砌体结构工程课件

建筑工程事故分析处理之砌体工程建筑工程事故分析处理李博制作一、砌体结构概念二、受力状态及破坏形态三、砌体工程质量控制要点四、引起砌体结构工程缺陷的因素、防治措施及主要表现对应案列分析砌体结构(masonrystructure)是由块材和砂浆砌筑而成的墙,柱作为建筑物主要受力构件的结构。它包括砖结构、石结构和其它材料的砌块结构。砌体结构分为无筋砌体结构和配筋砌体结构。砌体结构一、砌体结构工程的特点

1、砌体材料砌体块材和砂浆粘结叠合而成的复合材料，具有强度低、品种多的特征。2、砌体构件砌体构件适宜于做成墙、柱、过梁、拱等受压构件。地震时承受水平地震剪力。砌体构件主要处于受压、受剪状态。砌体强度低，构件的截面面积大；受压构件，其高厚比十分重要。墙、柱允许高厚比值注：1毛石墙、柱允许高厚比应按表中数值降低20%；

2组合砖砌体构件的允许高厚比，可按表中数值提高20%，但不得大于28；

3验算施工阶段砂浆尚未硬化的新砌砌体高厚比时，允许高厚比对墙取14，对柱取11。3、砌体结构：除承重外，兼分隔、隔音、隔热、装饰等使用和美化功能。为了保证空间工作的有效性，在砌体结构中设置圈梁和构造柱。4、砌体砌筑：由瓦工手工进行，其质量受瓦工技术水平、熟练程度、气候、环境因素的影响较大。总之，砌体结构的特点是：材料的复合性和低强度。结构的空间性和多功能。构件的受压性和大截面。砌筑的手工性和现场制作。（2）砌块砌体：混凝土砌块（以碎石或卵石为粗骨料），轻骨料混凝土砌块（以火山灰，煤渣，陶粒，自然煤矸石为粗骨料）；烧结空心砌块（用于非承重部位）；轻质加气砼砌块（用于非承重部位）其中各类砌块又分为小型、中型砌块；单排孔、多排孔，双排孔砌块；无筋、配筋砌块砌体；陶粒砌砼块、粉煤灰砼砌块、矿渣砌块、灰砂砼砌块；蒸养与免蒸养砌块。（3）配筋砌体

目前，我国采用的配筋砌体有：1)网状配筋砖砌体在砌体水平灰缝中配置双向钢筋网，可加强轴心受压或偏心受压墙(或柱)的承载能力(图11-3a)。2)纵向配筋砖砌体在砌体的竖向灰缝中配置纵向钢筋(图1l—3b)，施工麻烦。3)组合砌体由砌体和钢筋混凝土组成，钢筋混凝土薄柱也可用钢筋砂浆面层代替(图11-3c)。主要用于偏心受压墙、柱。此外，在砌体结构拐角处或内外墙交接处放置的钢筋混凝土构造柱，也是一种组合砌体，但其作用只是对墙体变形起约束作用，提高房屋抗震能力。（4）石砌体

由石材和砂浆或由石材和混凝土砌筑而成(见图11-4)。石砌体可用作一般民用建筑的承重墙、柱和基础。2、砌体材料的强度等级

块材和砂浆的强度等级，依据其抗压强度来划分。它是确定砌体在各种受力情况下强度的基本数据。（1）烧结普通砖、烧结多孔砖的强度等级：分为5级，以MU表示，单位为MPa，即MU30、MU25、MU20、MUl5、MU10。砖的抗压强度应根据抗压强度和抗折强度综合评定。（2）蒸压灰砂砖、蒸压粉煤灰砖的强度等级：分为4级，即MU25、MU20、MUl5、MU10。（3）砌块的强度等级：分为5级，即MU20、MUl5、MUI0、MU7.5、MU5。（4）石材的强度等级：由边长为70mm的立方体试块的抗压强度来表示，可分为7级，即MUl00、MU80、MU60、MU50、MU40、MU30、MU20。此时，以破坏时的压力除以砌体横截面面积所得应力即称为砌体的极限强度。

