砌体结构质量控制研究

王 刚

(攀枝花学院交通与汽车工程学院，四川攀枝花 617000)

砌体结构是由砌块和砂浆砌筑而成的墙、柱作为建筑物主要受力构件的结构，具有布置形式灵活、造价较低、施工工艺较为简单等优点，成为应用广泛的一种传统结构形式，当代砌体结构正从单一的砖石砌体结构向新型砌块结构发展。在新技术新工艺的推动下，砌体结构将会有更加广阔的应用前景，加强对砌体结构质量控制的研究非常必要。

1 存在问题

尽管砌体结构应用广泛，但其存在的质量问题也十分严重。2008年5月12日四川省汶川县发生里氏8.0级特大地震，7月广东省建设厅组织的房屋鉴定专家救援队对汶川县城未完全倒塌的1 141栋房屋进行调查。调查结果显示，所调查的砖木结构及民房185栋，严重破坏及倒塌的107栋，占57.9%，砌体结构房屋714栋，严重破坏及倒塌的303栋，占42.4%，而框架结构96栋，严重破坏及倒塌的6栋，占6.3%(数据对比柱状图见图1)。就该调查数据而言，砌体结构存在的质量问题十分严重。

图1 严重破坏及倒塌房屋占该结构类型百分比

2 砌体的设计质量

由图1可以得出结论:砌体结构的抗震效果不如框架。是否在设计阶段选择结构类型时应该优先考虑框架结构，尽量避免或是放弃砌体结构，根据中国建筑科学研究院王亚勇研究员、中国工程院院士黄卫等人编写的《汶川地震建筑震害启示录》，结果并非如此。图2为平武县南坝镇单跨框架医院与砌体结构住宅震害对比图。这两个建筑位于同一地点、同样的地质条件，震害却截然不同。该地区按7度设防，实际地震影响烈度为9度，已经达到大震的标准。图2左侧为4层钢筋混凝土框架结构医院，该医院带悬挑走廊，竖向向后退台，为不规则框架结构。由图2可以看出该框架结构已经严重破坏，接近倒塌。而右侧为砌体结构商住楼，由于严格按照规范，设置了良好的构造柱和圈梁，结构保持完好，几乎见不到砖墙裂缝。

由此可知，只要严格执行抗震规范，砌体结构仍然能实现“小震不坏、中震可修、大震不倒”的抗震目标。按照1974，1989，2001三个版本的抗震设计规范实施年份进行划分，广东省房屋鉴定专家救援队对其调查的房屋数据进行分析，各时期严重破坏及倒塌房屋占该时期房屋总数百分比见图3。我们不难发现不同时期建造的房屋震害明显不同，1974年以前建的房屋震害最严重，随着抗震设防标准的不断完善，震害逐渐减小。这也进一步用统计数据印证了建筑的抗震能力主要取决于其执行的抗震标准。因此要想保证砌体结构的抗震要求，首先是严格按照抗震规范进行设计，其次严格保证施工质量。

图2 震害对比图

图3 房屋数据分析图

3 砌体的施工质量

设计阶段是砌体工程质量目标的定义阶段，而施工阶段就是砌体工程质量目标得以实现的阶段了，再优秀的设计没有良好的施工管理，就如同空中楼阁一般不切实际。在施工阶段，影响砌体质量的主要因素有三个:砌筑砂浆、砌块强度、砌筑质量。理论上讲砌体的强度小于砌筑砂浆的强度及砌块的强度。

3.1 砌筑砂浆的影响

砌体是用砂浆把单个砌块按一定规则砌成的一个组合体，砂浆的强度直接影响到砌体的强度，随着砌筑砂浆强度的降低砌体抗压强度也随之下降，见图4(该数据的砌体为MU10烧结普通砖与不同强度砂浆组合的28 d龄期砌体)。砌筑砂浆强度首先取决于施工配合比，其次还与其原材料的质量管理密切相关。

3.1.1 水泥的质量问题

GB 50203-2002砌体工程施工质量验收规范工程强制性条文规定:“水泥进厂使用前，应分批对其强度、安定性进行复验。检验批应以同一生产厂家、同一批号为一批。当在使用中对水泥质量有怀疑或水泥出厂超过三个月(快硬硅酸盐水泥超过一个月)时，应复查试验，并按其结果使用。不同品种的水泥不得混合使用。”混合使用不同品牌的水泥会因为生产成分不同而影响砂浆的质量。另外不宜用高强度的水泥配置纯水泥砂浆，一般而言水泥的强度等级应根据设计要求进行选择，配制水泥砂浆所采用的水泥不宜大于32.5级，配制水泥混合砂浆所采用的水泥不宜大于42.5 级。

3.1.2 砂子的质量问题

1)砂子的粒径过细，为了保证和易性，需要用增加水泥用量来包裹砂子的表面，因此一般砌体宜用中砂，毛石砌体宜用粗砂。2)砌体灰缝在8 mm～12 mm范围内，因此砂中不宜有过大的颗粒。3)草根、树叶等有机物腐烂后会在砌筑砂浆中留下空洞，降低砂浆的强度。4)含泥的砂子也会降低砂浆的强度，通常强度不小于M5的水泥混合砂浆，其含泥量不应超过5%，强度小于M5的水泥混合砂浆，含泥量不应超过10%。为去除以上的草根、过大颗粒、泥团等，砌筑砂浆在拌合前应先过筛。

