裂缝控制论文大全11篇

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一、前言

钢筋砼结构出现裂缝是不可避免的，在保证结构安全和耐久性的前提下，裂缝是人们可接受的材料特征。近十多年来，随着钢筋砼结构的长大化和复杂化，以及商品砼的大量推广和砼强度等级的提高，结构裂缝出现机率大大增加，有些已危及结构的安全性和耐久性，有的地下工程裂渗已影响其使用功能。建设部对此十分重视，召开多次学术研讨会，工程界各方专家提出许多技术措施，认为控制裂缝是个系统工程。针对地下工程裂渗比较普遍的现象，我国研制许多新型防水材料，建设部提出今后主要开发应用环保型的中、高档防水材料，刚柔结合，全面提高我国防水工程的质量和耐久性。

本人根据长期的科学研究和大量工程实践，提出钢筋砼结构裂缝控制和防水一些新技术，供工程界参考，不妥之处请指正。

二、结构裂缝产生的原因

结构裂缝产生的原因很复杂，根据国内外的调查资料，引起裂缝有两大类原因，一种由外荷载（如静、动荷载）的直接应力和结构次应力引起的裂缝，其机率约20%；一种是结构因温度、膨胀、收缩、徐变和不均匀沉降等因素由变形变化引起的裂缝，其机率约80%。裂缝发生与材料、设计、施工和维护有关，现作以下分析。

（一）材料缺陷

在变形裂缝中收缩裂缝占有80%的比例，从砼的性质来说大概有：

1．干燥收缩

研究表明，水泥加水后变成水泥硬化体，其绝对体积减小。每100克水泥水化后的化学减缩值为7～9ml，如砼水泥用量为350kg/m3，则形成孔缝体积约25～30L/m3之巨。这是砼抗拉强度低和极限拉伸变形小的根本原因。研究表明，每100克水泥浆体可蒸发水约6ml，如砼水泥用量为350kg/m3，当砼在干燥条件下，则蒸发水量达21L/m3。毛细孔缝中水逸出产生毛细压力，使砼产生“毛细收缩”。由此引起水泥砂浆的干缩值为0.1～0.2%；砼的干缩值为0.04～0.06%。而砼的极限拉伸值只有0.01～0.02%，故易引起干缩裂缝。

2．温差收缩

水泥水化是个放热过程，其水化热为165～250焦尔/克，随砼水泥用量提高，其绝热温升可达50～80℃。研究表明，当砼内外温差10℃时，产生的冷缩值εc=T/α=10/110-5=0.01%，如温差为20～30℃时，其冷缩值为0.02～0.03％，当其大于砼的极限拉伸值时，则引起结构开裂。

3．塑性收缩

砼初凝之前出现泌水和水份急剧蒸发，引起失水收缩，此时骨料与水泥之间也产生不均匀的沉缩变形，它发生在砼终凝之前的塑性阶段，故称为塑性收缩。其收缩量可达1％左右。在砼表面上，特别在抹压不及时和养护不良的部位出现龟裂，宽度达1～2mm，属表面裂缝。水灰比过大，水泥用量大，外加剂保水性差，粗骨料少，振捣不良，环境温度高，表面失水大等都能导致砼塑性收缩而发生表面开裂现象。

4．自生收缩

密封的砼内部相对湿度随水泥水化的进展而降低，称为自干燥。自干燥造成毛细孔中的水分不饱和而产生负压，因而引起砼的自生收缩。高水灰比的普通砼（OPC）由于毛细孔隙中贮存大量水分，自干燥引起的收缩压力较小，所以自生收缩值较低而不被注意。但是，低水灰比的高性能砼（HPC）则不同，早期强度较高的发展率会使自由水消耗较快，以至使孔体系中的相对湿度低于80%。而HPC结构致密，外界水泥很难渗入补充，在这种条件下开始产生自干收缩。研究表明，龄期2个月水胶比为0.4的HPC，自干收缩率为0.01%，水胶比为0.3的HPC，自干收缩率为0.02%。HPC的总收缩中干缩和自收缩几乎相等，水胶比越小自收缩所占比例越大。由此可知，HPC的收缩性与OPC完全不同，OPC以干缩为主，而HPC以自干收缩为主。问题的要害是：HPC自收缩过程开始于水化速率处于阶段的头几天，湿度梯度首先引发表面裂缝，随后引发内部微裂缝，若砼变形受到约束，则进一步产生收缩裂缝。这是高标号砼容易开裂的主要原因之一。

5．减水剂的影响

人们发现，自八十年代中期推广商品（泵送）砼以来，结构裂缝普遍增多，这是为什么呢？除了与砼的水泥用量和砂率提高有关外，人们忽视了减水剂引起的负面影响。例如过去干硬性及预制砼的收缩变形约为4～6×10-4，而现在泵送砼收缩变形约为6～8×10－4，使得砼裂缝控制的技术难度大大增加。研究表明，在砼配合比相同情况下，掺入减水剂的坍落度可增加100～150mm，但是它与基准砼的收缩值相比，却增加120～130%（见图1）。所以，在《砼减水剂》规范GB138076-97中规定掺减水剂的砼与基准砼的收缩比≤135%。研究表明，掺入不同类型的减水剂砼的收缩比是不相同的，一般是：木钙减水剂>萘磺酸盐减水剂>三聚氰胺减水剂>氨基磺酸减水剂>聚丙烯酸减水剂。这说明商品砼浇筑的结构开裂机率大与减水剂带来负面影响有关。其机理尚不清楚。

以上是从水泥砼物理化学特性分析其各种收缩现象，早期塑性收缩会导致结构出现表面裂缝，砼进入硬化阶段后，砼水化热使结构产生温差收缩和干燥收缩（包括自干收缩），这是诱发裂缝的主要原因。近十年大量使用商品砼开裂增加，除与单方砼水泥和掺合料用量增加外，减水剂增加砼收缩值变形的负面影响也是一个重要因素。

6．砼后期膨胀出现裂缝，主要是：

（1）水泥中游离CaO过高，Ca(OH)2体积膨胀所致；

（2）水泥中MgO过高，Mg(OH)2体积膨胀所致；

（3）水泥和外加剂碱含量过高，与集料中活性硅等发生碱-集料反应所致；

（4）有害离子Cl-、SO4=、Mg++等侵入砼内部，导致钢筋锈蚀或形成二次钙矾石膨胀破坏所致。

7．结构物在任意内应力作用下，除瞬间弹性变形外，其变形值随时间的延长而增加的现象称为徐变变形。砼拉徐变时对抗裂有利，一般可以提高钢筋砼极限拉伸值50％左右。而砼压徐变很小，一般把收缩变形与徐变变形的计算一并加以考虑。砼收缩经验公式很多，但是，实际工程所处条件变化较多。一般采用如下任意时间砼收缩计算公式。

εy(t)=3.2410-4(1-e-0.01t)M1.M2……Mn

式中M1.M2……Mn－为水泥品种、骨料，水灰比、温度、养护和不同配筋率等修正系数。

其中不同配筋率的修正系数见表1。也即限制收缩与自由收缩之比，随配筋率提高而减小。

表1

配筋率（％）0.000.150.200.250.300.400.50

修正系数M1.000.680.610.550.500.430.40

（二）设计问题

钢筋砼结构是由砼和钢筋共同承担极限状态的承载力，结构设计师根据地基情况，静、动荷载、环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。这里不作讨论。从国内外有关规范可知，对结构变形作用引起的裂缝问题，客观上存在两类学派：

