周后志 趙勇剛 金明

河南省建筑科學(xué)研究院, 鄭州 450003

煤矸石磚砌體結(jié)構(gòu)墻體爆裂檢測(cè)鑒定與加固修復(fù)

周后志 趙勇剛 金明

河南省建筑科學(xué)研究院, 鄭州 450003

對(duì)煤矸石磚砌體建筑物存在的墻體爆裂問(wèn)題進(jìn)行檢測(cè)，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，分析爆裂產(chǎn)生的原因以及影響爆裂的因素，根據(jù)不同的檢測(cè)結(jié)果，確定相應(yīng)的加固處理措施。

煤矸石磚；爆裂；加固

前言

煤矸石燒結(jié)普通磚是煤矸石綜合利用的一條理想途徑，是國(guó)家大力推廣的新型節(jié)能建材,是將煤矸石變廢為寶，節(jié)約耕地的有效措施。隨著煤矸石綜合利用技術(shù)的不斷發(fā)展,利用煤矸石制造燒結(jié)磚出現(xiàn)了前所未有的發(fā)展勢(shì)頭。但是,在實(shí)施過(guò)程中,個(gè)別磚廠由于質(zhì)量控制不嚴(yán),讓不合格的磚出廠,造成工程上的重大質(zhì)量缺陷。本文結(jié)合工程實(shí)例, 對(duì)不同的石灰爆裂情況進(jìn)行分析歸類，分析了磚砌體墻面爆裂的原因，同時(shí)結(jié)合工程特點(diǎn)和爆裂情況提出了加固處理方法。

1 工程概況

某住宅樓為多層磚混結(jié)構(gòu)，建筑面積為6451m2，墻體使用煤矸石燒結(jié)普通磚, 墻體厚度為240mm。該樓自2009年11月開始施工墻體，在砌筑施工時(shí), 沒(méi)有發(fā)現(xiàn)磚有任何問(wèn)題, 但到2010年4月中旬后,發(fā)現(xiàn)已砌筑的部分墻體有白色斑點(diǎn), 隨著斑點(diǎn)逐漸增多, 磚表面開始爆裂脫皮，個(gè)別嚴(yán)重的出現(xiàn)酥裂,磚成片脫皮,甚至在過(guò)人洞處磚整個(gè)沒(méi)有了強(qiáng)度。

2 墻體爆裂檢測(cè)和鑒定

2.1 墻體爆裂程度的確定原則

由于諸多因素的影響, 建筑物不同位置的墻體或同一墻體不同部位的爆裂程度有所不同，根據(jù)外觀檢測(cè)結(jié)果,并綜合考慮爆點(diǎn)點(diǎn)數(shù)及爆裂區(qū)域、磚酥裂程度、墻體整體損壞等檢測(cè)情況,可將墻體構(gòu)件爆裂程度分為三個(gè)等級(jí):

一級(jí):輕度爆裂，墻體少數(shù)磚有爆點(diǎn)起皮現(xiàn)象，墻體整體情況較好。二級(jí):中度爆裂，墻體磚爆點(diǎn)起皮較為嚴(yán)重，少數(shù)磚酥裂，墻體整體損壞情況較為嚴(yán)重。三級(jí):嚴(yán)重爆裂，墻體磚爆點(diǎn)起皮嚴(yán)重，多處磚酥裂，墻體整體損壞情況嚴(yán)重。

2.2 磚爆裂不合格品的確定原則

（1）最大破壞尺寸大于2mm且小于15mm的爆裂區(qū)域，每5塊磚多于15處，其中大于10mm的多于7處；（2）出現(xiàn)最大破壞尺寸大于15mm的爆裂區(qū)域。

2.2 墻體爆裂情況檢測(cè)和鑒定

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果，該樓三層、四層和五層大部分墻體出現(xiàn)磚爆裂，大部分磚表面出現(xiàn)酥裂、脫落。部分墻體爆裂面積占?jí)w面積的90%以上。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)部分墻體磚爆裂深度進(jìn)行抽檢，所抽檢墻體磚爆裂深度在20mm左右，部分墻體的磚（三面與空氣接觸的磚）爆裂深度達(dá)到50mm左右。

