第一节 土建工程
第一节 土建工程

一、地基与基础工程
    (一)地基加固 河南东西部地质结构及埋藏特点不同,在地基开挖和处理上各有不同。50年代初,在洛阳工业建设施工开始前,制订了《湿陷性黄土操作规程》、《地下物洛阳铲探操作规程》。随后开展了大量的地质钻探工作。该地区古墓及地下物处理的工程量很大,约占整个土方工程的13,其中土方开挖占总开挖量的29%、土方回填占整个回填土的36.5%。1956年,国家总结洛阳建设经验,制定了《关于地下物处理的一般规定》,使这一类地基处理有章可循。
    为解决豫东地区地下水位高、地基疏松的施工困难,在地基施工中,采取了下列4种方法:一是集水井降水:在开挖基坑时,沿坑底周围开挖排水沟,再于坑底设集水井,使基坑内的水经排水沟流入集水井,然后用水泵抽出井外,为一般地下水处理工程所常用。二是井点降水:在基坑两端地下水上游设井,用水泵日夜抽排,使井水位降至施工标高以下,开封化肥厂、新乡水泥厂施工中均使用过此法。三是轻型井点降水:在基础底部3米以下沿建筑物四周布置井点系统,或根据地基深浅情况,在需要布点的某段建筑物四周布点。井点系统由井点管、连接管、集水总管及抽水机械等组成。井点系统的布设尽量靠近建筑物,一般距土方开挖线1~2米,抽水机布置可略远些,以利降水和排水,工艺简单,能减少土方开挖与回填量,降水缓慢,有利于机械化施工。曾在开封阀门厂、联合收割机厂使用,效果很好。四是明井降水水泵自动控制:1977年省建二公司在开封市施工中采用,保证了土方大面积开挖和基础混凝土施工。
    在一般地基处理技术方面也有很大发展。一是夯实,是地基加工的老办法。解放初期一般工程沿用传统的木夯和石硪捶击;50年代省内施工企业引用机械重锤夯实并推广与改进了蛙式打夯机,提高了工效,洛阳工业建设中即推广使用了机械重锤表面夯实,较人工夯打工效与质量都有显著提高;60年代中期省纺建公司在三门峡市进行工厂建筑施工时,也采用了此法。二是辗压,此法用推土机或拖拉机等对地基分层压实,多用于车间地面或地基回填土。三是打桩,解放初期,地基加固多沿用传统的木桩。50年代中期,郑州等地开始推广应用砂桩加固地基。70年代初,引入灰土桩技术,即采用洛阳铲成孔,填入灰土,分层夯实,洛阳的许多工程和郑州印染厂工程均采用此法。1983年省建四公司在开封啤酒厂采用冲砸石桩加固地基,承载力从每平方米8~12吨提高到20吨。80年代中期,郑州市建二公司建立了专业的碎石振冲桩队,在豫东南地区广泛推广应用。即以振冲器为震源,在端部向地基射水的同时,振冲成孔,逐次填入碎石,逐层振实,直至成桩,使碎石桩和原地基挤结成复合地基。此外,陇海铁路黑石关大桥防洪水冲刷采用了高压旋喷桩加固地基,效果也很好。

    (二)基础工程 中华人民共和国成立前后,河南建筑一般为砖木结构的平房及2、3层楼,多为浅基,施工比较简单。50年代中期,工厂厂房建设多为钢筋混凝土预制装配式结构,有些还要安装重型设备,基础工程量约占总工程量的13,一般采用条形基础、独立柱基础,60年代后发展到爆扩、钻孔注入式、预制打入式等桩基础和箱基、筏基、倒圆锥形薄壳结构基础等。经过多年的发展,尤其是70年代以后较快的发展,至1987年,在基础施工技术中单层工业厂房一般采用装配式结构和杯型柱基;大型、高层民用建筑则因地制宜,选用箱基、筏基,或两种基础结合使用,均具有施工方便、工期短等优点。
