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第三章 砌体工程 1 古代著名的砌体结构 一 万里长城长城 西起嘉裕关 东至山海关是世界七大奇迹之一 自公元前9世纪的周代起至明末一直不断扩建 堪称是 上下两千年 纵横十万里 的伟大工程奇迹 长城作为防御工程 它翻山越岭 穿沙漠 过草原 越绝壁 跨河流 其所经之处地形之复杂 结构之奇特 在古代建筑工程史上可谓一大奇观 2 3 4 5 6 二 安济桥 安济桥位于河北省石家庄市赵县城南二公里处 北宋时期哲宗皇帝北巡时赐名 安济 故称安济桥 因赵县古称赵州 故而又称赵州桥 赵州桥建于隋开皇后期至大业初年 公元595年 605年 由杰出匠师李春设计建造 距今已有1400年历史 被誉为 天下第一桥 7 8 9 28道并列券拱 10 三 南京灵谷寺无梁殿 无梁殿在南京灵谷寺内 因供奉无量佛而得名 又因整座建筑全用砖石砌成 无梁无椽 故又称 无梁殿 殿为重檐歇山顶 高22米 内部结构由3个拱券组成 中券最大 跨径11 25米 墙体浑厚 结构坚固 11 12 四 哈尔滨索非亚教堂 索菲亚教堂位于哈尔滨市内 是远东地区最大的东正教堂 通高53 35米 占地面积721平方米 是拜占庭式建筑的典型代表 教堂平面设计为东西向拉丁十字 墙体全部采用清水红砖 13 14 砌体块料种类 普通砖 多孔砖 空心砖 灰砂砖 砌块 石料 15 16 3 1砌筑砂浆 构成 胶凝材料 水泥 水泥 石灰 石灰 细骨料 水 外加剂 作用 粘结 均匀传递荷载 保证密实 3 1 1砌筑砂浆种类一 水泥砂浆1主要成分水泥 砂子2特性具有塑性和保水性3特点强度高 耐久性好 水硬材料 二 混合砂浆1主要成分水泥 石灰膏 砂子2特性良好的和易性 保水性3特点气硬材料 17 3 1 2砂浆的原材料1水泥水泥强度要求 水泥砂浆中 R32 5混合砂浆中 R42 5施工要求 进场检验强度和安定性 超期水泥复检 不同品种水泥不能混用2砂模数中砂含泥量设计强度 M5含泥量 5 设计强度 M5含泥量 10 砂子进场检测3水饮用水或自来水 18 4塑化剂作用 提高可塑性 保水性无机塑化剂 石灰膏 电石膏有机塑化剂 松香复合塑化剂 砂浆王 成分 松香酸钠15 十二烷基硫酸钠5 粉煤灰80 作用 改善和易性 保水性 节约水泥和石灰膏5外加剂早强剂 防冻剂 抗渗剂 密实剂 19 20 3 1 3砌筑砂浆的制备 运输 使用一 砌筑砂浆的配合比1砌筑砂浆配合比设计的原因按图纸给出的抗压强度 结合施工要求的稠度 现场材料情况和现场条件设计施工配合比 2施工配合比设计步骤 计算试配强度 确定每立方米砂浆水泥用量 确定用砂量 按稠度要求选择用水量 确定塑化剂用量 确定水泥砂浆配合比 砂浆试配与砂浆配合比确定 21 3预拌砂浆预拌砂浆是指由专业化厂家生产的各种砂浆拌合物 是我国近年发展起来的一种新型建筑材料 优势是健康环保 质量稳定 节能舒适等 普通砂浆包括砌筑砂浆 抹灰砂浆 地面砂浆 特种砂浆包括保温砂浆 装饰砂浆 自流平砂浆 防水砂浆等 用于建筑外墙保温 室内装饰修补等 哈尔滨市预拌砂浆管理办法 2010年颁布 规定县 市 建制镇内应当逐步禁止建设工程施工现场搅拌砂浆 具体禁止时间由县 市 