 宽度 普 遍超 过 1 0 m m。钢 筋 锈蚀 、 裸露 。各 区段 宏 观勘察结 果 如下 ： 1 50m 1 4 0 m 1 3Om 1 2O n x l 1 Om l 00m 90m 80m 70m 6Om 5 0n l 收 稿 E l 期 ： 2 0 1 1 0 2 2 8 1 作者简介 ： 王国民( 1 9 7 0 一 ) ， 男 ， 内蒙古赤峰人 ， 高级工程师 ， 从事建筑物质量检测 工作 。 1 50m 1 40m 1 3Om 1 2 Om l 】 0m 1 O0m 90m 8 0m 70m 60m 50m 爬梯 图 2烟 囱外 观 缺 陷分 布 示意 图 爬梯 5 6 浙江建筑 2 0 1 1年第 2 8卷 2 1 1 标高1 1 0 m以上区段筒壁局部表层混凝 土脱 落 ， 个别位置外表皮空鼓 ， 局部存在表面粉刷层裂缝 。 2 1 2 标 高 9 01 1 0 m 区段筒 壁 外 表 面 大 量 起皮 ， 混 凝 土脱 落 严 重 ， 外 露 混 凝 土 颜 色 发 暗 ， 质 地 疏 松 ， 在 疏 松 部 位 钻取混 凝 土芯 样2 0 0 m m 深 均 不 成 型 ， 在 表 观 完 好部位 钻 取2 0 0 m m深 混 凝 土芯 样 外 部 约 1 5 0 m m 厚存在 多道 沿 筒 身 方 向 的竖 向裂 缝 ， 内 部 依 然 不 成 型 。部 分 位 置 钢 筋 图 3标高 9 01 1 0 m 外 观 缺 陷 裸 露且锈蚀 严重 。环 向 竖 向裂缝 均 十 分 明显 ， 裂 缝 宽度普遍 大于 1 m m。见 图 3 。 2 1 3 标高 7 0 9 0 m区段该 区段个别 位置表皮空 鼓， 部分位置混凝土脱落， 外露混凝土颜色发暗， 质地 疏松且伴有钢筋锈蚀外露现象。局部存在明显裂缝。 2 1 4 标 高 6 07 0 m 区段该 区段 混 凝 土表 面大 片 发 暗 、 脱 落 ， 质 地 疏 松 ， 用 小 锤 敲 击 可 轻 易将 混 凝 土 凿 除 ， 个 别 位置 凿 至 约3 0 0 mm深 处 混 凝 土 依 然 疏 松 ， 露 筋 及 锈 蚀 情 况 均 较 严 重 。 存在 明显裂 缝且 分 布广 泛 ， 裂 缝 宽 度 均 大 于 1 mm。见图 4。 图 4标 高 6 07 0m 外 观缺 陷 2 1 5 标 高 5 0 6 0 m区段 部 分 位 置 混 凝 土脱 落 ， 外露混 凝土颜 色发 暗 ， 质地 疏松且 伴有钢 筋锈蚀 外 露现象 。局部 存在 明显裂缝 。 2 1 6标 高5 0 m以下 区段个 别 位置 表面 抹灰 层 空 鼓 ， 筒 壁 混 凝 土 外 观 质 量 完 好 。局 部 存 在 轻 微 裂 缝 。 2 2烟 囱倾 斜 检 测 现场利 用全站 仪对烟 囱筒身 的倾斜度 进行 了量 测 ， 结果为 烟 囱顶 点倾 斜 值 为 2 1 9 8 m m， 顶 点 倾 斜 值 与 烟囱筒身 总高度 的 比值 为0 0 0 1 4 7 ， 小 于 建 筑地基基 础设计 规范 ( G B 5 0 0 0 7 2 0 0 2 ) 中对 高耸结 构基础 允许倾斜 值 0 0 0 4的要 求 。 烟囱倾斜方 向 见 图 5 。 y 、 一 t f 爬梯 I 移 x 、 图 5烟 囱倾 斜 方 向 示 意 图 2 3地 基 基 础 勘 察 经勘察 ， 本工程主体上部结构未发现因基础不均匀 沉降引起 的倾斜与变形 ， 地基基础处于正常工作状态。 2 4钢 筋配置及 保护层厚 度检测 现场采 用局部凿 开法并 配合 H I L T I 钢筋 探测 仪 扫描钢 筋混凝 土筒 壁钢筋 配置情 况 ， 检测 结果表 明 ， 该烟 囱筒壁 钢筋实 际配置情 况及 钢筋保护 层厚度 满 足工程 设计 图纸及 烟 囱工程 施 工 及验 收 规 范 ( G B 5 0 0 7 8 2 0 0 8 ) 要求 。 