    1、条形基础 解放初期采用砖渣三合土作垫层。50年代中期发展为6层以下民用建筑采用三七灰土作垫层;6层以上民用建筑或较重要的建筑则采用混凝土或钢筋混凝土作垫层。新乡、焦作等地,因地制宜,采用片石条形基础。
    2、独立柱基 50年代一般采用整体式柱下钢筋混凝土独立基础,后来发展为装配式柱下杯口基础,一般为现浇,少数为预制安装。
    3、筏基 (因其状如船筏而得名)70年代以后多用于荷载大的建筑,及地基软弱的建筑与高层建筑。
    4、箱基 为箱形钢筋混凝土基础。70年代以后主要用于软弱地基和高层建筑的基础。
    5、桩基 其中灰土桩在洛阳地区曾使用,效果较佳;钢筋混凝土打入桩,有方、圆两种,省建一公司研究制作了500吨桩基试验设备,能作桩载试验;钢筋混凝土爆扩桩有冲折机械成孔与洛阳铲成孔两种,爆扩成桩,1957年郑州铝厂即已应用,桩径300毫米,桩长6米,大头直径1米;钻孔灌注桩由60年代初水利部门打井工具——火箭锥发展而成,交通部门推广应用于桥梁,80年代已发展成各种成孔方式,总结了成套的水下混凝土灌注技术,最大的桩径已达到2.2米,桩长已达60多米,并已推广应用于铁路、水利、电力、建筑等部门。开封火车站即采用此基础。
二、主体结构工程
    (一)砖砌体承重结构 近代河南城乡民居多为土坯墙和里生外熟的墙体(墙外皮用烧熟的粘土砖,里皮用土坯),承载力小,但造价低廉。中华人民共和国成立后,土窑焙烧的青砖产量增多,加上建筑层数增高,城镇开始大量使用砖墙承重。3层以下建筑底层和较大公共建筑采用一砖半墙,又名“三七”墙(砖墙厚度为37厘米);有些采用“四九”墙(砖墙厚度为49厘米)。50年代中期,机械化轮窑生产红砖普及,取代了土制青砖,砖的标号达到50~100号,并应用于5层以下建筑的承重墙。60年代起,郑州、洛阳、开封、新乡等城市陆续建造的5层住宅楼和少数6层住宅楼,底部均采用24厘米厚的墙,既节省材料,又减轻了房屋结构自重。70年代末以后,省内建造一批高层砖砌体建筑,有郑州的8层二七宾馆、铭功路的8层住宅群等,进一步扩大了砖砌体建筑的应用范围。至此,砖砌体承重建筑在设计理论与施工技术方面均趋于成熟,设计与施工水平已跨入国内先进行列。由于砖造价比较低,施工方便,砖砌体结构仍被广泛应用,1987年占各种结构类型的比重达62%,其中砖混结构占61.5%,砖木结构占0.5%。
    (二)钢筋混凝土结构 20世纪初,主要应用于铁路、公路桥梁及洛阳飞机库等。1921年,吴佩孚指令在洛阳修建的长206米、23孔的天津桥是河南第一座双柱式现浇钢筋混凝土墩台简支梁桥。50年代中期,洛阳、郑州等城市兴建的大中型工厂一般都为钢筋混凝土结构。单层工业厂房普遍采用预制装配式钢筋混凝土结构,预制柱和杯型基础在现场就地浇灌,梁、板等构件在预制厂集中制作,运送现场组装,并以排架体系、门式刚架和板梁合一体系见多。多层工业厂房、仓库等一般采用现浇整体预应力钢筋混凝土框架结构。公共建筑较多地采用钢筋混凝土框架结构和空间网架结构。如50年代建成的省博物馆和60年代建成的省体育馆等。从70年代起,住宅推广应用装配式钢筋混凝土大板、大模板建筑体系与轻板框架结构。70年代中期,高层建筑使钢筋混凝土结构的应用得到进一步发展,主要结构形式有框架结构、剪力墙结构、框架剪力墙结构、筒中筒结构等。1987年省内钢筋混凝土结构占主体结构的比重已达36.5%,其中预应力混凝土结构占20%。
