东营市烟囱主体结构检测丨垂直度检测单位

一、检测的重要性

1. 安全风险防范

• 烟囱是高耸结构，在工业生产等过程中发挥着排烟、通风等功能。其主体结构一旦出现损坏，如倾斜、裂缝、腐蚀等情况，可能导致烟囱的局部甚至整体坍塌，对周边的人员、建筑物、设备等构成严重的安全威胁。

• 例如，在化工、冶金等行业，烟囱周围通常有众多的生产设施和工作人员，烟囱倒塌可能引发连锁反应，造成巨大的生命和财产损失。

2. 生产连续性保障

• 对于依靠烟囱进行正常生产活动的企业来说，烟囱主体结构的稳定是确保生产连续性的关键因素之一。如果烟囱因结构问题需要维修或重建，将导致生产中断，带来高昂的经济成本和时间成本。

• 通过定期的主体结构检测，可以提前发现潜在问题，合理安排维修和加固计划，有效延长烟囱的使用寿命，减少因突发事故导致的生产停滞。

二、检测内容

（一）基本信息收集

1. 设计资料收集

• 建筑图纸：收集烟囱的设计图纸，包括平面图、剖面图、立面图等。确定烟囱的高度、底部直径、顶部直径（如果是变截面烟囱）、壁厚变化等几何尺寸信息。同时，了解烟囱内部结构，如内衬的设置情况、隔热层的构造等。

• 结构设计图纸：获取烟囱的结构计算书、配筋图（对于钢筋混凝土烟囱）或钢材型号及连接方式（对于钢结构烟囱）等。查看设计所采用的材料强度等级，如混凝土强度等级、钢材屈服强度和抗拉强度等，以及烟囱所承受的设计荷载，包括自重、风荷载、温度荷载、地震荷载等。

• 设计变更文件：查阅烟囱在施工过程中的设计变更通知、图纸会审记录等文件。因为设计变更可能会对烟囱的结构性能产生影响，如改变壁厚、增加开孔等。

2. 施工资料收集

• 材料检验报告：收集烟囱建设过程中使用的材料质量证明文件，如水泥、钢材、砖（对于砖砌烟囱）等的出厂合格证和检验报告。对于混凝土烟囱，还应包括混凝土配合比设计报告和试块强度试验报告。

• 隐蔽工程验收记录：重点查看基础钢筋、烟囱筒壁钢筋（混凝土烟囱）或钢构件连接（钢结构烟囱）等隐蔽工程的验收记录。这些隐蔽部位的施工质量对烟囱的整体结构安全至关重要。

• 施工日志和质量检查记录：查看施工日志，了解烟囱施工过程中的天气情况、施工进度、施工工艺以及出现的问题和处理措施。收集质量检查记录，包括分项工程质量检验评定表、质量事故处理记录等，以全面评估烟囱的施工质量。

3. 使用历史与维护情况收集

• 使用年限和使用情况：调查烟囱的使用年限，了解其使用过程中的运行状况，如排烟温度变化、是否有腐蚀介质排出等。询问烟囱是否经历过改造、功能变更或超载等情况。

• 维护记录：收集烟囱的维护记录，包括日常维修（如外表面修补、内衬修复）、防腐处理、结构加固等记录。良好的维护可以延长烟囱的使用寿命，维护记录可以帮助评估烟囱的当前状态。

• 灾害受损情况：询问烟囱是否遭受过自然灾害（如地震、雷击、强风、暴雨等）或其他意外事故（如火灾、碰撞等）的破坏，以及相应的修复措施和修复后的性能评估。

（二）现场检查

1. 外观检查

• 整体外观观察：从不同角度观察烟囱的整体形态，检查是否有明显的倾斜、弯曲。可以使用全站仪、经纬仪等测量仪器对烟囱的垂直度进行测量，确定烟囱是否存在整体变形。同时，观察烟囱外表面是否有裂缝、剥落、鼓包等现象。

• 顶部和底部检查：检查烟囱顶部的避雷设施是否完好，烟囱口是否有损坏、变形。在烟囱底部，查看基础与筒壁的连接部位是否有裂缝、松动等情况。对于有内衬的烟囱，检查内衬在顶部和底部的破损情况。

