王 剛

(攀枝花學院交通與汽車工程學院，四川攀枝花 617000)

砌體結構是由砌塊和砂漿砌筑而成的墻、柱作為建筑物主要受力構件的結構，具有布置形式靈活、造價較低、施工工藝較為簡單等優(yōu)點，成為應用廣泛的一種傳統(tǒng)結構形式，當代砌體結構正從單一的磚石砌體結構向新型砌塊結構發(fā)展。在新技術新工藝的推動下，砌體結構將會有更加廣闊的應用前景，加強對砌體結構質量控制的研究非常必要。

1 存在問題

盡管砌體結構應用廣泛，但其存在的質量問題也十分嚴重。2008年5月12日四川省汶川縣發(fā)生里氏8.0級特大地震，7月廣東省建設廳組織的房屋鑒定專家救援隊對汶川縣城未完全倒塌的1 141棟房屋進行調查。調查結果顯示，所調查的磚木結構及民房185棟，嚴重破壞及倒塌的107棟，占57.9%，砌體結構房屋714棟，嚴重破壞及倒塌的303棟，占42.4%，而框架結構96棟，嚴重破壞及倒塌的6棟，占6.3%(數據對比柱狀圖見圖1)。就該調查數據而言，砌體結構存在的質量問題十分嚴重。

圖1 嚴重破壞及倒塌房屋占該結構類型百分比

2 砌體的設計質量

由圖1可以得出結論:砌體結構的抗震效果不如框架。是否在設計階段選擇結構類型時應該優(yōu)先考慮框架結構，盡量避免或是放棄砌體結構，根據中國建筑科學研究院王亞勇研究員、中國工程院院士黃衛(wèi)等人編寫的《汶川地震建筑震害啟示錄》，結果并非如此。圖2為平武縣南壩鎮(zhèn)單跨框架醫(yī)院與砌體結構住宅震害對比圖。這兩個建筑位于同一地點、同樣的地質條件，震害卻截然不同。該地區(qū)按7度設防，實際地震影響烈度為9度，已經達到大震的標準。圖2左側為4層鋼筋混凝土框架結構醫(yī)院，該醫(yī)院帶懸挑走廊，豎向向后退臺，為不規(guī)則框架結構。由圖2可以看出該框架結構已經嚴重破壞，接近倒塌。而右側為砌體結構商住樓，由于嚴格按照規(guī)范，設置了良好的構造柱和圈梁，結構保持完好，幾乎見不到磚墻裂縫。

由此可知，只要嚴格執(zhí)行抗震規(guī)范，砌體結構仍然能實現(xiàn)“小震不壞、中震可修、大震不倒”的抗震目標。按照1974，1989，2001三個版本的抗震設計規(guī)范實施年份進行劃分，廣東省房屋鑒定專家救援隊對其調查的房屋數據進行分析，各時期嚴重破壞及倒塌房屋占該時期房屋總數百分比見圖3。我們不難發(fā)現(xiàn)不同時期建造的房屋震害明顯不同，1974年以前建的房屋震害最嚴重，隨著抗震設防標準的不斷完善，震害逐漸減小。這也進一步用統(tǒng)計數據印證了建筑的抗震能力主要取決于其執(zhí)行的抗震標準。因此要想保證砌體結構的抗震要求，首先是嚴格按照抗震規(guī)范進行設計，其次嚴格保證施工質量。

圖2 震害對比圖

圖3 房屋數據分析圖

3 砌體的施工質量

設計階段是砌體工程質量目標的定義階段，而施工階段就是砌體工程質量目標得以實現(xiàn)的階段了，再優(yōu)秀的設計沒有良好的施工管理，就如同空中樓閣一般不切實際。在施工階段，影響砌體質量的主要因素有三個:砌筑砂漿、砌塊強度、砌筑質量。理論上講砌體的強度小于砌筑砂漿的強度及砌塊的強度。

3.1 砌筑砂漿的影響

砌體是用砂漿把單個砌塊按一定規(guī)則砌成的一個組合體，砂漿的強度直接影響到砌體的強度，隨著砌筑砂漿強度的降低砌體抗壓強度也隨之下降，見圖4(該數據的砌體為MU10燒結普通磚與不同強度砂漿組合的28 d齡期砌體)。砌筑砂漿強度首先取決于施工配合比，其次還與其原材料的質量管理密切相關。

3.1.1 水泥的質量問題

GB 50203-2002砌體工程施工質量驗收規(guī)范工程強制性條文規(guī)定:“水泥進廠使用前，應分批對其強度、安定性進行復驗。檢驗批應以同一生產廠家、同一批號為一批。當在使用中對水泥質量有懷疑或水泥出廠超過三個月(快硬硅酸鹽水泥超過一個月)時，應復查試驗，并按其結果使用。不同品種的水泥不得混合使用?！被旌鲜褂貌煌放频乃鄷驗樯a成分不同而影響砂漿的質量。另外不宜用高強度的水泥配置純水泥砂漿，一般而言水泥的強度等級應根據設計要求進行選擇，配制水泥砂漿所采用的水泥不宜大于32.5級，配制水泥混合砂漿所采用的水泥不宜大于42.5 級。

3.1.2 砂子的質量問題

1)砂子的粒徑過細，為了保證和易性，需要用增加水泥用量來包裹砂子的表面，因此一般砌體宜用中砂，毛石砌體宜用粗砂。2)砌體灰縫在8 mm～12 mm范圍內，因此砂中不宜有過大的顆粒。3)草根、樹葉等有機物腐爛后會在砌筑砂漿中留下空洞，降低砂漿的強度。4)含泥的砂子也會降低砂漿的強度，通常強度不小于M5的水泥混合砂漿，其含泥量不應超過5%，強度小于M5的水泥混合砂漿，含泥量不應超過10%。為去除以上的草根、過大顆粒、泥團等，砌筑砂漿在拌合前應先過篩。