2 ， 5 筒壁混凝 土现龄 期 强度及 碳化 深度 抽检 依据 钻芯法 检 测 混凝 土 强 度技 术 规 程 ( C E C S 0 3 ： 2 0 0 7 ) 现 场采 用 钻 芯法 对 筒壁 混 凝 土 的现龄 期 强 度进行 抽检 ， 沿 烟 囱全 高 分段 钻 取 了 3组 9个 芯 样 ， 进 行混凝 土抗 压强度 试验 ， 同时对混 凝土 的碳 化 深度进 行测 量 。检 测结 果 表 明 ， 该 烟 囱筒 壁混 凝 土强度抽检值标高3 0 m以下为 2 8 7 4 0 6 M P a ， 标 高9 5 m 处 芯样抗 压 强度 为3 3 6 MP a ， 即除 标 高 9 5 m 处两 个 芯 样 不 成 型 外 ， 该 工 程 抽 检 筒 壁 混 凝 土 现 龄期 强 度 满 足 设 计图 纸 要 求 ， 且 混 凝 土 碳 化 深 度 小 于 其保 护 层 厚 度 ， 混 凝 土 尚 能 对 钢 筋 起 到 保 护 作 用 。 2 6 筒身混凝 土化 学腐蚀分析 该烟囱在标高9 01 1 0 m， 6 0 8 0 m两个 区段腐 蚀严 重 。依 据 混 凝 土结 构 耐久 性 设 计 规范 ( G B T 5 0 4 7 6 2 0 0 8 ) 要 求 ， 现 场 分 别 提取 腐 蚀 部 位及 完 好 部位 硬化混凝 土粉末 样 品进行硫 酸根离 子百分 含量 测定 ， 测定结 果表 明受 腐蚀 部 位 混凝 土 粉末 中硫 酸根离子百分含量为 1 5 4 ， 未受腐蚀部位混凝土 粉末 中硫酸根 离子百 分含 量 为 1 0 3 ， 前者 硫 酸 根离 子百分 含量为后 者 的 1 5倍 。 2 7 筒壁表 面温度检 测 现 场采 用 福禄 克 F L U K E红 外 热像 仪 对烟 囱筒 壁 表 面温 度进 行 检 测 ， 根 据 拍 摄 的筒 壁 红 外 照 片 ， 筒 壁 表 面温 度 分 布 明显 不 均 ， 混 凝 土 缺 陷 部 位 筒 第 5期 王国民等 ： 某钢筋混凝土烟囱可靠性鉴定与加固 5 7 壁 表 面 温度 明显 高 于 其 它 部 位 ， 红 外 照 片 见 图 6 、 图 7。 图 6标 高 5 0 m 以 上 部 分 红 外 照 片 图 7标高 9 3 7 5 m平台处红外照片 2 8 附属 设 施 检 测 经检测， 该烟囱囱帽、 烟道 口、 爬梯 、 信号平 台、 避雷装 置 、 航空标 志等 附属 设施 工作 性能 良好 ， 局部 有轻微 损坏 但不 影 响正常 使用 。 3抗 震 性 能 鉴 定 及 评 级 3 1 抗 震 性 能鉴 定 根据 建筑抗震鉴定标准 ( G B 5 0 0 2 3 2 0 0 9 ) 及 该地 区抗震 设 防烈 度要 求 ， 对 该 烟 囱进 行 抗 震性 能 鉴定 ， 鉴定 结果 如下 ： ( 1 ) 该 烟 囱 的筒 壁 存 在 明显 裂缝 ， 混 凝 土 有 严 重 的腐蚀 和 剥 落 ， 钢 筋 存 在 明 显 的 露 筋 和 锈 蚀 现 象 。不 符 合 建 筑 抗 震 鉴 定 标 准 ( G B 5 0 0 2 3 2 0 0 9 ) 中对 烟 囱的一般规 定要 求 。 ( 2 ) 该 烟 囱与 烟 道 之 间设 有 防 震缝 ， 且 宽 度 大 于5 0 I 1 1 m。符合 建筑抗震鉴定标准 ( G B 5 0 0 2 3 2 0 0 9 ) 的要求 。 3 2抗 震性 能评 级 3 2 1 地基基 础 ( 1 ) 安全 性 评级 。经 检 测 ， 该 烟 囱的倾 斜值 为0 0 0 1 4 7 ， 小于 建 筑地 基 基础 设 计规 范( G B 5 0 0 0 7 - 2 0 0 2 ) 中对高耸结构基础允许倾斜值 0 0 0 4 ， 且 烟 囱使 用状 况 良好 ， 无 沉 降裂缝 、 变形 或位 移 。地 基基础 的安 全性 等级评 为 A级 。 ， ( 2 ) 使 用性评 级 。该 烟 囱未 发 现 因地 基 基 础 变 形而 出现的问题 。地 基基础的使用性 等级评为A级 。 综 上 ， 地基 基础 系统 可靠 性等 级为A级 。 