• 筒壁检查：对烟囱筒壁进行详细检查。对于砖砌烟囱，查看砖缝是否饱满，砖是否有风化、剥落，用小锤敲击筒壁，听声音判断内部是否有空鼓现象。对于混凝土烟囱，检查筒壁混凝土是否有蜂窝、麻面、孔洞等质量缺陷，以及是否有钢筋外露、锈蚀等情况。对于钢结构烟囱，重点检查钢构件的表面锈蚀、焊缝裂纹、螺栓松动等问题。

2. 结构构件尺寸测量

• 直径和壁厚测量：使用钢尺、激光测距仪等工具测量烟囱不同高度处的直径和壁厚。对于变截面烟囱，应在多个截面位置进行测量。将测量结果与设计文件进行对比，检查是否存在尺寸偏差。尺寸偏差可能会影响烟囱的结构性能和稳定性。

• 其他构件尺寸检查（如有）：如果烟囱有附属的钢平台、爬梯、加固圈梁等构件，也应对其尺寸进行测量，检查是否符合设计要求。同时，测量这些构件与烟囱主体的连接尺寸，确保连接牢固可靠。

（三）材料性能检测

1. 混凝土材料检测（对于混凝土烟囱）

• 回弹法：利用回弹仪在混凝土筒壁表面进行测试，回弹仪垂直于测试面，测试面应平整、清洁。在烟囱筒壁上选择合适的测区，根据回弹值和碳化深度来推算混凝土强度。这种方法操作简便，但精度相对较低，适用于初步检测和大面积检测。

• 超声 - 回弹综合法：结合超声波在混凝土中的传播速度和回弹值来评定混凝土强度，能在一定程度上提高检测精度。

• 钻芯法：从烟囱筒壁中钻取芯样，芯样经过加工后在压力试验机上进行抗压试验，直接获取混凝土的强度。该方法精度高，但对结构有一定损伤，常用于对其他检测方法的验证或重要部位的检测。

• 强度检测：

• 碳化深度检测：在混凝土筒壁表面钻孔，用酚酞试剂检测孔壁混凝土的碳化深度。碳化会降低混凝土的碱性，影响钢筋的耐久性，进而影响烟囱的长期结构安全。

• 耐久性检测：检测混凝土的抗渗性和抗冻性。抗渗性检测是通过抗渗仪对混凝土试件施加水压，观察渗水情况；抗冻性检测是模拟冻融循环，观察混凝土试件在多次冻融后的强度损失和外观变化。

2. 钢材检测（对于钢结构烟囱）

• 力学性能检测：从烟囱的钢构件中取样，进行拉伸试验和弯曲试验，获取钢材的屈服强度、抗拉强度、伸长率等力学性能指标。这些指标是评估钢材质量和结构承载能力的重要依据。

• 化学成分分析：必要时，对钢材进行化学成分分析，检测碳、硅、锰、硫、磷等元素的含量，判断钢材是否符合标准要求。例如，硫和磷含量过高会降低钢材的韧性。

• 锈蚀检测：观察钢构件表面的锈蚀情况，测量锈蚀厚度，评估钢材的剩余承载能力。同时，检测防腐涂层的厚度，判断防腐措施是否有效。

3. 砌体材料检测（对于砖砌烟囱）

• 砖强度检测：可采用回弹法检测砖的强度，通过回弹仪在砖表面测试回弹值来推算砖的强度。也可以从烟囱上取样制作标准试件进行抗压强度试验。

• 砂浆强度检测：常用贯入法和回弹法。贯入法是用贯入仪将测钉贯入砂浆一定深度，根据贯入阻力确定砂浆强度；回弹法是利用回弹仪在砂浆表面测试回弹值，结合碳化深度推算砂浆强度。

• 砌体抗剪强度检测（如有需要）：在烟囱筒壁原位进行剪切试验，对砌体施加水平剪力，测量位移，获取砌体的抗剪强度，这对于评估砖砌烟囱在水平荷载作用下的安全性很重要。

（四）结构安全性能评估

1. 承载能力评估

• 根据烟囱的结构类型（砖砌、混凝土或钢结构）、材料性能和构件尺寸，结合实际荷载情况（包括自重、风荷载、温度荷载、地震荷载等），建立结构计算模型。对于简单结构可以采用手算方法，按照结构力学原理计算构件的内力（如轴力、剪力、弯矩）；对于复杂结构，利用有限元分析软件（如 ANSYS、SAP2000 等）进行计算。