3.1.3 石灰的質量問題

摻入石灰膏作為塑化劑，可以改善砂漿的和易性及保水性，但使用中應注意以下幾點:生石灰熟化成石灰膏時，應用孔徑不大于3 mm×3 mm的網過濾，熟化時間不得少于7 d;磨細生石灰粉的熟化時間不得小于2 d;沉淀池中貯存的石灰膏，應采取防止干燥、凍結和污染的措施;配制水泥石灰砂漿時，不得使用脫水硬化的石灰膏。

3.1.4 水的質量問題

被污染的水源含有有害物質如糖、鹽、油等，會影響水泥的硬化，并可能對拉結筋造成腐蝕，因此水質應符合現(xiàn)行行業(yè)標準JGJ 63-2006混凝土用水標準的規(guī)定。

3.1.5 外加劑的使用

外加劑(如例有機塑化劑、早強劑、緩凝劑、防凍劑等等)的使用能有效的改善砂漿的性能，但應經檢驗和試配符合要求后，方可使用。GB 50203-2002砌體工程施工質量驗收規(guī)范規(guī)定:凡在砂漿中摻入有機塑化劑、早強劑、緩凝劑、防凍劑等應經檢驗和試配符合要求后方可使用。有機塑化劑應有砌體強度和型式檢驗報告。

3.2 砌塊的影響

砌塊對砌體強度的影響首先是砌塊自身的強度。當砌塊本身的抗壓、抗彎強度低時，整個砌體工程的承載力必然降低，見圖5(該數據的砌體為不同強度燒結普通磚與M5砂漿組合的28 d齡期砌體)。

其次是砌塊的外觀也對砌體的強度有著重要影響。不整齊的砌塊，灰縫厚度不均勻，受壓時力不能均勻傳遞，出現(xiàn)應力集中的地方會首先被破壞，影響砌體整體的抗壓抗彎強度。

另外，用磚砌筑時，磚本身的濕潤程度對砌體的整體強度也有顯著的影響，用干磚砌筑時，干磚會吸收掉砂漿表面的水分，使磚與砂漿的粘結力降低。有實驗證明用干磚砌的墻其強度只能接近飽和時的50%～60%。正確的方法是磚應提前1 d～2 d澆水濕潤，燒結普通磚的含水宜為10%～15%，現(xiàn)場簡單的檢驗方法是將磚橫向切斷，四周的吸水程度達到1.5 cm為理想。小型混凝土砌塊因吸水率僅為粘土磚的12%～41%，故施工前不必澆水。

圖5 砌體抗壓強度設計值與砌塊強度的關系

3.3 砌筑質量的影響

3.3.1 砌筑工人的素質

砌筑工人的素質對其所砌筑的砌體有著重要的影響。好的技術工人砌筑的砌體橫平豎直、灰縫飽滿、整體美觀、砂漿與砌體粘結良好。有實驗比較，在施工條件完全相同的情況下，以高級技工砌筑砌體的強度為100%，各級別技工砌筑砌體的強度對比見圖6。

圖6 各級別技工砌筑砌體強度對比

3.3.2 砌筑方式

宜采用“三一”砌筑法，即一鏟灰、一塊磚、一揉壓，這種方法用磚面揉壓砂漿，使砂漿與磚粘結牢固。當采用鋪漿法砌筑時，鋪漿長度不得超過750 mm，施工期間氣溫超過30℃時，鋪漿長度不宜超過500 mm。如果鋪灰過長，砌筑速度跟不上，砂漿的水分就會被底磚吸收，使新砌上的磚層不能與砂漿有效粘結。而且由于水泥砂漿和易性較差，擠漿費勁，操作者若用大鏟式瓦刀鋪刮砂漿后，底灰易產生空穴，使砂漿與磚粘結不飽滿。

水泥砂漿的飽滿程度對砌體強度的影響很大，規(guī)范規(guī)定水平灰縫的飽滿度要達到80%。若水平灰縫不飽滿，則砌塊在受壓同時還要受彎，使砌體整體抗壓性能下降。若豎直灰縫不飽滿，則會使砌體抗剪強度下降40%～50%，而且會產生空隙，使防雨隔聲性能下降。

砌筑時還需拉皮數桿對灰縫的水平度進行控制，不然砌體不水平豎直，必然使砌體局部受剪受彎，從而降低整體抗壓抗彎強度。

3.3.3 接槎的質量問題

GB 50203-2002砌體工程施工質量驗收規(guī)范規(guī)定“磚砌體的轉角處和交接處應同時砌筑，嚴禁無可靠措施的內外墻分砌施工。對不能同時砌筑又必須留置的臨時間斷處應砌成鈄槎，鈄槎水平投影長度不應小于高度的2/3”。規(guī)范之所以這么規(guī)定是因為多次震害表明，砌體墻體破壞多發(fā)生在縱橫之間(見圖7)，先是拉裂然后外傾，最終倒塌。有實驗表明，采用直槎加拉結筋時，其連接強度只比不加拉結筋的直槎提高30%，尚低于鈄槎方案10%，對縱橫墻連接整體起主導作用的仍是磚與砂漿之間的粘結力。

圖7 縱橫墻交接處震害

4 結語

以上幾個方面是筆者從事教學及工程實踐中總結出來的一些經驗之談。筆者認為，嚴格的執(zhí)行設計規(guī)范和施工規(guī)范，做好相應的質量管理，砌體結構在保證其經濟性與適用性等傳統(tǒng)優(yōu)勢的同時，其結構安全性是可以得到良好保證的。

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