预应力夯土墙及其施工工艺.pdf

本发明涉及一种预应力夯土墙及其施工工艺，包括墙体，墙体为夯土墙墙体，墙体内设置有套管，套管沿墙体长度方向布置，且贯穿整个墙体，套管内设置有预应力钢筋，墙体两侧分别设置有固定板，预应力钢筋两端设置螺纹，预应力钢筋两端分别穿过两块固定板，并通过垫圈及锁紧螺母与固定板固定。本发明是在夯土墙土体内，沿夯土墙高度方向设置多组预应力钢筋，预应力钢筋沿夯土墙长度方向布置，同时通过钢板与夯土墙两侧面固定，给夯土墙向内的挤压力，从而使夯土墙处于多向受压状态，有效提高夯土墙的抗压、抗剪承载力，能够有效的避免竖向通缝的形成，有效地降低了墙体的高厚比，在不增加墙体厚度的前提下，提高墙体的砌筑高度。

1.  一种预应力夯土墙，其特征在于：包括墙体（1）、套管（2）、预应力钢筋（3）、固定板（4）、垫圈（5）及锁紧螺母（6），所述的墙体（1）为夯土墙墙体（1），墙体（1）内设置有套管（2），套管（2）沿墙体（1）长度方向布置，且贯穿整个墙体（1），套管（2）内设置有预应力钢筋（3），墙体（1）两侧分别设置有固定板（4），预应力钢筋（3）两端设置螺纹，预应力钢筋（3）两端分别穿过两块固定板（4），并通过垫圈（5）及锁紧螺母（6）与固定板（4）固定。

2.  根据权利要求1所述的预应力夯土墙，其特征在于：所述的固定板（4）为四边形钢板，其高度为200~300mm，其宽度与墙体（1）厚度相等，固定板（4）的厚度为8～15mm，固定板（4）上设置有与预应力钢筋（3）相配的通孔（7）。

3.  根据权利要求1所述的预应力夯土墙，其特征在于：所述的预应力钢筋（3）包括水平钢筋（8）及螺杆（9），水平钢筋（8）两端分别设置一个螺杆（9），水平钢筋（8）直径为18~25mm，螺杆（9）直径为15~22mm。

4.  如权利要求1所述的预应力夯土墙的施工工艺，其特征在于：包括以下步骤：
第一步、施工前准备：
a、根据要夯筑的墙体（1）的高度、宽度情况，确定预应力钢筋（3）的数量及安装位置，并准备相应数量的套管（2）、水平钢筋（8）、螺杆（9）、固定板（4）、螺母及垫圈（5）；
b、在固定板（4）相应部位开设通孔（7）；
c、并将水平钢筋（8）与螺杆（9）焊接固定；
d、支设夯土墙体（1）的模板；
e、准备土料及夯筑工具；
第二步、夯筑墙体（1）：
a、按照夯土墙施工工艺夯筑夯土墙，直至其高度达到第一组预应力钢筋（3）安装高度；
       b、将套管（2）放置在已经夯筑好的墙体（1）表面；
       c、按照夯土墙施工工艺继续夯筑套管（2）上方的墙体（1），直至其高度达到第二组预应力钢筋（3）安装高度；
       d、将套管（2）放置在已经夯筑好的墙体（1）表面；
         重复步骤a~d，直至墙体（1）高度达到要夯筑的高度要求；
第三步、安装水平钢筋（8）：
a、墙体（1）砌筑完成且墙体（1）强度达到要求后，将焊接固定后的水平钢筋（8）及螺杆（9）穿装入套管（2）内；
b、将固定板（4）穿过螺杆（9）并紧贴墙体（1）侧面；
c、垫圈（5）穿过螺杆（9）并紧贴固定板（4）；锁紧螺母（6）套入螺杆（9）并拧紧；
第四步、施加预应力：
在固定板（4）外侧，墙体（1）两侧同时对称拧紧锁紧螺母（6）并固定，墙体（1）两侧的锁紧螺母（6）向外张拉水平钢筋（8），对水平钢筋（8）施加预应力；至此完成预应力夯土墙的施工。

