混凝土配筋砌體研究論文

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摘要：本指南對注芯配筋砌體的優越性和灌芯砌體的施工要求，包括砌筑和注芯砼的澆注等具體施工操作步驟作了較詳細的介紹。對我國配筋砌體的實施也具有一定的參考價值。

關鍵詞：配筋砌體注芯砼

1．導引

砌體是最古老的結構形式之一，過去許多紀念性砌體結構已經證明其良好的耐久性和獨一無二的美學價值，可以確信當今砌體結構的魅力，在未來也會毫不遜色。這些歷史性砌體建筑物的基本設計利用重力荷載保證結構的墻、拱、壁柱和其它構件的穩定，由于這些笨重構件的重力荷載也提供了結構的橫向穩定性。

當今的砌體構件比過去要薄得多和輕得多。

2．配筋砌體

配筋砌體始建于1933年加里福尼亞大地震的長灘（LongBeach）。這里和其它地區的震害表明，無筋砌體為抵抗大地震而不倒塌需要附加的橫向強度、延性和阻尼特性。

現在由于有了注芯砼和鋼筋，已經證明現代配筋承重砌體，是設計者可以采用的最好的橫向抗側力體系之一。它具有很高的抗拉和抗壓強度，良好的延性和抗震需要的阻尼特性，尤其是其優良的抗剪強度，能有效地抵抗由地震、風、土壓和大荷載產生的橫向荷載。同時，配筋砌體能滿足多樣化建筑結構造型的需要。

3．配筋砌體組成

配筋砌體由鋼筋、塊體、砂漿和將它們粘結在一起而成為整體結構體系的注芯砼組成。

4．配筋砌體優點

1）減少墻厚；2）增大跨度；3）使墻建得更高、載力更大；4）提高隔聲能力，墻中注芯砼可降低墻體傳聲的強度；5）提高耐火能力，不注芯200mm厚空心砼砌塊墻的防火限值為1小時，而注芯150mm和200mm厚墻的防火限值可達4小時；6）改善傳熱性能，砌體是一種天然的貯（散）熱體，它可以貯備熱能，注芯砌體增加了質量從而改善了熱效能。

5．什么是注芯砼

注芯砼既不是砂漿，也不是砼，它是配筋砌體專用、最好的膠凝材料。它可由攪拌車供貨，或在現場攪拌。

砂、普通水泥、豆石和水是注芯砼的基本成份，將這些攪拌成一種可塑的、液態稠度的粥狀物。為獲得需要的強度，可選擇各成分的比例，或根據規范要求的其它物理性能，也可采用試驗室或現場經驗的配合比。

砌體施工中有兩種注芯砼，即細注芯砼和粗注芯砼。

5．1細注芯砼

采用細注芯砼時鋼筋與塊體間的間隙應≥35mm。當無其它要求另外規定配合比時，細注芯砼的體積比為：1份普通水泥，2.25～3份砂，相應塌落度200～250mm時需要的水。

5．2粗注芯砼

采用粗注芯砼時，鋼筋與塊體間的間隙應≥12.7mm。當無其它要求另外規定配合比時，粗注芯砼的體積比為：1份普通水泥，2.25～3份砂，1～2份豆石，相應塌落度200～250mm時需要的水。

5.3含水量

調整用水量以提供流動性（塌落度），并使在不同工作條件下的注芯砼很好地澆注成為可能。流動性（塌落度）允許注芯砼流進孔洞和環繞鋼筋。流態的注芯砼中過多的水被砌塊吸收，結果顯著地降低了水灰比。潮濕的砌體對普通水泥注芯砼的養護起了重要作用，并有助于強度的提高。

5．4細注芯砼用途

細注芯砼用于墻中澆注間隙小、窄或鋼筋太集中的場合。UBC規范給出了根據注芯砼的最大澆注高度、多葉墻澆注空間的寬度和注芯空心砌塊孔洞尺寸的限值。

5．5粗注芯砼用途

磚砌體的澆注水平間隙＞38mm和砌塊孔洞的尺寸≥38mmX76mm時可采用粗注芯砼。

雖然認可的注芯砼的骨料（砂和豆石）最大粒徑為9.5mm，如果澆注空間較寬（葉墻間距≥200mm），可采用骨料19mm的粗注芯砼。這樣較大的骨料占據更大的體積，減少了收縮和在相同強度時的水泥用