從爆裂的磚的表面看, 磚內(nèi)部的白色顆粒較多,在吸水的情況下, 白色顆粒有糊狀特征, 用手捏有潤(rùn)滑感。

2.3 煤矸石磚爆裂原因分析

煤矸石中有害物質(zhì)有石灰石、硫化鐵、無(wú)水芒硝等，當(dāng)坯體中石灰石含量較多、粒度較大時(shí),燒結(jié)磚由于石灰爆裂,外觀質(zhì)量就差,強(qiáng)度就低。石灰爆裂主要是由于磚坯內(nèi)的石灰石經(jīng)高溫焙燒后,分解成氧化鈣,磚體吸潮后形成氫氧化鈣,同時(shí)體積比原來(lái)增大2~5倍,致使磚的內(nèi)部結(jié)構(gòu)膨脹破壞, 引起磚表面爆裂。除石灰爆裂以外，煤矸石中的其它礦物成分，如蒙脫石也會(huì)引起磚爆裂。

3 加固處理

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，對(duì)墻體應(yīng)根據(jù)不同的使用部位,采取不同的處理方案，滿足安全使用要求和耐久性要求：

3.1 對(duì)評(píng)級(jí)為一級(jí)的墻體，采取水泥砂漿面層進(jìn)行封閉處理。

3.2 對(duì)評(píng)級(jí)為二級(jí)的墻體，采用鋼筋網(wǎng)-水泥砂漿面層方法進(jìn)行加固處理。墻體采取雙面鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層，加固砂漿采用M15防水水泥砂漿(摻膨脹劑)。加固前，爆裂嚴(yán)重的磚應(yīng)置換。鋼筋外保護(hù)層厚度不應(yīng)小于15mm，鋼筋網(wǎng)片與墻面的空隙不宜小于5mm，鋼筋網(wǎng)間距φ6@200×200,鋼筋網(wǎng)應(yīng)與原墻體拉結(jié);雙面加面層的鋼筋網(wǎng)應(yīng)采用φ6的S形穿墻筋連接。拉筋應(yīng)呈梅花狀布置,雙面加面層的鋼筋網(wǎng)間距為800mm。水泥砂漿采用M15水泥砂漿(摻膨脹劑),厚度35mm。

鋼筋網(wǎng)四周應(yīng)與樓板、大梁、柱、墻體連接,可采用植筋錨筋,插入短筋、拉結(jié)筋等連接方法,對(duì)混凝土構(gòu)件還可采用化學(xué)螺栓并與鋼筋網(wǎng)相焊連。

鋼筋網(wǎng)的橫向鋼筋遇有門窗洞時(shí),雙面加固宜將兩側(cè)的橫向鋼筋在洞口閉合,在洞口尚應(yīng)于鋼筋網(wǎng)折角處設(shè)置加固豎筋。

3.2.1 面層加固施工要點(diǎn)

(1)鋼筋網(wǎng)水泥砂漿面層宜按下列順序施工:

①鉆孔:對(duì)嵌固或穿越原墻體的孔洞、周邊與附近構(gòu)件墻體相連接的孔洞進(jìn)行電鉆打孔。

②清除磚表面粉化層,用鋼絲刷和壓力水將原墻面刷洗干凈,并在砌體加固前刷界面劑一道。涂刷界面劑后應(yīng)立即抹灰。

③鋪設(shè)鋼筋并安設(shè)錨筋(先擠入植筋膠)。

④澆水濕潤(rùn)墻面,并清除浮渣雜物。

⑤逐層抹水泥砂漿。

⑥硬結(jié)后進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

(2)鋼筋網(wǎng)穿墻及附近的連接是保證夾板墻有效工作的重要措施,宜遵守下列各項(xiàng)要求:

