湖北水利水电职业技术学院 教 师 授 课 教 案 课程名称：水利水电工程施工技术 200 年至200 年第 学期第 4 次课 授课班级： 03级水工 编制日期： 年 月 日 课题（章节）：第二章 砌筑工程 2.1砌筑材料  2.2砌石工程  传授主要知识点：  砌筑材料、砌筑的基本原则、干砌石、浆砌石    传授主要技能点：   砖石材料种类及质量要求  干砌石、浆砌石施工要求、方法、施工质量控制检查方法  教学步骤安排： 1、复习上节课内容  2、讲述砌筑材料的分类、特点  3、讲述砌石工程的施工工艺  4、小结本次课内容  授课方式： 1、课堂讲授  2、多媒体演示   3、介绍典型的施工实例  教学手段：  板书、多媒体、相关施工图片  作业布置情况：  利用课后习题进行练习，巩固知识，补充习题。    课后分析与小结：       第2章 砌筑工程 第一节 砌筑材料与砌筑原则 一、砌筑材料 (一)砖材 砖具有一定的强度、绝热、隔声和耐久性，在工程上应用很广。砖的种类很多，在水利工程中应用较多的为普通烧结实心粘土砖，是经取土、调制、制坯、干燥、焙烧而成。分红砖和青砖两种。质量好的砖棱角整齐、质地坚实、无裂缝翘曲、吸水率小、强度高、敲打声音发脆。色浅、声哑、强度低的砖为欠火砖；色较深、音甚响、有弯曲变形的砖为过火砖。 砖的强度等级分为MU30、MU25、MU20、MU15、MU10、MU7.5六级。普通砖、空心砖的吸水率宜在10%～15%；灰砂砖、粉煤灰砖含水率宜在5%～8%。吸水率越小，强度越高。 普通粘土砖的尺寸为53×115×240mm，若加上砌筑灰缝的厚度(一般为10mm)，则4块砖长、8块砖宽、16块砖厚都为lm。每lm3实心砖砌体需用砖512块。 砖的品种、强度等级必须符合设计要求，并应规格一致。用于清水墙、柱表面的砖，还应边角整齐、色泽均匀。无出厂证明的砖应作试验鉴定。 (二)石材 天然石材具有很高的抗压强度、良好的耐久性和耐磨性，常用于砌筑基础、桥涵、挡土墙、护坡、沟渠、隧洞衬砌及闸坝工程中。石材应选用强度大、耐风化、吸水率小、表观密度大、组织细密、无明显层次，且具有较好抗蚀性的石材。常用的石材有石灰岩、砂岩、花岗岩、片麻岩等。风化的山皮石、冻裂分化的块石禁止使用。 在工地上可通过看、听、称来判定石材质量。看，即观察打裂开的破碎面，颜色均匀一致，组织紧密，层次不分明的岩石为好；听，就是用手锤敲击石块，听其声音是否清脆，声音清脆响亮的岩石为好；称，就是通过称量计算出其表观密度和吸水率，看它是否符合要求，一般要求表观密度大于2650kg/m3，吸水率小于10%。 水利工程常用的石料有以下几种： (1)片石(块石)。片石是开采石料时的副产品，体积较小，形状不规则，用于砌体中的填缝或小型工程的护岸、护坡、护底工程，不得用于拱圈、拱座以及有磨损和冲刷的护面工程。 (2)块石。块石也叫毛料石，外形大致方正，一般不加工或仅稍加修整，大小25～30cm见方，叠砌面凹入深度不应大于25mm，每块质量以不小于30kg为宜，并具有两个大致平行的面。一般用于防护工程和涵闸砌体工程。 (3)粗料石。粗料石外形较方正，截面的宽度、高度不应小于20cm，且不应小于长度的1/4，叠砌面凹入深度不应大于20mm，除背面外，其他五个平面应加工凿平。主要用于闸、桥、涵墩台和直墙的砌筑。 (4)细料石。细料石经过细加工，外形规则方正，宽、厚大于20cm，且不小于其长度的1/3，叠砌面凹入深度不大于1Omm。多用于拱石外脸、闸墩圆头及墩墙等部位。 (5)卵石。卵石分河卵石和山卵石两种。河卵石比较坚硬，强度高。山卵石有的已风化、变质，使用前应进行检查。如颜色发黄，用手锤敲击声音不脆，表明已风化变质，不能使用。卵石常用于砌筑河渠的护坡、挡土墙等。 (三)胶结材料 砌筑施工常用的胶结材料，按使用特点分为砌筑砂浆、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、石灰粘土砂浆、粘土砂浆等。处于潮湿环境或水下使用的砂浆应用纯水泥砂浆，如用含石灰的砂浆，虽砂浆的和易性能有所改善，但由于砌体中石灰没有充分时间硬化，在渗水作用下，将产生水溶性的氢氧化钙，容易被渗水带走；砂浆中的石灰在渗水作用下发生体积膨胀结晶，破坏砂浆组织，导致砌体破坏。因此石灰砂浆、水泥石灰砂浆只能用于较干燥的水上工程。石灰粘土砂浆和粘土砂浆只用于小型水上砌体。 水泥砂浆 常用的水泥砂浆强度等级分为Ml5、M1O、M7.5、M5、M2.5、Ml、M0.4等7个级别。水泥强度等级不宜低于32.5MPa。如用高强度等级水泥配制低强度等级的砂浆，为改善和易性，减少水灰比，增加密实性及耐久性，可掺入一定量的粉煤灰作混合材料。砂子要求清洁，级配良好，含泥量小于3%。砂浆配合比应通过试验确定。拌和可使用砂浆搅拌机，也可采用人工拌和。