超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制研究綜述

鄭曉芬 艾靖儒，* 程 浩

（1.同濟(jì)大學(xué)建筑工程系，上海200092；2.上海市巖土工程檢測(cè)中心，上海200437）

0 引 言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，超長混凝土結(jié)構(gòu)在我國大型公共建筑中得到了較為廣泛的應(yīng)用?！额A(yù)應(yīng)力混凝土設(shè)計(jì)規(guī)范》（JGJ 369—2016）［1］給出了超長混凝土結(jié)構(gòu)的概念：由于約束較強(qiáng)，在荷載和混凝土收縮、俆變、溫差間接作用的影響下，構(gòu)件受力超過限值的結(jié)構(gòu)。通常將結(jié)構(gòu)長度超過《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010）［2］規(guī)定的伸縮縫最大間距而未按要求設(shè)置伸縮縫的結(jié)構(gòu)稱作超長結(jié)構(gòu)。如室內(nèi)現(xiàn)澆剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)長度45 m，超過這個(gè)長度而未設(shè)縫的結(jié)構(gòu)可稱為超長結(jié)構(gòu)。一方面，超長結(jié)構(gòu)能有效利用空間，滿足人們的使用需求；另一方面，超長結(jié)構(gòu)的建筑往往具有大平面、大尺寸等特點(diǎn)，導(dǎo)致混凝土的熱膨脹、收縮、徐變等溫度效應(yīng)放大，混凝土結(jié)構(gòu)開裂，從而影響結(jié)構(gòu)的受力形態(tài)和使用性能。如果不采取有效措施控制裂縫的產(chǎn)生和發(fā)展，可能會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的整體性和耐久性產(chǎn)生不良影響，給社會(huì)帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。

由于《混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB 50010—2010）［2］對(duì)如何控制超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫并未給出系統(tǒng)性的理論指導(dǎo)，所以對(duì)超長混凝土裂縫進(jìn)行研究具有重要意義。2000年初，鄭曉芬［3］以溫度應(yīng)力分段計(jì)算法為基礎(chǔ)，建立超長混凝土框架結(jié)構(gòu)溫度收縮應(yīng)力計(jì)算模型，在超長梁板結(jié)構(gòu)溫度裂縫控制方面的研究作出貢獻(xiàn)。近些年，有學(xué)者建立了超長混凝土結(jié)構(gòu)在不同溫度下的應(yīng)變模型，為精確分析超長混凝土結(jié)構(gòu)開裂機(jī)理提供了理論支撐［4］。此外，徐廣舒等［5］通過楔入劈拉試驗(yàn)分析了不同材料對(duì)混凝土裂縫的修復(fù)能力，為實(shí)際工程提供參考。

關(guān)于超長混凝土的裂縫控制措施，應(yīng)用較為廣泛的是王鐵夢(mèng)［6］提出的“抗”與“放”原則。隨著工程實(shí)踐的發(fā)展，劉哲宇［7］提出的“防”的原則也逐漸應(yīng)用于實(shí)際工程中。本文就超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制中這三種原則進(jìn)行評(píng)述。

1 “抗”的原則

“抗”的原則主要體現(xiàn)在增強(qiáng)材料自身的抗拉強(qiáng)度或極限拉伸，即使結(jié)構(gòu)的抗拉強(qiáng)度不小于約束應(yīng)力或結(jié)構(gòu)的極限拉伸不小于約束拉伸，從而達(dá)到減少有害裂縫出現(xiàn)、抑制有害裂縫發(fā)展的效果［8］。這種原則主要用于處于約束狀態(tài)且不能充分變形的構(gòu)件上。主要措施有優(yōu)化混凝土配合比、摻加膨脹劑、增配構(gòu)造鋼筋、使用纖維混凝土等。

朱?。?］研究了聚丙纖維對(duì)混凝土抗裂性的影響。聚丙纖維具有高韌性、高抗拉強(qiáng)度的特點(diǎn)，文章指出，在混凝土中摻入聚丙纖維，混凝土將由原先的單裂縫脆性破壞轉(zhuǎn)變成多裂縫韌性破壞，混凝土的抗拉強(qiáng)度和韌性將顯著提高，早期開裂得到有效控制。此外，聚丙纖維還可以降低混凝土回彈。對(duì)于聚丙纖維的使用，作者提出以下建議：