①墻面及周邊的構(gòu)件墻體鉆孔時(shí),應(yīng)按設(shè)計(jì)要求先劃線標(biāo)出穿墻筋(或錨筋等)位置,以保證位置正確,避免遺漏。

②墻面的孔洞應(yīng)用電鉆打孔。

③墻孔洞直徑宜比“S”形筋直徑大2mm。

(3)鋪設(shè)鋼筋時(shí)應(yīng)符合下列要求:

①豎向鋼筋應(yīng)靠近原墻面。

②鋼筋網(wǎng)應(yīng)用鋼筋頭預(yù)先墊出鋼筋網(wǎng)與墻面間的間隔層。

③鋼筋網(wǎng)與周邊構(gòu)件墻體的連接,如化學(xué)螺栓與鋼筋網(wǎng)的焊接應(yīng)檢查核實(shí)。

(4)水泥砂漿壓抹的施工要求:

①水泥砂漿應(yīng)按設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)進(jìn)行選配,并在施工時(shí)留試塊進(jìn)行強(qiáng)度等級(jí)檢驗(yàn)。

②壓抹水泥砂漿前,應(yīng)沿墻面往返澆水濕潤(rùn),并待墻面稍干后再進(jìn)行抹灰。

③水泥砂漿必須分層抹至設(shè)計(jì)厚度,每層厚度約為12mm,各層砂漿的接槎部位必須錯(cuò)開,最后一層砂漿初凝時(shí),再壓光二三遍,以增強(qiáng)密實(shí)度。

④鋼筋網(wǎng)與墻面間的間隔保護(hù)層應(yīng)先留出,砂漿面層分三層抹,第一層要求將鋼筋網(wǎng)與砌體間的間隔空隙抹實(shí),初凝后抹第二層,要求砂漿將鋼筋網(wǎng)全部罩住,初凝后再抹第三層。

3.2.2.施工條件及養(yǎng)護(hù)要求

(1)水泥砂漿和鋼筋網(wǎng)-水泥砂漿宜在環(huán)境溫度為10℃以上時(shí)進(jìn)行施工。

(2)水泥砂漿終凝后7d內(nèi)應(yīng)充分養(yǎng)護(hù),墻體面層每天澆水2～3遍。

(3)面層施工后,應(yīng)注意檢查不得有空鼓、干縮裂縫及漏筋現(xiàn)象。植入的錨筋及化學(xué)螺栓應(yīng)在模擬試驗(yàn)筋達(dá)到設(shè)計(jì)要求后方能普遍使用。

3.3 對(duì)評(píng)級(jí)為三級(jí)的墻體，將墻體磚作置換處理。本方案采用鋼管支護(hù),千斤頂固定,分段置換施工技術(shù)。置換砌體的關(guān)鍵是要建立一個(gè)臨時(shí)的傳力結(jié)構(gòu),務(wù)必能夠可靠地承受上部結(jié)構(gòu)的荷載,并可靠地傳遞到下層。

3.3.1 分段置換

根據(jù)建筑平面布置圖,將墻體分成連續(xù)的幾段,隔段施工,以避免施工期間建筑整體剛度的破壞。

3.3.2 支頂

支頂可采取兩種方案,一種是采取落地加支柱,層層支護(hù),直到置換層的上層;另一種是在本層沿內(nèi)墻每隔1.5m(370墻體間隔1.0m)上下鑿洞,在靠地面的洞內(nèi)安裝預(yù)制混凝土塊,底面坐漿,上面的洞在樓蓋圈梁下皮開鑿,在上下洞內(nèi)挑出墻皮375mm,在兩個(gè)工字鋼的懸臂端安裝鋼管(鋼管直徑需計(jì)算確定)支柱,用鐵楔將柱頂鋼梁與圈梁頂實(shí)。

