摘要：裂缝是筏板基础大体积混凝土结构常见的质量问题，对混凝土结构的安全稳定性有着较大的影响。本文通过介绍混凝土结构温度裂缝的分类及其规律，着重探讨了温度应力与温度裂缝之间的关系，并针对不同的裂缝提出了切实有效的控制措施，以供类似研究借鉴。
关键词：大体积混凝土；温度裂缝；温度应力；控制措施
随着我国社会经济建设的快速发展，城市建设规模得到进一步的扩大，各种类型的高层建筑及大型公共建筑数量日益增加，这对建筑物结构的质量安全也提出了新的要求。在大型建筑物建设过程中，由于考虑到基础沉降和倾斜等问题，建筑物自身无法利用单独的柱基或条形基础来承担，往往需要采用筏板基础，而目前的筏板基础主要由大体积混凝土结构浇筑而成，在浇筑完成后容易受到温度应力、干燥收缩和人员操作等影响的影响，导致混凝土结构出现温度裂缝、渗漏和开裂等质量通病，严重影响到建筑物混凝土结构的安全性、稳定性及可靠性，并给建筑物的日常运作带来巨大的安全隐患。因此，如何有效避免筏板基础大体积混凝土结构出现温度裂缝就成为建设单位亟待解决的问题。
1 温度裂缝规律
基础大体积混凝土裂缝，有以下规律。
（1）温差和收缩越大，越容易开裂，而且裂缝开展的越宽越密。
（2）收缩和温度变化越快，越容易开裂。
（3）基底对基础的约束越大，越容易开裂。
（4）温度梯度越大，越容易开裂。
所以，应防止大体积混凝土产生有害裂缝，控制发生贯穿裂缝、深层裂缝的宽度，为进一步满足功能和使用上的要求，对表面裂缝要加以控制。
大体积混凝土结构的裂缝形式。
筏板基础大体积混凝土温度应力变化情况表现如下，结构的最高温度产生于结构的几何中心点，沿厚度方向，温度场呈二次曲线分布，中间高，上表面和下表面温度低（高于外界大气温度或地基温度）。
温度应力会导致混凝土结构出现裂缝，而裂缝的出现又使得温度应力发生一定程度的松弛。长期以来，对于裂缝与温度应力问题，存在着一种模糊概念，认为温度应力无关紧要，一旦产生温度裂缝，温度应力也就消失。这种观点看起来亦有一定道理，但从混凝土结构内外约束温度应力的实际状况来分析，这种观点是不正确的。实际上，配筋混凝土结构，由于钢筋的约束作用，温度应力不可能完全释放。因此，对于承受温度作用的钢筋混凝土结构，在按外力荷载进行承载力极限状态设计时，应适当留有一定的余地。
综上所述，内约束温度应力不会由于别处温度裂缝的开展而松弛；外约束温度应力会由于裂缝的开展而部分松弛，但只有裂缝开展很宽时，结构处于破坏阶段时温度应力才会全部释放。
3 温度裂缝的控制标准
温度裂缝的控制标准按建筑物对裂缝的要求不同可分为两大类：一是不允许出现裂缝，必须严格“抗裂”；另一类是允许开裂，但对裂缝的开裂宽度加以限制，即“限裂”。
对裂缝宽度的控制：（1）对无侵蚀介质、无抗渗要求的结构，裂缝宽度�0.3mm；（2）对轻微侵蚀、无抗渗要求，裂缝宽度�0。2mm；（3）对严重侵蚀、有抗渗要求，裂缝宽度�0.1mm。由裂缝控制条件来看，在实际工程中，抗渗要求严格的结构，往往用高水泥含量配合比来达到抗渗要求。
4 温度裂缝的控制方法
越来越多的工程实践证明，温度裂缝的危害性对结构的影响非常大。为了控制温度裂缝的开展，降低其危害性，需要采取措施加以限制。控制混凝土的材料及配合比，掺加外加剂（减水剂或缓凝剂）和粉煤灰，加强混凝土前期的养护都可以达到控制温度应力及温度裂缝的目的。
配置温度钢筋的合理性，是钢筋混凝土基本理论研究中的一个引人注目并长期争论的问题。采用劲性钢筋进行“集中”配筋，增加了混凝土的不均匀性，增大了结构中的初始裂缝，对混凝土的抗裂不利，这一结论是统一的。问题争论的焦点在于，在混凝土中配置分散的钢筋是否能提高其极限拉应变，从而有助于混凝土的抗裂性能。目前存在2种观点：一种观点认为配筋对混凝土的极限应变没有影响，另一种观点认为配筋可以提高混凝土的极限拉应变。但双方的共同观点是，钢筋能起到控制裂缝开展，减小裂缝宽度的作用。
混凝土结构是非均值的，承受拉力作用时，截面中各质点受力是不均匀的，有大量不规则的应力集中点，在这些点处首先达到抗拉强度，引起局部塑性变形，如没有钢筋继续受力，便在应力集中处首先出现裂缝。如此时适当配筋，钢筋将约束混凝土的塑性变形，从而分担混凝土的拉应力，推迟混凝土裂缝的出现，亦即提高了混凝土的极限拉应变，大量工程实践也证明，适当配置温度钢筋，是能够提高混凝土的极限拉应变的。