（1）加入量：每立方米混凝土加入0.6～1.2 kg聚丙纖維；每立方米砂漿加入0.9～1.2 kg聚丙纖維。

（2）纖維長度：混凝土工程選用12～19 mm；抹灰較厚的砂漿選用6～19 mm；抹灰較薄的砂漿選用6～10 mm。文章給出了聚丙纖維混凝土的具體施工工藝及注意事項(xiàng)。

值得注意的是，雖然聚丙纖維能有效提升混凝土的抗裂性，但不能因此而減少結(jié)構(gòu)配筋或減小截面尺寸，這會(huì)帶來很大的工程隱患。

工程中常用后澆帶控制超長混凝土結(jié)構(gòu)的裂縫。但后澆帶的施工工序繁雜，施工質(zhì)量難以保證，且往往伴隨著接縫處的垃圾污染等問題。陳海濤等［10］提出，可以通過摻入新型減縮膨脹劑（以下簡稱KL-Ⅱ）的方法達(dá)到控制裂縫的效果，從而避免使用后澆帶產(chǎn)生的一系列問題。作者指出，由于普通膨脹劑超過一定齡期后會(huì)產(chǎn)生倒縮現(xiàn)象，膨脹效果將大大減弱，而KL-Ⅱ中含有一定減縮組分，能高效產(chǎn)生膨脹。在混凝土中摻入適量的KL-Ⅱ，可以阻斷混凝土收縮，減少混凝土內(nèi)部的拉應(yīng)力產(chǎn)生。通過調(diào)整KL-Ⅱ摻量，在結(jié)構(gòu)收縮大的部位采用KL-Ⅱ含量較高的混凝土，在結(jié)構(gòu)收縮小的部位采用KL-Ⅱ含量較低的混凝土，可以有效補(bǔ)償混凝土的收縮應(yīng)力，從而達(dá)到取消后澆帶、實(shí)現(xiàn)超長混凝土的連續(xù)施工的目的。文章給出根據(jù)試驗(yàn)研究得到的最優(yōu)KL-Ⅱ混凝土配合比設(shè)計(jì)，如表1所示。

表1 KL-Ⅱ混凝土配合比設(shè)計(jì)［10］Table 1 Design of mix proportion of KL-Ⅱconcrete［10］

馬岷成［11］研究了適用于寒旱地區(qū)優(yōu)化配合比混凝土。作者指出，寒旱地區(qū)年平均氣溫較低，溫差大，年平均濕度較低，超長混凝土結(jié)構(gòu)更易出現(xiàn)有害裂縫如干縮裂縫、凍脹裂縫等。文章采用“全計(jì)算法”，以工作性、耐久性和強(qiáng)度為基礎(chǔ)計(jì)算適用于寒旱地區(qū)混凝土的組分比例。此外，作者提出摻入F類Ⅱ級(jí)粉煤灰和S95礦粉渣的措施，來減小超長混凝土結(jié)構(gòu)水化熱和溫度峰值，有助于減少有害裂縫的產(chǎn)生。文章建議：①在滿足基本工作性能的基礎(chǔ)上，用水量盡可能少，以減少混凝土收縮；②在滿足強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上，用礦物摻和料代替部分水泥，減少水泥用量以減小水化熱，增加混凝土的穩(wěn)定性和密實(shí)度；③嚴(yán)格控制材料含泥量，減小變形收縮；④摻入高性能外加劑，增強(qiáng)混凝土性能，減少混凝土變形。