量。由于容易澆注也可使塌落度降至180～200mm。然而澆注19mm骨料的粗注芯砼，一般需要砼泵。

6．外加劑

根據試驗室或現場經驗，也可選用其它認可的加有外加劑的注芯砼的配合比，以獲得理想的強度和物理性能。當需要采用外加劑時，應特別慎重，有些外加劑是有益的，可改善注芯砼和塊體間的粘結力。

隨著初始水量的損失和普通水泥的水化作用，注芯砼固化而產生收縮，常常采用一種使注芯砼膨脹的外加劑，以補償這種收縮。

寒冷天氣施工，添加早強外加劑會減少墻體必須防凍保護的時間。早強劑減少了注芯砼的硬化時間，加速強度增長，增加水化熱防止注芯砼結凍。

絕對不應采用含有氯化物的外加劑，因為氯鹽會引起注芯砼中鋼筋的腐蝕。

7．注芯砼塌落度

注芯砼的流動性用塌落度截錐試驗，粗、細注芯砼必須含有足夠的水以提供200～250mm的塌落度，這取決于澆注空間的大小、每次澆注的高度和澆注的總高度、塊體的吸水率和天氣條件。

8．澆注程序

在砌筑時，應小心操作，防止砂漿過分地突出在澆注空間和在澆注空間底部的積灰（砂漿漏）。要清除突出在塊體上的砂漿，不得鏟下掉到內部，否則會影響與先前澆注的注芯砼的粘結。

為防止砌雙葉墻砂漿擠出，應使灰縫砂漿從澆注砌塊的邊緣稍微退縮，或從澆注空間向后向上傾斜，這樣當砌頂上的塊體時，灰縫的砂漿被壓平，完全充滿了灰縫。在磚的邊緣可能出現空隙，但澆注注芯砼時會完全填滿這些空隙。

9．拉結件

當多葉墻一次的澆注高度大于300mm時，需設拉結件。當灰縫砂漿達到強度時，這些拉結件能保證各葉墻共同抵抗注芯砼產生的橫向壓力，防止葉墻起鼓或脹開。

塌落度200～250mm的注芯砼對砌體的等效橫向流體壓力約為19.22KN／m2，因此，1.52m高的雙葉墻墻體每米墻將受到一個總計為22.3KN的沖擊力。

拉結可為灰縫鋼筋或矩形、Z形鋼筋，拉結件的長度為墻厚減50mm。拉結件不應有滴口和彎曲。每0.185m2墻面至少應有一個直徑5mm的金屬拉結件，最大水平間距為600mm。對順砌（錯縫）施工，拉結件的水平和豎向中距分別為600mm和400mm。

當澆注多葉墻的高度大于1.5m時，建議適當推遲澆注時間，允許灰縫砂漿獲得強度，確保水平拉結件將兩葉墻拉結在一起。

10．固定件

固定件就是由鋼筋制成的小裝置，包括拉結件，用于設置和保持砌體墻內的鋼筋定位。水平筋隨砌隨放，豎向筋也可隨砌隨放，也可待墻體砌好后放置。將豎向鋼筋穿過固定件以保證其適合的位置。