第一类，设计规范规定很灵活，没有验算裂缝的明确规定，设计方法留给设计人员自由处理。基本上采取“裂了就堵、堵不住就排”的实际处理手法。

第二类，设计规范有明确规定，对于荷载裂缝有计算公式并有严格的允许宽度限制。对于变形裂缝没有计算规定，只按规范留伸缩缝，即留缝就不裂的设计原则。

大量工程实践证明，留缝与否，并不是决定结构变形开裂与否的唯一条件，留缝不一定不裂，不留缝不一定裂，是否开裂与许多因素有关。我们认为，控制裂缝应该防患于未然，首先尽量预防有害裂缝，重点在防。我国结构工程向长大化、复杂化发展，砼设计强度等级向C40～C60发展，设计师多注重结构安全，而对变形裂缝控制考虑不周，这也是结构裂缝发生增多的原因之一。

（三）施工管理问题

砼配合比设计是否科学合理，水泥与外加剂是否相适应，砂石级配及其含泥量是否符合规范要求，砼坍落度控制是否合理，这些都影响到砼的质量及其收缩变形。

砼浇筑震捣不均匀密实，施工缝和细部处理马虎，会带来结构开裂的后患；过震则使浮浆过厚，抹压又不及时，则砼表面出现塑性裂缝，十分难看。

边墙拆摸板过早（1～3d），砼水化热正处于高峰，内外温差最大；砼易“感冒”开裂。

砼养护十分重要，但许多施工单位忽视这一环节，尤其是墙体和柱梁的保温保湿养护不到位，容易产生收缩裂缝。某些露天构筑物尽管当地湿度很大，但由于吹风影响，加速了砼水分蒸发速度，亦即增加干缩速度，容易引起早期表面裂缝，风速对水分蒸发速度的影响见表2。这也许是夏季比秋冬季，南方比北方出现结构裂缝较多的原因。

从已建工程调查中发现，底板养护较好，出现裂缝概率较低，而底板上外墙裂缝概率很高约占80％，这与保温保湿养护不足有很大关系。

除上述技术因素外，施工管理不严，赶进度，偷工减料，工人素质差，施工马虎等也是造成结构裂缝的人为因素。

（四）对维护缺乏认识

我们发现不少结构是在浇筑完3～6个月，甚至在1～2年内出现裂缝。除荷载问题外，主要是环境温度和风速引起的收缩变形所致。有些地下室不及时复土；上部结构不及时做好封闭；出入口长期敞开，屋面防水层破坏不及时修补等。这些与施工和业主对结构维护缺乏认识有关。钢筋砼结构与其他物件一样都存在“热胀冷缩”的特征，尤其超长结构更为明显，所以，应重视已浇结构的保温保湿维护工作。

三、有害裂缝与无害裂缝

裂缝按其形状分为表面的、贯穿的、纵向的和横向的等等。裂缝形状与结构受力状态有直接关系。裂缝分为愈合、闭合、运动、稳定的及不稳定的等。例如宽度0.1～0.2mm裂缝，开始有些渗漏，水通过裂缝同水泥结合，形成氢氧化钙和C-S-H凝胶，经一段时间裂缝自愈不渗了。有的裂缝在压应力作用下闭合了。有的裂缝在周期性温差和周期性反复荷载作用下产生周期性的扩展和闭合，称为裂缝的运动，但这是稳定的运动。有些裂缝产生不稳定的扩展，视其扩展部位，应考虑加固措施。

根据国内外设计规范及有关试验资料，砼最大裂缝宽度的控制标准大致如下：

无侵蚀介质无防渗要求，0.3～0.4mm。

轻微侵蚀，无防渗要求，0.2～0.3mm。

严重侵蚀，有防渗要求，0.1～0.2mm。

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Abstract: Since engaged in building industry since the job, through years of on-site observation and consulting relevant books of the internal stress, the temperature of the concrete cracks, the concrete temperature control and crack prevention measures are analyzed.

Key words: concrete; temperature cracks; control measures

1引言

混凝土裂缝的存在对工程结构的安全性及耐久性有很大的危害，也给广大居民的使用造成一定的安全隐患，因此我们应该从施工的各个环节人手，不放过影响施工质量的任何一个细节，防微杜渐，积极采取各种行之有效的措施控制裂缝的产生，以极度负责和认真的工作态度对待自己亲历的每一个工程。

控制混凝土在现代工程建设中占有重要地位。在今天，混凝土的裂缝较为普遍，在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。究其原因，我们对混凝土温度应力的变化注意不够是其中之一。在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。这主要是由于两方面的原因。首先，在施工中混凝土常常出现温度裂缝，影响到结构的整体性和耐久性。其次，在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。我们遇到的主要是施工中的温度裂缝，因此本文仅对施工中混凝土裂缝的成因和处理措施做一探讨。

2 混凝土裂缝产生的原因

裂缝的原因混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格（如碱骨料反应），模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗裂能力时，即会出现裂缝。许多混凝土的内部湿度变化很小或变化较慢，但表面湿度可能变化较大或发生剧烈变化。如养护不周、时干时湿，表面干缩形变受到内部混凝土的约束，也往往导致裂缝。混凝土是一种脆性材料，抗拉强度是抗压强度的1／10左右，短期加荷时的极限拉伸变形只有（0.6～1.0）×104，长期加荷时的极限位伸变形也只有（1.2～2.0）×104.由于原材料不均匀，水灰比不稳定，及运输和浇筑过程中的离析现象，在同一块混凝土中其抗拉强度又是不均匀的，存在着许多抗拉能力很低，易于出现裂缝的薄弱部位。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

3 混凝土温度应力的分析

温度应力的分析根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段：（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。根据温度应力引起的原因可分为两类：（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。这两种温度应力往往和混凝土的干缩所引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。

4 混凝土温度的控制和防止裂缝措施

温度的控制和防止裂缝的措施为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。控制温度的措施如下：（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量；（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度；（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热；（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度；（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施；改善约束条件的措施是：（1）合理地分缝分块；（2）避免基础过大起伏；（3）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；此外，改善混凝土的性能，提高抗裂能力，加强养护，防止表面干缩，特别是保证混凝土的质量对防止裂缝是十分重要，应特别注意避免产生贯穿裂缝，出现后要恢复其结构的整体性是十分困难的，因此施工中应以预防贯穿性裂缝的发生为主。在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。为保证混凝土工程质量，防止开裂，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂，笔者在实践中总结出其主要作用为：（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。（4）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩.许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。

5 混凝土温度裂缝预防

混凝土的早期养护实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同深度的表面裂缝，其主要原因是温度梯度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。3）防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝上的保温措施常常也有保湿的效果。从理论上分析，新浇混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易而且直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。

6 结束语

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。

参考文献

【1】纪午生．常用建筑材料试验手册

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尤其要注意的是，楼面堆载不能过早。施工过程中，严格根据楼面混凝土实际强度确定下一层周转材料和柱钢筋的上楼面时间。现浇板上不要过早上人、堆料、增加施工荷载，因混凝土浇筑后要有一个硬化过程，才会有强度，在这个过程中，应对混凝土加以保养，不能对混凝土施加任何外力。必须在混凝土强度达到1.2N/mm2以后，才允许在其上踩踏或安装模板及支架。控制方法很简单，就是要求塔吊司机在接到项目部通知后方允许吊运材料，并且注意严禁集中堆载，才可避免因人为因素造成破坏性裂缝。