董磊等［12］研究了在超長混凝土結(jié)構(gòu)中增配構(gòu)造鋼筋的方法。作者認(rèn)為，超長混凝土結(jié)構(gòu)具有明顯的收縮和溫度效應(yīng)，在溫差和體積變化較大的情況下，混凝土內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生較大的溫度應(yīng)力，容易引起混凝土開裂。在溫度作用較明顯、溫度變化較大的區(qū)域，如形狀不規(guī)則、剛度突變等部位，增設(shè)構(gòu)造鋼筋，采用適當(dāng)提高配筋率或全長配筋的構(gòu)造方式，能有效減少開裂的可能性。通過分析，作者提出以下構(gòu)造手段：在超長方向，每側(cè)腰筋面積不小于0.001 5倍的腹板高度與梁寬的乘積；墻-墻、墻-柱連接節(jié)點(diǎn)增設(shè)直徑為10 mm的水平鋼筋，鋼筋末端伸入墻內(nèi)1 500 mm；相對(duì)于計(jì)算配筋，墻體水平鋼筋實(shí)際配筋量加大20%；底板和頂板通長配筋，且將配筋量增大20%等。

楊毅超等［13］對(duì)補(bǔ)償收縮纖維混凝土的配合比進(jìn)行分析，分析工作包括：①摻加纖維的品種和摻量的選擇；②不同摻量的膨脹劑對(duì)混凝土坍落度、抗壓強(qiáng)度以及限制膨脹率的影響。作者通過試驗(yàn)研究，提出三種不同混凝土強(qiáng)度等級(jí)的較優(yōu)配合比，并結(jié)合施工現(xiàn)場構(gòu)件測(cè)試驗(yàn)證了配合比的可行性。試驗(yàn)構(gòu)件應(yīng)變測(cè)試值見圖1，試驗(yàn)確定的配合比見表2。分析結(jié)果表明，在膨脹劑摻量為帶外35 kg/m3、帶內(nèi)40 kg/m3的情況下，混凝土應(yīng)變發(fā)展較為緩慢，且在28 d的限制膨脹率較低。合理配合比的補(bǔ)償收縮纖維混凝土對(duì)于控制混凝土裂縫的發(fā)展有較好效果，實(shí)際工程中應(yīng)在實(shí)驗(yàn)室初步確定后，結(jié)合現(xiàn)場測(cè)試結(jié)果確定配合比。

表2 試驗(yàn)確定的混凝土配合比［13］Table 2 Concrete mixture ratio［13］ kg/m3

圖1 試驗(yàn)構(gòu)件應(yīng)變測(cè)試值［13］Fig.1 Strain test values of test component［13］

謝彪等［14］對(duì)優(yōu)化配合比前后的混凝土絕熱溫升及強(qiáng)度進(jìn)行分析。原配合比礦物摻和料為粉煤灰15%、礦渣粉25%，優(yōu)化后礦物摻和料為粉煤灰26%、礦渣粉10%復(fù)配8%膨脹劑，并相應(yīng)降低水泥用量。分析表明，優(yōu)化配合比混凝土絕熱溫升幅值降低5.5℃；就早期抗壓強(qiáng)度而言，優(yōu)化配合比混凝土較原配合比混凝土?xí)幸欢ǔ潭冉档?，?8 d抗壓強(qiáng)度仍滿足強(qiáng)度設(shè)計(jì)要求；優(yōu)化配合比混凝土自身體積先不斷增大然后保持穩(wěn)定，在后期能持續(xù)進(jìn)行補(bǔ)償收縮（試驗(yàn)結(jié)果見圖2～圖4）。結(jié)合有限元仿真分析計(jì)算結(jié)果和實(shí)體結(jié)構(gòu)監(jiān)測(cè)分析結(jié)果，作者指出，在保證強(qiáng)度的前提下，優(yōu)化配合比與摻入膨脹劑使混凝土具有較低絕熱溫升、膨脹小的特點(diǎn)，溫度應(yīng)力更容易控制，從而有效提高混凝土的抗裂能力。

圖2 混凝土絕熱溫升曲線［14］Fig.2 Adiabatic temperature rise curves of concrete［14］

圖4 混凝土自身體積變形［14］Fig.4 Volume deformation of concrete［14］

2 “放”的原則

圖3 混凝土早期抗壓強(qiáng)度［14］Fig.3 Early compressive strength of concrete［14］

構(gòu)處于可自由變形的狀態(tài)，從而使約束應(yīng)力達(dá)到可控水平，減少裂縫產(chǎn)生。主要措施有設(shè)置滑動(dòng)支座、跳倉法、留設(shè)后澆帶等。“放”的原則雖然在靈活性上優(yōu)于“抗”，但施工時(shí)往往工序較多，對(duì)施工質(zhì)量要求較高。目前國內(nèi)具有代表性的超長混凝土結(jié)構(gòu)有人民大會(huì)堂、南京國際展覽中心、廣州國際會(huì)展中心等，這類無伸縮縫的超長結(jié)構(gòu)通常采用設(shè)置后澆帶的方式來降低溫度應(yīng)力的影響。