    (三)钢结构 河南建筑使用全钢结构只限于有特殊要求的车间或构筑物,如洛阳拖拉机厂的锻工车间、开封化肥厂硝酸工段的尾气排放烟囱、造粒塔、吸收塔等。有的内筒为圆型不锈钢板,塔架为角钢;有的为钛钢结构骨架;有的为白钢制造,现场焊接组装。多数情况下,与钢筋混凝土结构结合使用。这类结构占主体结构的比重约为1%。
    (四)新型建筑体系 从1975年起,河南大部分城市开始墙体改革和推广新型建筑体系。至1985年,共建成各种新建筑体系的住宅与集体宿舍140万平方米。其中装配式大板建筑50万平方米,外砌内装大板建筑(即外部为砖墙)12万平方米,大模板内浇外砌建筑35万平方米,中型砌块建筑20万平方米,小型砌块建筑20万平方米,加气混凝土承重墙建筑0.5万平方米,另有数量不多的轻板框架等其他建筑体系。

    1、装配式大板建筑 其承重系统主要由大楼板、大屋面板,将荷载传给大墙板,再由大墙板将荷载传到基础。主要构件有整间的内外墙板、楼(屋)面板、楼梯段等,在构件厂预制后运到现场组装成整幢建筑的主体,墙板之间的联结采用现浇接头,楼板与墙板之间采用焊接联系,整体性较好,有利于抗震。省内应用的装配式大板有全装配和内装外砌两类。因用材不同,有4种结构形式:一是蒸养粉煤灰硅酸盐大板;二是红砖填芯混凝土复合大板;三是非蒸养粉煤灰硅酸盐填芯块混凝土复合大板;四是普通混凝土空心大板,生产工艺与普通混凝土空心楼板相似。大板建筑的优点是能实现工厂化、标准化、体系化,建设速度快,季节影响小,抗震性能好,可缩短工期40%,提高劳动生产率25%。但造价要高于砖混结构15~20%,多用钢材35~40%,保温隔热性能稍差,对进一步推广有一定影响。
    2、大模板内浇外砌建筑 施工工艺为外墙采用砖砌,内墙采用现浇大墙板,1979年开始推广应用。至1987年,全省有大模板25套,年生产能力可建造50万平方米房屋,实际只达到生产能力的15%。这种建筑整体性好,利于抗震,可增加有效使用面积4~7%,施工速度快于砖混建筑,可少用木材17.5%。
    3、砌块建筑 河南使用的砌块有3种:一是煤矸石中型空心砌块,集中在焦作市生产使用,主要经济技术指标略优于同类砖混结构,广泛应用于住宅、办公楼、学校、宾馆等建筑上。二是小型空心砌块,在信阳、鹤壁、安阳等地使煤矸石砌块楼用较多,有普通混凝土小砌块、煤矸石及硬矿渣为骨料的小砌块,砌筑工效较高,建筑造价与砖混结构接近。三是粉煤灰加气混凝土砌块,优点是自重轻、隔热、保温性能好、能锯能刨,主要用于围护墙、填充墙等非承重墙体,建筑造价稍高于同类砖混建筑。
    新型建筑体系可以大量节约粘土砖,少占农田,加快工厂化、机械化进程;缩短工期30~50%;大量利用工业废料。1987年,河南新型建筑体系生产能力是:装配式大板10~15万平方米年,内浇外砌8~10万平方米年,中型砌块3~4万平方米年,小型砌块3~5万平方米年,加气混凝土砌块8万平方米年,条板12万平方米年等。由于钢材、水泥用量与工程造价高于砖混建筑,近几年推广与发展呈下降趋势。