5.  根据权利要求4所述的预应力夯土墙的施工工艺，其特征在于：第一步、施工前准备a步骤中，预应力钢筋（3）沿墙体（1）高度方向布置，从距离地面0.8~1.2m处开始布置，每隔0.8~1.2m布置一组。

6.  根据权利要求4所述的预应力夯土墙的施工工艺，其特征在于：第一步、施工前准备a步骤中，墙体（1）宽度大于等于500mm时，每组预应力钢筋（3）包含至少两根预应力钢筋（3），预应力钢筋（3）之间间距200mm。

预应力夯土墙及其施工工艺
技术领域：
本发明属于传统民居施工加固技术领域，具体涉及一种预应力夯土墙及其施工工艺。
背景技术：
夯土技术在我国起源较早，距今约4000年的龙山文化中已经出现了用夯土技术建造的台基、城墙和墙壁。由夯土墙砌筑而成的房屋在我国分布较为广泛，具有鲜明的地方特色与民族特色，饱含浓厚的乡土历史和文化气息，是我国传统民居的重要组成部分；具有代表性的有：新疆吐鲁番的交河故城、闽南的土楼、中原地区的版筑墙房屋、云南的土掌房、陕西的椽打墙、四川的碉楼等。夯土墙房屋因取材方便、造价低廉、保温隔热、融于自然、环境友好等优点而倍受欢迎，目前在我国广大的农村地区仍然存在不少的夯土墙砌筑成的房屋。
但是，夯土墙也有自重大、强度低、耐久性差等缺点；因此，夯土墙在使用过程中因局部受压或地基不均匀沉降等原因，夯土墙会出现竖向的贯通裂缝，既影响了夯土墙建筑的安全，又影响了夯土墙建筑的美观。另外，因夯土墙的强度较低造成夯土墙砌筑而成的房屋一般多为一层结构，且墙体较厚，砌筑高度一般在4~5m左右，空间利用率低，建筑用地不能得到充分高效的利用。
目前，为解决上述问题，技术人员常用的方法有：在夯土墙砌筑成的房屋的檩下设置刚性垫块、设置基础圈梁及在夯土墙土体内加入“草筋”等方法。在夯土墙砌筑的檩下设置刚性垫块可以很好地解决夯土墙的局部受压问题；设置基础圈梁能够有效防止地基不均匀沉降，可在一定程度上解决竖向贯通裂缝问题，但圈梁材料与墙体土体弹性模量的差异容易造成在温度变化时土体拉裂的问题；在夯土墙土体内加入“草筋”对土体抗拉性能有一定的改善，但埋入土体内“草筋”受力有限，耐久性差。另外，为提高夯土墙的高度通常采用加宽厚度的方法，但因为土体自重大而强度低，效果不是很好。
发明内容：
综上所述，为了克服现有技术问题的不足，本发明提供了一种预应力夯土墙及其施工工艺，它是在夯土墙土体内，沿夯土墙高度方向设置多组预应力钢筋，预应力钢筋沿夯土墙长度方向布置，同时通过钢板与夯土墙两侧面固定，给夯土墙向内的挤压力，从而使夯土墙处于多向受压状态，有效提高夯土墙的抗压、抗剪承载力，能够有效的避免竖向通缝的形成，保证夯土墙的使用寿命，有效地降低了墙体的高厚比，在不增加墙体厚度的前提下，提高墙体的砌筑高度。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：
一种预应力夯土墙，其中：包括墙体、套管、预应力钢筋、固定板、垫圈及锁紧螺母，所述的墙体为夯土墙墙体，墙体内设置有套管，套管沿墙体长度方向布置，且贯穿整个墙体，套管内设置有预应力钢筋，墙体两侧分别设置有固定板，预应力钢筋两端设置螺纹，预应力钢筋两端分别穿过两块固定板，并通过垫圈及锁紧螺母与固定板固定。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的固定板为四边形钢板，其高度为200~300mm，其宽度与墙体厚度相等，固定板的厚度为8～15mm，固定板上设置有与预应力钢筋相配的通孔。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：所述的预应力钢筋包括水平钢筋及螺杆，水平钢筋两端分别设置一个螺杆，水平钢筋直径为18~25mm，螺杆直径为15~22mm。