張玉明［15］研究了框架結(jié)構(gòu)柱頂設(shè)置滑動(dòng)支座對(duì)超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的影響。分析工作包括：①在普通超長混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)置滑動(dòng)支座；②在超長圓環(huán)形混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)置滑動(dòng)支座。為了計(jì)算超長圓環(huán)形框架結(jié)構(gòu)溫度應(yīng)力，作者沿圓環(huán)形框架環(huán)向取微元端，結(jié)合極坐標(biāo)下環(huán)向溫度應(yīng)力方程，總結(jié)出在均勻溫差作用下圓環(huán)形框架任意一點(diǎn)的環(huán)向拉應(yīng)力公式：

式中：σθ為圓環(huán)形框架任意一點(diǎn)的環(huán)向拉應(yīng)力；E為混凝土彈性模量；β為位移約束系數(shù)，即被約束位移與自由位移之比；α為混凝土線膨脹系數(shù)；Δt為圓環(huán)形框架微元段均勻降溫溫差。

結(jié)合式（1），作者具體計(jì)算了超長圓環(huán)形框架結(jié)構(gòu)在四種不同滑動(dòng)支座設(shè)置工況下的環(huán)向應(yīng)力，分別是外環(huán)滑動(dòng)、內(nèi)環(huán)滑動(dòng)、外兩環(huán)滑動(dòng)和內(nèi)兩環(huán)滑動(dòng)。聯(lián)系普通超長混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)置滑動(dòng)支座后的計(jì)算結(jié)果，得出以下結(jié)論：①對(duì)于圓環(huán)形框架，滑動(dòng)支座越多，位移約束系數(shù)越小，環(huán)向應(yīng)力越低，且在外環(huán)設(shè)置滑動(dòng)支座要優(yōu)于在內(nèi)環(huán)設(shè)置滑動(dòng)支座；②框架柱頂滑動(dòng)支座越多，框架溫度應(yīng)力越小，但結(jié)構(gòu)的抗側(cè)剛度以及整體性也越差；③滑動(dòng)支座一般設(shè)置在結(jié)構(gòu)頂層的柱頂而不設(shè)置在底層的柱頂。

雖然設(shè)置滑動(dòng)支座可以減少結(jié)構(gòu)的自由度，減少約束應(yīng)力，從而控制裂縫發(fā)展，但結(jié)構(gòu)的整體剛度和抗扭能力會(huì)被削弱，可能無法滿足抗震設(shè)計(jì)要求。因此，文章建議，在滿足抗震要求的基礎(chǔ)上，結(jié)合實(shí)際工程需要確定滑動(dòng)支座的數(shù)量，在邊跨以及相鄰跨設(shè)置滑動(dòng)支座。

張凌怡等［16］研究了“跳倉法”綜合技術(shù)在超長混凝土裂縫控制中的應(yīng)用。跳倉法并不是要求分倉嚴(yán)格按照小于或等于40 m來進(jìn)行，分倉時(shí)必須以設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際情況相結(jié)合為依據(jù)。如圖5所示，文章將基礎(chǔ)梁共分為6個(gè)倉。2倉內(nèi)部布有較多預(yù)應(yīng)力錨索，構(gòu)造較為復(fù)雜，需單獨(dú)分倉，長度為48m。跳倉法需要間隔施工，文章給出施工順序?yàn)?→3→5→4→6→2。文章對(duì)1倉、2倉溫度監(jiān)控結(jié)果進(jìn)行分析。分析表明，升溫階段的里表最大溫差為27℃，低于《大體積混凝土施工規(guī)范》（GB 50496—2009）［17］規(guī)定的30℃；降溫階段，中心處的平均降溫速率為3.29℃/d，高于規(guī)范要求的2.0℃/d，但由于跳倉法施工的特殊性，混凝土在澆筑前期就釋放了大部分收縮應(yīng)力，故并未出現(xiàn)有害裂縫。