对于允许开裂的结构，配筋作用是显然的。在承受温度作用的混凝土结构中，温度应力超过混凝土的抗拉强度而开裂，裂缝两侧混凝土将回缩，从而使得温度裂缝一开展就很宽。若配置了温度钢筋，则由于钢筋和混凝土之间的粘结作用，使得混凝土不能自由回缩，从而减小了裂缝的开展宽度和深度，起到分散裂缝的作用，且能有效的防止贯穿裂缝的出现。
在素混凝土结构中，温度裂缝要么不出现，要么一开裂就很宽，尤其是贯穿裂缝及深层裂缝。由于温度作用千变万化，很难人为控制，要完全防止温度裂缝的出现，必将付出巨大的经济代价。而从实用、经济的角度来讲，对于某些结构，温度裂缝（尤其是非贯穿裂缝）只要其宽度在允许范围内，对结构并无多大影响，应该允许出现温度裂缝，但必须限制其开展宽度。合理配置温度构造钢筋，可以起到分散裂缝条数，减小裂缝开展宽度的作用。
4.1 贯穿性裂缝的控制
4.1.1 严格要求抗裂 对于均匀温降引起的贯
穿性裂缝，其危害性较大，在绝大多数情况下应防止裂缝出现。分析影响贯穿性裂缝的诸因素，长高比越大，地基弹性模量越高，越容易出现贯穿性裂缝，温控要求越严。Ef为地基弹性模量，Ec为混凝土的弹性模量，图5是不同地基约束条件（Ef/Ec），不同温差Tm时混凝土浇筑块的最大长高比（L/H）。 图3 筏板基础大体积混凝土结构允许温差
图3是针对C20混凝土，并考虑了混凝土徐变及施工期间内混凝土的弹性模量的变化而得出的。对于其他等级混凝土，可以近似按抗拉强度的比例折算。如对于C30混凝土，ftk=2.01N/mm2，C20混凝土的ftk =1.54N/mm2，则在相同温差Tm下，C30混凝土的最大长高比约为2.01/1.54=1.3倍的C20混凝土的长高比。对于不同的Ef/Ec，可采用内插法查表，表中Ec为28d龄期时混凝土的弹性模量，Ef为地基的弹性模量，不考虑其随时间的变化。
由图3还可知：（1）岩基上（Ef/Ec较大）抗裂要求较难满足，而软基上（Ef/Ec较小）比较容易做到。当Ef/Ec足够小时，甚至可以不分块而通仓浇筑，也不会出现贯穿裂缝。（2）Ef/Ec一定时，当L/H小于某一极限时，一般不会出现贯穿性裂缝。实际应用中，可根据允许温差Tm、地基约束条件Ef/Ec及长高比L/H三者之二查表确定另一参数。如已知Tm，Ef/Ec，查表求得L/H，然后根据工程实际情况确定L和H的值。H越小，L相应的也要减小；L一定时，H越大，裂缝越容易控制，但要满足相同的温差Tm，相应的温控措施要加严。
4.1.2 允许开裂，但需限制其裂缝开展宽度
若裂缝的出现对整个结构不会构成很大的威胁，严格要求抗裂又不很经济，此时允许开裂，但需要限制其裂缝开展宽度。贯穿性裂缝宽度的主要影响因素仍为长高比L/H和地基弹模Ef/Ec，但其影响与抗裂时正好相反，即L/H越大，Ef/Ec越大，裂缝条数越多，但裂缝宽度越细。
4.2 深层裂缝的控制
深层裂缝应尽可能采用表面保温措施，减小温度变化的梯度，延长温度变化的时间，“利用时间来控制”裂缝。一般来说，在前述基础温差允许范围内，深层裂缝也会得到较为有效的控制，另外，在混凝土表面配置一定数量的温度钢筋，以限制可能出现的深层裂缝的宽度及开展深度。
4.3 浅层裂缝的控制
浅层裂缝一般均发生在早期，裂缝宽度较细，在0.1～0.2mm，缝深5～10cm。浅层裂缝在某些场合下会发展成深层裂缝，也应尽量加以控制。
浅层裂缝一般都是采用保温蓄热法来防止，尤其对于寒潮引起的浅层裂缝，若在寒潮到来之前及时采用保温措施，其效果是非常明显的。当然，前面为控制贯穿裂缝和深层裂缝而配置的钢筋对限制可能出现的浅层裂缝，尤其是防止浅层裂缝扩展为深层裂缝也是有作用的，不必再为控制浅层裂缝而配置钢筋。
5 结语
通过探讨筏板基础大体积混凝土结构温度裂缝控制工作，笔者总结以下几点结论：①对于贯穿性裂缝，若底板处于岩基上，可在其上下表面配置一些温度钢筋来限制裂缝的开展宽度，若底板处在软基上，可以任其开裂，再采用灌浆的方法来修补；②对于深层裂缝，可采用表面保温措施，或在表面配置一定数量的温度钢筋，以限制裂缝的宽度及深度；③对于浅层裂缝，一般是采用保温蓄热法来防止裂缝的开裂速度。
参考文献：
[1]冯伟.筏板基础大体积混凝土温度裂缝的控制[J].建筑施工.2012年第10期
[2]吴敏森.浅谈筏板基础大体积混凝土裂缝控制[J].科技致富向导.2012年第06期