砂浆拌和量应配合砌石的速度和需要，一次拌和不能过多，拌和好的砂浆应在40min内用完。 (2)石灰砂浆 石灰膏的淋制应在暖和不结冰的条件下进行，淋好的石灰膏必须等表面浮水全部渗完，灰膏表面呈现不规则的裂缝后方可使用，最好是淋后两星期再用，使石灰充分熟化。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，直至颜色完全均匀一致为止。 (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。拌和时先将水泥砂子干拌均匀，然后将石灰膏稀释成浆倒入拌合均匀。这种砂浆比水泥砂浆凝结慢，但自加水拌和到使用完不宜超过2h；同时由于它凝结速度较慢，不宜用于冬季施工。 (4)小石混凝土 一般砌筑砂浆干缩率高，密实性差，在大体积砌体中，常用小石混凝土代替一般砂浆。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。 砂浆质量是保证浆砌石施工质量的关键，配料时要求严格按设计配合比进行，要控制用水量；砂浆应拌和均匀，不得有砂团和离析；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。分离的砂浆应重新拌和后才能使用。 二、砌筑的基本原则 砌体的抗压强度较大，但抗拉、抗剪强度低，仅为其抗压强度的l/10～1/8，因此砖石砌体常用于结构物受压部位。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，否则受力时易产生楔块作用，对相邻块产生挤动。 (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。 第二节 砌石工程 一、干砌石 干砌石是指不用任何胶凝材料把石块砌筑起来，包括干砌块(片)石、干砌卵石。一般用于土坝(堤)迎水面护坡、渠系建筑物进出口护坡及渠道衬砌、水闸上下游护坦、河道护岸等工程。 (一)砌筑前的准备工作 (1)备料 在砌石施工中为缩短场内运距，避免停工待料，砌筑前应尽量按照工程部位及需要数量分片备料，并提前将石块的水锈、淤泥洗刷干净。 (2)基础清理 砌石前应将基础开挖至设计高程，淤泥、腐植土以及混杂有建筑残渣应清除干净，必要时将坡面或底面夯实，然后才能进行铺砌。 (3)铺设反滤层 在干砌石砌筑前应铺设砂砾反滤层，其作用是将块石垫平，不致使砌体表面凹凸不平，减少其对水流的摩阻力；减少水流或降水对砌体基础土壤的冲刷；防止地下渗水逸出时带走基础土粒，避免砌筑面下陷变形。 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。 (二)干砌石施工 1、施工方法 常采用的干砌块石的施工方法有两种，即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2-1。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、迭缝、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。  (2)平缝砌筑法 平缝砌筑法一般多适用于干砌块石的施工，如图2-2。砌筑时将石块宽面与坡面竖向垂直，与横向平行。砌筑前，安放一块石块必须先进行试放，不合适处应用小锤修整，使石缝紧密，最好不塞或少塞石子。这种砌法横向设有通缝，但竖向直缝必须错开。如砌缝底部或块石拐角处有空隙时，则应选用适当的片石塞满填紧，以防止底部砂砾垫层由缝隙淘出，造成坍塌。  干砌块石是依靠块石之间的摩擦力来维持其整体稳定的。若砌体发生局部移动或变形，将会导致整体破坏。边口部位是最易损坏的地方，所以，封边工作十分重要。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，然后将边外部分用粘土回填夯实，有时也可采用浆砌石埂进行封边。对护披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粘土回填夯实(如图2-3)。对于挡土墙、闸翼墙等重力式墙身顶部，一般用混凝土封闭。  2、干砌石的砌筑要点 造成干砌石施工缺陷的原因主要是由于砌筑技术不良、工作马虎、施工管理不善以及测量放样错漏等。缺陷主要有缝口不紧、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，而是点的接融)、浮塞叠砌、严重蜂窝以及轮廓尺寸走样等(图2-4)。  干砌石施工必须注意： (1)干砌石工程在施工前，应进行基础清理工作。 (2)凡受水流冲刷和浪击作用的干砌石工程中采用竖立砌法(即石块的长边与水平面或斜面呈垂直方向)砌筑，以期空隙为最小。 (3)重力式挡土墙施工，严禁先砌好里外砌石面，中间用乱石充填并留下空隙和蜂窝。 (4)干砌块石的墙体露出面必须设丁石(拉结石)，丁石要均匀分布。同一层的丁石长度，如墙厚等于或小于40cm时，丁石长度应等于墙厚；如墙厚大于40cm，则要求同一层内外的丁石相互交错搭接，搭接长度不小于15cm，其中一块的长度不小于墙厚的2/3。 (5)如用料石砌墙，则两层顺砌后应有一层丁砌，同一层采用丁顺组砌时，丁石间距不宜大于2m。 (6)用干砌石作基础，一般下大上小，呈阶梯状，底层应选择比较方整的大块石，上层阶梯至少压住下层阶梯块石宽度的1/3。 (7)大体积的干砌块石挡土墙或其它建筑物，在砌体每层转角和分段部位，应先采用大而平整的块石砌筑。 (8)护坡干砌石应自坡脚开始自下而上进行。 (9)砌体缝口要砌紧，空隙应用小石填塞紧密，防止砌体在受到水流的冲刷或外力撞击时滑脱沉陷，以保持砌体的坚固性。一般规定干砌石砌体空隙率应不超过30%～50%。 (10)干砌石护坡的每一块石顶面一般不应低于设计位置5cm，不高出设计位置15cm。 二、浆砌石 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粘结力、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，充填着石块间的空隙，堵塞了一切可能产生的漏水通道。浆砌石具有良好的整体性、密实性和较高的强度，使用寿命更长，还具有较好的防止渗水和抵抗水流冲刷的能力。 浆砌石施工的砌筑要领可概括为“平、稳、满、错”四个字。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。 砌筑工艺 浆砌石工程砌筑的工艺流程如图2-5。  (1)铺筑面准备 对开挖成形的岩基面，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。土壤地基按设计要求处理。 对于水平施工缝，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。对于临时施工缝，在恢复砌筑时，必须进行凿毛、冲洗处理。 (2)选料 砌筑所用石料，应是质地均匀，没有裂缝，没有明显风化迹象，不含杂质的坚硬石料。严寒地区使用的石料，还要求具有一定的抗冻性。 (3)铺(座)浆 对于块石砌体，由于砌筑面参差不齐，必须逐块座浆、逐块安砌，在操作时还须认真调整，务使座浆密实，以免形成空洞。 座浆一般只宜比砌石超前0.5～lm左右，座浆应与砌筑相配合。 (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，使座浆开始溢出为度。 石料之间的砌缝宽度应严格控制，采用水泥砂浆砌筑时，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 安放石料后，应及时进行竖缝灌浆。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，待上层摊铺座浆时一并填满。 (6)振捣 水泥砂浆常用捣棒人工插捣，小石混凝土一般采用插入式振动器振捣。应注意对角缝的振捣，防止重振或漏振。 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。 (二)浆砌石施工 1、基础砌筑 基础施工应在地基验收合格后方可进行。基础砌筑前，应先检查基槽(或基坑)的尺寸和标高，清除杂物，接着放出基础轴线及边线。 砌第一层石块时，基底应座浆。对于岩石基础，座浆前还应洒水湿润。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。石块第一层都必须大面向下放稳，以脚踩不动即可。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。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。角石砌好后，再砌里、外面的石块，称为面石；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。 接砌第二层以上石块时，每砌一块石块，应先铺好砂浆，砂浆不必铺满、铺到边，尤其在角石及面石处，砂浆应离外边约4.5cm，并铺得稍厚一些，当石块往上砌时，恰好压到要求厚度，并刚好铺满整个灰缝。灰缝厚度宜为20～3Omm，砂浆应饱满。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。基础的最上一层石块，宜选用较大的块石砌筑。基础的第一层及转角处和交接处，应选用较大的块石砌筑。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搓时，应砌成斜搓。 