3.3.3 拆除重砌

當(dāng)一個(gè)施工段支頂好了以后,拆除原砌體,然后按設(shè)計(jì)砌筑代換砌體,當(dāng)砌至圈梁下皮180mm高度的時(shí)候,在縱向兩支柱之間加設(shè)新舊砌體傳力機(jī)構(gòu),傳力件間距1200mm,即用兩塊槽鋼肢尖相扣,中間放置千斤頂頂牢,使千斤頂?shù)膲毫ψx數(shù)與上部墻段傳來(lái)的荷重一致,為了避免構(gòu)件之間的傳力損失,可讓千斤頂?shù)膲毫χ堤岣?0%～20%,而后用與槽鋼肢等厚的鋼板將兩槽鋼上下肢焊接。焊縫長(zhǎng)度和焊腳尺寸由計(jì)算確定,最后撤出千斤頂。

3.3.4 澆注混凝土

當(dāng)新舊墻體之間的傳力機(jī)構(gòu)起作用以后,就可以拆除臨時(shí)鋼管支柱和上下工字鋼梁了,并在下段流水施工中周轉(zhuǎn)使用。

對(duì)新舊砌體之間的空隙采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土圈梁連接,分段澆搗,圈梁斷面為240×180mm,縱筋4φ14,箍筋為φ6@250。兩邊支模,并用埋在新砌體中的8#鐵絲緊固。要將其中任意側(cè)模板傾斜,以便澆注混凝土。用膨脹混凝土澆筑,以避免普通水泥配置的混凝土收縮產(chǎn)生縫隙,而傳力機(jī)構(gòu)則埋入其中,待混凝土初凝以后,拆除傾斜一側(cè)模板,剔除多余部分混凝土。

對(duì)外墻的置換,其施工技術(shù)全與內(nèi)墻置換相同。一般情況下采用從地面支護(hù)到頂,如有安全技術(shù)保障,可采用懸挑扣件鋼管腳手架。

三腳架支架沿外墻間距1.5m設(shè)一個(gè),三角支架的斜桿通過(guò)強(qiáng)度驗(yàn)算確定,水平桿采用控制措施保證斜桿不產(chǎn)生側(cè)移。

首先在樓板里埋設(shè)φ12的半圓鋼筋環(huán)兩個(gè),間距與三腳架相同,當(dāng)然,與支頂結(jié)構(gòu)也是相同的。待錨固混凝土強(qiáng)度達(dá)到70%以后,把φ48mm鋼管套過(guò)鋼筋環(huán)伸出墻外1000mm,在穿墻部位套上φ57mm硬塑管作為預(yù)留孔及保護(hù)鋼管套子,鋼管應(yīng)貼接面墊平,在后一個(gè)鋼筋環(huán)處綁一根長(zhǎng)掃地桿,以防鋼筋抽動(dòng),在水平懸管上鋪上跳板,三腳架支完后就開始綁上部雙排架子,斜桿上端用扣件與水平管連接,下部支承于下層外墻窗臺(tái)處預(yù)先鑿好的洞內(nèi),最后在外立桿外側(cè)掛安全網(wǎng)。

4 結(jié)語(yǔ)

該工程已加固處理快兩年了,加固后使用效果良好,未出現(xiàn)新的問(wèn)題。該檢測(cè)鑒定與加固處理方法,不僅為施工單位減少了經(jīng)濟(jì)損失,也讓人們認(rèn)識(shí)到,新型材料雖然有新的問(wèn)題,但通過(guò)技術(shù)解決問(wèn)題,還是可以大量推廣的。同時(shí)對(duì)于出現(xiàn)問(wèn)題的磚砌體,應(yīng)結(jié)合工程的具體情況及砌體所處的位置采取相應(yīng)的處理對(duì)策, 才能確保結(jié)構(gòu)的安全、適用與耐久。

[1]GB /T 2542-2003, 砌墻磚試驗(yàn)方法[S] .

[2]溫孟武等.煤矸石燒結(jié)普通磚砌體質(zhì)量事故分析及處理 [J ] . 山東化工,2008年第37卷.

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.11.059