2塑性收缩裂缝

塑性收缩裂缝出现在暴露于空气中的混凝土表面，裂缝较浅，长短不一，短的仅20cm-30cm，长的可达2m-3m，宽Imm-5mm，裂缝互不连贯，类似干燥的泥浆面。

防止收缩裂缝的措施

2.1选用水泥时，宜选用铝酸三钙谷量较低，细度不宜过细，矿渣含量不宜过多的水泥，砂不宜用特细砂。在确定配合比时，应采用低水灰比，低水泥用量和低用水量，选用级配良好的砂子和石子。气温较低时，在混凝土中掺加促凝刑，以加速混凝土的凝结和强度发展。

2.2浇筑混凝土前，将基层和模板浇水湿透，避免吸收混凝土中的水分。

2.3振捣密实，减少混凝土的收缩量。施工中应加强振捣，提高密实度，加强浇水养护，延迟收缩发生，以避免在早期混凝土强度较低时，出现过大的收缩而造成裂缝。

2.4混凝土浇筑后，在初凝前完成抹平工作，终凝前完成压光工作。建议推广二次抹压工艺。抹光后及时用潮湿的草袋或塑料薄膜覆盖，认真养护，也可喷涂混凝土养护剂。

2.5在气温高、风速大、干燥的天气时施工，加挡风设施。混凝土浇筑后应及早进行喷水养护，使其保持湿润。大面积混凝土宜浇完一段，养护一段。在炎热季节，需加强表面的抹压和养护。必要时加设遮阳挡风及喷雾设施等。

2.6采用合理的构造措施。收缩裂缝多出现在伸缩缝间距过大的建筑中，有的建筑物温度收缩的间距虽符合规范中使用要求，但由于施工周期长，结构在较长时间内为暴露在大气中的露天结构，其收缩变化明显比室内结构要大，因此，大多在施工期间出现裂缝，故在结构中断面薄弱处、应力集中处宜采取各种加强措施。

2.7避免各种应力叠加。混凝土体积较大时，要防止各种收缩应力叠加，在结构应力复杂、应力集中或应力较大的部位，特别要防止出现过大的收缩应力。

2.8掺加外加料。例如掺加膨胀剂可以抵消或大部分抵消混凝土的收缩应力，从而控制裂缝的产生。

3温度裂缝

水泥水化过程中放出大量的热，且主要集中在浇筑后的前7d内，一般每克水泥可以放出502J的热量，如果以水泥用量350kg/m3-550kg/m3来计算，每m3混凝土将放出17500kJ-27500kJ的热量，从而使混凝土内部温度升高。尤其对大体积混凝土来说，这种现象更严重。因为混凝土内部和表面的散热条件不同，所以，混凝生中心温度低，形成温度梯度，造成温度变形和温度应力。温度应力和温度成正比，当这种温度应力超过混凝土的内外约束应力（包括混凝土抗拉强度）时，就会产生裂缝。这种裂缝初期出现时很细，随着时间的发展而继续扩大，甚至达到贯穿的情况。

温度裂缝的控制措施：

3.1考虑选择粉煤灰水泥、矿渣水泥、火山灰水泥或复合水泥，对于体积较大的结构，应优先选择中热水泥甚至低热水泥。其次，可充分利用混凝土后期强度，以减少水泥用量。为更好地控制水化热所造成的温度升高，减少温度应力，可根据工程结构实际承受荷载时的情况，并和设计单位协商，以56d或90d抗压强度代替28d抗压强度作为设计强度。对大体积钢筋混凝土基础的高层建筑，28d不可能影响混凝土结构，特别是大体积钢筋混凝土基础施加设计荷载，因此，将试验混凝土标准强度的龄期推迟到56d或90d是合理的。

3.2浇筑大体积混凝土结构不得已而采用硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥时，应考虑在保证强度指标的情况下，掺加一定量活性掺合料（如粉煤灰、矿渣微粉等），活性掺合料对水泥的替代越大，降低混凝土温升的效果越好。掺加粉煤灰混凝土的温度和水化热，在1d-28d龄期内，掺入粉煤灰的百分数就是温度和水化热降低的百分数，即掺加20%粉煤灰的水泥混凝土，其温升和水化热约为未掺粉煤灰的水泥混凝土的80%，可见掺加粉煤灰对降低混凝土的水化热和温升的效果是非常显著的。

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随着我国经济的快速发展，建设工程方面也得到一定的进步。为了满足结构上的需要，大体积砼施工越来越广泛的得以应用。但是在施工中会因为温度问题导致出现裂缝，砼的裂缝不仅影响着砼的外观质量，更影响着砼的耐久性以及结构的安全，因此，清楚砼裂缝产生的原因并制定出防治措施具有十分重要意义。

一、大体积砼结构特点

大体积砼结构体积较大，其内部水泥水化热散发比较困难，在外部环境影响以及砼结构内部影响下，很容易产生温度裂缝。大体积砼结构的特点如下：

（一）脆性较强：砼结构所使用的砼材料是脆性材料，其有着较大的抗压强度，但抗拉强度较弱，能够拉伸产生的变形很小，因此一旦受到内部应力产生拉伸时，其很难通过拉伸来缓解应力，从而产生裂缝。

（二）产生的应力较大：大体积砼结构断面的尺寸一般较大，在砼结构浇筑后，其内部会产生大量的水化热，致使内部温度上升，产生的拉应力较大。

（三）受环境影响较大：大体积砼结构长期暴露在外部环境中，环境温度的变化也会导致砼结构内部产生拉应力。

二、大体积砼温度裂缝产生的原因

砼会因为温度的升高和降低而产生相应的体积变化，而当砼的收缩受到了限制和约束时，则会出现一定的拉力。这种拉力一旦超过了砼本身的承受能力，那么将会导致砼出现裂缝问题。大体积砼温度裂缝产生的主要原因包含了以下几点。

（一）水泥的水化热

大体积砼由于水泥水化时会放出大量的水化热，而砼自身体积较厚，表面直接和空气接触，散热条件较好，热量可以向大气中散发，表面温度上升较少。砼自身导热性较差，水泥水化热积聚在砼内部不易散发，温度会上升较多这样就会形成外低内高的温差，产生温度应力，若温度应力超过砼的抗拉强度，砼就会产生裂缝。

（二）内外约束条件

基础砼一般与地基整体浇筑在一起，当温度变化时，由于外部约束和内部约束的存在，砼不能自由变形。砼浇筑之后早期温度上升时，产生的膨胀变形受到地基土约束面产生压应力，此时砼的弹性模量很小，徐变和应力松弛却较大，与基层连接也不太牢固，从而压应力较小。砼表面温度下降较快，受温差产生的温度应力和内部约束的影响，砼表面会产生很大的拉应力。因此，降低砼内外温差和改善约束条件，是防止砼产生裂缝的重要措施。