圖5 基礎(chǔ)梁分倉平面示意圖［16］Fig.5 Plane diagram of foundation beam silo division［16］

孔令宇等［18］研究了天津市某一底板大體積混凝土的施工技術(shù)。受使用功能限制，該地下室結(jié)構(gòu)無法斷縫，且考慮到傳統(tǒng)后澆帶施工帶來的各種弊端，文章指出，采用跳倉法進(jìn)行施工具有縮短施工工期、簡化建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、有效減小混凝土的溫度應(yīng)力的優(yōu)點(diǎn)。作者結(jié)合結(jié)構(gòu)條件和施工條件，提出將整個(gè)地下室基礎(chǔ)底板及地下結(jié)構(gòu)分倉為47塊，進(jìn)行188次混凝土跳倉澆筑，每個(gè)分倉的施工周期平均為20 d，相鄰兩塊倉區(qū)混凝土澆筑時(shí)間間隔至少7 d。地下室結(jié)構(gòu)的分倉情況如圖6所示。該工程與傳統(tǒng)跳倉法不同之處在于將納米防水水泥用于豎向結(jié)構(gòu)與水平結(jié)構(gòu)施工面、施工縫、后澆帶等部位的防水處理。文章給出納米防水水泥的具體構(gòu)造及做法。

圖6 地下室結(jié)構(gòu)分倉示意圖［18］Fig.6 Schematic diagram of subterranean structure silos［18］

3 “防”的原則

“抗”的原則是從材料本身出發(fā)，缺乏對(duì)約束的處理；“放”的原則大多僅涉及早期應(yīng)力的釋放，也沒有有效處理約束問題。在此基礎(chǔ)上，劉哲宇［7］提出，通過調(diào)整結(jié)構(gòu)約束和約束分布，減小約束內(nèi)力的產(chǎn)生，從而達(dá)到裂縫控制的目的，這就是“防”的原則。常用措施有施加預(yù)應(yīng)力、控制梁柱線剛度比等。

李明等［19］研究了超長預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)不同施工方法對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響。研究內(nèi)容包括：①后澆帶封閉后分段張拉預(yù)應(yīng)力筋；②預(yù)應(yīng)力筋張拉與后澆帶交叉施工。分析表明，后澆帶封閉后再分段張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)，由于結(jié)構(gòu)作為整體承受荷載，未張拉的分段也會(huì)受到拉應(yīng)力，此時(shí)若混凝土的抗拉強(qiáng)度較低而設(shè)置的預(yù)應(yīng)力較大時(shí)，可能會(huì)產(chǎn)生裂縫。此外，在整體張拉完成后，柱頂會(huì)有較大的位移，約11.38 mm，并產(chǎn)生較大彎矩；預(yù)應(yīng)力筋張拉與后澆帶交叉施工時(shí)，結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的應(yīng)力性質(zhì)與第一種情況相同，但應(yīng)力相對(duì)較小，在整體張拉完成后柱頂位移也較小，約7.54 mm，相對(duì)整體張拉減小了36.5%。故文章建議合理安排施工次序，預(yù)應(yīng)力筋張拉與后澆帶交叉施工，可以有效減小張拉預(yù)應(yīng)力筋時(shí)對(duì)某些部位的拉應(yīng)力，較大減小柱頂位移，提高有效預(yù)應(yīng)力，對(duì)解決超長結(jié)構(gòu)的裂縫問題有較大幫助。

