淺析漿砌塊石的缺陷及成因

由于我國多山和石料豐富等因素，石材料被廣泛地運用在各類建筑物和構(gòu)筑物的建造上，主要用于砌筑民房、拱橋、護岸、溝渠和擋土墻等。砌筑方式可分為干砌或石灰漿砌。石材料的主要優(yōu)點是材料分布廣泛易得、價格低廉、施工工藝簡單、強度高、不易人為損壞。盡管石材料有以上諸多優(yōu)點，但現(xiàn)存的石材料建筑物、構(gòu)筑物仍然很少，甚至少于磚木結(jié)構(gòu)。歷史上，石材料只是簡單起到圍護、防護及阻擋作用，這些功能的實現(xiàn)并不需要承受很大的外力，但現(xiàn)代建筑物和構(gòu)筑物，在結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、耐久性、強度及外觀方面要求很高，以石材料為主的漿砌塊石使用的越來越少。事實表明，屢屢發(fā)生的一些橋梁結(jié)構(gòu)的垮塌現(xiàn)象，從一定程度上暴露出漿砌塊石在運用方面的缺陷以及在施工過程中質(zhì)量控制的不穩(wěn)定性。

近幾年來，全國發(fā)生以漿砌塊石為主的橋梁倒塌事故屢見不鮮。2006年4月16日，深圳高速西段一座16M跨徑的漿砌塊石基礎(chǔ)的橋梁震塌。2007年8月13日，漿砌塊石拱橋——鳳凰堤溪沱大橋，在接近完工時垮塌。

筆者從事橋梁施工組織及技術(shù)管理工作多年，現(xiàn)從漿砌塊石的受力性能、施工技術(shù)、質(zhì)量控制及工程造價方面分析其出現(xiàn)缺陷的原因。

受力性能

漿砌塊石構(gòu)件在設(shè)計時都是按照承受壓力進行結(jié)構(gòu)分析的，但是在許多情況下都有可能因環(huán)境變化和受力不均的原因，使受力情況發(fā)生了不利于其材料特性的改變，從而加速了塊石砌體的破壞。

沖刷

在地形變化較大的山區(qū)及丘陵地帶，由于水的流速很快，設(shè)計時沒有充分考慮到特大洪水的沖擊，往往導(dǎo)致基礎(chǔ)局部外露，甚至掏空部分基礎(chǔ)的基底，使這部分基礎(chǔ)由受壓變?yōu)樵谧灾刈饔孟率芾?/p>

外力

在外部荷載破壞簡支梁橋的鉸縫構(gòu)造后，橋面處在單板受力的情況下，墩臺部位由原來均布荷載變?yōu)閱伟迨芰χё幍募泻奢d，在荷載較大時，產(chǎn)生類似于劈裂試驗時構(gòu)件內(nèi)部產(chǎn)生的拉力作用，雖然相對于墩臺來講并不具有決定性的破壞作用，但是，砌體的砂漿在經(jīng)歷多次凍融之后，則會不斷加劇橋梁的破壞程度。

對于較為寬大的橋臺，其臺背回填土不均勻也會使土壓力發(fā)生變化，而橋臺兩端因無回填土且有翼墻的拉結(jié)錨固作用，位移較小。橋臺中部一般所承受的土壓力最大，易產(chǎn)生拉應(yīng)力。

不均勻沉降

因地基沉降不均勻，橋臺在自身重力及外荷載作用下，內(nèi)部產(chǎn)生拉應(yīng)力，這是橋梁破壞的重要原因。

凍融和沖擊

漿砌塊石主要靠砂漿起到找平支墊及粘結(jié)作用，雖然砂漿的水泥用人工成本低量與同強度混凝土基本相同，但砂漿的單位用水量卻是同強度混凝土的2-4倍，所以砂漿的空隙率遠大于同強度的混凝土，其吸水性和抗凍融性大大降低。同時，砂漿在外荷載的直接沖擊下，微觀結(jié)構(gòu)不斷發(fā)生微小的變化，因砂漿的低強度和剛性的特點，其變形是不可逆的，在長期頻繁的沖擊荷載作用下，砂漿的破壞遠快于混凝土。

在凍融和沖擊的雙重作用下，漿砌塊石中的砂漿加速喪失找平支墊和粘結(jié)作用，使砌體逐漸喪失穩(wěn)定性。

施工技術(shù)

漿砌塊石是一種傳統(tǒng)的工藝材料結(jié)構(gòu),主要靠手工操作,是勞動力密集型、生產(chǎn)效率很低的一種生產(chǎn)方式。在工業(yè)化水平很低，生產(chǎn)力不發(fā)達時期，由于勞動力充足，人工成本較低，這種結(jié)構(gòu)還能得到廣泛的應(yīng)用?，F(xiàn)階段，因新材料砌體的質(zhì)量、性能和效率都大幅度提高，工程量迅速增加，漿砌塊石應(yīng)用范圍越來越受到限制，主要原因是：

機械化程度低：在整個生產(chǎn)過程中，只有砂漿可采用機械拌合，其它工序，如：塊石的砌筑、碼放、修整、塊石堆放地點至工作面的運送、勾縫等都不能采用機械施工，生產(chǎn)效率很低。

砌筑技術(shù)要求高：漿砌塊石既是一項重體力勞動又是技術(shù)含量相對較高的工作。由于塊石很不規(guī)則，砌筑時需要精心挑選擺放位置，砌體質(zhì)量高低與塊石的組砌方法關(guān)系很大。因此，塊石的砌筑過程就是砌體組合的設(shè)計過程.