人民政府确定 工程监理单位应当按照设计文件对建设工程使用预拌砂浆进行监理 发现施工单位在施工现场搅拌砂浆和使用袋装干混砂浆的 应当予以制止并要求改正 22 二 砌筑砂浆的搅拌 运输 使用1搅拌机械搅拌搅拌时间 2min 掺粉煤灰 外加剂 3min2使用水泥砂浆 3h 高温时 超过30 2h 混合砂浆 4h 高温时 超过30 3h 3运输 23 3 1 4砂浆的强度检验1条件标准养护 温度20 2 湿度为95 以上的标准养护室 2试块强度控制值 平均抗压强度值 设计强度对应的抗压强度 最小一组的平均抗压强度值 0 75设计强度对应的抗压强度 3试块检验组数每批3组 4检验批确定每一批不超过250m3砌体 24 25 3 2砖砌体工程砖砌体所用砌块的种类普通粘土砖 烧结多孔砖 空心砖 灰砂砖等 3 2 1砖墙的组砌形式组砌要求 上下错缝 内外搭接 灰缝饱满 控制厚度 目的 保证墙体的整体性 稳定性 传递荷载均匀1砌筑形式一顺一丁 三顺一丁 梅花丁 全顺 全丁 26 27 一顺一丁一皮丁砖一皮顺砖的砌筑方法 这种砌法经常采用 28 29 三顺一丁 三皮中全部顺砖与一皮中全部丁砖间隔砌成 上下皮顺砖间竖缝错开1 2砖长 上下皮顺砖与丁砖间竖缝错开1 4砖长 顺砖较多 砌筑效率高 适用于砌一砖和一砖以上的墙厚 30 梅花丁 每皮中丁砖与顺砖相隔 上皮丁砖坐中于下皮顺砖 上下皮间竖缝相互错开1 4砖长 这种砌法内外竖缝每皮都能错开 整体性较好 灰缝整齐 比较美观 但砌筑效率较低 砌筑清水墙或当砖规格不一致时 采用这种砌法较好 31 三三一法 一层中三匹顺砖与一匹丁砖间隔砌成 上下皮间竖缝错开1 4砖长 优点是墙面容易平直 砌筑速度较快 但丁砖数较少 整体性较差 适宜于砌筑门窗洞口不多的长墙 32 条砌法 全顺 33 顶砌法 此法大多用于圆形建筑物上 如烟囱 水塔 水池 圆仓等的墙身 34 常见不同墙厚的砌筑方法 两砖墙 错误 正确 一砖半墙 错误 正确 35 三一 砌砖法 三一 砌砖法 是一铲灰 一块砖 一揉压 并随手将挤出的砂浆刮去的砌筑方法 满铺满挤的操作 优点 灰缝容易饱满 粘结力好 墙面整洁 2组砌方法 挤浆法 铺浆挤砌法 挤浆法 大铲在墙顶上铺一段砂浆 然后双手或单手拿砖用砖挤入砂浆中一定厚度之后把砖放平 优点 可连续挤砌几块砖减少烦琐的动作 平推平挤可使灰缝饱满 效率高 保证砌筑质量 满口灰法 满刀灰法 满口灰法 用瓦刀将砂浆刮满在砖面或砖棱上砌筑 优点 砌筑质量好缺点 效率低适用 砌筑砖墙的特殊部位 如暖墙 烟囱等 36 三种方法比较 37 3 2 2砌筑准备和砌筑工艺一 准备1挑砖依据所要砌筑的部位 大致挑选 2润砖提前1 2天浇水润砖 湿度要求 普通烧结砖 多孔砖 空心砖的含水率10 15 3砂浆 二 砌筑工艺抄平弹线 摆样 立杆 盘角 砌筑 勾缝 38 1抄平弹线抄平 在基础防潮层或钢筋混凝土楼板上 用水泥砂浆或细石混凝土找平 弹线 用墨线弹出轴线 门窗洞口位置 2摆样在放线的基面上 按选定的组砌方式用干砖试摆 目的 通过调整灰缝的宽度 使门窗洞口 附墙垛等处是符合砖的模数 以尽可能减少砍砖并使砌体灰缝均匀 3立皮数杆皮数杆 控制墙体竖向尺寸和各构件的木质标志杆 长度 大于一个楼层高 标明 每皮砖和砖缝厚度 