3 2 2 筒 壁 及 支 撑 结 构 ( 1 ) 安 全 性 评 级 。承 载 能力 ： 若 考虑钢 筋锈 蚀削 弱 、 混 凝 土局部 缺陷及 其他 因素 的影响 ， 主体 结 构 承载 力 已不 能满 足 国家 现行 规 范标准 要求 ， 所 以 筒壁 及 支 撑 结构 的安 全 性 等级 评 为 C级 。 ( 2 ) 使 用性 评级 。损 伤 ： 经 检 查 ， 该 烟 囱筒壁 外 表 面标 高6 0 8 0 m， 9 01 1 0 m两个 区段 内混凝 土大 面 积 开 裂 和 脱 落 ， 钢 筋 锈 蚀 、 裸 露 ， 破 损 现 象 明显 。 该 子项评 定 为 C级 。 裂缝 ： 经 检 查 ， 该 烟 囱 筒 壁 外 表 面 标 高 6 0 8 0 m， 9 01 1 0 m两 个 区段 内 混凝 土 开裂 严 重 ， 裂 缝 宽度 普遍 超过 1 0 m m， 该 子项评 定为 c级 。 倾 斜 ： 经 检查 ， 该 烟 囱顶 点 倾 斜值 为2 1 9 8 m m。 顶 部 侧 移 变 位 与 高 度 的 比 值 为 0 0 0 1 4 7 ， 大 于 0 0 0 1 0， 但 倾斜 变形 稳定 ， 该 子项评 定 为 B级 。 综 合上 述 子项 评 定 结果 可 知 ， 该 筒壁 及 支撑 结 构项 目可靠性 等级评 定 为 c级 。 3 2 3 隔热层 及 内衬 因该烟 囱仍 在使用 当中 ， 现 场未 对 烟 囱的隔热 层 和 内衬 进行 检 测 ， 根 据 该 烟 囱 筒壁 外部 表现 出 的损 坏情 况 及 腐 蚀 深 度判 定 ， 该 烟 囱的隔热 层 及 内衬 已 局 部 损 坏 ， 已影 响 防 护 功 能 。 所 以该项 目可靠 性 等级评 定 为 C级 。 3 2 4综 合鉴 定评 级 烟 囱 的综合 鉴 定 评 级应 包 括地 基基 础 、 筒 壁及 支撑 结构 、 隔热 层 和内衬 三个结 构 系统 。 三个 结构系 统 可靠性 等级 分别 为 ： 地基 基础 ： A级 ； 简壁 及支撑 结 构 ： C级 ； 隔热 层及 内衬 ： C级 。 根 据上 述 结构 系统 的评 定 等 级结 果 ， 并 结合 该 工程 的实 际使用 状 态 等 的综 合 判 定 ， 该 烟 囱的综 合 鉴定评 级 为三级 。 ( 下转 第 6 1页) 第 5期 施福勇等： 营运高速公路罩面养护平整度控制因素分析及技术对策 6 1 偏 移 及路面 横坡 的存 在 ， 测 得 的数 据 不 完 全是 路 面 纵断 剖面 曲线 ， 从而 使 I R I 出现 偏差 ， 产 生 的冲 击 力 越大 ， 轮胎 气压变 化也越 明显 ， 与标定 时载重 的不 同 或轮胎 气压 的不 同均 能造成 检测 值 的偏差 。故 检测 车辆 的车速 、 气温 环境 等 因素 ， 尽 可能 地接 近标 定时 的条件 是平 整度检 测结 果准 确性 的保 障 。 6 结 语 影 响 沥青 路 面养 护 罩 面平 整 度 的涉 及 面 广 、 因 素多 ， 并 关 系到施 工全 过程 ， 情况 复杂 。有 的是 机械 性能 引起 ， 有 的则 是 人 为操 作 、 安排 失 误 造 成 ， 有 的 是 检测 方法 不准确 ， 特别 是在 已通 车 的高速公 路 上 ， 即边借 道通 车边施 工情 况下 进行 ， 施工 质量 要求 高 、 时间短 、 安全 压力 大 ， 只有 充 分调 查 、 测量 与 研 究 分 析影 响平整 度 的因素 ， 才能逐 段对 症下 药 ， 抓 好施 工 中的各个细小环 节 。经上述 分析总结 ， 只有在认 真设 计 、 加强施工现 场管理与控制 ， 精心组织 施工 ， 才 能保 证路面平整 度 ， 提 高路 面 工 程质 量。 同时 ， 采 用先 进 的科学设备 和检测 方法 将 成为 以后 养护 工作 必不 可 少的手段 ， 合理 的检测方法才能 真正体 现罩面养 护 的 平 整度 ， 才能及 时地 总结 各施 工 工 艺 的准确 参数 ， 不 断提高工程 管理 水平 。