一种预应力夯土墙的施工工艺，其中：包括以下步骤：
第一步、施工前准备：
a、根据要夯筑的墙体的高度、宽度情况，确定预应力钢筋的数量及安装位置，并准备相应数量的套管、水平钢筋、螺杆、固定板、螺母及垫圈；
b、在固定板相应部位开设通孔；
c、并将水平钢筋与螺杆焊接固定；
d、支设夯土墙体的模板；
e、准备土料及夯筑工具；
第二步、夯筑墙体：
a、按照夯土墙施工工艺夯筑夯土墙，直至其高度达到第一组预应力钢筋3安装高度；
       b、将套管放置在已经夯筑好的墙体表面；
       c、按照夯土墙施工工艺继续夯筑套管上方的墙体，直至其高度达到第二组预应力钢筋安装高度；
       d、将套管放置在已经夯筑好的墙体表面；
         重复步骤a~d，直至墙体高度达到要夯筑的高度要求；
第三步、安装水平钢筋：
a、墙体砌筑完成且墙体强度达到要求后，将焊接固定后的水平钢筋及螺杆穿装入套管内；
b、将固定板穿过螺杆并紧贴墙体侧面；
c、垫圈穿过螺杆并紧贴固定板；锁紧螺母套入螺杆并拧紧；
第四步、施加预应力：
在固定板外侧，墙体两侧同时对称拧紧锁紧螺母并固定，墙体两侧的锁紧螺母向外张拉水平钢筋，对水平钢筋施加预应力；至此完成预应力夯土墙的施工。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：第一步、施工前准备a步骤中，预应力钢筋沿墙体高度方向布置，从距离地面0.8~1.2m处开始布置，每隔0.8~1.2m布置一组。
本发明的技术方案还可以是这样实现的：第一步、施工前准备a步骤中，墙体宽度大于等于500mm时，每组预应力钢筋包含至少两根预应力钢筋，预应力钢筋之间间距200mm。
本发明的有益效果为：
1、本发明是在夯土墙土体内，沿夯土墙高度方向设置多组预应力钢筋，预应力钢筋沿夯土墙长度方向布置，同时通过钢板与夯土墙两侧面固定，给夯土墙向内的挤压力，从而使夯土墙处于多向受压状态，有效提高夯土墙的抗压、抗剪承载力，能够有效的避免竖向通缝的形成，保证夯土墙的使用寿命，有效地降低了墙体的高厚比，在不增加墙体厚度的前提下，提高墙体的砌筑高度。
2、本发明是在夯土墙土体内设置预应力钢筋，夯土墙土体因受到预压应力的作用，能够有效抵消了因变形不协调而在土体上形成的受拉应力，避免了受拉裂缝的形成。同时，本发明通过钢筋代替“草筋”时耐久性得到大幅度提升。
3、本发明结构简单、操作容易、施工工艺简单，可操作性强，施工安全性高；取材方便，成本低，经济性较好，既可以提高夯土墙砌筑成的房屋的安全性能，避免墙体贯通裂缝的形成，又能防止温度变化引起的夯土墙土体受拉开裂，还可以通过降低墙体的高厚比来提高房屋的高度与层数。
4、本发明适用范围广，适用于各种夯土墙结构，无论夯土墙墙体承重与否均可应用，同时，既可用于旧夯土墙建筑的加固，也可用于新建夯土墙房屋的建造，对于我国传统夯土墙建筑的保护工作具有重要意义。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图1的A部放大示意图；
图3为本发明图2的B-B剖视示意图；
图4为本发明图2的右视示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