以及门窗洞口 过梁 楼板 梁底 预埋件等标高位置 作用 控制砌体竖向尺寸 保证砌体的垂直度 设置位置 山墙的转角 纵横墙交接处 间距 15m 39 40 41 4盘角砌墙一般先砌筑墙角 盘角时 主要大角盘角不要超过5皮砖 应随砌随盘 然后将麻线挂在墙身上 称为挂准线 盘角时还要和皮数杆对照 检查无误后才能挂线 再砌中间墙 5砌筑在转角和纵横墙交接处按皮数杆先砌几皮 挂线 再砌筑中间砖 37墙及以上要双面挂线 6勾缝原浆勾缝 加浆勾缝 42 3 2 3砌筑基本要求 特殊部位要求 1转角 接槎处按设计要求2临时施工洞口用途 施工交通方便位置 洞口侧边距墙面交接处 500mm 洞口宽 1m 补砌 洞口两侧设拉结筋 地震设防烈度9度地区 洞口设置位置应会同设计单位确定 43 3施工脚手眼避免设置脚手眼处 12墙 料石清水墙 独立柱 过梁上与过梁成60 的三角形范围内 过梁净跨度1 2的高度范围内 宽度小于1m的窗间墙 砌体门窗洞口两侧200mm范围内 转角处450mm范围内 44 5砌体墙柱的允许自由高度 梁或梁垫下及其左右500mm范围内 其他设计不允许设置处 4洞口 管道 沟槽的设置按设计要求设置 宽度 300mm洞口上部设过梁 45 6预制梁板的搁置要求 搁置长度板 不小于100mm 梁 梁高 500mm 搁置长 180mm 梁高 500mm 搁置长 240mm 座浆厚度 10mm 强度无设计要求时按1 2 53 2 4质量要求验收规范规定 横平竖直 砂浆饱满 错缝搭接 接槎可靠 1横平竖直 检查内容轴线 墙面垂直度 平整度 标高 水平灰缝平整 洞口宽 外墙上下洞口偏移 46 检查方法轴线 经纬仪墙面垂直 经纬仪 吊线 托线板基础顶面 楼面标高 水准仪 尺 47 平整度 靠尺 塞尺 水平灰缝 拉10m线 尺 洞口宽度 尺 外墙上下洞口 偏移经纬仪 吊线 尺 48 49 合格标准 50 2砂浆饱满 砂浆饱满度对砌体质量的影响 1 厚度太小 传力不均 降低砌体抗压强度 2 厚度太大 砂浆层变形过大 降低砌体强度 要求 砂浆厚度8 12mm 一般为10mm 饱满度 水平 80 检查方法 百格网 每批至少5处 每处3块砖 51 3错缝搭接上下错缝 内外搭接 通缝 是指上下两皮砖搭接长度 25mm的情况 4接槎可靠为保证房屋的整体性和抗震能力 一般情况下转角处和交接处应同时砌筑 不能整体砌筑的可留槎 即斜槎或直槎 52 斜槎留槎首选 对砌体强度的影响小 留设要求 斜槎水平投影长 高度2 3 直槎留设要求 留凸槎 必须设拉结筋 拉结筋设置 每120mm墙厚设置1根 8拉结筋 53 拉结筋间距 500mm埋入长度 从留槎处算起 500mm外留长度 1000mm钢筋末端 90 弯钩 54 接槎要求表面清理 润湿 填实 构造柱与墙体接槎 1 构造柱设置位置 2 构造柱构造 马牙槎 从柱脚开始 先退后进 五退五进 每500mm设水平拉结筋 伸入墙内 1m 3 构造柱的浇筑 润湿 清理 坐浆 55 3 2 6其他砖砌体一 多孔烧结砖1规格190mm 190mm 90mm240mm 115mm 90mm2特点及适用块大 自重轻 保温隔热好 组砌效率高 可砌筑内外墙 承重墙 3组砌方式一顺一丁 梅花丁 4砌筑方法常用 三一 砌砖法 孔洞垂直于受压面 