    (五)楼面(屋面)承重结构 中华人民共和国成立前后,2层以上民用建筑一般采用木搁栅、木屋架、木檩条作为楼面(屋面)承重结构。“一五”计划开始后,逐步改用整浇小梁空心砖填充楼板(屋面板),这种结构缺点是厚度大(25厘米)、自重大、施工时仍需支模、工序较多。50年代中、后期,改用预制小梁空心砖填充楼板(屋面板);同时试制推广钢筋混凝土预制空心楼板(屋面板),60年代基本定型。70年代以后,孔型板的规格、型号、荷载等级几经调整,普遍应用于省内城乡各地。如跨度36米的板,厚度仅为14厘米,单块重量不大,制作、运输、安装均较方便,很受欢迎。预应力钢筋混凝土楼板,从60年代起少量推广,70年代基本普及,它比钢筋混凝土空心板有抗震性能好、重量轻、厚度小、节约钢材等优点,在楼(屋)面板使用中已占优势,并在不断扩大。80年代初,主要城市又陆续试制推广了几种新型楼(屋)面板,有预应力和非预应力钢筋混凝土单向抽孔大楼板(每间房一整块)、中间夹心(夹轻质材料或塑料模壳)钢筋混凝土大楼板等,在增强房屋整体性、简化施工程序、节约材料等方面均有较好的效果。
    (六)大跨度屋盖结构 一般采用预应力钢筋混凝土和钢筋混凝土屋架、钢屋架、钢网架、薄壳、钢丝网水泥折板屋盖等。1965年建成的河南省体育馆采用直径64米钢网架穹钢网架结构顶,为国内罕见;1981年建成的河南人民会堂大厅跨度为42米,采用钢屋架,在国内亦罕见;1982年建成的郑州田径练习馆采用96.6米×42米的钢网架结构,为河南首次使用。商业储备库等建筑,一般采用无梁楼盖,如郑州紫荆山百货大楼、南阳万吨冷库。在单层工业厂房与一般仓库建筑中,发展了V型折板屋面,其制作简便,抗震性能好,与传统屋盖相比,可节约钢材30%。60年代末,平顶山皮革厂18米跨度屋盖采用双拼“凵”形断面的折板拱结构取得成功。此外,双曲砖拱屋盖,在50年代后期曾在一些地方使用,缓解了当时钢材、水泥紧张的矛盾。

    (七)建筑构件的改造 50年代施工的大型工业厂房不少由国外专家帮助设计,安全系数偏大,形成“肥梁、胖柱、深基、重盖”的特征。50年代后期起,开始对建筑构件进行改进。柱子普遍由矩型改为工字型、实腹改为空腹;吊车梁由T字型改为鱼腹式及型钢——钢筋混凝土组合式;多数构件由钢筋混凝土发展为预应力钢筋混凝土;18~36米跨度的钢——钢筋混凝土屋架改为预应力钢筋混凝土拱型屋架;有的地方还采用钢筋混凝土梯形屋架、下撑式屋架或三绞拱屋架、组合式屋架等。屋面板从槽形板、密肋板发展到大型屋面板,由非预应力钢筋混凝土实心板发展到预应力钢筋混凝土空心板,以及一间房一块板的双向预应力空心大板,发展了建筑构件的标准化、系列化。
    (八)预应力混凝土结构 该结构产生不到一个世纪。1957年初,承建洛阳重点建设任务的建筑工程部洛阳工程局开始推广应用这项技术。当年完成18米块体式后张法薄腹梁、先张法6米预应力吊车梁的试制任务,并研制成功一批张拉设备和工具、附件。1958年以后,该技术扩展到省内主要企业。70年代后逐步普及,应用于工业、民用、电力、交通、铁路等建筑工程。产品品种与数量不断增加,主要有粗筋为主筋的18~24米后张法预应力拱型屋架、组合式后张法薄腹梁、12米托架、18米先张法预应力薄腹梁、5~20吨吊车梁、6米×1.5米大型屋面板等。有用高强钢丝或冷拔低炭钢丝作为预应力筋的预应力钢弦混凝土构件的大型屋面板、吊车梁、空心楼板,以及铁路枕轨、煤矿支架、高压输电线路电杆等,还有用钢铰线作预应力筋的屋架、吊车梁、桥梁等构件。