在砌體中設置鋼筋應滿足允許偏差的要求。豎向鋼筋應在≤200d（d為鋼筋直徑）的間隔內設置就位固定件。

有些僅用于豎向鋼筋的就位，有些僅用于水平筋的就位，有些則用于豎向和水平筋的就位。為滿足特殊需要可制作特別形狀的固定件。

應在豎向鋼筋離基礎頂面1200mm處設置第一個固定件。在首皮設置固定件時，因與基礎伸出的鋼筋搭接，會有一定的困難。

在設置了第一個固定件后，其它的固定件可任意設置在不同的皮中，只要保證豎向對齊，豎向間距不大于200d即可。

11．隔斷

當澆注多葉墻的空腔時，采用豎向隔斷以限制注芯砼水平流動的距離。這可防止注芯砼較長的流動和引起可能的材料離析，和控制一次澆注使用的注芯砼的數量。

在澆注空間應設置豎向隔斷，以限制注芯砼的橫向流動，最大間距不大于9m。這些隔斷可在砌筑墻的全部澆注空間范圍內，由砌塊形成。

對空心砌塊結構，可采用砂漿隔斷，限制注芯砼的水平流動，并在一天內澆注完一個墻段。有些部位的墻，如非注芯墻，為防風造成的損失，可能需要臨時支撐。

12．全部注芯墻

砌體墻在設置豎向和水平鋼筋后可全部灌實。所有孔洞、澆注空間全部用注芯砼灌滿。

13．部分注芯墻

空心砌塊墻可僅限于在有水平或豎向鋼筋的砌塊孔洞中注芯。在水平鋼筋的下面，有時是在上面的水平灰縫中設置膨脹金屬網。用膨脹金屬網或其它隔網材料將注芯砼限制在僅有鋼筋墻體部分的塊體孔洞中。橫肋也要鋪砂漿，防止注芯砼從縫隙間流入非注芯孔洞。

部分注芯可減輕自重和節省注芯砼用量。

14．注芯砌體墻的施工方法

有幾種導致強度高、整體性好、令人滿意的施工和注芯砌體墻的方法，方法的選擇取決于砌體種類、墻的面積和長度、可行的設備和施工單位的經驗。

14．1注芯砼澆注的總高度和一次連續澆注的高度

在另行砌筑前注芯砼的澆注高度叫總澆注高度（CroutPour），注芯砼應分段澆注，在振搗前一次連續澆注的高度叫作一個澆注段（Groutlift）。

注芯砼澆注總高度由若干個澆注段組成，澆注段不應超過1.5～1.8m。如一墻砌到5.5m高，總澆注高度為5.5m，每個澆注段可為1.8m。澆注總高度可達7.3m。

14．2低位和高位澆注

盡管低位和高位澆注的說法已被UBC規定取消，但在談到澆注方法時，這兩個術語還常常應用。

一般來說，當不設清掃孔時，可采用低位澆注（高度≤1.5m）；當高度大于1.5m時，可用高位澆注，但需設清掃孔。

14．3注芯砌體的施工程序

它取決于砌體類別，澆注總高度和每段的澆注高度。

14．3．1雙葉磚墻

（1）低位澆注步驟

A、澆注高度≤300mm

當雙葉墻施工和澆注總高度≤300mm時，可用25X50木方搗實注芯砼。這對較小的工程是很理想的，砌工砌到一定高度則可振搗。下面是UBC1982年版規定的低位澆注的主要步驟：

l）在完工的砼基礎上用砂漿砌第一皮磚，砼表面必須干凈、粗糙和潮濕。

在一側先砌一皮（澆注空間無砂漿），或叫外葉，離砌工遠處的葉墻。

2）澆至1／2塊高并用木棒搗實，確保注芯砼與砼基礎的粘結，并消除注芯砼中的孔隙。

3）砌外葉墻達450mm高。

4）隨砌隨灌每一皮的注芯砼，總高度不超過6倍的澆注空間，最大200mm，使注芯砼低于塊體頂部25mm，也允許大于一皮，到300mm高，然后澆注、振搗。但必須小心，因砂漿未達到強度，在澆注和振搗時不引起塊體移位。