（2）砌体受压时的应力状态

1)砌体中的块材受有弯剪应力在砌体中，由于灰缝厚度不一，砂浆饱满度不均匀及块体表面不平整，使砌体受压时块体并非均匀受压，而是处于弯剪应力状态(图11-6)。

受剪在水平地震力作用下，在水平方向受剪；或者地基发生过大不均匀沉降的情况下，在竖向受剪。

与此同时，墙体内部在剪力和竖向压力共同作用下，发生斜向的主拉应力和主压应力。墙体的主拉应力超过砖砌体的抗拉强度，墙体将发生斜向裂缝（也常见到斜向齿形裂缝）砖块和砂浆间的粘结强度低以及砖砌体抗拉强度低的缘故而砖块的抗拉强度也取决于砖块和砂浆间的粘结强度4、砂浆的性能砌筑砂浆的性能指标包括砂浆的配合比、稠度、砂浆的保水性、砂浆的分层度和砂浆的强度等级。

砂浆配合比—指根据砂浆强度等级及其他性能要求而确定砂浆的各组成材料之间的比例。以重量比或体积比表示。M7.542.5水泥0.232石灰0.042中砂1.015水0.400砂浆稠度—指在自重或施加外力下，新拌制砂浆的流动性能。以标准的圆锥体自由落入砂浆中的沉入深度表示。砂浆的稠度（流动性）与砂浆的加水量、水泥用量、石灰膏用量、砂子的颗粒大小和形状、砂子的孔隙率以及砂浆的搅拌时间等有关。对于砂浆稠度，宜控制在6-8CM，但需要根据施工时大气温度和湿度进行调整。流动性好的砂浆，施工时易在粗糙不平的砖表面抹成均匀密实的薄层，既便于施工操作，提高劳动生产率，又能保证施工质量。砂浆保水性——指在存放、运输和使用过程中，新拌制砂浆保持各层砂浆中水分均匀一致的能力，以砂浆分层度来衡量。如果使用保水性不好的砂浆，在施工过程中就很容易泌水、分层、离析或是由于水分流失而使流动性变坏不宜铺成均匀的砂浆层。同时在砌筑进水分容易被砖迅速吸收，影响水泥的正常硬化，降低砌体的质量。

砂浆分层度——指新拌制砂浆的稠度与同批砂浆静态存放达规定时间后所测得下层砂浆稠度的差值。砂浆的强度等级——指用标准试件（70.7×70.7×70.7mm的立方体）一组3块，用标准方法养护28天，用标准方法测定其抗压强度的平均值（MPa）。砌筑砂浆按抗压强度划分为M15、M10、M7.5、M5.0、M2.5等五个强度等级（新规范中取消了M20）。砂浆的强度除受砂浆本身的组成材料及配比影响外，还与砌筑基层的吸水性能有关砌体工程质量控制要点一、砌筑砂浆质量控制砌筑墙体的砂浆有水泥砂浆、石灰砂浆、粘土砂浆。大多数情况下采用在水泥砂浆中参入一定量的石灰膏制成的水泥混合砂浆。石灰膏的作用：和易性、粘结性、各种强度指标1、原材料：主要有水泥、砂、石灰膏、拌和用水和外加剂（1）水泥：水泥进入施工现场应有出厂质量保证书，且品种和标号应符合设计要求。对进场的水泥质量应按同一生产厂家、同一编号为一批进行复试。并经试验鉴定合格后方可使用。（2）石灰膏：石灰膏的“陈伏”时间要在两个星期以上，主要是使细微的颗粒充分熟化，避免制成砂浆砌入砌体后，因小颗粒熟化引起体积膨胀，从而使砌体受到损伤。另外，施工现场的石灰膏，应防止干燥、冻结和污染。（3）砂：砂子是砂浆中的骨料，砂子中含泥量过大，不但会增加砌筑砂浆的水泥用量，还可能使砂浆的收缩值增大，耐久性降低，影响砌体质量。≥M5时，含泥量不应超过5%。＜M5时，含泥量不应超过10%。（4）拌和用水：拌和砂浆应采用不含有害物质的洁净水(自来水)。因为含有害物质的水拌制砂浆，将会影响水泥的正常凝结，并可能对钢筋产生锈蚀作用。

