砌塊結構體系的加固方法

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。本文就砌塊結構及加固方法進行分析，同時進一指出砌塊有別于粘土磚的優點。大力推廣和發展混凝土砌塊這一新型節能建筑材料，有利于推動工業化住宅建筑的發展。

關鍵詞：砌塊結構；加固方法；優越性

砌塊屬于非燒結性的塊材。它是由膠凝材料、骨料按一定比例經機械成型、養護而成的塊材。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計所需的最廣泛的可能性和選擇。砌塊結構是在磚結構基礎上發展起來，由混凝土取代粘土，它既保留了傳統材料磚結構取材廣泛、施工方便、造價低廉的特點，又具有強度高延性好的鋼筋混凝土結構的特性，它是唯一融砌體和混凝土性能于一體的一種新型材料。

1 砌塊結構體系

根據配筋方式和受力情況，砌塊結構分為以下兩種：約束配筋砌塊結構和均勻配筋砌塊結構。

1.1 約束配筋砌塊結構

指僅在砌塊墻體的局部配置構造鋼筋，如墻體的轉角、丁字接頭、十字接頭和墻體較大洞口邊緣設置豎向鋼筋，并在這些部位設置一定的拉接網片。構造鋼筋顧名思義，僅為構造需要，無明確的配筋率要求，但規范規定這些部分的豎向鋼筋宜為φ12，構造鋼筋的主要作用是作為芯柱將建筑物的砌塊墻體變為約束砌體構件，達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構，我國建筑抗震設計規范和混凝土小型空心砌塊建筑技術規程規定，一般情況下，在6、7、8度分別允許層數為7、6、5層，當采取加強構造措施后，可在原允許層數增加一層，即允許層數為8、7、6層。統計表明，多層住宅房屋是居住建筑中數量最大的，約占80%~90%，而多層砌塊結構只需中等強度等級的材料：≤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機械生產，其造價和多層粘土磚房相比具有一定的綜合優勢。

1.2 均勻配筋砌塊結構

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構，它是利用配筋剪力墻承受結構的豎向和水平作用是結構的承重和抗側力構件。配筋砌體的注芯率一般大于50%。由于砌體的強度高，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構。

對于配筋砌體結構，由于荷載大和抗震要 求，其墻體材料要比多層砌塊結構需要較高的等級，即高強材料：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，并宜按等強的原則，選取砌體的組成材料。

配筋砌體需要的高強材料，特別是高強混凝土砌塊，則需要高質量高性能砌塊成型機械，據調查目前國產機的能力尚難生產高強砌塊，為此我國一些大中城市已引進或正在引進國外砌塊機械，這些成型機性能好，成型壓力大，生產的砌塊質量好，可滿足各種強度等級的要求。

2 砌體結構加固方法

砌體結構的加固分為直接加固和間接加固兩類，設計時，可根據實際條件和使用要求選擇適宜的方法。

2.1 適用于砌體結構的直接加固方法

2.1.1 鋼筋混凝土外加層加固法。

該法屬于復合截面加固法的一種。其優點是施工工藝簡單、適應性強，砌體加固后承載力有較大提高，并具有成熟的設計和施工經驗；適用于柱、帶壁墻的加固；其缺點是現場施工的濕作業時間長，對生產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。

該法屬于復合截面加固法的一種。其優點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穿墻箍筋的封閉。

2.1.3 增設扶壁柱加固法

該法屬于加大截面加固法的一種。其優點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，一般僅在非地震區應用。

2.2 適用于砌體結構的間接加固方法一般為

2.2.1 無粘結外包型鋼加固法

該法屬于傳統加固方法，其優點是施工簡便、現場工作量和濕作業少，受力較為可靠；適用于不允許增大原構件截面尺寸，卻又要求大幅度提高截面承載力的砌體柱的加固；其缺點為加固費用較高，并需要用類似鋼結構的防護措施。

2.2.2 預應力撐桿加固法

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力、高應變狀態的砌體結構的加固；其缺點是不能用于溫度在600℃以上的環境中。

3 砌體結構構造性加固與修補

3.1 增設圈梁加固

當圈梁設置不符合現行設計規范要求，或縱橫墻交接處咬搓有明顯缺陷，或房屋的整體性較差時，應增設圈梁進行加固；當大梁下磚砌體被局部壓碎或大梁下墻體出現局部豎直裂縫時，應增設梁墊進行加固

3.2 砌體局部拆砌

當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，并按提高砂漿強度一級用整磚填砌。

3.3 砌體裂縫修補

在進行裂縫修補前，應根據砌體構件的受力狀態和裂縫的特征等因素，確定造成砌體裂縫的原因，以便有針對性地進行裂縫修補或采用相應的加固措施。

4 砌塊結構的優越性

4.1 生產不用土，能耗低。

和粘土磚相比，砌塊建筑的最大優勢在于其生產不毀壞耕地和能耗較低，符合國家技術發展政策。這是砌塊結構得以發展的根本前提。

4.2 自重輕、有利于地基處理和抗震

混凝土砌塊標準塊尺寸為390×190×190，空心率46%，重18kg相當9.6塊標準磚，砌塊墻體自重比240和370粘土磚墻分別減輕30%和50%，不僅減輕了基礎的負載，易于地基處理，減少了施工中的材料運輸量，也增大了結構的地震可靠度。

4.3 節省砂漿

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、適應性強的特點，無論在嚴寒或溫暖地區，地震區或非地震區，都能適應低層、多層、甚至高層建筑的質量要求。研究、開發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，可獲得節地、節能、節材的經濟、社會效益，有利于推動工業化住宅建筑的發展。