砌塊結(jié)構(gòu)體系的加固方法

馮忠良　吳振明

摘 要：隨著建筑材料改革，混凝土砌塊已成為一種最具有競爭力的新型建筑材料之一。本文就砌塊結(jié)構(gòu)及加固方法進(jìn)行分析，同時進(jìn)一指出砌塊有別于粘土磚的優(yōu)點(diǎn)。大力推廣和發(fā)展混凝土砌塊這一新型節(jié)能建筑材料，有利于推動工業(yè)化住宅建筑的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：砌塊結(jié)構(gòu)；加固方法；優(yōu)越性

砌塊屬于非燒結(jié)性的塊材。它是由膠凝材料、骨料按一定比例經(jīng)機(jī)械成型、養(yǎng)護(hù)而成的塊材。在材料組成上有以砂石作骨料的混凝土承重空心砌塊；以浮石、火山渣、天然煤矸石為骨料的輕骨料混土砌塊、保溫砌塊、裝飾砌塊、鋪路混凝土砌塊等。它為建筑師提供了建筑設(shè)計所需的最廣泛的可能性和選擇。砌塊結(jié)構(gòu)是在磚結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上發(fā)展起來，由混凝土取代粘土，它既保留了傳統(tǒng)材料磚結(jié)構(gòu)取材廣泛、施工方便、造價低廉的特點(diǎn)，又具有強(qiáng)度高延性好的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的特性，它是唯一融砌體和混凝土性能于一體的一種新型材料。

1 砌塊結(jié)構(gòu)體系

根據(jù)配筋方式和受力情況，砌塊結(jié)構(gòu)分為以下兩種：約束配筋砌塊結(jié)構(gòu)和均勻配筋砌塊結(jié)構(gòu)。

1.1 約束配筋砌塊結(jié)構(gòu)

指僅在砌塊墻體的局部配置構(gòu)造鋼筋，如墻體的轉(zhuǎn)角、丁字接頭、十字接頭和墻體較大洞口邊緣設(shè)置豎向鋼筋，并在這些部位設(shè)置一定的拉接網(wǎng)片。構(gòu)造鋼筋顧名思義，僅為構(gòu)造需要，無明確的配筋率要求，但規(guī)范規(guī)定這些部分的豎向鋼筋宜為φ12，構(gòu)造鋼筋的主要作用是作為芯柱將建筑物的砌塊墻體變?yōu)榧s束砌體構(gòu)件，達(dá)到在水平地震作用下有足夠的延性和變形能力，在大震作用下裂而不倒。約束砌體僅用于多層砌塊結(jié)構(gòu)，我國建筑抗震設(shè)計規(guī)范和混凝土小型空心砌塊建筑技術(shù)規(guī)程規(guī)定，一般情況下，在6、7、8度分別允許層數(shù)為7、6、5層，當(dāng)采取加強(qiáng)構(gòu)造措施后，可在原允許層數(shù)增加一層，即允許層數(shù)為8、7、6層。統(tǒng)計表明，多層住宅房屋是居住建筑中數(shù)量最大的，約占80%~90%，而多層砌塊結(jié)構(gòu)只需中等強(qiáng)度等級的材料：≤MU10 190厚砌塊，≤M10砂漿和C20注芯混凝土，墻體的平均注芯率≤25%。這類砌塊完全可采用國產(chǎn)機(jī)械生產(chǎn)，其造價和多層粘土磚房相比具有一定的綜合優(yōu)勢。

1.2 均勻配筋砌塊結(jié)構(gòu)

即通常說的配筋砌塊，這種奇妙體和鋼筋混土剪力墻一樣，對水平和豎向配筋骨有最小含鋼率要求，而且在受力模式上也類同于混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)，它是利用配筋剪力墻承受結(jié)構(gòu)的豎向和水平作用是結(jié)構(gòu)的承重和抗側(cè)力構(gòu)件。配筋砌體的注芯率一般大于50%。由于砌體的強(qiáng)度高，延性好，和鋼筋混凝土剪力墻性能十分類似，可用于大開間和高層建筑結(jié)構(gòu)。

對于配筋砌體結(jié)構(gòu)，由于荷載大和抗震要 求，其墻體材料要比多層砌塊結(jié)構(gòu)需要較高的等級，即高強(qiáng)材料：MU10~MU20或更高，190~290厚的混凝土砌塊，M10~25砂漿，和C20~35注芯混凝土，并宜按等強(qiáng)的原則，選取砌體的組成材料。

配筋砌體需要的高強(qiáng)材料，特別是高強(qiáng)混凝土砌塊，則需要高質(zhì)量高性能砌塊成型機(jī)械，據(jù)調(diào)查目前國產(chǎn)機(jī)的能力尚難生產(chǎn)高強(qiáng)砌塊，為此我國一些大中城市已引進(jìn)或正在引進(jìn)國外砌塊機(jī)械，這些成型機(jī)性能好，成型壓力大，生產(chǎn)的砌塊質(zhì)量好，可滿足各種強(qiáng)度等級的要求。

