水利工程施工
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任务四 砌石工程

根据施工中是否使用了胶凝材料,砌筑形式主要有干砌和浆砌两种。

砖石砌筑时应遵守以下基本原则:

(1)砌体应分层砌筑,其砌筑面力求与作用力的方向垂直,或使砌筑面的垂线与作用力方向间的夹角小于13°~16°,否则受力时易产生层间滑动。

(2)砌块间的纵缝应与作用力方向平行,否则受力时易产生砌块作用,对相邻砌块产生挤动。

(3)上下两层砌块间的纵缝必须互相错开,以保证砌体的整体性,以便传力。

一、干砌石

干砌是指将石块摆好,缝隙严密,缝间不用砂浆填塞的施工形式。

1.砌筑前的准备工作

(1)备料。

(2)基础清理。

(3)铺设反滤层。

反滤层的各层厚度、铺设位置、材料级配和粒径以及含泥量均应满足规范要求,铺设时应与砌石施工配合,自下而上,随铺随砌,接头处各层之间的连接要层次清楚,防止层间错动或混淆。

2.干砌石施工

施工方法有两种:花缝砌筑法和平缝砌筑法。

(1)花缝砌筑法。花缝砌筑法多用于干砌片(毛)石。

砌筑时,依石块原有形状,使尖对拐、拐对尖,相互联系砌成。砌石不分层,一般多将大面向上,如图2-14所示。这种砌法的缺点是底部空虚,容易被水流淘刷变形,稳定性较差,且不能避免重缝、叠缝、翅口等毛病。但此法优点是表面比较平整,故可用于流速不大、不承受风浪淘刷的渠道护坡工程。

图2-14 花缝砌筑法示意图

图2-15 平缝砌筑法示意图

(2)平缝砌筑法。砌筑前,安放一块石块必须先进行试放,竖向直缝必须错开,如图2-15所示。

封边时,对护坡水下部分的封边,常采用大块石单层或双层干砌封边,然后将边外部分用黏土回填夯实,有时也可采用浆砌石埂进行封边。对护坡水上部分的顶部封边,则常采用比较大的方正块石砌成40cm左右宽度的平台,平台后所留的空隙用黏土回填夯实(图2-16)。

图2-16 干砌石封边(单位:m)

对于挡土墙、闸翼墙等重力式墙身顶部,一般用混凝土封闭。

干砌石砌筑的常见缺陷有缝口不紧、底部空虚、鼓心、凹肚、重缝、飞缝、飞口(即用很薄的边口未经砸掉便砌在坡上)、翅口(上下两块都是一边厚一边薄,石料的薄口部分互相搭接)、悬石(两石相接不是面的接触,而是点的接触)、浮塞、叠砌、严重蜂窝以及轮廓尺寸走样等,如图2-17所示。

二、浆砌石

1.胶结材料介绍

图2-17 干砌石缺陷

按使用特点分为砌筑砂浆和勾缝砂浆。

按材料类型分为水泥砂浆、石灰砂浆、水泥石灰砂浆、石灰黏土砂浆和黏土砂浆等。

(1)水泥砂浆。常用的水泥砂浆强度等级分为M15、M10、M7.5、M5、M2.5、M1、M0.4等7个级别。水泥强度等级不宜低于32.5MPa。

(2)石灰砂浆。配制砂浆时按配合比(一般灰砂比为1:3)取出石灰膏加水稀释成浆,再加入砂中拌和。

(3)水泥石灰砂浆。水泥石灰砂浆是用水泥、石灰两种胶结材料配合与砂调制成的砂浆。

(4)小石混凝土。小石混凝土分一级配和二级配两种。一级配采用20mm以下的小石,二级配中粒径为5~20mm的占40%~50%、20~40mm的占50%~60%。小石混凝土坍落度以7~9cm为宜,小石混凝土还可节约水泥,提高砌体强度。

2.砂浆质量控制

砂浆质量控制要点如下:

