摘要：裂縫是筏板基礎(chǔ)大體積混凝土結(jié)構(gòu)常見的質(zhì)量問題，對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)的安全穩(wěn)定性有著較大的影響。本文通過介紹混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫的分類及其規(guī)律，著重探討了溫度應(yīng)力與溫度裂縫之間的關(guān)系，并針對(duì)不同的裂縫提出了切實(shí)有效的控制措施，以供類似研究借鑒。 

　　關(guān)鍵詞：大體積混凝土；溫度裂縫；溫度應(yīng)力；控制措施 

　　隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展，城市建設(shè)規(guī)模得到進(jìn)一步的擴(kuò)大，各種類型的高層建筑及大型公共建筑數(shù)量日益增加，這對(duì)建筑物結(jié)構(gòu)的質(zhì)量安全也提出了新的要求。在大型建筑物建設(shè)過程中，由于考慮到基礎(chǔ)沉降和傾斜等問題，建筑物自身無法利用單獨(dú)的柱基或條形基礎(chǔ)來承擔(dān)，往往需要采用筏板基礎(chǔ)，而目前的筏板基礎(chǔ)主要由大體積混凝土結(jié)構(gòu)澆筑而成，在澆筑完成后容易受到溫度應(yīng)力、干燥收縮和人員操作等影響的影響，導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫、滲漏和開裂等質(zhì)量通病，嚴(yán)重影響到建筑物混凝土結(jié)構(gòu)的安全性、穩(wěn)定性及可靠性，并給建筑物的日常運(yùn)作帶來巨大的安全隱患。因此，如何有效避免筏板基礎(chǔ)大體積混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)溫度裂縫就成為建設(shè)單位亟待解決的問題。 

　　1 溫度裂縫規(guī)律 

　　基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫，有以下規(guī)律。 

　�。�1）溫差和收縮越大，越容易開裂，而且裂縫開展的越寬越密。 

　　（2）收縮和溫度變化越快，越容易開裂。 

　�。�3）基底對(duì)基礎(chǔ)的約束越大，越容易開裂。 

　　（4）溫度梯度越大，越容易開裂。 

　　所以，應(yīng)防止大體積混凝土產(chǎn)生有害裂縫，控制發(fā)生貫穿裂縫、深層裂縫的寬度，為進(jìn)一步滿足功能和使用上的要求，對(duì)表面裂縫要加以控制。 

　　大體積混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫形式。 

　　筏板基礎(chǔ)大體積混凝土溫度應(yīng)力變化情況表現(xiàn)如下，結(jié)構(gòu)的最高溫度產(chǎn)生于結(jié)構(gòu)的幾何中心點(diǎn)，沿厚度方向，溫度場(chǎng)呈二次曲線分布，中間高，上表面和下表面溫度低（高于外界大氣溫度或地基溫度）。 

　　溫度應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致混凝土結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫，而裂縫的出現(xiàn)又使得溫度應(yīng)力發(fā)生一定程度的松弛。長期以來，對(duì)于裂縫與溫度應(yīng)力問題，存在著一種模糊概念，認(rèn)為溫度應(yīng)力無關(guān)緊要，一旦產(chǎn)生溫度裂縫，溫度應(yīng)力也就消失。這種觀點(diǎn)看起來亦有一定道理，但從混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)外約束溫度應(yīng)力的實(shí)際狀況來分析，這種觀點(diǎn)是不正確的。實(shí)際上，配筋混凝土結(jié)構(gòu)，由于鋼筋的約束作用，溫度應(yīng)力不可能完全釋放。因此，對(duì)于承受溫度作用的鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，在按外力荷載進(jìn)行承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)適當(dāng)留有一定的余地。 

　　綜上所述，內(nèi)約束溫度應(yīng)力不會(huì)由于別處溫度裂縫的開展而松弛；外約束溫度應(yīng)力會(huì)由于裂縫的開展而部分松弛，但只有裂縫開展很寬時(shí)，結(jié)構(gòu)處于破壞階段時(shí)溫度應(yīng)力才會(huì)全部釋放。 

　　3 溫度裂縫的控制標(biāo)準(zhǔn) 

　　溫度裂縫的控制標(biāo)準(zhǔn)按建筑物對(duì)裂縫的要求不同可分為兩大類：一是不允許出現(xiàn)裂縫，必須嚴(yán)格“抗裂”；另一類是允許開裂，但對(duì)裂縫的開裂寬度加以限制，即“限裂”。 

　　對(duì)裂縫寬度的控制：（1）對(duì)無侵蝕介質(zhì)、無抗?jié)B要求的結(jié)構(gòu)，裂縫寬度�0.3mm；（2）對(duì)輕微侵蝕、無抗?jié)B要求，裂縫寬度�0。2mm；（3）對(duì)嚴(yán)重侵蝕、有抗?jié)B要求，裂縫寬度�0.1mm。由裂縫控制條件來看，在實(shí)際工程中，抗?jié)B要求嚴(yán)格的結(jié)構(gòu)，往往用高水泥含量配合比來達(dá)到抗?jié)B要求。 