（三）外界气温引起的变化

砼在浇筑过程中产生的温度与外界气温的变化有着直接的关系，浇筑产生的温度同时也影响砼内部温度。当大体积砼遭受到温度的快速变化时，会给砼内部造成较为明显的影响。例如在冬季，过早的拆模，那么一旦遭遇到了严寒的侵袭，就会导致砼的表面温度发生快速变化，收缩十分明显。这种情况下砼会受到很大的拉应力，如果砼不能抵抗这种拉应力，就会形成裂缝。但这种裂缝的出现通常只在表面较浅的位置上，因此，不会对结构造成严重的影响。

三、大体积砼施工的温度裂缝控制措施

（一）科学选用材料，适当使用外加剂

1、科学选用水泥。优先选择中低水化热硅酸盐水泥或低水化热矿渣硅酸盐水泥，如复合水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰水泥、火山灰质硅酸盐水泥等优质水泥，有利于降低砼温度梯度。

2、骨料控制。细骨料宜采用细度模数大于2.3的中砂，含泥量不应大于3%。粗骨料宜选用连续级配，粒径5～31.5mm，含泥量不应大于1%。一方面应尽量使用高强度骨料，另一方面砂率和坍落度应尽量选用较小数值，以减小孔隙率，避免裂缝产生[2]。

3、掺合料与外加剂。第一，可适当的在砼中加入能降低水化热的粉煤灰，粉煤灰除了能改善砼性能外，还能减少水泥用量，节省成本。第二，添加UEA。在水泥硬化过程中，UEA能补偿冷缩与干缩，从而降低裂缝发生的可能性。

（二）确定砼的施工工艺

大体积砼的浇筑可以根据结构特点的不同采用不同的浇筑方法，如全断面分层浇筑、分段分层浇筑、和斜面分层浇筑。砼采用分段分层浇筑时，每段浇筑高度应根据结构特点、钢筋疏密程度决定，砼浇注层厚度应根据所选用振捣器的作用深度及砼的和易性确定。一般为振捣器作用半径的1.25倍，但厚度不宜大于500mm。在前层砼初凝之前将次层砼浇筑完毕。每浇筑一层砼都应及时均匀振捣，保证砼的密实[3]。预埋冷水管，用循环水降低大体积砼的温度，进行人工导热，降低温差。大体积砼浇筑过程中，应采取防止钢筋、埋件等的位移和变形措施，并应及时清除砼表面的泌水，在砼初凝前进行二次抹压处理，减少干缩裂缝的出现。

（三）加强养护

对大体积砼进行养护工作是工程中的一项重要内容。应保持大体积砼的温度和湿度适宜，并控制温差的产生，是一项比较复杂的工作。当大体积砼浇筑两个小时以后，应使用塑料膜来对表面进行覆盖，以便于能提升其表面的温度，减少内外温差。同时，可以进行带水养护工作，养护的时间控制在14天以上。这种方式比较适合夏季使用。冬季的时候，应在结构外露的部分进行保温材料覆盖，以便于减缓散热的过程，使砼的强度能得到提。此外，要想对大体积砼进行温度上的有效控制，还应对此进行科学方式检测。对此，应设置出相应的测温点，这样一来就能及时掌握温度变化数据，提升控制的准确性。

四、结语

大体积砼的温度裂缝通过严谨、周密、科学可行的措施是可以避免的。相信大体积砼的温度裂缝也会随着科学技术的进步、建筑施工水平的提高、建筑工人素质的改善而变得更加容易解决。

参考文献：

篇（5）

混凝土在现代工程建设中有重要的地位。而在今天，混凝土的裂缝较为普遍，尽管我们在施工中采取各种措施，小心谨慎，但裂缝仍然时有出现。因此仅对施工中混凝土裂缝产生的原因和处理措施进一步探讨。

一、裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是1混凝土具有热胀冷缩的性质，当环境温度发生变化或水泥化热使混凝土温度发生变化时，钢筋混凝土结构就会产生温度变形。众所周知，建筑工地物中的结构构件往往受到各种约束，在温度变形和约束的共同作用下，产生温度应力，当这种应力超过混凝土的抗裂强度时，就产生裂缝。2钢筋混凝土受热后，物理力学性能恶化，轴心抗压，弯曲抗压或抗拉强度随受热温度的提高而下降。混凝土受热后，因游离水蒸发和水泥结石脱水收缩而形成裂缝，钢筋与混凝土的粘结力也随之下降，这种现象在光圆钢筋中尤为明显。

二、温度应力的分析

1、根据温度应力的形成过程可分为以下三个阶段

（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝土上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝土的弹性模量变化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相加。

2、根据温度应力引起的原因可分为两类

（1）自生应力：边界没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现的温度应力。混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力共同作用。要想根据已知的温度准确分析出温度的应力的分布、大小是一项比较复杂的工作。在大多数情况下，需要依靠模型试验或数值计算。混凝土的徐变使温度应力有相当大的松驰，计算温度应力时，必须考虑徐变的影响，具体计算这里就不再细述。

三、温度的控制和防止裂缝的措施

为了防止裂缝，减轻温度应力可以从控制温度和改善约束条件两个方面着手。

1、控制温度

控制温度的措施如下：（1）采用改善集料级配，掺用掺合料，外加剂和降低混凝土坍落度等综合措施，合理的减少单位水泥用量，并尽量选用水化热低的水泥；（2）混凝土拌合时，可采用低温水、加冰等降温；（3）粗集料预冷可采用风冷法、浸水法、喷洒冷水法；（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温；（5）降低混凝土浇筑温度，减少水化热温升；（6）加强混凝土原材料、浇筑温度及内务部温度的监测。

2、改善约束条件

改善约束条件的措施是：（1）混凝土浇筑的分段、分缝、分块高度及浇筑间歇时间；（2）基础过大起伏；（3）合理的安排施工工序，避免过大的高差和侧面长期暴露；

为保证混凝土工程质量，提高混凝土的耐久性，正确使用外加剂也是减少开裂的措施之一。例如使用减水防裂剂等。（1）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25%。（2）减水防裂剂可以发送水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。（3）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高混凝土抗裂性能。（4）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。（5）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。（6）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。

四、混凝土的早期养护

实践证明，混凝土常见的裂缝，大多数是不同尝试的表面裂缝，其主要原因是温度造成寒冷地区的温度骤降也容易形成裂缝。因此说混凝土的保温对防止表面早期裂缝尤其重要。从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：（1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面，防止表面裂缝；（2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度；（3）防止混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。

适宜的温湿度条件是相互关联的。混凝土的保温措施常常也有保湿的效果人。从理论上分析，混凝土中所含水分完全可以满足水泥水化的要求而有余。但由于蒸发等原因常引起水分损失，从而推迟或防碍水泥的水化，表面混凝土最容易直接受到这种不利影响。因此混凝土浇筑后的最初几天是养护的关键时期，在施工中应切实重视起来。

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0.引言

大体积混凝土与普通混凝土的区别表面上看是厚度不同，但其实质的区别是由于混凝土中水泥水化要产生热量，大体积混凝土内部的热量不如表面的热量散失得快，造成内外温差过大，其所产生的温度应力可能会使混凝土开裂。因此判断是否属于大体积混凝土既要考虑厚度这一因素，又要考虑水泥品种、强度等级、每立方米水泥用量等因素，比较准确的方法是通过计算水泥水化热所引起的混凝土的温升值与环境温度的差值大小来判别，一般来说，当其差值小于25℃时，其所产生的温度应力将会小于混凝土本身的抗拉强度，不会造成混凝土的开裂，当差值大于25℃时，其所产生的温度应力有可能大于混凝土本身的抗拉强度，造成混凝土的开裂，此时就可判定该混凝土属大体积混凝土。