（5）外加剂：外加剂在砌筑砂浆中起改善砂浆性能的作用，一般有塑化剂、抗冻剂、早强剂、防水剂等。我们在检查中发现，有些施工人员为了增加水泥砂浆的和易性，便于施工操作，不经过检验和试配，随意使用微沫剂，加上养护工作不到位，出现了砂浆强度不足质量问题。2、配合比：配合比是指砂浆中各种原材料的组合比例，应通过试配确定，这是施工中砂浆达到设计强度等级和减少砂浆强度离散性大的重要保证。配合比确定之后，应用指示牌将各种材料的用量和配合比公布在砂浆搅拌机旁，具体使用时按规定的配合比严格计量，各组分材料采用重量计量，每种材料均经过磅秤称量才能进入搅拌机。

3、搅拌时间：砂浆必须经过充分的搅拌，才能使水泥、石灰膏、砂子等成为一个均匀的混合体，砂浆也才能充分发挥各组分的协调作用，起到一个匀质体的效果。如果搅拌不匀，有的地方多有的地方少，则会明显影响砂浆的强度。所以，砌筑砂浆应采用机械搅拌，自投料完算起，搅拌时间：水泥砂浆和水泥混合砂浆不得少于2min；水泥粉煤灰砂浆和掺用外加剂的砂浆不得少于3min；掺用有机塑化剂的砂浆，应为3-5min。并且砂浆应随拌随用，水泥砂浆和水泥混合砂浆应分别在3h和4h内使用完毕；当施工期间最高气温超边30℃时，应分别在拌成后2h和3h内使用完毕。4、养护：砂浆砌到墙体内以后要经过一段时间的养护才能获得强度。在养护期间要有一定的温度和湿度才能使砂浆的强度正常增长。干燥和高温容易使砂浆脱水，特别是水泥砂浆，如果脱水，水泥就不能充分水化。

5、试块的制作：砌筑砂浆的强度符合设计要求，是以龄期为28d的标养试块抗压试验结果为准的。（1）试件：采用立方体试件，每组试件3个。（2）试模：由原来的70.7×70.7×70.7mm的无底试模改变为70.7×70.7×70.7mm的有底试模，试模的不平整度和不垂直度要求不变。（3）试验机精度：由原来的不大于±2%变更为1%。（4）成型方法：由原来的人工振捣成型变更为砂浆稠度≥50mm时采用人工振动成型、<50mm时采用机械振动成型。配图3.53.6P104温度和易性沉入度（5）养护条件：由原来的水泥砂浆和微沫砂浆养护条件为温度20±3℃、相对湿度90%以上，水泥混合砂浆养护条件为温度20±3℃、相对湿度60-80%变更为20±2℃、相对湿度90%以上。（6）抗压强度评定方法：老标准取六个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗压强度值；新标准取三个试件测值的算术平均值的1.3倍作为该组试件的抗压强度值，当三个试件的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的15%时，取中间值，当最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的15%时，则该组试件的试验结果无效。

二、砌块的质量控制1、耐久性（1）抗冻性：是指砖抵抗反复冻融作用的能力。蒸压灰砂砖如果按规定生产达到产品标准要求时，能够经受抗冻性试验，蒸压灰砂砖的抗冻性与其自身强度有关，强度高者抗冻性好。（2）耐水性：包括干湿循环作用后和长期浸泡水中时其强度的变化，经干湿循环作用或长期在水中蒸压灰砂砖的抗压强度均有所增长。（3）吸水性：与烧结普通砖相比，其吸水速度与烧结普通砖相近。