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 砌筑块石挡土墙时，块石的中部厚度不宜小于20cm；每砌3～4皮为一分层高度，每个分层高度应找平一次；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(如图2-6)。  料石挡土墙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。 3、桥、涵拱圈 浆砌拱圈一般选用于小跨度的单孔桥拱、涵拱施工，施工方法及步骤如下： （1)拱圈石料的选择 拱圈的石料一般为经过加工的料石，石块厚度不应小于15cm。石块的宽度为其厚度的1.5～2.5倍，长度为厚度的2～4倍，拱圈所用的石料应凿成楔形(上宽下窄),如不用楔形石块时，则应用砌缝宽度的变化来调整拱度，但砌缝厚薄相差最大不应超过1cm，每一石块面应与拱压力线垂直。因此拱圈砌体的方向应对准拱的中心。 （2)拱圈的砌缝 浆砌拱圈的砌缝应力求均匀，相邻两行拱石的平缝应相互错开，其相错的距离不得小于10cm。砌缝的厚度决定于所选用的石料，选用细料石，其砌缝厚度不应大于lcm；选用粗料石，砌缝不应大于2cm。 （3)拱圈的砌筑程序与方法 拱圈砌筑之前，必须先做好拱座。为了使拱座与拱圈结合好，须用起拱石。起拱石与拱圈相接的面，应与拱的压力线垂直。  当跨度在10m以下时，拱圈的砌筑一般应沿拱的全长和全厚，同时由两边起拱石对称地向拱顶砌筑；当跨度大于10m以上时，则拱圈砌筑应采用分段法进行。分段法是把拱圈分为数段，每段长可根据全拱长来决定，一般每段长3～6m。各段依一定砌筑顺序进行(图2-7)，以达到使拱架承重均匀和拱架变形最小的目的。 拱圈各段的砌筑顺序是：先砌拱脚，再砌拱顶，然后砌1/4处，最后砌其余各段。砌筑时一定要对称于拱圈跨中央。各段之间应预留一定的空缝，防止在砌筑中拱架变形面产生裂缝，待全部拱圈砌筑完毕后，再将预留空缝填实。 (三)勾缝与分缝 １、墙面勾缝 石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。 勾缝按其形式可分为凹缝、平缝、凸缝等，如图2-8。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。  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。勾缝前，应将缝槽冲洗干净，自上而下，不整齐处应修整。勾缝的砂浆宜用水泥砂浆，砂用细砂。砂浆稠度要掌握好，过稠勾出缝来表面粗糙不光滑，过稀容易坍落走样。最好不使用火山灰质水泥，因为这种水泥干缩性大，勾缝容易开裂。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。 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。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。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lcm，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。 砌体的隐蔽回填部分，可不专门作勾缝处理，但有时为了加强防渗，应事前在砌筑过程中，用原浆将砌缝填实抹平。 2、伸缩缝 浆砌体常因地基不均匀沉陷或砌体热胀冷缩可能导致产生裂缝。为避免砌体发生裂缝，一般在设计中均要在建筑物某些接头处设置伸缩缝(沉陷缝)。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。如采用前者，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；如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。 砌体养护 为使水泥得到充分的水化反应，提高胶结材料的早期强度，防止胶结材料干裂，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。养护方法是配专人洒水，经常保持砌体湿润，也可在砌体上加盖湿草袋，以减少水分的蒸发。夏季的洒水养护还可起降温的作用。由于日照长、气温高、蒸发快，一般在砌体表面要覆盖草袋、草帘等，白天洒水7～10次，夜间蒸发少且有露水，只需洒水2～3次即可满足养护需要。 冬季当气温降至O℃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。 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1O～12d进行回填。