大体积混凝土具有结构厚大、浇筑量大，工程条件复杂，且多为现浇超静定结构混凝土，施工技术和质量要求高等特点。因此，除了必须具有足够的强度、刚度、稳定性外，还应满足结构整体性和耐久性要求。[1]建筑工程中温度，作为一种变形作用，在混凝土结构中引起的裂缝有表面裂缝和贯穿裂缝两种。这两种裂缝在不同程度上都属于有害裂缝。一旦温度应力超过混凝土能承受的抗拉强度时，即会出现裂缝。以下本文从大体积混凝土的原材料控制、施工工艺方法控制、裂缝的处理措施三方面进行论述：

1. 大体积混凝土的原材料控制

混凝土内部的温度与混凝土厚度及水泥品种、用量有关。混凝土越厚，水泥用量越大，水化热越高的水泥，其内部温度越高，形成温度应力越大，产生裂缝的可能性越大。

1.1 应选用低水化热的水泥品种材料。如中热硅酸盐水泥、低热矿渣硅酸盐水泥、大坝水泥、矿渣硅酸盐水泥、粉煤灰硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥等。

1.2 再有，掺加掺合料。国内外大量试验研究和工程实践表明，混凝土中掺入一定数量优质的粉煤灰后，不但能代替部分水泥，而且由于粉煤灰颗粒呈球状具有滚珠效应，起到作用，可改善混凝土拌合物的流动性、粘聚性和保水性，从而改善了可泵性。 特别重要的效果是掺加原状或磨细粉煤灰之后，可以降低混凝土中水泥水化热，减少绝热条件下的温度升高。

1.3为控制混凝土的入模温度，使其浇筑温度不超过28℃（指混凝土入模振捣后，在50毫米――100毫米深处的温度），要求混凝土搅拌站采用低温井水拌制混凝土，骨科放置在遮阳篷中。避免阳光直晒。现场泵送时，管道用湿毛毯覆盖，常洒水降温。

2. 大体积混凝土施工工艺方法上的控制

2.1就混凝土入仓浇筑的工艺来说，有全面分层法，分层分段法，斜面分层法。全面分层法，强度小，平面尺寸小，入仓强度能满足要求的情况下，采用。 矩形平面尺寸，厚度大，常采用分层分段法，或斜面分层法。

2.2 振动工艺。严格控制振捣时间。混凝土施工中充分振捣可使骨科和水泥浆在模板中得到致密排列，有助于混凝土的密实性和抗裂性的提高。但过分振捣将使粗骨科沉落并使表层混凝土有较大收缩性，水分蒸发后易集聚形成凝缩缝。一般要求振捣手控制在20秒一30秒，或观察混凝土表面不冒气泡且已有部分泛浆即可。对已浇筑的混凝土，在终凝前进行二次振动，可排除混凝土因泌水，在石子、水平钢筋下部形成的空隙和水分，提高粘结力和抗拉强度，并减少内部裂缝与气孔，提高抗裂性。

2.3养护工艺。加强混凝土的养护，这是保证混凝土强度的一道重要工序。认真做好大体积混凝土的养护，采用覆盖一层塑料薄膜和一层麻袋片的方法，由专人负责覆盖及洒水养护，确保7天的养护期。可达到保温和保湿的目的，保证混凝土表面温度不至过快散失而产生表面裂缝，同时可使由混凝土的平均总温差所产生的拉应力小于其抗拉强度，避免产生贯穿裂缝。根据现场温度实测，将混凝土的内外温差控制在25℃以内，较好地防止了尚处在强度发展阶段的混凝土表面产生干缩裂缝。[2]

2.4混凝土表面是外观质量的关键工艺。采用两道木抹和一道铁抹的工艺。第一次采用长柄木抹，主要是将表面挤压平整，使表面的水泥乳浆均匀分布，浆液厚度为3毫米一5毫米。待表面收水时，进行第二道木抹抹面，其作用是赶出表面泌水。二次抹压表面处理，有利于减少混凝土早期塑性裂缝，闭合泌水收缩裂缝。最后一道铁抹需待泌水赶出后，方可进行。将表面砂粒压入浆面，至有青色呈出即可。过度的抹平压光也会使混凝土的细骨料过多地浮到表面，形成含水量很大的水泥浆层。水泥浆中的Ca（OH）2与空气中的CO2反应生成碳酸钙，放出结合水而混凝土表面碳化收缩，导致表面龟裂。

2.5分层测温。《混凝土结构工程施工及验收规范》中规定“对大体积混凝土的养护，应根据气候条件采取措施。并按需要测定浇筑后的混凝土表面温度和内部温度，将温差控制在设计要求的范围内，当设计无具体要求时，温差不宜超过25℃”。为保证工程质量，采取测温手段是必要的，测温孔均匀分布于基础平面，一组设三层，埋设深度自下而上为100毫米、900毫米、1700毫米。在混凝土的升温阶段每2小时测温一次，降温阶段每6小时测温一次。并同时测定环境温度，直至温度稳定为止。[3]

3.裂缝的处理措施 裂缝的出现不但会影响结构的整体性和刚度，还会引起钢筋的锈蚀、加速混凝土的碳化、降低混凝土的耐久性和抗疲劳、抗渗能力。因此根据裂缝的性质和具体情况，我们要区别对待、及时处理，以保证建筑物的安全使用。[4] 混凝土裂缝的修补措施主要有以下一些方法：

3.1表面修补法。表面修补法是一种简单、常见的修补方法，它主要适用于稳定和结构承载能力没有影响的表面裂缝以及深进裂缝的处理。通常的处理措施是在裂缝的表面涂抹水泥浆、环氧胶泥或在混凝土表面涂刷油漆、沥青等防腐材料，在防护的同时为了防止混凝土受各种作用的影响继续开裂，通常可以采用在裂缝的表面粘贴玻璃纤维布等措施。

3.2嵌缝法。嵌缝法是裂缝封堵中最常用的一种方法，它通常是沿裂缝凿槽，在槽中嵌填塑性或刚性止水材料，以达到封闭裂缝的目的。常用的塑性材料有聚氯乙烯胶泥、塑料油膏、丁基橡胶等等；常用的刚性防水材料为聚合物水泥砂浆。

3.3结构加固法。 当裂缝影响到混凝土结构的性能时，就要考虑采用加固法对混凝土结构进行处理。结构加固中常用的主要有以下几种方法：加大混凝土结构的截面面积，在构件的角部外包型钢、采用预应力法加固、粘贴钢板加固、增设支点加固以及喷射混凝土补强加固。

由于高层建筑、高耸结构物和大型设备基础的出现，大体积混凝土也被广泛采用，大体积混凝土结构的温度裂缝日益成为建筑工程技术人员面临的技术难题。因此广大工程技术人员和管理人员都应高度重视大体积混凝土温度裂缝的控制力争把裂缝降到最低水平。

参考文献：

[1] 江正荣.朱国梁《.简明施工计算手册》. [M].中国建筑工业出版社，1991.