（4）自然条件下强度变化：蒸压灰砂砖是在高温、蒸压下进行反应形成的。水化反应比较充分，因此具有稳定的强度和性能。在大气中出釜，前期强度有较多增长，以后不再提高，保持稳定。在潮湿环境和水中长期浸泡，强度亦会增强。（5）耐高温性：蒸压灰砂砖不能长期受热200℃以上，200℃以下，强度基本没有影响。（6）耐化学腐蚀性：MU15以上的灰砂砖在酸碱溶液中浸泡强度变化不大。根据分析，蒸压灰砂砖虽然可用于工业与民用建筑的墙体和基础，但用于基础及其他建筑部位时，其强度必须为MU15和MU15以上。不得用于长期受热200℃以上，受急热急冷和有酸性介质侵蚀的建筑部位。蒸压灰砂砖在地面以下或防潮层以下砌筑，所用材料的最低强度等级与普通烧结砖相同。

三、砌筑质量的控制1、砌筑砂浆。±0.000以上承重墙体应采用不小于M7.5的混合砂浆砌筑，框架填充墙墙体采用M5及以上混合砂浆砌筑。混合砂浆中应采用石灰膏，可使墙体后期强度增加。不应采用“石灰王”等一类添加剂，因其主要成分是微膨胀剂，会造成砂浆后期强度越来越低，甚至产生砂浆强度变成无强度的现象；也不宜采用袋装石灰粉，如必须采用袋装石灰粉时，其熟化时间应大于3天。±0.000以下的砖基础应采用M10及以上的水泥砂浆和蒸压灰砂实心砖(其强度应≥MU15)进行砌筑。2、灰缝厚度。砌体的水平灰缝厚度和垂直灰缝宽度应控制在10㎜，允许偏差±2㎜，砌筑要求横平、竖直。特别要注意在砌体与柱子的结合处砌筑时，灰缝不能过厚，并且砌筑时要顶紧。3、灰缝饱满。砌体灰缝必须饱满，根据《砌体工程施工质量验收规范》第5.2.2条规定:砌体水平灰缝的砂浆饱满度，应按净面积计算不得低于80%；竖缝凹槽部位应用砌筑砂浆填实；不得出现瞎缝、透明缝。灰缝的厚度和砂浆饱满度与提高墙体质量、提高砌体抗剪强度、防止产生收缩裂缝关系极大，因此十分重要。4、砂浆时效。

⑴砌筑砂浆要随拌随用，一般温度下应在3至4小时内使用完毕，气温高于30℃时应2至3小时内使用完毕。超过时间的砂浆，不能应用于砌筑工程中。⑵砌筑时应要求砌筑操作人员按“三、一”法的操作要求进行砌筑，当采用铺灰法砌筑，则铺灰的长度应为750㎜（二砖长）以内，当施工现场的气温高于30℃时，长度不超过500㎜，以防止因砖过于干燥和铺灰作业时砂浆中水份蒸发而难以保证砌筑的砂浆与砖块牢固粘结。5、砌筑勾缝。勾缝要随砌随勾。最好用稍粗的建筑钢筋弯成一个弯头，把灰缝中挤出来的砂浆往里轻推，形成凹形的灰缝沟并凹进墙面2㎜，这样既美观，又可以提高砂浆的密实度和砂浆与砖块结合的紧密度，同时还可以提高抹灰层与砌体基层的粘结牢固度。

6、雨天施工。⑴雨天不能砌筑，因为砖块及砌体会被雨淋湿，影响砂浆与蒸压灰砂砖的粘结力，有时还会造成砌体的倒塌；⑵砌筑时中途下雨，对新砌好的砌体必须采取覆盖措施，不能被雨淋湿（室内不会被雨淋湿的部位如内隔墙等不在此列）。7、砖块要求。

