混凝土長墻結構的一個普遍問題是水化后期混凝土溫度開始下降時，由于基礎、鋼筋或相鄰部分的牽制而使結構處于不同程度的約束狀態，在混凝土內部產生較大的溫度收縮應力。近50年來，國內外對溫度應力進行了大量現場觀測和理論研究，但開裂問題仍未得到很好解決，其原因是對溫度應力變化規律的認識及其計算方法尚不完善。地基上長墻結構的開裂遵循有序性理論。一般認為，地基上長墻水平法向應力在長墻中部最大，當超過抗拉強度的時候，在長墻中部會出現第一道裂縫，長墻由一塊變為兩塊，同時應力重新分布，形成新單獨墻，若單獨墻中部應力仍然超過抗拉強度，則從中部繼續開裂，如此循環。若長墻發生開裂取決于長墻的幾何關系，可觀察到兩種類型的通縫（圖1）：不能貫通整個墻高的裂縫（PCr型裂縫）；貫通整個墻高的裂縫（TCr型裂縫）。在寬高比L/H≤1的墻上，只發生l≤0.1mm的從底部開始的不能貫通整個墻高的PCr型裂縫。在L/H≥2.0～2.5的情況，將出現較寬的直通整個墻高的TCr型裂縫。通常講的裂縫控制主要是避免出現TCr型裂縫。

本文對某工程混凝土擋土墻施工時的結構內外溫度和變形進行監測分析，并提出長墻結構施工時防止開裂的控制措施。

本次試驗墻高6m，為條形地基上的獨立長墻。長墻截面為直角梯形，上底墻厚500mm，下底墻厚850mm，墻自下而上有3排泄水孔。由于澆筑長度為20m，所以L/H>3，有可能發生TCr型裂縫。混凝土結構內部的溫度變形受到的約束包括內約束與外約束，在約束作用下的混凝土變形的影響因素十分復雜。本次試驗的目的主要是觀察混凝土配合比、澆筑高度和澆筑長度對長墻開裂趨勢的影響，所以對混凝土內部溫度變化不加以控制。利用電偶式溫度傳感器和XYJ-3型埋入式混凝土變形傳感器分別對不同配合比的混凝土長墻進行28d全程溫度和變形的跟蹤測量，用于分析混凝土的溫度及變形發展與混凝土結構開裂的關系。

采用表1所列的2種C30混凝土配合比各澆筑一段20m長墻。1號配合比為攪拌站正常生產的普通混凝土，2號配合比為低水膠比的大摻量粉煤灰高性能混凝土。墻的趾板和踵板用普通混凝土澆筑，趾板和踵板以上每段墻分兩層澆筑，層間為冷縫。第一次澆筑為從趾板和踵板底部向上3.8m，第二次澆筑3.8m以上的2.2m。第一澆筑層的混凝土分別為1號配合比和2號配合比，第二層澆筑的混凝土則全部采用1號配合比。混凝土澆筑時的下料高度不大于2m，下料口間距2.5m。混凝土坍落度140mm。澆筑當天最高氣溫27℃，最低氣溫12℃。1號混凝土澆筑時間為下午至傍晚，2號混凝土澆筑時間為晚上至凌晨，4d后澆筑上部2.2m混凝土，在第一次澆筑后6d拆模。

1段試驗墻共埋設了3排溫度傳感器，雖然埋設位置不同，但溫度的發展趨勢基本一致，測點位置對溫度變化的影響不是很大。

從0～7d的溫度變化可以看出，在開始的16h內，混凝土的溫度上升很快，此時膠凝材料水化放熱對混凝土溫度的影響占主導作用。16h后混凝土溫度基本達到峰值，內部最高溫度為55.9℃，最大溫升25℃左右，內外溫差僅6～7℃。隨后膠凝材料水化速率降低，放熱量不能補償結構散熱量，混凝土溫度開始下降。澆筑5d后混凝土內部溫度與環境溫度相近，之后混凝土溫度隨環境溫度變化而變化。

