【摘要】對上海某公司廠區內鋼煙囪進行檢測，主要檢測對象為鋼煙囪的主體結構、連接件、基礎承臺等。對主體結構主要采用鋼材超聲測厚儀進行壁厚檢測，對基礎承臺采用回彈法、鉆芯法進行混凝土強度檢測，并對承臺鋼筋進行取樣，送實驗室進行強度檢測。通過現場檢測與驗算，對鋼煙囪筒體及基礎進行安全性檢測鑒定，盡快將該鋼煙囪投入生產。
1.檢測概述
上海古杉生物能源科技有限公司鋼煙囪位于上海市奉賢區楚工路188號古杉生物能源科技有限公司園區內，為該園區內導熱油爐廠房附屬鋼煙囪。為檢查鋼煙囪結構施工質量，特別是鋼煙囪基礎的施工質量，了解鋼煙囪的現狀，盡快投入生產，現對該鋼煙囪的安全性進行檢測鑒定，出具檢測鑒定報告。
1.1檢測鑒定范圍
本次檢測鑒定范圍為上海古杉生物能源科技有限公司廠區內導熱油爐廠房附屬鋼煙囪的基礎承臺及上部結構。
1.2主要工作內容
本次檢測鑒定主要工作內容包括：
1、了解該煙囪的建造、使用情況;
2、根據原設計圖紙、竣工資料對該煙囪尺寸、壁厚、構造等進行復核;
3、檢查鋼煙囪的表面腐蝕狀況、螺栓及焊縫連接質量;
4、測量煙囪上部結構的傾斜;
5、對煙囪承臺基礎的混凝土材料強度進行回彈和鉆芯取樣;
6、結構計算分析，驗算煙囪和煙囪基礎承臺承載力和變形;
7、出具檢測鑒定報告。
2.構筑物概況
該鋼煙囪為該園區內導熱油爐廠房附屬煙囪，2007年由福建省新五環工程設計院有限公司(福建省醫工設計院)設計。
該煙囪為自立筒式鋼煙囪，設計高度50m，采用Q235鋼制筒壁，下筒設計直徑1900mm，設計壁厚16mm，上筒設計直徑1400mm，設計壁厚10mm。煙囪立面見照片1-1。
底部與基礎承臺間采用20根直徑64mm地腳螺栓連接，承臺地下為16根預應力混凝土管樁，樁基選用砂質粉土層作為持力層，樁尖進入該層深度不小于1.0m，樁長約28m，樁徑500mm，單樁豎向承載力設計值1200kN。
承臺及基礎梁混凝土強度為C30，墊層混凝土強度為C15，主筋采用HRB335鋼筋，設計強度 300N/mm2，箍筋采用HPB235，設計強度210N/mm2。承臺側面鋼筋保護層厚度40mm。
3.現場檢測情況
3.1現場完損檢測
通過現場檢查，該煙囪表面主要的缺陷表現為：
1、筒體部分防腐涂層脫落，下筒體表面防腐涂層脫落相對嚴重(見照片3-1、照片3-2、照片3-3);
2、筒體表層脫落部分出現輕微銹蝕;
3、柱腳墊板、肋板及螺栓銹蝕嚴重(見照片3-4、照片3-5、照片3-6、照片3-7);
4、法蘭與基礎承臺之間縫隙曾為糾偏插入鋼片墊層(見照片3-8);
5、現場發現有2個螺栓墊片缺失(見照片3-9、照片3-10)。
3.3.2回彈法測混凝土強度
根據煙囪基礎特點和現場測試條件，采用回彈法和鉆芯法對煙囪基礎承臺的混凝土強度進行測試。按單一構件進行檢測，具體測試結果見表3-3。
根據《回彈法檢測混凝土抗壓強度技術規程》(JGJ/T23-2011)，回彈法測得的基礎承臺混凝土強度推定值為28.4MPa，不滿足設計的C30強度。
3.3.3鉆芯法測混凝土強度
由于本次受現場條件影響，取3個芯樣進行單個構件的混凝土強度推定測試，測試結果僅作為參考，不對回彈強度進行修正。根據《鉆芯法檢測混凝土強度技術規程》(CECS03:2007)，采用鉆芯法推定單個構件的混凝土強度時，不再進行數據取舍，按有效芯樣試件抗壓強度的最小值確定。
基礎承臺混凝土芯樣最小值為20.9 MPa，平均值24.2 MPa，推定值為20.9 MPa，小于設計的C30混凝土強度。芯樣抗壓強度值見表3-4。
3.3.5鋼筋強度及化學成分
對基礎承臺鋼筋混凝土內的鋼筋進行抗拉強度的測試及化學成分的分析，試驗結果僅對送檢鋼筋有效。
根據拉伸試驗結果，基礎承臺直徑20mm的鋼筋屈服強度為355MPa，抗拉強度553MPa，斷后伸長率25.0%。根據《混凝土結構設計規范》(GB50010-2010)，該鋼筋滿足HRB335的設計要求。
基礎承臺直徑20mm的鋼筋化學成分分析結果：碳C(0.28%)、硫S(0.014%)、錳Mn(0.73%)、磷P(0.025%)、硅Si(0.37%)。根據《鋼筋混凝土用鋼_第2部分：熱軋帶肋鋼筋》(GB1499.2-2007)，HRB335級鋼筋C含量不大于0.25%，本次送檢鋼筋C含量不滿足規范要求。
3.3.6煙囪傾斜及承臺高差測量
1)煙囪傾斜
現場采用經緯儀對煙囪進行了傾斜測量，通用測量方法是前方交會法，分別在A、B兩點設立測站。在每一個測站，分別在不同標高讀取1、2、3三個方向角。并測量A、B兩點之間的距離。則不同標高的中心位置完全確定，據此可計算傾斜方向及傾斜距離的大小，參見圖3-1。傾斜測量結果包含施工誤差在內。由傾斜測量結果分析，整體朝西北方向傾斜，由東向西最大傾斜率為1.5‰，由南向北最大傾斜率為0.6‰，根據《工業建筑可靠性鑒定標準》GB50144-2008，評定等級為a級。