⑴砌筑前要给砖块浇水，一般提前两天浇水，使砖块表面既湿润又没有浮水；⑵禁止一边浇水同时一边砌筑；⑶干砖和被雨淋湿的饱含水砖块绝对不能上墙；⑷其它材料制作的砖块不能与它混砌，因不同材质的砖块收缩率是不同的；⑸砖表面粘着泥、杂物及浮灰等不清洁的砖块要清理干净才能用于砌筑。8、脚手架。应采用双排外脚手架或双排内脚手架，不应在新砌的墙体上留脚手架洞。如果内墙砌筑时不得已留置脚手架洞（外墙不得留置），事后一定要用同配比的砌筑砂浆和砖块塞实塞紧（最迟在抹灰前十天修补完毕），避免墙体造成渗水、开裂等缺陷。9、超高及超长的墙体。框架填充墙墙体超高超长时，容易产生裂缝，所以在墙体长度大于5m时，中间部位处必须设置构造柱；墙体高度高于4m时，在墙体半高处应加水平连系梁，水平系梁两头应与柱子连接，或在门顶部位（不大于4m）处加置水平梁。另外，普通烧结砖砌体施工时，对于宽度1.5米以下的门窗洞口一般采用3Φ8或3Φ10的钢筋砖过梁，但由于灰砂砖的粘结力较差，其砌体的抗剪强度比普通烧结砖低，如果采用钢筋砖过梁，可能会导致门窗洞口顶的墙体开裂，所以灰砂砖砌体门窗洞口过梁应采用钢筋混凝土过梁。10、砌体塞顶。

⑴框架填充墙要求在砌体砌筑7天才可进行塞顶操作，禁止在砌筑墙体时当天同时塞顶；⑵多层和高层框架结构建筑，应在全部主要墙体基本砌筑完毕后才按先砌先塞的原则开始塞顶，一般情况下可以在粉刷前10天进行塞顶。这是解决梁墙结合部产生收缩裂缝的重要环节。⑶塞顶方法：留180至200㎜宽的顶缝，用蒸压灰砂砖专用斜砖或灰砂实心砖斜砌塞顶，并且要塞实顶紧，其倾斜度为60度左右，砌筑砂浆应饱满；也可采用留20至50㎜的顶缝，用补偿收缩混凝土等填充塞顶或采用其他方法进行塞顶。

引起砌体结构工程缺陷的因素、防治措施及主要表现一、砌筑常见的问题及防治措施1、材料选配不当（1）砖常见缺陷有外观质量差、强度不足和耐久性不满足要求。不得在砌体结构受力部位使用尺寸不合格、缺棱掉角、有裂缝等以及不满足各项检验指标的不合格品。（2）砂浆砂浆强度不足的原因有：计量不准；塑化材料如石灰膏、电石膏、粉煤灰等过量或材质不高（如含灰渣、硬块等）；搅拌不匀等。措施：1、结合现场实际进行试配。2、采用质量比3、严格控制塑化材料计量。4、搅拌时两次投料：先投入部分砂子和水和全部塑化材料，搅拌均匀后再投入其余砂子和全部水泥。砂浆和易性差的原因有：1、水泥用量不足；2、塑化材料质量差；3、砂子过细；4、搅拌时间短，拌合不匀；搅拌好砂浆存放过久等。措施：应尽量使用混合砂浆，防止塑化材料含杂质、结硬、干燥，水泥强度不宜过高、砂子不宜过细，不得采用存放时间过久的砂浆。

2、施工违反操作规程（1）砌体组砌混乱如出现多层上下通缝，包心砌法，里外砖互不咬合，采用大量半砖、七分砖等。必须满足搭接不少于1/4砖长，内外砖层最多隔五层砖应有一层丁砖拉结等要求；应根据砖构件端面和实际使用情况选用组砌形式。（2）水平砂浆层不饱满如饱满度低于80%，竖缝无砂浆，清水墙大缩口铺灰（缩口缝深>20mm）等。应注意不宜采用推尺铺灰法或摆砖砌法，严禁用干砖砌筑，确保砂浆和易性。（3）墙体接槎不严如砌筑时随意留槎、留阴槎，槎口处砂浆不严，灰缝不顺直等，防止措施是在安排施工组织设计时应对施工留槎作统一考虑，外墙大角做到同步砌筑不留槎，或在一步架留槎处在第二步改为同步砌筑。（4）配筋砌体钢筋遗漏或锈蚀如配筋砌体（水平配筋）中漏放钢筋、错放钢筋，配筋砖缝中砂浆不饱满，年久钢筋遭到严重腐蚀失去作用等。（5）墙面水平缝不直，游丁走缝以及标高误差形成“罗丝”墙应在砌墙前测定所在部位基面的标高误差，做好统一摆底（摆底时应将窗口位置列出，使墙的竖缝与窗口边相齐，使窗间墙处的上下竖缝不错缝）；对现场用砖的尺寸进行实测，画好皮数杆；每步架校正一次垂直度，调整灰缝厚度和墙体标高；砌砖时强调丁砖中线与下层条砖中线重合。二、混凝土小型空心砌块砌筑的墙体，容易出现的质量缺陷是“热、裂、漏”。例如某写字楼工程，8层，框架结构，建筑面积4100㎡。外墙围护全部采用混凝土空心小型砌块砌筑，交付使用后，出现“热、裂、漏”质量缺陷。1、热的原因分析