2 砌體結(jié)構(gòu)加固方法

砌體結(jié)構(gòu)的加固分為直接加固和間接加固兩類，設(shè)計時，可根據(jù)實(shí)際條件和使用要求選擇適宜的方法。

2.1 適用于砌體結(jié)構(gòu)的直接加固方法

2.1.1 鋼筋混凝土外加層加固法。

該法屬于復(fù)合截面加固法的一種。其優(yōu)點(diǎn)是施工工藝簡單、適應(yīng)性強(qiáng)，砌體加固后承載力有較大提高，并具有成熟的設(shè)計和施工經(jīng)驗；適用于柱、帶壁墻的加固；其缺點(diǎn)是現(xiàn)場施工的濕作業(yè)時間長，對生產(chǎn)和生活有一定的影響，且加固后的建筑物凈空有一定的減小。

2.1.2 鋼筋水泥砂漿外加層加固法。

該法屬于復(fù)合截面加固法的一種。其優(yōu)點(diǎn)與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但提高承載力不如前者；適用于砌體墻的加固，有時也用于鋼筋混凝土外加層加固帶壁柱墻時兩側(cè)穿墻箍筋的封閉。

2.1.3 增設(shè)扶壁柱加固法

該法屬于加大截面加固法的一種。其優(yōu)點(diǎn)亦與鋼筋混凝土外加層加固法相近，但承載力提高有限，且較難滿足抗震要求，一般僅在非地震區(qū)應(yīng)用。

2.2 適用于砌體結(jié)構(gòu)的間接加固方法一般為

2.2.1 無粘結(jié)外包型鋼加固法

該法屬于傳統(tǒng)加固方法，其優(yōu)點(diǎn)是施工簡便、現(xiàn)場工作量和濕作業(yè)少，受力較為可靠；適用于不允許增大原構(gòu)件截面尺寸，卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固；其缺點(diǎn)為加固費(fèi)用較高，并需要用類似鋼結(jié)構(gòu)的防護(hù)措施。

2.2.2 預(yù)應(yīng)力撐桿加固法

該法能較大幅度地提高砌體柱的承載能力，且加固效果可靠；適用于加固處理高應(yīng)力、高應(yīng)變狀態(tài)的砌體結(jié)構(gòu)的加固；其缺點(diǎn)是不能用于溫度在600℃以上的環(huán)境中。

3 砌體結(jié)構(gòu)構(gòu)造性加固與修補(bǔ)

3.1 增設(shè)圈梁加固

當(dāng)圈梁設(shè)置不符合現(xiàn)行設(shè)計規(guī)范要求，或縱橫墻交接處咬搓有明顯缺陷，或房屋的整體性較差時，應(yīng)增設(shè)圈梁進(jìn)行加固；當(dāng)大梁下磚砌體被局部壓碎或大梁下墻體出現(xiàn)局部豎直裂縫時，應(yīng)增設(shè)梁墊進(jìn)行加固

3.2 砌體局部拆砌

當(dāng)房屋局部破裂但在查清其破裂原因后尚未影響承重及安全時，可將破裂墻體局部拆除，并按提高砂漿強(qiáng)度一級用整磚填砌。

3.3 砌體裂縫修補(bǔ)

在進(jìn)行裂縫修補(bǔ)前，應(yīng)根據(jù)砌體構(gòu)件的受力狀態(tài)和裂縫的特征等因素，確定造成砌體裂縫的原因，以便有針對性地進(jìn)行裂縫修補(bǔ)或采用相應(yīng)的加固措施。

4 砌塊結(jié)構(gòu)的優(yōu)越性

4.1 生產(chǎn)不用土，能耗低。

和粘土磚相比，砌塊建筑的最大優(yōu)勢在于其生產(chǎn)不毀壞耕地和能耗較低，符合國家技術(shù)發(fā)展政策。這是砌塊結(jié)構(gòu)得以發(fā)展的根本前提。

4.2 自重輕、有利于地基處理和抗震

混凝土砌塊標(biāo)準(zhǔn)塊尺寸為390×190×190，空心率46%，重18kg相當(dāng)9.6塊標(biāo)準(zhǔn)磚，砌塊墻體自重比240和370粘土磚墻分別減輕30%和50%，不僅減輕了基礎(chǔ)的負(fù)載，易于地基處理，減少了施工中的材料運(yùn)輸量，也增大了結(jié)構(gòu)的地震可靠度。

4.3 節(jié)省砂漿

小型砌塊的砌筑工作量小，砂漿用量也少。每平方米190厚小型砌塊墻的砂漿用量，僅為粘土磚的20%~30%，即可節(jié)省砌筑砂漿70%以上。另外由于小型砌塊外型比粘土磚做得更規(guī)整，外型尺寸誤差更小，墻面抹灰可減薄或作成清水墻，簡化了抹面工序，使墻面抹灰厚度也較粘磚墻減少25%以上，也使墻的重量有所減輕。

混凝土小型空心砌塊具有使用靈活、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，無論在嚴(yán)寒或溫暖地區(qū)，地震區(qū)或非地震區(qū)，都能適應(yīng)低層、多層、甚至高層建筑的質(zhì)量要求。研究、開發(fā)和推廣混凝土小型空心砌塊是墻體材料改革的主要途徑之一，可獲得節(jié)地、節(jié)能、節(jié)材的經(jīng)濟(jì)、社會效益，有利于推動工業(yè)化住宅建筑的發(fā)展。