2)承臺高差
現場采用經緯儀曲線擬合法對罐體進行了傾斜測量，傾斜測量結果包含施工誤差在內。最大高差19.6mm，測量結果見圖3-2。承臺高差顯示，承臺整體向西北傾斜，與煙囪傾斜測量的結果一致。
4.結構驗算分析
4.1承載力計算說明
該煙囪為自立筒式鋼煙囪，設計高度50m，采用Q235鋼制筒壁，底筒設計直徑1900mm，設計壁厚16mm，上筒設計直徑1400mm，設計壁厚10mm。基礎承臺混凝土強度按鉆芯法測得的結果作為計算強度，取20.9 MPa。
實際現場檢查下筒直徑1750mm，壁厚9.5mm，上筒直徑1400mm，壁厚9.5mm。按實際檢測結果進行驗算，具體資料見表4-1。
4.2荷載取值
恒載：煙囪自重(該鋼煙囪無平臺);
活載：無
風載：基本風壓取0.55kN/m2，地面粗糙程度為B類。
地震作用：按《建筑抗震設計規范》(GB50011-2010)及《上海市建筑抗震設計規程》(DGJ08-9-2013)的規定，抗震設防烈度為7度(第一組)，抗震設防分類為丙類，上海Ⅳ類場地土，設計基本地震加速度值為0.10g，設計特征周期0.9s。
4.3驗算結果
根據煙囪資料和計算條件，驗算結果如下：
1、上筒高寬比H/d=30.8，稍大于《煙囪設計規范》(GB50051-2013)規定的30，基本滿足抗震計算要求;
2、根據《煙囪設計規范》GB50051-2013抗震設防烈度為7度，可不進行豎向抗震計算;
3、根據《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)、《煙囪設計規范》(GB50051-2013)，風荷載作用下，煙囪頂部風荷載標準值為3.1kN/m，底部風荷載彎矩標準值為2584kN·m，自振周期0.65s，臨界風速10.8m/s，雷諾數1.04×106，發生超臨界范圍的共振，對橫向風振可不做處理;
4、結構阻尼比0.01，底部地震彎矩標準值380kN·m，底部地震剪力標準值11.4 kN·m，按照《建筑結構荷載規范》(GB50009-2012)進行荷載組合后判斷為非地震組合控制，荷載組合后軸力設計值228.1kN，剪力設計值16.0kN，彎矩設計值3617 kN·m;
5、強度驗算：最大應力165.3 N/mm2< 203.7N/mm2(40℃下Q235鋼材對應強度設計值)，局部穩定性165.5N/mm2>165.3 N/mm2，強度滿足《煙囪設計規范》(GB50051-2013)的要求;
6、整體穩定性：σ=202.8 N/mm2<203.7 N/mm2，滿足《煙囪設計規范》(GB50051-2013)的要求;
綜上所述，上海古杉生物能源科技有限公司園區內導熱油爐廠房鋼煙囪強度、穩定性及基礎混凝土局部受壓強度均滿足規范要求，單樁承載力及樁承臺承載力滿足規范要求。上筒體的高寬比H/d=30.8稍大于《煙囪設計規范》(GB50051-2013)規定的30，基本滿足抗震設計要求。
5.檢測鑒定結論及處理意見
上海古杉生物能源科技有限公司園區內導熱油爐廠房鋼煙囪，根據委托方提供的資料和現場測繪、檢測結果，按照抗震設防烈度為7度，抗震設防分類為丙類，上海Ⅳ類場地土進行鑒定，鑒定主要結論如下：
1、該煙囪上部結構尺寸與設計圖紙上不符，主要差異項為：下筒直徑、下筒筒壁厚度、上筒筒壁厚度。
2、筒壁鋼材強度滿足設計和規范要求。
3、鋼煙囪最大傾斜1.5‰，小于規范允許值，基礎承臺最大高差19.6mm。
4、鋼煙囪抗震承載力方面，上筒高寬比H/d=30.8，稍大于《煙囪設計規范》(GB50051-2013)規定的30，基本滿足規范要求;其他各項滿足抗震設計要求。
5、煙囪頂部最大位移滿足規范要求。
6、鋼煙囪筒體表面輕微腐蝕，柱腳部分墊板及螺栓腐蝕較為嚴重。
7、基礎承臺混凝土強度未達到C30的設計要求，鋼筋抗拉強度滿足設計要求，根據現場使用情況和沉降情況，無明顯裂縫、傾斜和沉降，地基基礎的安全性評級為B級。
8、鋼筋的化學成分分析顯示，該送檢鋼筋C含量為0.28%，略高于規范要求的0.25%限值，其他化學元素滿足規范要求，該結果僅對該送檢鋼筋負責。
9、由于筒體直徑和壁厚與設計存在較大偏差，且柱腳螺栓連接部分腐蝕較為嚴重，但抗震承載力尚能滿足規范和目前使用要求，對上部筒體承重結構評定等級為B。
綜上所述，該煙囪基礎承臺混凝土芯樣未達到C30的設計強度，未發現明顯傾斜及嚴重缺陷，建議對煙囪整體重新進行除銹和防腐層涂刷，并補齊缺失的螺栓墊板，對承臺表面及時進行修復，對開挖的檢查坑進行回填。