（1）混凝土砌块保温、隔热性能差，这是因混凝土本身传热系数高所致。

（2）砌块使用了单排孔的规格品种，使起保温隔热作用的空气层厚度达不到要求，没有充分发挥空气具有的保温隔热作用。

（3）单排孔通孔砌块墙体，上下砌块仅靠壁面黏结，上下通孔，产生空气对流，热辐射大。

（4）外墙内外侧没有采取保温隔热措施。

2、漏的原因分析

（1）砌块本身面积小，单排孔砌块的外壁为30～35mm，上下砌块搭接长度不够。

（2）水平灰缝不饱满，低净面积90%，留下渗漏通道。

（3）砌筑顶端竖缝铺灰方法不正确，先放砌块后灌浆，或竖缝灰浆不饱满，低于面积80%。

（4）外墙未做防水处理。

3、加气混凝土砌块墙身开裂原因分析

（1）材质方面轻质砌块容重轻，收缩率比普通烧结砖大，随着含水量的降低，材料会产生较大的干缩变形，容易引起不同程度的裂缝；砌块受潮后出现二次收缩，干缩后的材料受潮后会发生膨胀，脱水后会再发生干缩变形，引起墙体发生裂缝；砌块砖体的抗拉及抗剪切强度较差，只有普通烧结砖的50%；砌块质量不稳定。（2）设计方面。设计者重视强度设计而忽略抗裂构造措施主要有：第一，非承重混凝土砌块墙是后砌填充围护结构。当墙体的尺寸与砌块规格不配时，难以用砌块完全填满，造成砌体与混凝土框架结构的梁板柱连接部位孔隙过大容易开裂。第二，门窗洞及预留洞边等部位是应力集中区，未采取有效的拉结加强措施时，会由于撞击振动而开裂。第三，墙厚过小及砌筑砂浆强度过低，使墙体刚度不足也容易开裂。第四，墙面开洞安装管线或吊挂重物均引起墙体变形开裂。第五，与水接触面未考虑防排水及泛水和滴水等构造措施使墙体渗漏，致使砌块含水率过高，收缩变形引起墙体开裂。

（3）施工方面

施工方法工具、砂浆等都沿用了普通烧结砖的做法，对砌筑高度，湿度控制缺乏经验，加上施工过程中水平灰缝、竖向灰缝不饱满，减弱了墙体抗拉抗剪的能力，以及工人砌筑水平的不稳定导致墙体出现裂缝。

案列分析案例1配图P1083.13.2提问已有加固方案为什么未能处理问题了加固方案没有起到效果是什么了？第一类：砖砌体结构因抗压承载力引起的事故影响承载力的因素：1:砖、砂浆、砖砌体的质量问题，多与施工有关2：人为原因、设计刚刚第一个案列做主要的原因少乘安全系数第二案列领导随意更改设计（钱）不为上案列3.3P111配图按高厚比分析第二类：砖砌体构件因高厚比过大引起的缺陷和事故吸取的教训高厚比很重要1891年美国芝加哥建造了一幢17层砖房，由于当时的技术条件限制，其底层承重墙厚1.8m。1957年瑞士苏黎世采用强度为58.