(1)需控制用水量。

(2)砂浆应拌和均匀,不得有砂团和离析。

(3)砂浆的运送工具使用前后均应清洗干净,不得有杂质和淤泥,运送时不要急剧下跌、颠簸,防止砂浆水砂分离。

3.浆砌石施工

浆砌石是用胶结材料把单个的石块联结在一起,使石块依靠胶结材料的黏结力、摩擦力和块石本身重量结合成为新的整体,以保持建筑物的稳固,同时,充填石块间的空隙,堵塞了一切可能产生的漏水通道。

浆砌石施工的砌筑要领为平、稳、满、错。

平:同一层面大致砌平,相邻石块的高差宜小于2~3cm。

稳:单块石料的安砌务求自身稳定。

满:灰缝饱满密实,严禁石块间直接接触。

错:相邻石块应错缝砌筑,尤其不允许顺水流方向通缝。

浆砌石工程砌筑的工艺流程如图2-18所示。

图2-18 浆砌石工艺流程

(1)铺筑面准备。

1)岩基面:在砌石开始之前应将表面已松散的岩块剔除,具有光滑表面的岩石须人工凿毛,并清除所有岩屑、碎片、泥沙等杂物。

2)土壤地基:按设计要求处理。

3)水平施工缝:一般要求在新一层块石砌筑前凿去已凝固的浮浆,并进行清扫、冲洗,使新旧砌体紧密结合。

4)临时施工缝:在恢复砌筑时,必须进行凿毛、冲洗处理。

(2)选料。

(3)铺(坐)浆。逐块坐浆、逐块安砌,坐浆密实,坐浆一般只宜比砌石超前0.5~1m,坐浆应与砌筑相配合。

(4)安放石料。把洗净的湿润石料安放在座浆面上,用铁锤轻击石面,使坐浆开始溢出为止。

石料之间的砌缝宽度(采用水泥砂浆砌筑)如下:块石的灰缝厚度一般为2~4cm;料石的灰缝厚度为0.5~2cm;采用小石混凝土砌筑时,一般为所用骨料最大粒径的2~2.5倍。安放石料时应注意,不能产生细石架空现象。

(5)竖缝灌浆。

做法:一般灌浆与石面齐平,水泥砂浆用捣插棒捣实,小石混凝土用插入式振捣器振捣,振实后缝面下沉,待上层摊铺坐浆时一并填满。

(6)振捣。

层间铺砌间隔:每一层铺砌完24~36h后(视气温及水泥种类、胶结材料强度等级而定),即可冲洗,准备上一层的铺砌。

4.浆砌石施工

(1)基础砌筑。

1)验槽:检查基槽(或基坑)的尺寸和标高,清除杂物,接着放出基础轴线及边线。

2)做法:①砌第一层石块时,基底应坐浆,对于岩石基础,坐浆前还应洒水湿润;②第一层使用的石块尽量挑大一些的,这样受力较好,并便于错缝;③石块第一层都必须大面向下放稳,以脚踩不动即可;④不要用小石块来支垫,要使石面平放在基底上,使地基受力均匀基础稳固。

3)在面上各部位的砌筑顺序是:角石、面石、腹石。

角石:选择比较方正的石块,砌在各转角上,称为角石,角石两边应与准线相合。

面石:角石砌好后,再砌里、外面的石块,称为面石。

腹石:最后砌填中间部分,称为腹石。砌填腹石时应根据石块自然形状交错放置,尽量使石块间缝隙最小,再将砂浆填入缝隙中,最后根据各缝隙形状和大小选择合适的小石块放入,用小锤轻击,使石块全部挤入缝隙中,禁止采用先放小石块后灌浆的方法。

4)接砌第二层以上石块。

灰缝及各部位石料要求如下:①灰缝厚度宜为20~30mm,砂浆应饱满;②阶梯形基础上的石块应至少压砌下级阶梯的1/2,相邻阶梯的块石应相互错缝搭接;③基础的最上一层石块,宜选用较大的块石砌筑;④基础的第一层及转角处和交接处,应选用较大的块石砌筑;⑤块石基础的转角及交接处应同时砌起,如不能同时砌筑又必须留槎时,应砌成斜槎。