　　4 溫度裂縫的控制方法 

　　越來越多的工程實(shí)踐證明，溫度裂縫的危害性對(duì)結(jié)構(gòu)的影響非常大。為了控制溫度裂縫的開展，降低其危害性，需要采取措施加以限制�？刂苹炷�土的材料及配合比，摻加外加劑（減水劑或緩凝劑）和粉煤灰，加強(qiáng)混凝土前期的養(yǎng)護(hù)都可以達(dá)到控制溫度應(yīng)力及溫度裂縫的目的。 

　　配置溫度鋼筋的合理性，是鋼筋混凝土基本理論研究中的一個(gè)引人注目并長期爭(zhēng)論的問題。采用勁性鋼筋進(jìn)行“集中”配筋，增加了混凝土的不均勻性，增大了結(jié)構(gòu)中的初始裂縫，對(duì)混凝土的抗裂不利，這一結(jié)論是統(tǒng)一的。問題爭(zhēng)論的焦點(diǎn)在于，在混凝土中配置分散的鋼筋是否能提高其極限拉應(yīng)變，從而有助于混凝土的抗裂性能。目前存在2種觀點(diǎn)：一種觀點(diǎn)認(rèn)為配筋對(duì)混凝土的極限應(yīng)變沒有影響，另一種觀點(diǎn)認(rèn)為配筋可以提高混凝土的極限拉應(yīng)變。但雙方的共同觀點(diǎn)是，鋼筋能起到控制裂縫開展，減小裂縫寬度的作用。 

　　混凝土結(jié)構(gòu)是非均值的，承受拉力作用時(shí)，截面中各質(zhì)點(diǎn)受力是不均勻的，有大量不規(guī)則的應(yīng)力集中點(diǎn)，在這些點(diǎn)處首先達(dá)到抗拉強(qiáng)度，引起局部塑性變形，如沒有鋼筋繼續(xù)受力，便在應(yīng)力集中處首先出現(xiàn)裂縫。如此時(shí)適當(dāng)配筋，鋼筋將約束混凝土的塑性變形，從而分擔(dān)混凝土的拉應(yīng)力，推遲混凝土裂縫的出現(xiàn)，亦即提高了混凝土的極限拉應(yīng)變，大量工程實(shí)踐也證明，適當(dāng)配置溫度鋼筋，是能夠提高混凝土的極限拉應(yīng)變的。 

　　對(duì)于允許開裂的結(jié)構(gòu)，配筋作用是顯然的。在承受溫度作用的混凝土結(jié)構(gòu)中，溫度應(yīng)力超過混凝土的抗拉強(qiáng)度而開裂，裂縫兩側(cè)混凝土將回縮，從而使得溫度裂縫一開展就很寬。若配置了溫度鋼筋，則由于鋼筋和混凝土之間的粘結(jié)作用，使得混凝土不能自由回縮，從而減小了裂縫的開展寬度和深度，起到分散裂縫的作用，且能有效的防止貫穿裂縫的出現(xiàn)。 

　　在素混凝土結(jié)構(gòu)中，溫度裂縫要么不出現(xiàn)，要么一開裂就很寬，尤其是貫穿裂縫及深層裂縫。由于溫度作用千變?nèi)f化，很難人為控制，要完全防止溫度裂縫的出現(xiàn)，必將付出巨大的經(jīng)濟(jì)代價(jià)。而從實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的角度來講，對(duì)于某些結(jié)構(gòu)，溫度裂縫（尤其是非貫穿裂縫）只要其寬度在允許范圍內(nèi)，對(duì)結(jié)構(gòu)并無多大影響，應(yīng)該允許出現(xiàn)溫度裂縫，但必須限制其開展寬度。合理配置溫度構(gòu)造鋼筋，可以起到分散裂縫條數(shù)，減小裂縫開展寬度的作用。 

　　4.1 貫穿性裂縫的控制 

　　4.1.1 嚴(yán)格要求抗裂 對(duì)于均勻溫降引起的貫 

　　穿性裂縫，其危害性較大，在絕大多數(shù)情況下應(yīng)防止裂縫出現(xiàn)。分析影響貫穿性裂縫的諸因素，長高比越大，地基彈性模量越高，越容易出現(xiàn)貫穿性裂縫，溫控要求越嚴(yán)。Ef為地基彈性模量，Ec為混凝土的彈性模量，圖5是不同地基約束條件（Ef/Ec），不同溫差Tm時(shí)混凝土澆筑塊的最大長高比（L/H）。 　　圖3 筏板基礎(chǔ)大體積混凝土結(jié)構(gòu)允許溫差 