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(1)现浇钢筋混凝土楼板温度裂缝和结构裂缝

现浇钢筋混凝土楼板温度裂缝和结构裂缝是两种常见的裂缝形态。现浇钢筋混凝土楼板是指钻孔、模板制立安装、配胶、灌胶、插筋钢筋制作绑扎、浇灌混凝土。从这之中我们可以看到混凝土对于楼板的重要性，但是正是由于混凝土的存在，这种建筑结构也比较容易出现裂缝问题。在建筑结构施工的过程中，由于现浇钢筋混凝土都是在户外施工，所以它受到温差的影响比较大，于是就会出现温差裂缝，温差裂缝不仅出现在施工当中，当建筑物构建好以后也会显现出来。太阳直射东西方向，所以在建筑物的东西方向和楼层顶部由于早晚温差的关系，出现了混凝土人力不可抗拒的热胀冷缩物理变化，裂缝就自然而然的存在了。建筑结构选择现浇钢筋混凝土楼板的一个重要原因就是它的承载能力好，可以节约一些建筑资金，对于消费者来说也降低了购买建筑物的成本，但是由于现浇混凝土在预制的时候绝大多数为孔板，在它改为现浇板后，墙体刚性硬度则相对增大，与之相对应的就是楼板刚性硬度相对减弱，这样就很容易在一些地方出现截面处突变，产生了结构裂缝。

(2)现浇钢筋混凝土楼板的其它裂缝形态

现浇钢筋混凝土除了有温度裂缝和结构裂缝两种最常见的裂缝形态外，还有其他的裂缝形态，这些裂缝形态也颇让人感到头疼。构造裂缝是由氯乙烯在引发剂作用下聚合而成的热塑性树脂(以下简称PVC)管在混凝土厚度不一的情况下产生的。简而言之就是混凝土在形成构造作用力大小不一的情况下发生了变化导致墙体会出现构造裂缝。与构造裂缝相对应的就是收缩裂缝。风化、热胀、冷缩、压实、失水等因素作用下形成的裂缝叫非构造裂缝，即为收缩裂缝，现浇钢筋混凝土在塑性、硬化、碳水和失水收缩的过程中就很容易形成收缩裂缝。人们通常情况下不太理解构造裂缝和非构造裂缝的收缩裂缝，但是消费者在验收建筑物的时候会注意到一些特别形状的物理裂缝。在楼板的缝隙中间和东西方向的墙角会出现类似于四十五度角的倾斜裂缝。在楼道的中间和PVC的填埋处会出现纵横交错的裂缝。不仅这样，在建筑物中还会发现一些不规则的裂缝，这种裂缝类似于蜘蛛网的形状。

2控制裂缝的分措施

现浇钢筋混凝土之所以会出现以上的裂缝，是由于多种原因所造成的，这其中不仅有无法避免的自然物理现象，也有原材料的问题，当然和施工设计也有着重大的关联，我们要控制裂缝，就要从这些方面去入手分析，寻找解决措施，给予消费者一个良好的建筑物。

(1)控制现浇钢筋混凝土的温度裂缝和结构裂缝

正如前文所说，现浇钢筋混凝土之所以会出现温度裂缝和结构裂缝和热胀冷缩的物理现象有着密切的关联。但是我们依然可以控制温度裂缝和结构裂缝，热胀冷缩和物质的比热容以及质量和体积还有温度存在关系。解决现浇钢筋混凝土的比热容问题是非常简单的，只需要运用好的原材料加上合理的材料配制，调制出比热容比较小的混凝土。根据科学研究的钢筋混凝土比热容配方，接着再根据当地的温度差制造小比热容的钢筋混凝土，就可以缩小温度裂缝差。在进行建筑构造时，要充分认识到墙体和楼板之间的关联性，尽量减少结构裂缝带来的不利影响。在进行建筑时应该选用好的原材料，用电子计算机科学的计算墙体和楼板之间承受力的差值，在施工时，先在施工附近种植绿色植物，减少温差的影响，把裂缝的缝隙控制在一定的标准范围内。所以，通过以上的办法就可以解决大的温度裂缝的结构裂缝问题。

(2)控制现浇钢筋混凝土的其它裂缝问题

对于现浇钢筋混凝土所出现的其它裂缝问题，例如构造裂缝、收缩裂缝、倾斜裂缝、纵横裂缝和不规则裂缝。只有解决和减少这些裂缝，人们才能感觉到建筑物的安全。要解决构造裂缝和收缩裂缝首先要预留一定的后浇带，设置隔热保温措施。“后浇带”是在现浇钢筋混凝土形成物理裂缝时，进行第二次浇灌，达到补充的作用，但是有了隔热保温措施，他们在温差变化不大的情况下下不会产生大面积的收缩裂缝。建筑师和建筑工人在建造建筑物时应该有良好的职业道德，对于施工工艺还要有一个控制措施。在PVC的安装和短钢筋网的铺设过程中要小心翼翼，寻找楼道和墙体以及楼板的最合适处，加强施工技巧的使用，使他们的受力方向保持一个协调性和安全性，这样就可以很好的解决屋面出现的纵横裂缝、倾斜裂缝和不规则裂缝问题。

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中图分类号：TU111.2+2文献标识码:A

砖砌体结构在我国目前普遍使用，在地处粤西山区的信宜，在普通的房屋建筑中，都是在使用砖砌体的围护结构，而裂缝是砌体结构质量中最主要也是最难处理的问题之一，我在平时的施工管理过程中，就曾经遇到过这样的情况，当温度变化幅度较大时，砌体便会产生裂缝。通过不断学习和实践积累，我明白到这是由于温度应力造形超过砌体的正常使用极限时，砌体便会产生裂缝。虽然由于砖砌体结构采用材料的抗拉强度和抵抗变形的能力一般情况下不会直接引起建筑物的破坏，但会影响建筑物的正常使用，例如：墙体风化腐蚀、渗漏、抹灰层脱落和耐久性能的降低等，从而导致建筑物承载能力的降低、整体刚度的减小、抗震性能的降低等，所以在施工过程中一定要注意控制这个问题。这里就这个问题我提出在日常施工管理过程中认识和积累的一些经验和看法。

一、要在施工过程中控制砌体结构的裂缝，首先要清楚出现这个问题的原因和裂缝种类，温度裂缝的种类、成因及特征有下面七点：

（1）、内外纵墙和根墙的“八”字形裂缝。

这种裂缝多出现在每片墙体的端部，而且集中出现在门窗洞口的角部，呈“八”字形。当温度升高时，屋面板伸长比相应砖墙伸长大，使顶层墙体因屋面板的推力作用受拉和受剪。拉应力和剪应力的分布情况大体是：房屋平面中间为零，两端最大，因此墙体的两端部位大多出现“八”字形裂缝，屋面保温隔热层的质量越差，屋面板和墙体的相对位移越大，裂缝越明显。

（2）、窗台出现水平裂缝、斜裂缝。

当房屋的长高比较大，而且室内空间比较宽敞高大的房屋，顶层外墙常在窗台部位出现水平裂缝，窗口出现对角斜裂缝。当温度升高后屋面板伸长对墙产生水平推力，使窗台部位的墙体内侧向外扩展，外墙在水平推力作用下发生侧向弯曲而导致开裂。

（3）、屋面板下面的外墙水平裂缝和外墙阳角的包角裂缝。

这种裂缝出现在屋面板底部，顶层QL底部墙体，门过梁上部墙体，裂缝有时贯通墙厚。当升温时，屋面板对顶层QL及墙体产生推力，降温时，屋面板对墙体产生拉力，墙体抗拉强度不能抵抗水平剪力而导致墙体开裂。