5)注意:块石基础每天可砌高度不应超过4.2m。在砌基础时还必须注意不能在新砌好的砌体上抛掷块石,这会使已粘在一起的砂浆与块石受振动而分开,影响砌体强度。

(2)挡土墙。

1)块石挡土墙的砌法要求:①砌筑块石挡土墙时,块石的中部厚度不宜小于20cm;②每砌3~4皮为一分层高度,每个分层高度应找平一次;③外露面的灰缝厚度,不得大于4cm,两个分层高度间的错缝不得小于8cm(图2-19)。

2)料石挡土墙的砌法要求:宜采用同皮内丁顺相间的砌筑形式。当中间部分用块石填筑时,丁砌料石伸入块石部分的长度应小于20cm。

图2-19 块石挡土墙立面

图2-20 墙面勾缝形式

5.勾缝与分缝

(1)墙面勾缝。砌体表面进行勾缝的目的,主要是加强砌体整体性,同时还可增加砌体的抗渗能力,另外也美化外观。

1)勾缝按其形式可分为凹缝、平缝、凸缝等,如图2-20所示。凹缝又可分为半圆凹缝、平凹缝;凸缝可分为平凸缝、半圆凸缝、三角凸缝等。

2)勾缝的程序是在砌体砂浆未凝固以前,先沿砌缝将灰缝剔深20~30mm形成缝槽,待砌体完成砂浆凝固以后再进行勾缝。

砂浆强度等级应符合设计规定,一般应高于原砌体的砂浆强度等级。

3)做法。

a.勾缝前,应将缝槽冲洗干净,自上而下,不整齐处应修整。

b.勾缝时做法如下:①勾凹缝时,先用铁钎子将缝修凿整齐,再在墙面上浇水湿润,然后将浆勾入缝内,再用板条或绳子压成凹缝,用灰抿赶压光平,凹缝多用于石料方正、砌得整齐的墙面;②勾平缝时,先在墙面洒水,使缝槽湿润后,将砂浆勾于缝中赶光压平,使砂浆压住石边,即成平缝;③勾凸缝时,先浇水润湿缝槽,用砂浆打底与石面相平,而后用扫把扫出麻面,待砂浆初凝后抹第二层,其厚度约为1cm,然后用灰抿拉出凸缝形状,凸缝多用于不平整石料,砌缝不平时,把凸缝移动一点,可使表面美观。

c.砌体的隐蔽回填部分,用原浆将砌缝填实抹平。

(2)伸缩缝。施工时,可按照设计规定的厚度、尺寸及不同材料作成缝板。缝板有油毛毡(一般常用三层油毛毡刷柏油制成)、柏油杉板(杉板两面刷柏油)等,其厚度为设计缝宽,一般均砌在缝中。油毛毡则需先立样架,将伸缩缝一边的砌体砌筑平整,然后贴上油毡,再砌另一边;采用柏油杉板做缝板,最好是架好缝板,两面同时等高砌筑,不需再立样架。

6.砌体养护

应在砌体胶结材料终凝后(一般砌完6~8h)及时洒水养护14~21d,最低限度不得少于7d。冬季当气温降至0℃以下时,要增加覆盖草袋、麻袋的厚度,加强保温效果。冰冻期间不得洒水养护。砌体在养护期内应保持正温。砌筑面的积水、积雪应及时清除,防止结冰。冬季水泥初凝时间较长,砌体一般不宜采用洒水养护。

注意:养护期间不能在砌体上堆放材料、修凿石料、碰动块石,否则会引起胶结面的松动脱离。砌体后隐蔽工程的回填,在常温下一般要在砌后28d方可进行,小型砌体可在砌后10~12d进行回填。