　　圖3是針對(duì)C20混凝土，并考慮了混凝土徐變及施工期間內(nèi)混凝土的彈性模量的變化而得出的。對(duì)于其他等級(jí)混凝土，可以近似按抗拉強(qiáng)度的比例折算。如對(duì)于C30混凝土，ftk=2.01N/mm2，C20混凝土的ftk =1.54N/mm2，則在相同溫差Tm下，C30混凝土的最大長高比約為2.01/1.54=1.3倍的C20混凝土的長高比。對(duì)于不同的Ef/Ec，可采用內(nèi)插法查表，表中Ec為28d齡期時(shí)混凝土的彈性模量，Ef為地基的彈性模量，不考慮其隨時(shí)間的變化。 

　　由圖3還可知：（1）巖基上（Ef/Ec較大）抗裂要求較難滿足，而軟基上（Ef/Ec較小）比較容易做到。當(dāng)Ef/Ec足夠小時(shí)，甚至可以不分塊而通倉澆筑，也不會(huì)出現(xiàn)貫穿裂縫。（2）Ef/Ec一定時(shí)，當(dāng)L/H小于某一極限時(shí)，一般不會(huì)出現(xiàn)貫穿性裂縫。實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)允許溫差Tm、地基約束條件Ef/Ec及長高比L/H三者之二查表確定另一參數(shù)。如已知Tm，Ef/Ec，查表求得L/H，然后根據(jù)工程實(shí)際情況確定L和H的值。H越小，L相應(yīng)的也要減��；L一定時(shí)，H越大，裂縫越容易控制，但要滿足相同的溫差Tm，相應(yīng)的溫控措施要加嚴(yán)。 

　　4.1.2 允許開裂，但需限制其裂縫開展寬度 

　　若裂縫的出現(xiàn)對(duì)整個(gè)結(jié)構(gòu)不會(huì)構(gòu)成很大的威脅，嚴(yán)格要求抗裂又不很經(jīng)濟(jì)，此時(shí)允許開裂，但需要限制其裂縫開展寬度。貫穿性裂縫寬度的主要影響因素仍為長高比L/H和地基彈模Ef/Ec，但其影響與抗裂時(shí)正好相反，即L/H越大，Ef/Ec越大，裂縫條數(shù)越多，但裂縫寬度越細(xì)。 

　　4.2 深層裂縫的控制 

　　深層裂縫應(yīng)盡可能采用表面保溫措施，減小溫度變化的梯度，延長溫度變化的時(shí)間，“利用時(shí)間來控制”裂縫。一般來說，在前述基礎(chǔ)溫差允許范圍內(nèi)，深層裂縫也會(huì)得到較為有效的控制，另外，在混凝土表面配置一定數(shù)量的溫度鋼筋，以限制可能出現(xiàn)的深層裂縫的寬度及開展深度。 

　　4.3 淺層裂縫的控制 

　　淺層裂縫一般均發(fā)生在早期，裂縫寬度較細(xì)，在0.1～0.2mm，縫深5～10cm。淺層裂縫在某些場(chǎng)合下會(huì)發(fā)展成深層裂縫，也應(yīng)盡量加以控制。 

　　淺層裂縫一般都是采用保溫蓄熱法來防止，尤其對(duì)于寒潮引起的淺層裂縫，若在寒潮到來之前及時(shí)采用保溫措施，其效果是非常明顯的。當(dāng)然，前面為控制貫穿裂縫和深層裂縫而配置的鋼筋對(duì)限制可能出現(xiàn)的淺層裂縫，尤其是防止淺層裂縫擴(kuò)展為深層裂縫也是有作用的，不必再為控制淺層裂縫而配置鋼筋。 

　　5 結(jié)語 

　　通過探討筏板基礎(chǔ)大體積混凝土結(jié)構(gòu)溫度裂縫控制工作，筆者總結(jié)以下幾點(diǎn)結(jié)論：①對(duì)于貫穿性裂縫，若底板處于巖基上，可在其上下表面配置一些溫度鋼筋來限制裂縫的開展寬度，若底板處在軟基上，可以任其開裂，再采用灌漿的方法來修補(bǔ)；②對(duì)于深層裂縫，可采用表面保溫措施，或在表面配置一定數(shù)量的溫度鋼筋，以限制裂縫的寬度及深度；③對(duì)于淺層裂縫，一般是采用保溫蓄熱法來防止裂縫的開裂速度。 

　　參考文獻(xiàn)： 

　　[1]馮偉.筏板基礎(chǔ)大體積混凝土溫度裂縫的控制[J].建筑施工.2012年第10期 

　　[2]吳敏森.淺談筏板基礎(chǔ)大體積混凝土裂縫控制[J].科技致富向?qū)?2012年第06期