（4）、女儿墙裂缝。

不少房屋女儿墙建成后发生侧向弯曲，女儿墙的根部和平屋顶面交接处墙体外凸或女儿墙外倾，造成女儿墙开裂，房屋的短边裂缝比长边明显。形成这种现象的主要原因是：钢筋砼屋盖和屋面的水泥砂浆面层，在气温升高后的伸长比砖墙大，砖墙相对阻止屋盖结构和水泥砂浆面层伸长，因此屋盖结构和砂浆面层对墙体产生推力导致女儿墙开裂。温差越大房屋越长，面层砂浆越密越厚，这种推力越大，墙体开裂越严重。

（5）、温度裂缝大多分布在顶层，一般楼层分布不多，出现的方式有：墙体水平缝、墙体斜缝和窗角缝。

（6）、温度裂缝的发展特征。

大多数工程在主体竣工时即已出现温度裂缝，但由于未作粉刷与装修，一般不易被发现，大多数在工程竣工2～6个月内被发现，特别是经过夏、冬较大温差之后，但一个冬夏后又逐渐稳定。

（7）、温度裂缝对结构的安全耐久性的影响。

一般不影响安全，但裂缝引起的建筑物渗漏，可能导致钢筋锈蚀，结构承载能力下降，缩短结构的合理使用年限，使其耐久性降低。

二、根据砌体材料的特征和砌体结构的特点，墙体裂缝是不可避免的，但是可以在材料、设计、施工等方面采取综合措施，有效地加以控制。

我在施工实践中，总结出了“防、抗、防”的经验和看法以防止结构裂缝，有的体现在现行的各种规范之中。如《砌体结构设计规范）GB50003―2001的抗裂措施主要有二条：一是第6.3.1条，即防止房屋在正常使用条件下，由温差和墙体干缩引起的墙体竖向裂缝，应在墙体中设置伸缩缝；二是第6.3.2条，即为了防止或减轻房屋顶层墙体的裂缝，可采取设置保温层或隔热层；采用有檩屋盖或瓦材屋盖；增加构造措施等方法。《砌体规范》的其他抗裂措施，如在相关墙体及部位增加钢筋，采用粘结性好的砂浆，不仅针对干缩小、块体小的粘土砖砌体结构的，而且对干缩大、块体尺寸比粘土砖大得多的混凝土砌块和硅酸盐砌体房屋，也是适用的。

但不同地区的气候温度、湿度的巨大差异，所以应有不同的措施。对于温度裂缝的防治措施，一是在较长的墙上设置控制缝（变形缝），这种控制缝是在单墙上设置的缝。该缝的构造既能允许建筑物墙体的伸缩变形，又能通风隔声和防风雨，当需要承受平面外水平力时，可通过设置附加钢筋达到。

结合信宜的实际情况，在设计、施工、材料等方面采取综合措施控制墙体温度裂缝，并提出如下看法：

（1）、建筑物温度伸缩缝的间距除应满足《砌体结构设计规范》GB50003―2001第6.3.1条的规定外，宜在建筑物顶层墙体的适当部位设置控制缝，控制缝的间距宜控制在l0～15m.

（2）、屋盖上设置保温层或隔热层；以减少钢筋混凝土屋盖的温度，达到减少屋盖温度变形总量，减轻板（梁）、墙交接面变形裂缝灾害的目的。目前较多的做法是将屋面由平顶改成坡顶，并从建筑功能考虑，充分利用坡顶层，提高使用率，减少建设单位或开发商成本。

（3）、改进施工工艺与施工技术，组砌按规范接槎，错缝搭接满足施工工艺要求，工程的各种材料必须合格，施工人员的技术应经过培训，砌筑砂浆必须饱满，加强墙体的整体性。顶层砌体及女儿墙砌筑砂浆强度等级不低于M5.

（4）、顶层砌体门、窗洞口加小构造柱、小圈梁，与建筑物构造柱、圈梁连接为整体，以改善应力集中现象，以强度、变形性能优于砌体的钢筋混凝土构件抵抗温度应力，减轻顶层端部门窗洞口开裂现象。

三、温度裂缝治理措施

（1）、对温度裂缝，不要忙于及早治理，等观察一个热胀冷缩周期，裂缝不再产生新的变化时再采取治理措施。鉴定裂缝是否稳定方法：可在裂缝内嵌抹水泥浆或玻璃纸。形态完整无损，说明裂缝已基于稳定，不再有较大发展可能性。

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中图分类号：TU973+.254 文献标识码：A 文章编号：1672-3198（2009）03-0287-01

1 裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格，模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 应力的分析

（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。

3 根据温度应力引起的原因可分为两类：

（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

4 温度的控制和防止裂缝的措施

（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。

（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。

（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

5 使用外加剂也是减少开裂的措施之一

（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。

（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。

（4）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。

（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。

（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。

（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。

6 混凝土的早期养护

从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：

（1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。

（2）防止混凝土超冷，应该尽量设法使混凝土的施工期最低温度不低于混凝土使用期的稳定温度。

（3）防止老混凝土过冷，以减少新老混凝土间的约束。

混凝土的早期养护，主要目的在于保持适宜的温湿条件，以达到两个方面的效果，一方面使混凝土免受不利温、湿度变形的侵袭，防止有害的冷缩和干缩。一方面使水泥水化作用顺利进行，以期达到设计的强度和抗裂能力。

7 结语

以上对混凝土的施工温度与裂缝之间的关系进行了理论和实践上的初步探讨，虽然学术界对于混凝土裂缝的成因和计算方法有不同的理论，但对于具体的预防和改善措施意见还是比较统一，同时在实践中的应用效果也是比较好的，具体施工中要靠我们多观察、多比较，出现问题后多分析、多总结，结合多种预防处理措施，混凝土的裂缝是完全可以避免的。

参考文献

篇（10）

1 裂缝的原因

混凝土中产生裂缝有多种原因，主要是温度和湿度的变化，混凝土的脆性和不均匀性，以及结构不合理，原材料不合格，模板变形，基础不均匀沉降等。混凝土硬化期间水泥放出大量水化热，内部温度不断上升，在表面引起拉应力。后期在降温过程中，由于受到基础或老混凝上的约束，又会在混凝土内部出现拉应力。气温的降低也会在混凝土表面引起很大的拉应力。在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但是在施工中混凝土由最高温度冷却到运转时期的稳定温度，往往在混凝土内部引起相当大的拉应力。有时温度应力可超过其它外荷载所引起的应力，因此掌握温度应力的变化规律对于进行合理的结构设计和施工极为重要。

2 应力的分析

（1）早期：自浇筑混凝土开始至水泥放热基本结束，一般约30天。这个阶段的两个特征，一是水泥放出大量的水化热，二是混凝上弹性模量的急剧变化。由于弹性模量的变化，这一时期在混凝土内形成残余应力。

（2）中期：自水泥放热作用基本结束时起至混凝土冷却到稳定温度时止，这个时期中，温度应力主要是由于混凝土的冷却及外界气温变化所引起，这些应力与早期形成的残余应力相叠加，在此期间混凝上的弹性模量变化不大。