焦彬如等［20］分析了增配預(yù)應(yīng)力筋的超長墻體內(nèi)應(yīng)力分布狀況。作者對(duì)超長墻體內(nèi)增配無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行分析計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見圖7-圖9。分析圖7-圖9可知：①只在墻底和墻端1/3長度內(nèi)有預(yù)應(yīng)力分布，且應(yīng)力峰值距墻端墻底距離小于10 m，說明預(yù)應(yīng)力集中在墻體端部；②在墻體中部約1/3長度部位幾乎無預(yù)應(yīng)力分布，中部區(qū)段的端部存在少量預(yù)應(yīng)力；③施加預(yù)應(yīng)力后，剪移區(qū)由原先的2.5 m擴(kuò)展至15 m，剪應(yīng)力的峰值由兩端向中部區(qū)域移動(dòng)，且峰值由原先的1.75 N/mm2降低至1.17 N/mm2。

圖7 預(yù)應(yīng)力作用下墻中和墻底剪應(yīng)力［20］Fig.7 Distribution of shear stress at the bottom and in the wall under prestress［20］

圖9 溫差和預(yù)應(yīng)力共同作用下墻中和墻底剪應(yīng)力［20］Fig.9 Distribution of shear stress in bottom and wall under the action of temperature difference and prestress［20］

參考文獻(xiàn)［20］分析結(jié)果表明，在超長結(jié)構(gòu)中施加預(yù)應(yīng)力并不能完全消除裂縫的產(chǎn)生。雖然兩端裂縫的產(chǎn)生得到控制，但中部區(qū)段的裂縫會(huì)得到發(fā)展。通過分析，作者提出以下結(jié)論：相同溫差變形下，墻體收縮單元長度減小，溫差變形的作用將明顯減小，從而減小裂縫產(chǎn)生及發(fā)展。因此，將超長墻體三等分，去掉中間區(qū)段，只取兩端部分的預(yù)應(yīng)力筋進(jìn)行張拉，可以有效預(yù)防中部區(qū)段裂縫產(chǎn)生。這為配有預(yù)應(yīng)力筋的超長結(jié)構(gòu)裂縫控制提供了新思路。

圖8 溫差作用下墻中和墻底剪應(yīng)力［20］Fig.8 Distribution of shear stress between bottom and wall under the action of temperature difference［20］

呂春輝［21］研究了合適的養(yǎng)護(hù)工藝對(duì)超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的影響。作者分析了不同養(yǎng)護(hù)條件對(duì)混凝土的收縮和耐久性的影響。分析表明：①混凝土的收縮應(yīng)變受許多因素影響，如溫度、濕度等，因此考慮采用不同的系數(shù)對(duì)混凝土標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的最大收縮進(jìn)行修正，并結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)回歸分析得到的公式，可以計(jì)算混凝土在任意時(shí)間的收縮值；②氯離子的滲透性隨深度的增加而減少；③混凝土的碳化深度隨早期標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)時(shí)間的增加而減少；④混凝土在標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)條件下的抗凍等級(jí)要高于自然養(yǎng)護(hù)條件；⑤混凝土的強(qiáng)度增長與養(yǎng)護(hù)條件正相關(guān)，養(yǎng)護(hù)條件越好，混凝土強(qiáng)度增長越快。故文章建議，提高環(huán)境的相對(duì)濕度，如采取噴淋等保濕養(yǎng)護(hù)手段，控制好溫度和養(yǎng)護(hù)時(shí)間，可以有效控制超長混凝土結(jié)構(gòu)收縮裂縫的產(chǎn)生。

吳偉［22］研究了超長混凝土結(jié)構(gòu)間歇施工技術(shù)。《混凝土結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50666—2011）［23］規(guī)定：澆筑混凝土應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。當(dāng)必須間歇時(shí)，其間歇時(shí)間宜縮短。但規(guī)范并未給出建議的間歇時(shí)間以及具體收縮應(yīng)力計(jì)算公式，實(shí)際工程中很難通過控制收縮應(yīng)力來減少超長結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生。文章對(duì)兩塊相鄰的混凝土底板進(jìn)行研究，按照澆筑順序，將兩塊底板分為先澆塊和后澆塊。然后分析了間歇時(shí)間為1 d、2 d、3 d、5 d時(shí)先、后澆塊的應(yīng)力發(fā)展?fàn)顟B(tài)和相互影響作用，以及在整體澆筑狀態(tài)下的應(yīng)力情況。分析表明，間歇時(shí)間越長，兩塊底板之間相互影響的時(shí)間越短。當(dāng)間歇天數(shù)大于溫度變化周期和升溫天數(shù)的差值時(shí)，先、后澆塊之間將不會(huì)產(chǎn)生共同收縮。測(cè)試前，作者在先、后澆塊上，將測(cè)點(diǎn)沿縱向布置于中心位置、相鄰界面以及其他代表位置，收集了間歇時(shí)間為1 d、2 d、3 d、6 d測(cè)點(diǎn)位置最大應(yīng)變數(shù)值。分析表明，間歇時(shí)間較長時(shí)，先澆塊對(duì)后澆塊的影響范圍幾乎可以忽略不計(jì)。但間歇時(shí)間過長會(huì)帶來諸多不利影響，實(shí)際間歇時(shí)間應(yīng)結(jié)合工程具體要求確定。