省建一公司施工的平顶山姚孟电厂30万千瓦双水内冷汽轮发电机组基础,采用后张法预应力钢铰线拼装组合型式,基础长40米,高12米,宽16米,划分为若干部分进行场外预制、场内组装,通过张拉40米长预应力主筋使其拼装成为整体,施工方便,进度快,质量好,为全国首创,获1978年全国科学大会科技成果奖。80年代初,省建六公司在洛阳研制与推广应用无粘结后张法预应力混凝土技术,使预应力技术得到了新发展。1983年,省交通厅在中国建筑科学研究院协作下,试制成功“XM型预应力张拉锚固体系”,该体系由锚具、千斤顶及配套件组成,可用于各种强度的、外径12~16毫米的钢丝束和钢铰线,锚固性能良好,安全可靠,操作方便,已应用于郑州黄河公路大桥的959根主梁上。由于锚固性能好,预应力吨位大,减少了预应力束的孔数,增大了预应力在主梁横截面上的力臂,缩小了主梁的横截面,达到了安全可靠、节约钢材与混凝土的作用。全桥共节约钢材1800多吨,混凝土7034立方米。该技术获1987年国家科学技术进步三等奖与1987年城乡建设环境保护部科学技术进步二等奖。


    至1987年,河南省的预应力混凝土生产手段已趋完善,有机械张拉,也有电热张拉,构件产量已达到钢筋混凝土构件总量的20%左右。
三、屋面防水工程
    近代河南城镇房屋普遍采用粘土瓦屋面;农村屋面防水做法较多,有柴草泥抹面顶、白灰麦杆泥或炉渣白灰捶顶、石板座泥抹面顶、陶瓦铺顶等。中华人民共和国成立初期,城市逐步推广机制平瓦屋面。1953年以后,屋面防水工程多样化。是年,省纺织建筑安装公司从上海聘请油毡工,组织油毡防水施工队,翌年组建的建筑工程部洛阳工程局也组织了防水工程队,从此河南有了防水专业施工力量。当时,工业厂房一般均采用钢筋混凝土平顶屋面,上做卷材油毡,两毡三油,撒铺绿豆沙防水。1956年以后,这种卷材油毡屋面施工方法又由浇油法改为刮油法,接着在洛阳试制成功了烟灰避水屑屋面、乳化沥青屋面,但都未能大量推广。纺织厂的锯齿厂房,一般的食堂、仓库等还采用了石棉瓦屋面。
    60年代屋面防水工程有所发展。在无保温要求的屋面上推广自防水预应力槽瓦斜屋面,用油膏嵌缝。还有小坡度的钢筋混凝土刚性屋面,即在屋面上加铺一层钢丝网,上面铺细石混凝土或水泥砂浆压实抹光,此种做法适用于小跨度屋面。70年代末,由于大跨度钢网架屋盖出现,有的屋面开始采用铝板防水,一般轻型结构屋面采用波型塑料瓦、石棉瓦及玻璃钢瓦作屋面防水材料。
    80年代以后,卷材防水屋面推广冷胶结料,使用最多的有JG——1、JG——2冷胶涂料加玻璃布防水。1984年省建二公司在焦作电厂三号冷却塔施工中,原设计的环氧煤焦油防水层改为氯偏乙烯新型防水涂料,该涂料能在潮湿混凝土面连续作业,操作简便,使工期缩短3个月,降低工程成本6万元。1985年,省建一公司生产JG——2水乳型橡胶沥青防水冷胶料,并制定了《JG——2冷胶料加玻璃布防水施工技术规程》。
四、装饰工程
    河南古代建筑装饰水平很高。现存的许多古建筑彩绘雕饰颇为精美。进入近代,由于建筑工程很少。装修也较简陋。除极少数官署、寺庙、达官贵人住宅及商店门面较为讲究外,一般民居很少装修。即使较高级的建筑也不过是外墙清水勾缝、内墙石灰砂浆粉刷、门窗油漆玻璃而已。