3.1.3 石灰的质量问题

掺入石灰膏作为塑化剂，可以改善砂浆的和易性及保水性，但使用中应注意以下几点:生石灰熟化成石灰膏时，应用孔径不大于3 mm×3 mm的网过滤，熟化时间不得少于7 d;磨细生石灰粉的熟化时间不得小于2 d;沉淀池中贮存的石灰膏，应采取防止干燥、冻结和污染的措施;配制水泥石灰砂浆时，不得使用脱水硬化的石灰膏。

3.1.4 水的质量问题

被污染的水源含有有害物质如糖、盐、油等，会影响水泥的硬化，并可能对拉结筋造成腐蚀，因此水质应符合现行行业标准JGJ 63-2006混凝土用水标准的规定。

3.1.5 外加剂的使用

外加剂(如例有机塑化剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等等)的使用能有效的改善砂浆的性能，但应经检验和试配符合要求后，方可使用。GB 50203-2002砌体工程施工质量验收规范规定:凡在砂浆中掺入有机塑化剂、早强剂、缓凝剂、防冻剂等应经检验和试配符合要求后方可使用。有机塑化剂应有砌体强度和型式检验报告。

3.2 砌块的影响

砌块对砌体强度的影响首先是砌块自身的强度。当砌块本身的抗压、抗弯强度低时，整个砌体工程的承载力必然降低，见图5(该数据的砌体为不同强度烧结普通砖与M5砂浆组合的28 d龄期砌体)。

其次是砌块的外观也对砌体的强度有着重要影响。不整齐的砌块，灰缝厚度不均匀，受压时力不能均匀传递，出现应力集中的地方会首先被破坏，影响砌体整体的抗压抗弯强度。

另外，用砖砌筑时，砖本身的湿润程度对砌体的整体强度也有显著的影响，用干砖砌筑时，干砖会吸收掉砂浆表面的水分，使砖与砂浆的粘结力降低。有实验证明用干砖砌的墙其强度只能接近饱和时的50%～60%。正确的方法是砖应提前1 d～2 d浇水湿润，烧结普通砖的含水宜为10%～15%，现场简单的检验方法是将砖横向切断，四周的吸水程度达到1.5 cm为理想。小型混凝土砌块因吸水率仅为粘土砖的12%～41%，故施工前不必浇水。

图5 砌体抗压强度设计值与砌块强度的关系

3.3 砌筑质量的影响

3.3.1 砌筑工人的素质

砌筑工人的素质对其所砌筑的砌体有着重要的影响。好的技术工人砌筑的砌体横平竖直、灰缝饱满、整体美观、砂浆与砌体粘结良好。有实验比较，在施工条件完全相同的情况下，以高级技工砌筑砌体的强度为100%，各级别技工砌筑砌体的强度对比见图6。

图6 各级别技工砌筑砌体强度对比

3.3.2 砌筑方式

宜采用“三一”砌筑法，即一铲灰、一块砖、一揉压，这种方法用砖面揉压砂浆，使砂浆与砖粘结牢固。当采用铺浆法砌筑时，铺浆长度不得超过750 mm，施工期间气温超过30℃时，铺浆长度不宜超过500 mm。如果铺灰过长，砌筑速度跟不上，砂浆的水分就会被底砖吸收，使新砌上的砖层不能与砂浆有效粘结。而且由于水泥砂浆和易性较差，挤浆费劲，操作者若用大铲式瓦刀铺刮砂浆后，底灰易产生空穴，使砂浆与砖粘结不饱满。

水泥砂浆的饱满程度对砌体强度的影响很大，规范规定水平灰缝的饱满度要达到80%。若水平灰缝不饱满，则砌块在受压同时还要受弯，使砌体整体抗压性能下降。若竖直灰缝不饱满，则会使砌体抗剪强度下降40%～50%，而且会产生空隙，使防雨隔声性能下降。

砌筑时还需拉皮数杆对灰缝的水平度进行控制，不然砌体不水平竖直，必然使砌体局部受剪受弯，从而降低整体抗压抗弯强度。

3.3.3 接槎的质量问题

GB 50203-2002砌体工程施工质量验收规范规定“砖砌体的转角处和交接处应同时砌筑，严禁无可靠措施的内外墙分砌施工。对不能同时砌筑又必须留置的临时间断处应砌成钭槎，钭槎水平投影长度不应小于高度的2/3”。规范之所以这么规定是因为多次震害表明，砌体墙体破坏多发生在纵横之间(见图7)，先是拉裂然后外倾，最终倒塌。有实验表明，采用直槎加拉结筋时，其连接强度只比不加拉结筋的直槎提高30%，尚低于钭槎方案10%，对纵横墙连接整体起主导作用的仍是砖与砂浆之间的粘结力。

图7 纵横墙交接处震害

4 结语

以上几个方面是笔者从事教学及工程实践中总结出来的一些经验之谈。笔者认为，严格的执行设计规范和施工规范，做好相应的质量管理，砌体结构在保证其经济性与适用性等传统优势的同时，其结构安全性是可以得到良好保证的。

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