4 超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制評(píng)述

超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫產(chǎn)生的原理是，當(dāng)結(jié)構(gòu)的收縮或溫度變形被約束限制時(shí)，結(jié)構(gòu)就產(chǎn)生收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力，即約束應(yīng)力。當(dāng)混凝土的抗拉強(qiáng)度低于約束應(yīng)力時(shí)，混凝土就會(huì)開裂。與原理相對(duì)應(yīng)，可以通過以下三種方法控制混凝土裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展：①增強(qiáng)混凝土抵抗收縮應(yīng)力和溫度應(yīng)力的能力，即實(shí)行“抗”的原則；②可以在一定程度上減少結(jié)構(gòu)約束，釋放部分早期應(yīng)力，即實(shí)行“放”的原則；③可以采取措施降低約束應(yīng)力，即實(shí)行“防”的原則。“抗”和“放”的原則提出于2007年，囿于當(dāng)時(shí)的工程技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，只解決了“外因”，并未對(duì)約束應(yīng)力這個(gè)“內(nèi)因”進(jìn)行有效處理。隨著預(yù)應(yīng)力技術(shù)的蓬勃發(fā)展，直接減小約束應(yīng)力的產(chǎn)生成為可能。這為超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制提供了新的思路，即從源頭上控制裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展。此外，有學(xué)者也在不斷嘗試改進(jìn)傳統(tǒng)方法，提出了分層澆筑混凝土、小倉塊跳倉法［24］等具有良好溫度裂縫控制效果的施工方法。在實(shí)際工程中，結(jié)合不同措施的適用性，可以更高效處理超長結(jié)構(gòu)的裂縫問題。例如，章靜等［25］分析了將后澆帶與預(yù)應(yīng)力鋼筋等共同用于世博會(huì)主題館裂縫控制的效果，現(xiàn)場檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)，采取施加預(yù)應(yīng)力和設(shè)置后澆帶等措施具有良好的裂縫控制效果。

5 結(jié) 論

本文針對(duì)超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制采取的措施，進(jìn)行了較為系統(tǒng)的考察與總結(jié)。在實(shí)際工程中，“抗”“放”“防”這三種裂縫控制原則應(yīng)用較為廣泛，而且三者間并非對(duì)立，往往有機(jī)結(jié)合使用，以期達(dá)到較好的裂縫控制效果和良好的經(jīng)濟(jì)效益。

目前對(duì)超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制的研究已取得較大進(jìn)展，但還有一些問題等待解決：

（1）超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫的產(chǎn)生與多種因素有關(guān)，目前建立的各種分析預(yù)測(cè)模型，其前提假定往往與實(shí)際情況有較大出入，如何建立精確的分析模型是未來超長混凝土結(jié)構(gòu)裂縫控制研究面臨的一個(gè)挑戰(zhàn)。

（2）超長混凝土結(jié)構(gòu)的溫度應(yīng)力大多產(chǎn)生于結(jié)構(gòu)底部，因此研究分析地基變形的影響也十分必要。

（3）預(yù)應(yīng)力技術(shù)如今已很好地用于控制超長結(jié)構(gòu)的裂縫，目前已經(jīng)可以較為準(zhǔn)確地計(jì)算預(yù)應(yīng)力對(duì)超長混凝土結(jié)構(gòu)整體影響，未來可以加強(qiáng)預(yù)應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)局部影響的研究。