混凝土长墙结构的一个普遍问题是水化后期混凝土温度开始下降时，由于基础、钢筋或相邻部分的牵制而使结构处于不同程度的约束状态，在混凝土内部产生较大的温度收缩应力。近50年来，国内外对温度应力进行了大量现场观测和理论研究，但开裂问题仍未得到很好解决，其原因是对温度应力变化规律的认识及其计算方法尚不完善。地基上长墙结构的开裂遵循有序性理论。一般认为，地基上长墙水平法向应力在长墙中部最大，当超过抗拉强度的时候，在长墙中部会出现第一道裂缝，长墙由一块变为两块，同时应力重新分布，形成新单独墙，若单独墙中部应力仍然超过抗拉强度，则从中部继续开裂，如此循环。若长墙发生开裂取决于长墙的几何关系，可观察到两种类型的通缝（图1）：不能贯通整个墙高的裂缝（PCr型裂缝）；贯通整个墙高的裂缝（TCr型裂缝）。在宽高比L/H≤1的墙上，只发生l≤0.1mm的从底部开始的不能贯通整个墙高的PCr型裂缝。在L/H≥2.0～2.5的情况，将出现较宽的直通整个墙高的TCr型裂缝。通常讲的裂缝控制主要是避免出现TCr型裂缝。

本文对某工程混凝土挡土墙施工时的结构内外温度和变形进行监测分析，并提出长墙结构施工时防止开裂的控制措施。

本次试验墙高6m，为条形地基上的独立长墙。长墙截面为直角梯形，上底墙厚500mm，下底墙厚850mm，墙自下而上有3排泄水孔。由于浇筑长度为20m，所以L/H>3，有可能发生TCr型裂缝。混凝土结构内部的温度变形受到的约束包括内约束与外约束，在约束作用下的混凝土变形的影响因素十分复杂。本次试验的目的主要是观察混凝土配合比、浇筑高度和浇筑长度对长墙开裂趋势的影响，所以对混凝土内部温度变化不加以控制。利用电偶式温度传感器和XYJ-3型埋入式混凝土变形传感器分别对不同配合比的混凝土长墙进行28d全程温度和变形的跟踪测量，用于分析混凝土的温度及变形发展与混凝土结构开裂的关系。

采用表1所列的2种C30混凝土配合比各浇筑一段20m长墙。1号配合比为搅拌站正常生产的普通混凝土，2号配合比为低水胶比的大掺量粉煤灰高性能混凝土。墙的趾板和踵板用普通混凝土浇筑，趾板和踵板以上每段墙分两层浇筑，层间为冷缝。第一次浇筑为从趾板和踵板底部向上3.8m，第二次浇筑3.8m以上的2.2m。第一浇筑层的混凝土分别为1号配合比和2号配合比，第二层浇筑的混凝土则全部采用1号配合比。混凝土浇筑时的下料高度不大于2m，下料口间距2.5m。混凝土坍落度140mm。浇筑当天最高气温27℃，最低气温12℃。1号混凝土浇筑时间为下午至傍晚，2号混凝土浇筑时间为晚上至凌晨，4d后浇筑上部2.2m混凝土，在第一次浇筑后6d拆模。

1段试验墙共埋设了3排温度传感器，虽然埋设位置不同，但温度的发展趋势基本一致，测点位置对温度变化的影响不是很大。

从0～7d的温度变化可以看出，在开始的16h内，混凝土的温度上升很快，此时胶凝材料水化放热对混凝土温度的影响占主导作用。16h后混凝土温度基本达到峰值，内部最高温度为55.9℃，最大温升25℃左右，内外温差仅6～7℃。随后胶凝材料水化速率降低，放热量不能补偿结构散热量，混凝土温度开始下降。浇筑5d后混凝土内部温度与环境温度相近，之后混凝土温度随环境温度变化而变化。

2段墙的温度变化曲线及内外温差曲线与1段墙基本相同。由于2段墙混凝土的水泥用量和水胶比小于1段墙，其水化放热量也应较低，但实际测量结果相差很小，2段墙的内部最高温度为55.7℃，仅比1段墙低0.2℃，内外温差也基本相同；所以影响实际结构内部温度变化的因素是很复杂的，并不仅由混凝土配合比决定。

从0～7d的变形发展曲线可以看出，混凝土刚浇筑入模后，在高度方向，靠近地基的第1排变形传感器测得的变形最大，向上的各排传感器测得的变形逐渐减小。单位长度混凝土的高度越大，墙体在底边施加于基础的正压力也越大。墙表面的变形相对于内部而言普遍较小。接近或达到温峰后，混凝土表面和内部出现应力差，达到温峰时内外应力差也最大。上部的内外应力差很小，而中部和下部内外应力差较大。由于墙的厚度并不太大，随着混凝土的降温，内外温差逐渐减小，这种应力差也逐渐减小，并且随气温而波动。

1段墙第1排传感器所在测点处的变形发展情况表明，由于连续浇筑高度的影响，墙体底部所受基础的约束力由两端向中央逐渐增大，变化规律符合地基上长墙的温度应力发展理论；侧端和中部应力差别不是很大，表明20m浇筑长度是可以接受的。

从变形变化趋势看，变形发展曲线基本与温度发展曲线相一致，在混凝土入模后最初一段时间内，温度变化对变形的发展起主导作用。

1段墙和2段墙在拆模过程中即发现各有1条和2条裂缝。此后陆续出现多条裂缝，直到3d以后稳定。1段墙出现6条裂缝，2段墙出现7条裂缝；位置大都在最下层拉应力最大处的泄水管上方。裂缝长度大体在与高度相等的宽度范围内（圣维南区）自两端向中部增加，在此范围以外则大体相等。图2为1段墙的裂缝情况，2段墙情况类似。混凝土墙日降温速率太快，最高达9.8℃，这应当是引起开裂的主要因素，养护不充分也是促进开裂的重要因素。

根据第一次浇筑经验，采用2号高性能混凝土配合比，再次浇筑了一段长墙。浇筑时控制混凝土入模温度低于浇筑当天的气温；浇筑后即向带模板的墙身浇水以抑制混凝土升温；浇筑结束15h后，通过在模板顶部安装的多孔水管，不断向带模板的墙身和墙的顶面浇水养护和控温，该段墙无任何裂缝产生。

（1） 不使用有缺陷的模板，并应堵严模板的接缝处和墙预留孔洞周边接缝，以免造成墙体薄弱环节产生应力集中而造成裂缝。

（2） 混凝土自高处倾落的自由高度不宜过高，超过2m时应加串筒等辅助下料。下料过程中应尽量控制两下料口间的距离不大于3m，以利于墙体内混凝土均匀，强度发展均匀，不造成薄弱环节。

（3） 墙柱混凝土浇筑完毕后即用塑料薄膜覆盖浇筑面，并在4h内在模板顶端向模板不间断浇水至松模或拆模。拆模后立即向混凝土表面喷水，保持混凝土表面湿润，养护时间不少于14d。应控制养护用水的水温，不可用冷水直接浇混凝土。

（4） 控制混凝土日平均降温速率，建议不宜超过3℃。控制拆模时混凝土表面与最低环境温度差值，建议小于10℃时方允许拆模。

（5） 应采取措施降低混凝土拌合物的入模温度。

本文的分析表明，混凝土的入模温度和升温、降温速率以及合理的养护是控制混凝土结构裂缝发生的首要因素，混凝土配合比的调整对厚度不大的长墙结构开裂趋势的影响程度有限。

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