总 之 ， 优 质 的混 合料 ， 良好 的 施 工机械 ， 良好 的基层平整度 ， 合理 的施 工工艺 ， 充分 的技 术准备 ， 严格科 学的现场管 理 ， 精心 地组织 施工 ， 是确保和提高 沥青路面平整度 的必要条件 。 参 考 文 献 1 张 奎鸿 徐辑 ， 何 圭 平 ， 等 J T J 0 7 3 2 2 0 0 1公 路 沥 青 路 面 养 护技术规范 S 北京 ： 人民交通出版社 ， 2 0 0 1 2 沈金 安， 李福普 ， 陈景 ， 等 J T G F 4 0 1 2 0 0 4公路沥青 路面施 工技术规范 s 北京 ： 人民交通 出版社 ， 2 0 0 4 ( 上接 第 5 7页 ) 4鉴 定 结论 及 处理 方 案 4 1 鉴 定 结 论 该 烟 囱综合鉴 定评 级 为三级 。可 靠性 不符 合 国 家现行标 准 规范 要 求 ， 影 响 结 构安 全 。应 采 取 措 施 进 行加 固处 理 。 4 2 处 理 方 案 依 据 国 家现 行相 关 标 准 规范 要 求 ， 经 复核 验 算 并结合 检测 情况综 合 分 析 ， 决 定 对 烟 囱筒身 采 用 增 大截 面法进 行加 固 ， 具 体做 法 为 在 对 烟 囱外 表 面进 行适 当处理 后 ， 在 烟 囱外部 浇 注 1 0 0 m m厚 C 3 5细石 混凝 土 ， 并 在外层 新增 设一 层环 向和纵 向钢筋 ， 新增 纵 向 钢 筋 下 端 锚 入 基 础 承 台 。 加 固 处 理 方 案 见 图 8 锚 外 图 8烟 囱筒 壁 加 固 处 理 方 案 因该 烟 囱在 检测 阶段 不 能停 产 ， 现 场 未对 该 烟 囱隔热 层及 内衬进 行检 测 ， 建 议 在 停 产检 修 时 对 烟 囱隔热 层及 内衬 进行 检 查 ， 若 存 在 隔 热层 及 内衬 失 效 等现 象应 对其 进 行更 换 ， 并 对 筒 身 混凝 土 壁 疏 松 或存在 孔洞 区和 开 裂严 重 的部 位 进行 混 凝 土 置换 ， 置换过 程 中应采 用 局部 凿 除 ， 分 段 置换 的方 法 并 采 取安全 防范 措施 ； 对锈 蚀钢 筋应进 行 除锈处 理 ， 锈 蚀 严 重 的应进 行更换 。 参 考 文 献 1 颜 卫亨， 乔海军 某改造工程可靠度评定 与加 同处理 J 工程 抗震与加 固改造 ， 2 0 0 5， 2 7 ( 3 ) ： 6 36 9 2 王济川 ， 贺学军 钢筋混凝士烟囱的检测 与鉴 定 J 湖南大学 学 报 ， 1 9 9 6， 2 3( 5)： 1 1 31 1 8 3 黄 熙龄 ， 滕延京 ， 王铁宏 ， 等 G B 5 0 0 0 7 2 0 0 2建筑地 基基础设 计规范 S 北京 ： 中国建筑工业出版社 ， 2 0 0 8 4 范江 民 宝 钢环形 炉 烟 囱结 构 可靠 性分 析 和加 固技 术研 究 D 西安： 西安建筑科技大学土木工程学院， 2 0 0 3 5 邸小坛 ， 徐驰 ， 崔士起 ， 等 C E C S 0 3 ： 2 0 0 7钻芯法检测混凝 土 强度技 术规程 S 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 7 6 陈肇元 ， 邸小坛 ， 李克非 ， 等 G B T 5 0 4 7 6 - 2 0 0 8混凝l土结 构耐 久性设计 规范 S 北京 ： 中国建筑 工业 出版社 ， 2 0 0 8 7 田舜 钢筋混凝 土烟 囱可靠性 的状态 评估方 法 D 西安 ： 西安建筑科技大学土木工程学院 ， 2 0 0 3 8 程 绍革 ， 戴 国莹 ， 尹保江 ， 等 G B 5 0 0 2 3 2 0 0 9建筑抗震 鉴定标 准 S 北京 ： 中国建筑工业 出版社 ， 2 0 0 9 9 惠 云玲 ， 张家启 ， 李 宁， 等 G B 5 0 1 4 4 - 2 0 0 8工业建筑 可靠性 鉴定标 准 S 北京 ： 中国计划出版社 ， 2 0 0 9