• 将计算得到的内力与构件的承载能力进行比较。构件的承载能力根据材料强度、构件尺寸和设计规范计算得出。例如，对于钢筋混凝土烟囱筒壁，其正截面受弯承载能力可以根据公式（其中为正截面受弯承载能力，为混凝土受压区等效矩形应力系数，为混凝土抗压强度设计值，为筒壁厚度，为筒壁的有效高度，为受压钢筋屈服强度，为受压钢筋面积，为受拉钢筋屈服强度，为受拉钢筋面积，为筒壁高度）计算。通过比较内力和承载能力，判断烟囱是否满足安全要求。

2. 变形评估

• 检测烟囱在荷载作用下的变形情况。主要检测烟囱的垂直度和在风荷载、温度荷载等作用下的侧向变形。通过水准仪、全站仪等仪器进行测量，将测量结果与设计规范允许值进行比较，判断变形是否在允许范围内。例如，烟囱的垂直度偏差一般不应超过高度的 1/1000 - 1/300（根据烟囱类型和设计要求）。

3. 稳定性评估

• 分析烟囱结构的整体稳定性和局部稳定性。对于高耸的烟囱，考虑在风载、地震等侧向力作用下的抗倾覆稳定性，计算抗倾覆力矩和倾覆力矩，判断是否会发生倾覆。对于局部构件，如烟囱筒壁的薄弱部位、钢平台的支撑构件等，检查是否存在局部失稳的情况，通过计算临界荷载并与实际荷载比较来评估。

三、检测方法

（一）资料收集与审查方法

1. 收集渠道与方式

• 向烟囱的建设单位、设计单位、施工单位等相关部门收集设计图纸、施工记录、材料检验报告等资料。可以通过查阅档案、复印、扫描等方式获取资料，并建立资料档案，对每份资料进行编号、登记，注明来源和日期。

2. 核对与整理要点

• 对收集到的资料进行分类整理，重点核对设计文件中的烟囱结构信息（如结构类型、厚度、材料强度等级）与施工资料中的质量检验数据（如混凝土试块强度报告、钢材复验报告）是否一致。检查隐蔽工程验收记录中的钢筋绑扎等情况是否符合设计要求。

（二）现场检查方法

1. 外观检查方法

• 直接观察与工具辅助：检查人员通过肉眼观察和简单工具（如裂缝宽度测量仪、钢尺、小锤等）对烟囱进行外观检查。对于高处或不易观察的部位，可以借助吊篮、登高车等设备进行查看。在检查过程中，详细记录发现的问题，如裂缝位置和宽度、剥落面积等。

• 无损检测方法（适用于混凝土内部质量检查）：对于怀疑混凝土内部有缺陷的部位，可以采用超声法进行检测。通过超声波在混凝土中的传播速度、波幅等参数来判断混凝土内部是否存在空洞、疏松等问题。

2. 尺寸测量方法

• 使用钢尺、激光测距仪等工具进行尺寸测量。对于烟囱直径和壁厚测量，要在多个位置和高度进行测量，确保数据的准确性。在测量过程中，要确保测量工具的精度和测量方法的准确性，每个尺寸应在多个位置进行测量，取平均值作为测量结果。

（三）材料性能检测方法

1. 混凝土材料检测方法

• 回弹法操作要点：回弹仪的轴线应始终垂直于混凝土测试面，测试面应清洁、平整。在烟囱筒壁上选择合适的测区，每个测区面积不宜小于 0.04 平方米，每个测区布置 16 个回弹测点。根据回弹值和碳化深度，通过相应的强度曲线推算混凝土强度。

• 超声 - 回弹综合法操作要点：在混凝土表面布置测点，测点间距不宜小于 30 毫米。使用超声波检测仪和回弹仪同时对混凝土进行测试，记录超声波传播速度和回弹值。通过专用的计算公式或回归方程，结合混凝土的碳化深度，推算混凝土强度。

• 钻芯法操作要点：钻芯位置应避开钢筋和预埋件，芯样的直径和高度应符合规范要求。钻取芯样后，将芯样加工成标准试件，在压力试验机上进行抗压强度测试。

• 碳化深度检测方法：在混凝土表面用冲击钻打孔，孔深约 10 - 20 毫米，用毛刷将孔内碎屑清理干净，然后用滴管将酚酞试剂滴入孔内，观察孔壁颜色变化。用钢尺测量从混凝土表面到变色边界的距离，即为碳化深度。

