王維東 王惠麗

北京華億建科建筑加固工程有限公司 北京 100068

引言

我國煙囪主要有磚煙囪和鋼筋混凝土煙囪，經(jīng)過幾十年的使用，有一些煙囪出現(xiàn)了不同程度的損壞，存在很大的危險性，因此必須對這些出現(xiàn)問題的煙囪進(jìn)行加固處理。煙囪抗震加固前必須要對煙囪進(jìn)行抗震加固鑒定，根據(jù)鑒定結(jié)果制定加固方案。煙囪加固的主要方法有：增加鋼筋砂漿面層、扁鋼加固、增加鋼筋混凝土套等加固方法。下面就根據(jù)不同加固方法適用的不同情況，分析一下煙囪加固技術(shù)。

1 煙囪的抗震鑒定

1.1 一般要求

1.1.1 鑒定適用范圍適用于普通類型的下列獨立煙囪：①60m以下的磚煙囪；②100m以下的鋼筋混凝土煙囪。

特殊構(gòu)造形式的爬山煙囪不包括在內(nèi)。

1.1.2 現(xiàn)有煙囪的質(zhì)量鑒定。

1.1.2.1 煙囪的筒壁不應(yīng)有明顯的裂縫，包括水平裂縫，斜裂縫和豎向裂縫(包括由于煙氣溫度應(yīng)力引起的裂縫)和傾斜、歪扭等情況。

1.1.2.2 磚砌體完整，不應(yīng)有松動，砂漿不得有剝落，墻體無嚴(yán)重酥堿。

1.1.2.3 鋼筋混凝土煙囪不應(yīng)有嚴(yán)重腐蝕和剝落，混凝土保護(hù)層無掉落，鋼筋無露筋和銹蝕。如筒壁損壞，和鋼筋嚴(yán)重銹蝕，8度地震時就有破壞，應(yīng)著重進(jìn)行檢查。

1.1.2.4 不符合上述質(zhì)量要求者，如為局部缺陷應(yīng)修補或修復(fù)；例如用環(huán)氧樹脂漿液灌塞裂縫，局部砂漿的填補，混凝土的局部修復(fù)。或結(jié)合抗震鑒定發(fā)現(xiàn)的問題，采取抗震加固或其他相應(yīng)措施。

1.2 煙囪的構(gòu)造鑒定要求

1.2.1 材料要求。①磚煙囪筒壁，磚實際達(dá)到的強度等級不應(yīng)低于MU7.5，砌筑砂漿實際達(dá)到的強度等級不應(yīng)低于M2.5。②煙囪主體由鋼筋砼材質(zhì)構(gòu)成的，混凝土強度應(yīng)至少達(dá)到C20以上。因為獨立式煙囪的筒壁是其唯一承重構(gòu)件，材料強度等級過低，地震時容易破壞。

1.2.2 磚煙囪的頂部應(yīng)設(shè)有鋼筋混凝土圈梁。

1.2.3 磚煙囪的配筋要求：其地震時磚煙囪頂部易于破壞甚至墜落，7度時頂部就有破壞，故要求其頂部以下的一定范圍內(nèi)要有配筋，鑒定要求應(yīng)符合表1的規(guī)定，6度時高度不超過30m的煙囪可不配筋。

表1 磚煙囪的最小配筋要求

1.3 煙囪鑒定時，承載力抗震驗算

1.3.1 不驗算范圍，煙囪外觀和內(nèi)在質(zhì)量良好，且符合煙囪非抗震設(shè)計要求的下列煙囪，可不進(jìn)行抗震承載力驗算。（但仍須符合煙囪的構(gòu)造和配筋要求）：

①6度時任何類場地的全部磚和鋼筋混凝土煙囪；②7度時Ⅰ、Ⅱ類場地的全部磚和鋼筋混凝土煙囪；③7度時Ⅰ、Ⅳ類場地和8度時Ⅰ、Ⅱ類場地，高度不超過60m的磚煙囪；④7度時Ⅲ、Ⅳ類場地和8度時Ⅰ、Ⅱ類場地上的下列鋼筋混凝土煙囪：

高度不超過100m時；

高度不超過210m且風(fēng)荷載不小于0.7kN/m2時。

這些不驗算范圍是根據(jù)震害的實際經(jīng)驗和調(diào)查資料的統(tǒng)計分析。同時，也和《抗震規(guī)范》規(guī)定的新設(shè)計煙囪一致。因為在非抗震設(shè)計中，風(fēng)荷載作為主要側(cè)力進(jìn)行計算，而地震作用從工程實踐上看，在一定程度上可以和風(fēng)荷載的側(cè)力相比較。一般說，對于鋼筋混凝土煙囪，0.7kN/m2風(fēng)荷載作用下的內(nèi)力，與8度Ⅰ、Ⅱ類場地考慮地震和風(fēng)荷載組合后的內(nèi)力大體相當(dāng)。