5）在墻砌完時，注芯砼與砌塊頂面齊平，澆注后振搗所有注芯砼。

B.澆注高度大于300mm和高至1.5m

雙葉墻無清掃孔的砌筑高度可達1.5m，然后按總高度為1.5m進行澆注。

但必須用連拉結件將雙葉墻連接在一起，以防止葉墻起鼓或脹開。此外必須采用機械振搗。

1）用端頭擠漿砌筑，水平灰縫砂漿飽滿。

2）澆注空間寬度≥19mm，或足以設置豎向和水平鋼筋，并留有適當的余量。

3）雙葉墻必須用拉結件砌合成整體，當用矩形拉結件時，其直徑不小于5mm，長度100mm，寬為墻厚減50mm。當用Z形拉結件時，直徑不小于5mm。也可用灰縫鋼筋將葉墻連接在一起，豎向間距不大于400mm，每0.185m2的墻面應有一個矩形、Z形拉結件或灰縫鋼筋的一根橫向鋼筋。

4）澆注前，水平、豎向鋼筋、錨栓和其它埋設件應就位。

5）允許足夠的時間用于砂漿凝固，約為12～18小時，達到強度，并能承受水平壓力達1.5m高注芯砼的壓力。

6）澆注墻中的注芯砼，并使整個澆注高度的注芯砼分布均勻，用振搗器振搗澆注的注芯砼。在大約3～5分鐘后注芯砼中過多的水被塊體吸收，再振搗。

7）繼續砌筑塊體、設置拉結件，澆注和用機械振搗。

8）所有葉墻應在相同高度留出水平施工縫。注芯砼應比砌體頂部低38mm，形成下次澆注的鍵。當位于系梁部位，澆注面至少應高出水平鋼筋13mm，確保水平鋼筋的保護層，并提供剪力鍵。

9）在墻砌完時，將注芯砼澆至與墻體等高并振搗。

（2）高位澆注步驟

將墻砌至全高然后澆注，系施工配筋砌體的經濟方法。它允許砌工連續砌筑而不等待澆注。當墻和澆注高度大于1.5m時，采用高位澆注。

對高位澆注施工，必須設置清掃孔，注芯砼必須用機械振搗。

l）所有塊體均采用端頭擠漿砌筑，水平縫應飽滿。

2）2.4m高墻的澆注空間寬度至少38mm（細注芯砼）和50mm（粗注芯砼），但對粗注芯砼的最小澆注寬度必須滿足設置豎向和水平鋼筋和適當的公差要求。對墻高大于2.4m和高達7.3m時，注芯砼的澆注空間應更寬。

3）雙葉墻必須用拉結件連接，矩形拉結件的直徑不小于5mm，長50mm，寬為墻厚減50mm，用單肢Z形拉結件時，直徑應不小于5mm。

可用灰縫鋼筋連接葉墻，豎向間距不大于400mm，每0.185m2的墻面應有一個矩形、Z形拉結件，或灰縫鋼筋的一根橫向鋼筋。

4）對每個總澆注高度，應在墻底部隔磚設置清掃孔。

5）必須清除澆注空間內的所有掉落的砂漿和其它外來材料，檢查后澆注前封閉清掃孔。

6）在澆注前砌體墻應進行養護，養護時間在溫暖天氣不小于3天，冷天不少于5天，以獲得強度。這種拖延要比低位澆注長得多，因為澆注的高度可達7.3m，對葉墻施加了一個極大的橫向壓力。應用拉結件保證墻體避免起鼓或脹開。

