淺析煙囪抗震加固施工技術

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，經過幾十年的使用，有一些煙囪出現了不同程度的損壞，存在很大的危險性，因此必須對這些出現問題的煙囪進行加固處理。煙囪抗震加固前必須要對煙囪進行抗震加固鑒定，根據鑒定結果制定加固方案。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。下面就根據不同加固方法適用的不同情況，分析一下煙囪加固技術。

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。

特殊構造形式的爬山煙囪不包括在內。

1.1.2 現有煙囪的質量鑒定。

1.1.2.1 煙囪的筒壁不應有明顯的裂縫，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，不應有松動，砂漿不得有剝落，墻體無嚴重酥堿。

1.1.2.3 鋼筋混凝土煙囪不應有嚴重腐蝕和剝落，混凝土保護層無掉落，鋼筋無露筋和銹蝕。如筒壁損壞，和鋼筋嚴重銹蝕，8度地震時就有破壞，應著重進行檢查。

1.1.2.4 不符合上述質量要求者，如為局部缺陷應修補或修復；例如用環氧樹脂漿液灌塞裂縫，局部砂漿的填補，混凝土的局部修復?；蚪Y合抗震鑒定發現的問題，采取抗震加固或其他相應措施。

1.2 煙囪的構造鑒定要求

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

1.2.2 磚煙囪的頂部應設有鋼筋混凝土圈梁。

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要有配筋，鑒定要求應符合表1的規定，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，煙囪外觀和內在質量良好，且符合煙囪非抗震設計要求的下列煙囪，可不進行抗震承載力驗算。（但仍須符合煙囪的構造和配筋要求）：

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且風荷載不小于0.7kN/m2時。

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

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《抗震規范》規定的方法進行抗震承載力驗算，并按下式進行結構構件抗震驗算：

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

R—結構構件承載力設計值；

S—結構構件內力(軸向力、剪力、彎矩等)組合的設計值；

1.4 煙囪的綜合抗震能力評定

1.4.1 符合質量、構造和抗震承載力規定的煙囪，可以評定為符合抗震鑒定的規定。

1.4.2 不符合規定時，可根據質量、構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進行抗震加固；②停止使用，限期拆除。拆除前應規定離筒身邊緣周邊10m附近地區，禁止人員通行[1]。

2 煙囪抗震加固技術

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扁鋼構套；③現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 當采用鋼筋砼套加固鋼筋砼煙囪，可采用下列方法進行施工：①現澆鋼筋混凝土套；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造要求

①面層砂漿的厚度可采用40～60mm，頂部應設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時面層的豎向和環向鋼筋按規范選用。當強度低于規定數值時，宜適當增加。④豎向鋼筋的端部應設彎鉤；下端應錨固在基礎或深人地面500mm下的圈梁內，上端應錨固在頂部的圈梁內。⑤鋼筋接頭的位置應相互錯開。當采用鋼筋搭接時，有接頭的受力鋼筋截面面積，占鋼筋總面積的百分率不應大于25%，上、下鋼筋的接頭錯開長度采用48d。⑥面層的施工應參照砌體結構水泥砂漿面層及鋼筋網水泥砂漿面層加固墻體加固施工要點進行，頂部圈梁項面應做泛水。鋼筋砂漿面層施工時應保持原煙囪筒壁通氣孔暢通。

2.3 扁鋼構套加固磚煙囪的構造要求

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時豎向和環向扁鋼可按相關規范或設計圖紙選用；當為6度時可按7度選用，但豎向扁鋼厚度可減少2mm。③豎向扁鋼應緊貼磚筒壁，上、下扁鋼交搭處應相互焊接，且每隔1.0m應采用鋼筋與筒壁錨拉。下端應錨固在基礎或深入地面500mm下的圈梁內；上端應與煙囪頂部的圈梁連接或與頂部的周邊圍籠角鋼焊接。④環向扁鋼應與緊貼筒壁的豎向扁鋼焊牢；當原煙囪已設有環箍扁鋼時，應將環箍的螺栓調整擰緊，豎向扁鋼可焊在環箍外，其上、下端均應滿足設計的要求，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生彎曲破壞。⑤扁鋼構套應考慮外界環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定如下：①當采用澆注混凝土施工時，考慮設置模板及澆灌振搗要求，不應小于120mm；②當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，其下端應錨入基礎內；環向鋼筋直徑不應小于8mm，其間距不應大于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鑿毛，并清理浮渣，原有缺陷應修補。原有磚煙囪表面堿蝕部位，應先清除松散部分，并用1∶3水泥砂漿抹面，已松動的勾縫砂漿應剔除。②豎向受力鋼筋應離開墻面一定的空隙，用鋼筋墊塊或混凝土墊塊留出保護層厚度。③澆灌混凝土前原簡壁應用水清洗，并保持濕潤，澆筑后應加強養護[2]。

3 磚煙囪加固綜合措施

3.1 磚煙囪用鋼構套加固

3.1.1 環形磚煙囪可采用扁鋼構套和豎向角鋼及環向扁鋼構套。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套。

3.1.2 鋼構套頂部可沿周邊設置角鋼箍住圈梁，然后豎向扁鋼與之焊牢；如磚煙囪頂部未設圈梁，應加設圈梁，并將豎向扁鋼錨入圈梁內。

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

3.1.4 豎向扁鋼或角鋼在根部應錨固在地面下0.5m的圈梁中，底部可設角鋼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，應在洞口周邊設型鋼框加固。也可在周邊設鋼筋混凝土框架，加固其下部，均應與基礎或圈梁連接[3]。

3.2 鋼筋砂漿面層加固

鋼筋的配置根據烈度和高度，按相關規定選用，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造確定

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

4 結束語

煙囪的抗震加固在建筑加固中是不經常遇到的，很多人沒有相關施工經驗，因此本文通過對煙囪抗震加固技術的介紹，讓大家能從中學習了解一些相關的技術。煙囪一般都比較高，施工難度大，高空作業存在的風險還是很大的，施工人員要了解煙囪的加固施工技術和方案，才能更好的指導施工，避免出現工程事故。本文主要介紹的磚煙囪和鋼筋混凝土煙囪的加固技術，還有很多高度比較高的電廠冷卻塔、水塔，這些年也出現很多的加固項目，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工作的設計人員、施工人員能有所幫助。