砂浆饱满度80 56 二 烧结空心砖1规格290mm 190mm 90mm240mm 180mm 115mm2特点及适用块大 自重轻 保温隔热好 组砌效率高 可砌筑内墙 围护墙 非承重 3组砌方式全顺 4砌筑方法刮浆法 砖一般侧立砌筑 孔成水平方向 转角 丁字交接处用实体砖 加工非整块砖用无齿锯 不能砍砖 不能留槎 每天砌高不超过1 8m 不能留脚手眼 57 58 3 3砌块砌体工程 陶粒混凝土砌块一 规格190mm 190mm 390mm190mm 190mm 290mm190mm 190mm 190mm190mm 190mm 90mm 常用砌块 混凝土空心砌块 加气混凝土砌块和粉煤灰实心砌块 59 二 施工准备砂浆制备一般不润砖 干燥炎热天气可润三 施工工艺1排块设计原因 砌块大 不能砍凿 必须整块砌筑设计 画出砌块排列图 标出梁 板 过梁 楼梯等构件的位置 60 2立皮数杆3挂线组砌铺灰法 长度不超过两块砌块 全顺组砌 错缝1 2砖 竖缝加浆 61 上层与底层的砌法 底层 砌普通烧结砖或多孔砖 高度不低于200mm 上层 填充墙顶 位于梁底或板底 用砖斜砌 且间隔不少于7d 62 4质量要求 原则 横平竖直 砂浆饱满 错缝搭接 接槎可靠 砂浆饱满度水平缝90 填充墙80 竖直缝80 留槎 斜槎 斜槎水平投影 长2 3高度 对齐孔 肋 壁 丁字形交接处每隔三皮设两根拉结筋 埋入 伸出墙 600mm 63 3 4石砌体工程一 砌筑原则内外搭接 上下错缝 设拉结石 丁砌石交错设置 拉结石 长条石块 增加墙的整体性 当墙厚 400mm时 拉结石同墙后 墙厚 400mm时 拉结石要内外搭接 上下层拉结石错开 同一皮每隔2m设一块 64 二 砌筑要求1石基础第一皮大面朝下 坐浆 2石墙每隔2m设泄水孔 每天砌高不超过1 2m 65 3 5砌体工程的质量及安全技术 一 砖砌体冬期施工1 砌体工程施工质量验收规范规范 GB50203 2002规定 当室外日平均气温连续5d稳定低于5 时 砌体工程应采取冬期施工措施 冬期施工期限以外 当日最低气温低于0 时 也应采取冬期施工措施 气温应根据当地气象资料确定 2 冬期施工时 砖在砌筑前应清除表面污物 冰雪等 普通砖 多孔砖和空心砖在气温 0 条件下砌筑时 应浇水湿润 在气温 0 条件下砌筑时 可不浇水 但必须增大砂浆稠度 抗震设防烈度为9度的建筑物 普通砖 多孔砖和空心砖无法浇水湿润时 如无特殊措施 不得砌筑 砌筑时 不得使用无水泥配制的砂浆 所用水泥宜采用普通硅酸盐水泥 石灰膏 粘土膏等不应受冻 砂不得有大于1cm的冻结块 为防止砂浆受冻 拌合前 水和砂可预先加热 但水温不得超过80 砂的温度不得超过40 每日砌筑后 应在砌体表面覆盖保温材料 3 砖石工程冬期施工常用方法有掺盐砂浆法和冻结法 66 1 掺盐砂浆法 1 掺盐砂浆法是在砂浆中掺入一定数量的氯化钠 单盐 或氯化钠加氯化钙 双盐 以降低冰点 使砂浆中的水分在低于0 一定范围内不冻结 2 这种方法施工简便 经济 可靠 是砖石工程冬期施工广泛采用的方法 掺盐砂浆的掺盐量应符合表规定 3 当设计无要求 且最低气温 15 时 砌筑承重砌体砂浆强度等级应按常温施工提高1级 2 冻结法 1 冻结法是采用不掺外加剂的水泥砂浆或水泥混合砂浆砌筑砌体 