7）在整個墻高澆注空間的橫向必須設置豎向隔斷或阻斷壩，以控制注芯砼的水平流動。間斷的間距不應大于9m。

8）注芯砼必須充分攪拌，并應具有足夠的流動性，適合泵送。注芯砼應在初凝前和加水攪料后1.5小時內澆灌完畢。

9）每次連續澆注的高度不大于1.8m，約在3～10分鐘，塊體將多余的水分吸收后，必須用機械振搗。

應在每次澆注的時間間隔不大于1小時的情況下，在一天內完成任何有控制隔斷區間全部高度的澆注。

14．3．2空心粘上磚和空心砼砌塊墻

（1）低位澆注步驟（總澆注高度≤1.5m）

1）砌空心配筋砌體墻高不大于1.5m。豎縫應用不小于塊體縱面厚度的砂漿填實。

2）要澆注的豎孔必須上下對齊，保持干凈，豎向貫通。

3）澆注直至塊體頂部以下和水平鋼筋之上，以保證鋼筋完全處于注芯砼中。

4）對僅在有豎向和水平鋼筋的位置注芯的墻，可在塊體的頂面鋪設膨脹金屬網或其它不影響粘結的材料，使系梁和水平鋼筋處于注芯砼中。為使注芯砼僅在有鋼筋的孔洞中，應在不注芯的孔洞上設置金屬網或其它屏蔽材料。在系梁下和豎向鋼筋孔洞之間用金屬網，在要注芯的孔的橫肋上座砂漿，防止注芯砼泄漏。

5）對灌實的墻，將注芯砼澆至塊體頂部以下38mm，或水平鋼筋以上至少13mm。

6）用振搗器振搗。

7）當澆注間隔的時間≥1小時，應在被澆注的最上邊塊體的頂面以下38mm處留水平施工縫。

（2）高位澆注步驟

1）配筋空心砌塊砌體最大可砌至7.3m，但必須確保要注芯孔洞的豎向貫通。墻和構成澆注孔的橫肋應滿座漿，以防止局部注芯墻注芯砼的泄漏，豎縫應用不小于塊體縱面厚度的砂漿填實。

2）要澆注的豎孔必須保持干凈，豎向貫通。

3）當每個豎向鋼筋的孔的澆注高度大于1.5m時，要留清掃孔。應清除孔內任何突出的砂漿，其它障礙物、碎片等。清掃孔需經檢查、封閉后方可澆注。

4）豎向鋼筋應在底部、頂部和在中部間距不大于200d處就位固定。

5）對局部注芯的墻，所有設置鋼筋的孔洞必須澆灌注芯砼。對所有孔洞全灌實的墻必須全部注芯。每段（次）澆注的最大高度為1.8m。澆注后應用機械振搗，當過多的水被塊體吸收后，應進行再振搗，但必須在注芯砼失去塑性之前，常常是在澆注后3～5分鐘，過多的水分被塊體吸收后進行振搗。

6）當澆注間隔≥1小時，應在要澆注的最上的砌塊頂部以下至少38mm處作成水平施工縫。水平鋼筋應全部埋于未被擾動的注芯砼中。

15．清掃孔

清掃孔設置在墻的下部，用于清除掉落的砂漿和其它雜物。清掃孔可用抽出一個砌塊，取下面殼或在面殼上割孔形成。

對全部灌實的墻體，需在每個有豎向鋼筋的底部留清掃孔，其間距不大于800mm。當需要時，對全部灌實的砌體，應在每個豎向鋼筋的底部留清掃孔，其中距不應大于800mm。如墻局部注芯，應僅在有鋼筋的位置留清掃孔，但中距不大于1200mm，這是在地震區的最大間距。在墻的底部，澆注空間可用松散的砂層覆蓋，以防止落下的砂漿粘在基礎上。

當砌完后，用鋼棒或25X50的木方將所有突出的灰縫砂漿敲掉，并將這些碎片從澆注孔中用風吹出、用水沖出或用手清理干凈。所說的“干凈”并不是外科要求的“干凈”，但僅僅是無松散有害的東西留在要注芯的部位。清掃孔可用一個砌塊，一片面殼、一塊模板封閉，并加支撐以承受注芯砼的壓力，如采用認可的措施使澆注空間保持干凈，可不留清掃孔。

16．低位澆注的優點

（1）不需留清掃孔

（2）檢查人員可用肉眼檢查孔洞底部是否清潔，有無過多突出的砂漿，檢驗鋼筋的位置和澆注前所有的墻體，因為澆注高度才1.5m以內。低位澆注后的墻體，隨著砌筑和澆注而獲得強度。