1.3.2 煙囪的抗震鑒定驗算。對不符合上述不驗算范圍，可按《抗震規(guī)范》規(guī)定的方法進(jìn)行抗震承載力驗算，并按下式進(jìn)行結(jié)構(gòu)構(gòu)件抗震驗算：

rRa—煙囪抗震鑒定承載力的調(diào)整系數(shù)；對鋼筋混凝土煙囪取0.9；對磚煙囪取1.0

R—結(jié)構(gòu)構(gòu)件承載力設(shè)計值；

S—結(jié)構(gòu)構(gòu)件內(nèi)力(軸向力、剪力、彎矩等)組合的設(shè)計值；

1.4 煙囪的綜合抗震能力評定

1.4.1 符合質(zhì)量、構(gòu)造和抗震承載力規(guī)定的煙囪，可以評定為符合抗震鑒定的規(guī)定。

1.4.2 不符合規(guī)定時，可根據(jù)質(zhì)量、構(gòu)造和抗震承載力不符合的程度，通過分析，確定采取下列措施：①進(jìn)行抗震加固；②停止使用，限期拆除。拆除前應(yīng)規(guī)定離筒身邊緣周邊10m附近地區(qū)，禁止人員通行[1]。

2 煙囪抗震加固技術(shù)

2.1 煙囪加固要求

不符合抗震鑒定要求的普通類型獨立煙囪，按下列規(guī)定加固：

2.1.1 磚煙囪，可采用下列方法加固：①鋼筋砂漿面層；②扁鋼構(gòu)套；③現(xiàn)澆或噴射鋼筋混凝土套。（對原有磚煙囪已有開裂損壞者）

2.1.2 當(dāng)采用鋼筋砼套加固鋼筋砼煙囪，可采用下列方法進(jìn)行施工：①現(xiàn)澆鋼筋混凝土套；②噴射鋼筋混凝土套。

2.1.3 下列煙囪加固時，可不進(jìn)行抗震驗算：

2.1.3.1 磚強度等級為MU10，高度不超過50m的磚煙囪，且砌筑砂漿強度等級不低于M5時。

2.1.3.2 高度不超過100m的鋼筋混凝土煙囪。

2.2 鋼筋砂漿面層加固磚煙囪的構(gòu)造要求

①面層砂漿的厚度可采用40～60mm，頂部應(yīng)設(shè)沿周邊的鋼筋混凝土圈梁；②水泥砂漿的強度等級可采用M7.5或M10；③磚煙囪的磚強度等級為MU10，砂漿強度等級為M5時面層的豎向和環(huán)向鋼筋按規(guī)范選用。當(dāng)強度低于規(guī)定數(shù)值時，宜適當(dāng)增加。④豎向鋼筋的端部應(yīng)設(shè)彎鉤；下端應(yīng)錨固在基礎(chǔ)或深人地面500mm下的圈梁內(nèi)，上端應(yīng)錨固在頂部的圈梁內(nèi)。⑤鋼筋接頭的位置應(yīng)相互錯開。當(dāng)采用鋼筋搭接時，有接頭的受力鋼筋截面面積，占鋼筋總面積的百分率不應(yīng)大于25%，上、下鋼筋的接頭錯開長度采用48d。⑥面層的施工應(yīng)參照砌體結(jié)構(gòu)水泥砂漿面層及鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層加固墻體加固施工要點進(jìn)行，頂部圈梁項面應(yīng)做泛水。鋼筋砂漿面層施工時應(yīng)保持原煙囪筒壁通氣孔暢通。

2.3 扁鋼構(gòu)套加固磚煙囪的構(gòu)造要求

①煙囪的磚強度等級要大于MU7.5，砂漿強度等級要大于M2.5。②磚煙囪磚強度等級為MU10，砂漿強度等級為M5時豎向和環(huán)向扁鋼可按相關(guān)規(guī)范或設(shè)計圖紙選用；當(dāng)為6度時可按7度選用，但豎向扁鋼厚度可減少2mm。③豎向扁鋼應(yīng)緊貼磚筒壁，上、下扁鋼交搭處應(yīng)相互焊接，且每隔1.0m應(yīng)采用鋼筋與筒壁錨拉。下端應(yīng)錨固在基礎(chǔ)或深入地面500mm下的圈梁內(nèi)；上端應(yīng)與煙囪頂部的圈梁連接或與頂部的周邊圍籠角鋼焊接。④環(huán)向扁鋼應(yīng)與緊貼筒壁的豎向扁鋼焊牢；當(dāng)原煙囪已設(shè)有環(huán)箍扁鋼時，應(yīng)將環(huán)箍的螺栓調(diào)整擰緊，豎向扁鋼可焊在環(huán)箍外，其上、下端均應(yīng)滿足設(shè)計的要求，并滿足抗錨拉的要求。如錨固不足，加固后的煙囪在地震時易產(chǎn)生彎曲破壞。⑤扁鋼構(gòu)套應(yīng)考慮外界環(huán)境條件下鋼材的銹蝕，采取防腐措施，一般可表面除銹，刷防銹漆一道，與磚紅顏色相近的調(diào)和漆二道。