允许砂浆遭受冻结 砂浆解冻时 当气温回升至0 以上后 砂浆继续硬化 但此时的砂浆经过冻结 融化 再硬化以后 其强度及与砖石的粘结力都有不同程度的下降 且砌体在解冻时变形大 对于空斗墙 毛石墙 承受侧压力的砌体 在解冻期间可能受到振动或动力荷载的砌体 在解冻期间不允许发生沉降的砌体 如筒拱支座 不得采用冻结法 2 冻结法施工 当设计无要求且日最低气温 25 时 砌筑承重砌体砂浆强度等级应较常温施工提高1级 当日最低气温 25 时 应提高2级 砂浆强度等级不得小于M2 5 重要结构砂浆强度等级不得小于M5 3 为保证砌体在解冻时正常沉降 尚应符合下列规定 每日砌筑 67 高度及临时间断的高度差 均不很大于1 2m 门窗框的上部应留出不小于5mm的缝隙 砌体水平灰缝厚度不宜大于10mm 留置在砌体中的洞口和沟槽等 宜在解冻前填砌完毕 解冻前应清除结构的临时荷载 4 在冻结法施工的解冻期间 应经常对砌体进行观测和检查 如发现裂缝 不均匀下沉等情况 应立即采取加固措施 二 砌筑工程质量通病及安全技术1 砌筑工程常见的质量通病砌筑工程施工中常见的质量通病及主要原因如下 1 砂浆标号达不到设计要求 其主要原因是 配合比有误或计量不准 砂浆搅拌不均匀 塑化材料掺量过多等 2 砂浆和易性不好 保水性差 其主要原因有 水泥用量过少 砂子间摩擦力较大 砂子过细 砂浆中塑化材料 石灰膏 质量差 不能起到很好地改善砂浆和易性的作用 拌好的砂浆存放时间过久 3 灰缝砂浆不饱满 造成砖缝砂浆不饱满的主要原因 砂浆和易性差 干砖上墙 砖过多吸收砂浆中的水分 用推尺铺灰法砌筑 由于铺灰过长 砌筑跟不上 砂浆中的水分被砖吸收 4 墙体留置阴槎 接槎不严 拉结筋遗漏 68 5 清水墙面游丁走缝 出现的现象是清水墙面出现丁砖竖缝歪斜 宽窄不匀 丁不压中 造成清水墙面游丁走缝的主要原因是 砖的尺寸误差过大 灰缝厚度不一致 6 砌体内部的砌块与砂浆之间的粘结力不够 其主要原因有 砂浆标号不够 干砖上墙及砌块表面有粉尘 7 砖的标号达不到设计要求 8 墙体垂直度达不到规范要求 9 毛石基础 毛石挡墙 砖柱采用 包心砌法 10 墙上任意留置脚手眼 11 毛石挡墙泄水孔遗漏或堵塞 2 砌筑工程安全施工技术为了确保砌筑工程的施工安全 在施工中应注意以下问题 1 在操作之前必须检查操作环境是否符合安全要求 道路是否通畅 机具是否完好牢固 安全设施和防护用品是否齐全 2 砌基础时 应注意坑壁有无崩裂现象 堆放砖石材料应离坑边1m以上 3 严禁站在墙顶上画线 刮缝 清扫墙面及检查等 4 砍砖时应面向内打 以免碎砖落下伤人 69 5 在楼层 特别是预制板 上施工时 堆放机具 砖块等物品不得超过使用荷载 如超过使用荷载时 必须经过验算并采取有效加固措施后 方可进行堆放和施工 6 脚手架必须有足够的强度 刚度和稳定性 7 脚手架的操作面必须满铺脚手板 不得有探头板 8 脚手架堆料量不得超过规定荷载 堆砖高度不得超过3皮侧砖 同一块操作板上的操作人员不得超过2人 9 用于垂直运输的吊笼 绳索等 必须满足负荷要求 牢固无损 吊运时不得超载 并经常检查 发现问题及时处理 10 井架 龙门架不得载人 11 进入现场必须戴好安全帽 12 必须有完善的安全防护措施 