17．高位澆注的優點

在高位澆注中，墻的檢查快、容易和完全，檢查孔洞、鋼筋和澆注可一次完成。

用高位澆注法澆注使墻受到的橫向壓力可能比設計荷載大得多。如墻的砌筑質量不好，可能發生脹開或起鼓，在這方面砌體墻的注芯變為自檢。

18．澆注方法

當鋼筋已就位和砂漿未過多的突出在澆注空間，則該墻具備澆注條件。通常施工單位根據澆注的位置和數量，選擇澆注的方法。

對少量的注芯砼常用提桶，特別是澆注局部注芯墻的水平系梁更是如此。大的吊桶、料斗或砼泵可直接為墻的頂部供應大量的注芯砼。注芯砼完全包圍鋼筋，并將其與砌體塊體粘結成一起，形成一個很牢固的整體結構體系。

19.振搗

像砼一樣注芯砼必須振搗。振搗消除孔隙，使注芯砼圍繞鋼筋、砂漿和塊體的突出部位流動。

每次澆注高度不大于300mm時可用夯實棒振搗，每次澆注高度大于300mm時，必須采用機械振搗。因為在澆注空間只有很小體積的注芯砼要振搗，在每處的機械振搗時間只需幾秒鐘，重要的是不要過長時間的振搗，以避免脹開塊體面殼或擠出塊體。

在澆注后約3～5分鐘，過多的水被砌體塊體吸收。隨著注芯砼的失水，會產生微小的孔隙。此時，應對注芯砼進行復振，以消除孔隙，使注芯砼密實。

規范敘述的方法，要求注芯砼澆注后要振搗和過多的水被塊體吸收后和注芯砼失去塑性前要復振。必須用機械振搗。

在注芯砼和砌體塊體間的界面，可能由于注芯砼的失水存在一個很薄的水膜。如不振搗在注芯砼和塊體間將會存在輕微的分離。適當的振搗堵塞了這種間隙，確保注芯砼與砌體塊體的粘結而形成整體。

可在上次澆注的頂部馬上進行下一次的澆注、振搗和復振。如兩次澆注的間隔過長，應在塊體頂部以下停止澆注，形成剪力鍵。

正常條件下，注芯砌體墻無需特殊的養護。注芯砼中大部分的水由砌體塊體吸收。水的存在有助于普通水泥的養護（水化和強度增長）。

20.熱天和冷天施工

當天氣非常熱而干，可能需要在澆注前在墻的外部灑水潤濕，冷卻墻體，防止水泥的突然硬化。當在冷天砌筑時，可能需要封閉或遮蓋保護以防止凍結。應參照有關出版物和可用的規范關于在不利條件下的施工操作要點和程序。

21．注芯砼強度的檢驗

為確定注芯砼的抗壓強度，要制作反映注芯砼在墻體中硬化條件的試件。試件的模子建議由施工砌筑時相同濕度條件的塊體組成。這些塊體砌成一個約為75mmXl50mm或100mmX200mm，高度為寬度兩倍的空間。該空間周邊襯以吸水紙或多孔隔層，防止注芯砼與塊體的粘結，但仍然允許吸收過多的水分。

將有代表性的注芯砼樣品澆入模內、振搗，在48小時內保持濕度和不被擾動，然后將試件送入試驗室的濕養護室直至試驗。

注芯砼的最小抗壓強度必須大于14MPa。這個抗壓強度保證注芯砼與鋼筋的粘結和力傳遞的適當強度。

21．1其它方法

一些試驗室和檢查員用在粘土或砼塊體孔中澆注制備注芯砼試件，待注芯砼結硬數天后，將塊體外殼打破取出試件，供下列試驗使用之：

1）直接進行試驗，并對高度和面積進行調整。

2）鋸成95X95X190（mm）的棱柱體并試驗。

3）用鉆取出直徑75～100mm的注芯砼圓柱體，然后試驗。

22．高強砌體

當規定為高強砌體時，建議采用高強注芯砼，在砼砌體的情況下，注芯砼應與砼砌塊的強度相同。

對粘上磚砌體，磚與空心磚的強度通常很高，注芯砼應符合UBC表24－B的比例要求。然而總是允許作棱柱體試驗，建立注芯砼的強度，獲得需要的砌體抗壓強度，但注芯砼的強度必須大于14MPa。