2段墻的溫度變化曲線及內外溫差曲線與1段墻基本相同。由于2段墻混凝土的水泥用量和水膠比小于1段墻，其水化放熱量也應較低，但實際測量結果相差很小，2段墻的內部最高溫度為55.7℃，僅比1段墻低0.2℃，內外溫差也基本相同；所以影響實際結構內部溫度變化的因素是很復雜的，并不僅由混凝土配合比決定。

從0～7d的變形發展曲線可以看出，混凝土剛澆筑入模后，在高度方向，靠近地基的第1排變形傳感器測得的變形最大，向上的各排傳感器測得的變形逐漸減小。單位長度混凝土的高度越大，墻體在底邊施加于基礎的正壓力也越大。墻表面的變形相對于內部而言普遍較小。接近或達到溫峰后，混凝土表面和內部出現應力差，達到溫峰時內外應力差也最大。上部的內外應力差很小，而中部和下部內外應力差較大。由于墻的厚度并不太大，隨著混凝土的降溫，內外溫差逐漸減小，這種應力差也逐漸減小，并且隨氣溫而波動。

1段墻第1排傳感器所在測點處的變形發展情況表明，由于連續澆筑高度的影響，墻體底部所受基礎的約束力由兩端向中央逐漸增大，變化規律符合地基上長墻的溫度應力發展理論；側端和中部應力差別不是很大，表明20m澆筑長度是可以接受的。

從變形變化趨勢看，變形發展曲線基本與溫度發展曲線相一致，在混凝土入模后最初一段時間內，溫度變化對變形的發展起主導作用。

1段墻和2段墻在拆模過程中即發現各有1條和2條裂縫。此后陸續出現多條裂縫，直到3d以后穩定。1段墻出現6條裂縫，2段墻出現7條裂縫；位置大都在最下層拉應力最大處的泄水管上方。裂縫長度大體在與高度相等的寬度范圍內（圣維南區）自兩端向中部增加，在此范圍以外則大體相等。圖2為1段墻的裂縫情況，2段墻情況類似。混凝土墻日降溫速率太快，最高達9.8℃，這應當是引起開裂的主要因素，養護不充分也是促進開裂的重要因素。

根據第一次澆筑經驗，采用2號高性能混凝土配合比，再次澆筑了一段長墻。澆筑時控制混凝土入模溫度低于澆筑當天的氣溫；澆筑后即向帶模板的墻身澆水以抑制混凝土升溫；澆筑結束15h后，通過在模板頂部安裝的多孔水管，不斷向帶模板的墻身和墻的頂面澆水養護和控溫，該段墻無任何裂縫產生。

（1） 不使用有缺陷的模板，并應堵嚴模板的接縫處和墻預留孔洞周邊接縫，以免造成墻體薄弱環節產生應力集中而造成裂縫。

（2） 混凝土自高處傾落的自由高度不宜過高，超過2m時應加串筒等輔助下料。下料過程中應盡量控制兩下料口間的距離不大于3m，以利于墻體內混凝土均勻，強度發展均勻，不造成薄弱環節。

（3） 墻柱混凝土澆筑完畢后即用塑料薄膜覆蓋澆筑面，并在4h內在模板頂端向模板不間斷澆水至松模或拆模。拆模后立即向混凝土表面噴水，保持混凝土表面濕潤，養護時間不少于14d。應控制養護用水的水溫，不可用冷水直接澆混凝土。

（4） 控制混凝土日平均降溫速率，建議不宜超過3℃。控制拆模時混凝土表面與最低環境溫度差值，建議小于10℃時方允許拆模。

（5） 應采取措施降低混凝土拌合物的入模溫度。

本文的分析表明，混凝土的入模溫度和升溫、降溫速率以及合理的養護是控制混凝土結構裂縫發生的首要因素，混凝土配合比的調整對厚度不大的長墻結構開裂趨勢的影響程度有限。

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