2.4 鋼筋混凝土套加固煙囪

2.4.1 鋼筋混凝土煙囪抗震承載力不足可采用鋼筋混凝土套加固，磚煙囪加固也可采用鋼筋混凝土套加固。

2.4.2 鋼筋混凝土套的厚度規(guī)定如下：①當(dāng)采用澆注混凝土施工時，考慮設(shè)置模板及澆灌振搗要求，不應(yīng)小于120mm；②當(dāng)采用噴射混凝土施工時，不宜小于80mm。

2.4.3 豎向鋼筋的配置由計算確定，其直徑不宜小于12mm，其下端應(yīng)錨入基礎(chǔ)內(nèi)；環(huán)向鋼筋直徑不應(yīng)小于8mm，其間距不應(yīng)大于250mm。

2.4.4 鋼筋混凝土套的施工要求。①原有鋼筋混凝土筒壁表面應(yīng)鑿毛，并清理浮渣，原有缺陷應(yīng)修補。原有磚煙囪表面堿蝕部位，應(yīng)先清除松散部分，并用1∶3水泥砂漿抹面，已松動的勾縫砂漿應(yīng)剔除。②豎向受力鋼筋應(yīng)離開墻面一定的空隙，用鋼筋墊塊或混凝土墊塊留出保護(hù)層厚度。③澆灌混凝土前原簡壁應(yīng)用水清洗，并保持濕潤，澆筑后應(yīng)加強養(yǎng)護(hù)[2]。

3 磚煙囪加固綜合措施

3.1 磚煙囪用鋼構(gòu)套加固

3.1.1 環(huán)形磚煙囪可采用扁鋼構(gòu)套和豎向角鋼及環(huán)向扁鋼構(gòu)套。方形磚煙囪可采用豎向角鋼及周邊鋼板箍或螺栓擰緊加固的鋼構(gòu)套。

3.1.2 鋼構(gòu)套頂部可沿周邊設(shè)置角鋼箍住圈梁，然后豎向扁鋼與之焊牢；如磚煙囪頂部未設(shè)圈梁，應(yīng)加設(shè)圈梁，并將豎向扁鋼錨入圈梁內(nèi)。

3.1.3 豎向扁鋼可緊貼磚筒壁，然后擰緊環(huán)向扁鋼箍，并將它彼此焊牢，豎向扁鋼也可焊于原煙囪設(shè)置的環(huán)箍上。豎向角鋼應(yīng)焊于環(huán)向扁鋼箍上。

3.1.4 豎向扁鋼或角鋼在根部應(yīng)錨固在地面下0.5m的圈梁中，底部可設(shè)角鋼L80×6錨固件，也可將扁鋼端部做成燕尾狀錨固于梁下的混凝土中。豎向鋼材底部也可錨固于基礎(chǔ)或其加固部分。

3.1.5 豎向鋼材通過磚煙囪外壁的檐口或突出部分時，應(yīng)將豎向鋼材通道的磚鑿槽穿過，然后用水泥砂漿抹平。

3.1.6 豎向鋼材遇到煙道、清灰口處必須截斷時，應(yīng)在洞口周邊設(shè)型鋼框加固。也可在周邊設(shè)鋼筋混凝土框架，加固其下部，均應(yīng)與基礎(chǔ)或圈梁連接[3]。

3.2 鋼筋砂漿面層加固

鋼筋的配置根據(jù)烈度和高度，按相關(guān)規(guī)定選用，砂漿厚度宜為40～60mm。

3.3 鋼筋混凝土套加固配筋由計算或構(gòu)造確定

混凝土強度大于C20，如為現(xiàn)澆混凝土厚度可為120mm，如為噴射混凝土，厚度可為80mm。

4 結(jié)束語

煙囪的抗震加固在建筑加固中是不經(jīng)常遇到的，很多人沒有相關(guān)施工經(jīng)驗，因此本文通過對煙囪抗震加固技術(shù)的介紹，讓大家能從中學(xué)習(xí)了解一些相關(guān)的技術(shù)。煙囪一般都比較高，施工難度大，高空作業(yè)存在的風(fēng)險還是很大的，施工人員要了解煙囪的加固施工技術(shù)和方案，才能更好的指導(dǎo)施工，避免出現(xiàn)工程事故。本文主要介紹的磚煙囪和鋼筋混凝土煙囪的加固技術(shù)，還有很多高度比較高的電廠冷卻塔、水塔，這些年也出現(xiàn)很多的加固項目，其加固原理與煙囪的加固原理類似，施工技術(shù)也有很多相似之處，同時也有一些不同的加固方法。希望本文對從事相關(guān)工作的設(shè)計人員、施工人員能有所幫助。