• 耐久性指标检测方法：抗渗性检测时，将混凝土试件放入抗渗仪中，从试件底部施加水压，观察试件在规定时间（如 28 天）内的渗水高度或渗水情况，以评定混凝土的抗渗等级。抗冻性检测是将混凝土试件在水中浸泡饱和后，放入冻融试验箱中进行规定次数（如 100 次）的冻融循环，每次循环包括在 - 18℃左右冻结和在 + 5℃左右融化，观察试件在循环后的外观变化和强度损失情况。

2. 钢材检测方法

• 力学性能检测方法：现场取样时，要严格按照相关标准规范操作，确保样品的质量和代表性。在实验室进行拉伸试验时，将钢材试样安装在试验机上，按照规定的加载速率进行拉伸，记录试验过程中的力 - 位移数据，绘制应力 - 应变曲线，从而获取屈服强度、抗拉强度和伸长率等指标。

• 化学成分分析方法：通常采用化学分析方法，如分光光度法、原子吸收光谱法等，对钢材中的化学成分进行定量分析。取样时要保证样品的均匀性和代表性，将样品加工成适合分析的形状和尺寸后，按照仪器的操作说明书进行分析。

• 锈蚀检测方法：钢材锈蚀程度检测可以通过观察、卡尺测量锈蚀厚度等方法进行。涂层测厚仪检测防腐涂层厚度时要按照仪器的操作规程在钢材表面多个位置进行测量，取平均值作为检测结果。

3. 砌体材料检测方法

• 砖和砌块强度检测方法：回弹法检测砖强度时，在砖的表面选择合适的测点，每个砖样至少布置 10 个测点，根据回弹值和砖的品种、生产工艺等因素，通过相应的换算公式推算砖的强度。取样试压法检测砌块强度时，按照标准要求制作试件，在压力试验机上进行抗压强度测试。

• 砂浆强度检测方法：贯入法检测砂浆强度时，将贯入仪垂直置于砂浆测试面，将测钉贯入砂浆一定深度，记录贯入阻力值，根据贯入阻力与砂浆强度的关系曲线确定砂浆强度。回弹法检测砂浆强度时，在砂浆表面选择测点，结合砂浆的碳化深度，通过相应的换算公式推算砂浆强度。

• 砌体抗剪强度检测方法：原位剪切试验是在墙体原位选择合适的试验部位，通过千斤顶等加载设备对砌体施加水平剪力，同时测量砌体的位移，记录试验过程中的荷载 - 位移曲线，获取砌体的抗剪强度。

（四）结构安全性能评估方法

1. 承载能力评估方法

• 手算方法（适用于简单结构）：根据结构力学原理，对于梁、柱等简单构件，按照相应的计算公式计算构件在各种荷载组合下的内力（如轴力、剪力、弯矩），并与构件的极限承载能力进行比较。例如，对于受弯构件，根据材料力学公式计算其抗弯承载能力（其中为抗弯承载能力，为混凝土受压区等效矩形应力系数，为混凝土抗压强度设计值，为梁宽，为梁的有效高度，为受压钢筋屈服强度，为受压钢筋面积，为受拉钢筋屈服强度，为受拉钢筋面积，为梁高）。对于烟囱结构，根据其具体的结构形式和荷载情况进行相应的内力计算和承载能力比较。

• 有限元分析方法（适用于复杂结构）：利用有限元分析软件建立烟囱的三维模型。在模型中准确输入烟囱的几何尺寸、材料特性、边界条件（如烟囱与基础的连接方式）和荷载（自重、风荷载、温度荷载、地震荷载等）等参数。运行软件后，获取烟囱在各种荷载组合下的内力分布和变形情况。通过对计算结果的分析，判断烟囱的承载能力是否满足要求。

2. 变形评估方法

• 沉降观测方法（如果有基础沉降问题）：在烟囱基础周围设置沉降观测点，使用水准仪定期（如每月或每季度）对观测点进行高程测量，记录每次测量的时间和高程数据。通过对数据的分析，计算各观测点的沉降量和沉降速率，绘制沉降 - 时间曲线，判断烟囱是否存在不均匀