如图1、图2、图3、图4所示，一种预应力夯土墙，包括墙体1、套管2、预应力钢筋3、固定板4、垫圈5及锁紧螺母6，所述的墙体1为夯土墙墙体1，墙体1内设置有套管2，套管2为钢套管2，套管2沿墙体1长度方向布置，且贯穿整个墙体1，套管2内设置有预应力钢筋3，墙体1两侧分别设置有固定板4，预应力钢筋3两端设置螺纹，预应力钢筋3两端分别穿过两块固定板4，并通过垫圈5及锁紧螺母6与固定板4固定。固定板4为四边形钢板，其高度为300mm，其宽度与墙体1厚度相等，固定板4的厚度为15mm，固定板4上设置有与预应力钢筋3相配的通孔7。所述的预应力钢筋3包括水平钢筋8及螺杆9，水平钢筋8两端分别设置一个螺杆9，水平钢筋8直径为20mm，螺杆9直径为20mm，套管2长度4430mm，直径22mm；水平钢筋8长度4350mm，三级钢；螺杆9长度110mm，螺纹长度80mm，锁紧螺母6采用B级1型全金属六角螺母，内径20mm；固定板4宽度为500mm，钢板上通孔7直径20mm。
一种预应力夯土墙的施工工艺，其中：包括以下步骤：
第一步、施工前准备：
a、根据要夯筑的墙体1的高度、宽度情况，确定预应力钢筋3的数量及安装位置，并准备相应数量的套管2、水平钢筋8、螺杆9、固定板4、螺母及垫圈5；
预应力钢筋3沿墙体1高度方向布置，从距离地面1.2m处开始布置，每隔1.2m布置一组。墙体1宽度大于等于500mm时，每组预应力钢筋3包含至少两根预应力钢筋3，预应力钢筋3之间间距200mm。
本实施例要夯筑的墙体1高度为：4200mm，长度为4430mm，厚度为500mm，因此，需准备长度为4430mm、直径为22mm的钢套管26根；
准备长度为4350mm、直径为20mm的水平钢筋86根；
准备长度为110mm、螺纹长度80mm、直径为20mm的螺杆912根；
准备宽度为500mm、高度为300mm、厚度为15mm的固定板46块；固定板4为钢板；
准备内径为20mm的B级1型全金属六角螺母12个；
准备准备弹性垫圈512个；
b、固定板4上设置两个直径为20mm的透孔，两个透孔对称分布，透孔间距200mm；
c、将水平钢筋8与螺杆9焊接固定，每根水平两端分别焊接固定一根螺杆9；
d、支设夯土墙体1的模板；
e、准备土料及夯筑工具；
第二步、夯筑墙体1：
a、按照夯土墙施工工艺夯筑夯土墙，当夯土墙高度达到约1200mm时，停止夯筑；
       b、将两根套管2沿夯土墙长度方向放置在已经夯筑好的墙体1表面；两根套管2平行布置，套管2间距200mm；
       c、按照夯土墙施工工艺继续夯筑套管2上方的墙体1，直至其高度达到2400mm；
       d、再将两根套管2沿夯土墙长度方向放置在已经夯筑好的墙体1表面；两根套管2平行布置，套管2间距200mm；
        按照夯土墙施工工艺继续夯筑套管2上方的墙体1，直至其高度达到3600mm；再将两根套管2沿夯土墙长度方向放置在已经夯筑好的墙体1表面；两根套管2平行布置，套管2间距200mm；继续按照夯土墙施工工艺夯筑套管2上方的墙体1，直至夯土墙高度达到所需侧4200mm。
第三步、安装水平钢筋8：
a、将焊接固定后的水平钢筋8及螺杆9穿装入套管2内，每根套管2穿装一根水平钢筋8；
b、将固定板4穿过螺杆9并紧贴墙体1侧面；
c、垫圈5穿过螺杆9并紧贴固定板4；锁紧螺母6套入螺杆9并拧紧；
第四步、施加预应力：
待夯土墙晾晒至设定强度后，在固定板4外侧，墙体1两侧同时对称拧紧锁紧螺母6并固定，墙体1两侧的锁紧螺母6向外张拉水平钢筋8，对水平钢筋8施加预应力；至此完成预应力夯土墙的施工。
要说明的是，以上所述实施例是对本发明技术方案的说明而非限制，所属技术领域普通技术人员的等同替换或者根据现有技术而做的其它修改，只要没超出本发明技术方案的思路和范围，均应包含在本发明所要求的权利范围之内。