（3）晚期：混凝土完全冷却以后的运转时期。温度应力主要是外界气温变化所引起，这些应力与前两种的残余应力相迭加。

3 根据温度应力引起的原因可分为两类：

（1）自生应力：边界上没有任何约束或完全静止的结构，如果内部温度是非线性分布的，由于结构本身互相约束而出现的温度应力。例如，桥梁墩身，结构尺寸相对较大，混凝土冷却时表面温度低，内部温度高，在表面出现拉应力，在中间出现压应力。

（2）约束应力：结构的全部或部分边界受到外界的约束，不能自由变形而引起的应力。如箱梁顶板混凝土和护栏混凝土。

4 温度的控制和防止裂缝的措施

（1）采用改善骨料级配，用干硬性混凝土，掺混合料，加引气剂或塑化剂等措施以减少混凝土中的水泥用量。

（2）拌合混凝土时加水或用水将碎石冷却以降低混凝土的浇筑温度。

（3）热天浇筑混凝土时减少浇筑厚度，利用浇筑层面散热。

（4）在混凝土中埋设水管，通入冷水降温。

（5）规定合理的拆模时间，气温骤降时进行表面保温，以免混凝土表面发生急剧的温度梯度。

（6）施工中长期暴露的混凝土浇筑块表面或薄壁结构，在寒冷季节采取保温措施。

在混凝土的施工中，为了提高模板的周转率，往往要求新浇筑的混凝土尽早拆模。当混凝土温度高于气温时应适当考虑拆模时间，以免引起混凝土表面的早期裂缝。新浇筑早期拆模，在表面引起很大的拉应力，出现“温度冲击”现象。在混凝土浇筑初期，由于水化热的散发，表面引起相当大的拉应力，此时表面温度亦较气温为高，此时拆除模板，表面温度骤降，必然引起温度梯度，从而在表面附加一拉应力，与水化热应力迭加，再加上混凝土干缩，表面的拉应力达到很大的数值，就有导致裂缝的危险，但如果在拆除模板后及时在表面覆盖一轻型保温材料，如泡沫海棉等，对于防止混凝土表面产生过大的拉应力，具有显著的效果。

加筋对大体积混凝土的温度应力影响很小，因为大体积混凝土的含筋率极低。只是对一般钢筋混凝土有影响。在温度不太高及应力低于屈服极限的条件下，钢的各项性能是稳定的，而与应力状态、时间及温度无关。钢的线胀系数与混凝土线胀系数相差很小，在温度变化时两者间只发生很小的内应力。由于钢的弹性模量为混凝土弹性模量的7~15倍，当内混凝土应力达到抗拉强度而开裂时，钢筋的应力将不超过100~200kg／cm2..因此，在混凝土中想要利用钢筋来防止细小裂缝的出现很困难。但加筋后结构内的裂缝一般就变得数目多、间距小、宽度与深度较小了。而且如果钢筋的直径细而间距密时，对提高混凝土抗裂性的效果较好。混凝土和钢筋混凝土结构的表面常常会发生细而浅的裂缝，其中大多数属于干缩裂缝。虽然这种裂缝一般都较浅，但它对结构的强度和耐久性仍有一定的影响。

5 使用外加剂也是减少开裂的措施之一

（1）混凝土中存在大量毛细孔道，水蒸发后毛细管中产生毛细管张力，使混凝土干缩变形。增大毛细孔径可降低毛细管表面张力，但会使混凝土强度降低。这个表面张力理论早在六十年代就已被国际上所确认。

（2）水灰比是影响混凝土收缩的重要因素，使用减水防裂剂可使混凝土用水量减少25％。

（3）水泥用量也是混凝土收缩率的重要因素，掺加减水防裂剂的混凝土在保持混凝土强度的条件下可减少15％的水泥用量，其体积用增加骨料用量来补充。

（4）减水防裂剂可以改善水泥浆的稠度，减少混凝土泌水，减少沉缩变形。

（5）提高水泥浆与骨料的粘结力，提高的混凝土抗裂性能。

（6）混凝土在收缩时受到约束产生拉应力，当拉应力大于混凝土抗拉强度时裂缝就会产生。减水防裂剂可有效的提高的混凝土抗拉强度，大幅提高混凝土的抗裂性能。

（7）掺加外加剂可使混凝土密实性好，可有效地提高混凝土的抗碳化性，减少碳化收缩。

（8）掺减水防裂剂后混凝土缓凝时间适当，在有效防止水泥迅速水化放热基础上，避免因水泥长期不凝而带来的塑性收缩增加。

（9）掺外加剂混凝土和易性好，表面易摸平，形成微膜，减少水分蒸发，减少干燥收缩。

许多外加剂都有缓凝、增加和易性、改善塑性的功能，我们在工程实践中应多进行这方面的实验对比和研究，比单纯的靠改善外部条件，可能会更加简捷、经济。

6 混凝土的早期养护

从温度应力观点出发，保温应达到下述要求：

（1）防止混凝土内外温度差及混凝土表面梯度，防止表面裂缝。

篇（11）

一、地下室的外部约束分析

地下室是结构物比较特殊的一部，它位于结构的底部，并且与基础相连接，这样地下室通过基础或者直接与地基相互作用。（1）地基对地下室地板的约束。地下室底板浇注在地基上，地基和底板之间有粘结。摩擦作用。当底板发生温度变形或者收缩变形时，底板和地基之间将产相对运动，但由于粘结作用和摩擦作用的存在，地基将阻止底板的相对运动，在地基与底板接触面上必然会产生剪应力，这个剪应力就是地基对底板的约束作用。（2）桩基础对结构的约束。桩基础是一种承载性能高。稳定性好。沉降及差异变形小。沉降稳定快。抗震能力强及能适应各种复杂地质条件且适用范围广的基础形式，因而在工程中的运用愈来愈广泛。在分析地下室结构的约束时，必然要考虑桩基的存在所来带的约束作用。

二、混凝土温度、收缩应力的理论计算公式

混凝土裂缝的产生可以从两个指标来进行判别：其一就是混凝土的拉应力超过了混凝土的抗拉强度；其二是混凝土的拉应变超过了混凝土的极限拉应变。混凝土的极限拉应变不容易测得，因而用混凝土的拉应力是否达到混凝上的抗拉强度作为判断混凝土的是否开裂的依据比较方便，运用也比较普遍。（1）温度收缩应力计算的公式。假定：结构物同地基接触面上的剪应力与水平变位成线性比例：上式中T-底板与地基结束面上的剪应力；Cx-水平阻力系数，即产生单位位移的剪应力，取值同前文所述；U-产生剪应力:的地基水平位移；结构物为地基上的长条形结构物一薄板。矮墙等，板厚或者墙高与长度之比HlL_0.20 结构物厚度t均匀，高度H均匀，受力沿高度和厚度均匀，结构物相对地基有温差T，计算的是只考虑对贯穿裂缝起控制作用的平均拉应力。（2）温度收缩应力的有限元计算。对于单一的混凝土构件，譬如一片规则的墙体或是一块规则的混凝土底板受到均匀的约束及均匀的温度。收缩变形的作用时，运用上一小节的理论计算公式时比较方便的，但当我们面对的是一片不规则的墙体，不规则的底板，不均匀的约束和荷载时，运用以上的理论公式就比较难以反映构件的真实应力状态。当我们要掌握整个结构在温度。收缩变形作用下的应力分布状态时，用以上的理论公式时难以得到比较满意的结果。

三、地下室温度收缩裂缝控制的措施