    中华人民共和国成立后,建筑装饰一般仍沿用传统作法。郑州、洛阳、开封等主要城市的高级建筑也只是外墙做水刷石、卫生间做磁砖台度与马赛克地坪、房间做木地板、大厅做水磨石地面,建筑物的装饰花色单调贫乏。60年代中期,刮起一股“干打垒”(指用泥土夯实垒筑的简易房屋,泛指因陋就简的意思)风,批判设计工作“高、大、洋、古”,少数地方建起一批“干打垒”房子,几乎不讲建筑装饰。一段时间内,部分工程取消了平顶粉刷、内墙壁粉刷和女儿墙压顶粉刷等工艺,空心楼板填缝后屋顶直接喷白,建筑外墙一律为清水砖砂浆勾缝,楼地面也不做水泥砂浆地坪。这种情况一直持续到70年代中期。此后,随着一批高级公共建筑和高层建筑的兴建、建筑装饰技术才有了发展,装饰标准有了较大提高。
    (一)外墙饰面 70年代末以后,外墙粉刷逐步普及,在传统的水刷石基础上推广了手撒和机喷干粘石工艺。干粘石比水刷石省工省料,污染也少。省建三、六公司等单位试制成功的水喷浅洗石屑粉刷,使用石子粒径小,用喷雾器喷细水,冲刷浅洗,效果佳于水刷石。1985年,安阳等地又从北京及日本引进“彩色砂”外装饰材料与工艺,使外墙装饰更为美观。


    (二)内墙装饰 1987年石灰砂浆、可赛银粉刷已经在城镇建筑普及,大部分建筑,尤其是宾馆、会堂、大型商场等已广泛采用乳胶涂料、彩色弹涂、滚花、贴墙纸等新材料和新工艺。省建六公司和省建筑科学研究所合作研制的滚花新工艺,即用长183毫米、宽140毫米、重14公斤的滚花器,装上雕花橡皮滚筒,加上色彩,在内墙面上自上而下滚压成各种颜色的图案。该工艺有类似粘贴塑料花纹墙纸的效果,且工艺比较简单。


    (三)吊顶 近代以来,城镇民用建筑多采用板条抹灰、三夹板吊顶等方法。70年代以后,发展了轻钢龙骨吊顶,铝合金龙骨吊顶;面板有石膏板、钙塑板、铝塑板等多种新材料。
    (四)建筑贴面装饰材料 60年代以前,省内建筑贴面装饰很少,少量高级建筑也只作些外墙粉刷而已。70年代以后,省内大多数公共建筑使用了贴面装饰材料,一般有大理石、贴面砖、马赛克、釉面砖等。近几年,郑州市建一公司研制的无机水泥人造大理石,焦作、鹤壁等地研制的合成树脂型大理石,洛阳市研制的以菱苦土为原料的人造大理石,平顶山市研制的以粉煤灰澎珠为原料的人造大理石,以及各种新型贴面砖、玻璃马赛克等广泛使用,丰富了贴面装饰工程。
    (五)地面工程 长时期内,省内民居多为土地面,只有少数高级建筑做木地板和砖地坪。中华人民共和国成立后,城市建筑土地面改为砖地面和水泥地面。60年代后基本普及水泥地面,少数高级建筑采用水磨石地面。从70年代后期开始,公共建筑基本普及了水磨石地面,并发展了聚脂涂料、氯偏树脂涂料、107地面涂料等涂料地面;少数高级建筑使用塑料板地面、席纹木地面、磨光花岗石地面、人造大理石地面以及各种彩色水磨石地面、缸砖地面等。
    (六)建筑涂料 70年代以后发展迅速。河南已能生产乳胶漆、106、803、107、108等内外墙涂料,应用于内外墙、地坪和平顶装饰。施工速度快,操作简单,易于掌握,刷、喷均可,但有易退色、耐老化性能差等缺陷。
    (七)建筑门窗 清末和民国时期,建筑门窗有显著变化。窗户由纸糊方格窗、下半部固定、上半部上下开启,逐步改为平开式的玻璃窗;房门也由不落地的门改为扫地门,取消了门坎。中华人民共和国成立后,门窗类型有很大发展,木门窗、钢门窗已经普及城乡,少数高级公共建筑使用了铝合金门窗、塑料门窗;窗玻璃除用净白玻璃、茶色玻璃外,还推广使用了钢化吸热玻璃、涂色玻璃、中空玻璃等新型材料。