按规定设置安全网 安全护栏 70 3 6砌筑用脚手架 脚手架是土木工程施工必备的重要设施 它是为保证高处作业安全 顺利进行施工而搭设的工作平台或作业通道 过去我国的脚手架主要利用竹 木材料 以后发展出现了钢管扣件式脚手架 各种钢制工具式脚手架 20世纪80年代以后 随着土木工程的发展 又开发出一系列新型脚手架 如升降式脚手架等 71 一 分类1 按其搭设位置分为外脚手架和里脚手架两大类 2 按其所用材料分为木脚手架 竹脚手架与金属脚手架 3 按其构造形式分为多立杆式 框式 桥式 吊式 挂式 升降式等 4 按其搭设位置分为外脚手架 里脚手架 1 外脚手架按搭设安装的方式有四种基本形式 即落地式脚手架 悬挑式脚手架 吊挂式脚手架及升降式脚手架 2 里脚手架如搭设高度不大时一般用小型工具式的脚手架 如搭设高度较大时可用移动式里脚手架或满堂搭设的脚手架 二 要求对脚手架的基本要求是 工作面满足工人操作 材料堆置和运输的需要 结构有足够的强度 稳定性 变形满足要求 装拆简便 便于周转使用 目前脚手架的发展趋势是采用高强度金属材料制作 具有多种功用的组合式脚手架 可以适用不同情况作业的要求 72 三 扣件式钢管脚手架1 扣件式钢管脚手架由立杆 大横杆 小横杆 斜撑 脚手板等组成 2 它可用于外脚手架 也可作内部的满堂脚手架 是目前常用的一种脚手架 3 扣件式钢管脚手架的特点是 通用性强 搭设高度大 装卸方便 坚固耐用 4 基本构造1 钢管杆件钢管杆件一般采用外径48mm 壁厚3 5mm的焊接钢管或无缝钢管 也有外径50 51mm 壁厚3 4mm的焊接钢管或其他钢管 用于立杆 大横杆 斜杆的钢管最大长度不宜超过6 5m 最大重量不宜超过250N 以便适合人工搬运 用于小横杆的钢管长度宜在1 5 2 5m 以适应脚手板的宽度 2 扣件扣件用可锻铸铁铸造或用钢板压制 其基本形式有三种 a 供两根成垂直相交钢管连接用的直角扣件b 供两根成任意角度相交钢管连接用的回转扣件c 供两根对接钢管连接用的对接扣件 73 在使用中 虽然回转扣件可连接任意角度的相交钢管 但对直角相交的钢管应用直角扣件连接 而不应用回转扣件连接 3 脚手板脚手板一般可用厚2mm的钢板压制而成 长度2 4m 宽度250mm 表面应有防滑措施 也可采用厚度不小于50mm的杉木板或松木板 长度3 6m 宽良200 250mm 或者采用竹脚手板 4 连墙件当扣件式钢管脚手架用于外脚手架时 必须设置连墙件 连墙件将立杆与主体结构连接在一起 可有效地防止脚手架的失稳与倾覆 常用的连接形式有刚性连接与柔性连接两种a 刚性连接一般通过连墙杆 扣件和墙体的预埋件连接 这种连接方式具有较大的刚度 其既能受拉 又能受压 在荷载作用下变形较小 b 柔性连接则通过钢丝或小直径的钢筋 便撑 木楔等与墙体上的预埋件连接 其刚度机小 只能用于高度24m以下的脚手架 5 底座底座一般采用厚8mm 边长150 200mm的钢板作底板 上焊150mm高的钢管 底座形式有内插式和外套式两种 74 四 门式脚手架1 门式脚手架是一种工厂生产 现场组拼的脚手架 是当今国际上应用最普遍的脚手架之一 2 它不仅可作为外脚手架 也可作为移动式里脚手架或满堂脚手架 3 门式脚手架因其几何尺寸标准化 结构合理 受力性能好