現(xiàn)代工程建設(shè)的規(guī)模日趨宏大，結(jié)構(gòu)形式日趨復(fù)雜，施工工藝發(fā)生了巨大的變化，人們對(duì)建筑質(zhì)量的要求日趨嚴(yán)格，在這種建筑形勢(shì)下工程結(jié)構(gòu)的裂縫問題變得日趨突出?，F(xiàn)代工程建設(shè)的規(guī)模日趨宏大，結(jié)構(gòu)形式日趨復(fù)雜，施工工藝發(fā)生了巨大的變化，人們對(duì)建筑質(zhì)量的要求日趨嚴(yán)格，在這種建筑形勢(shì)下工程結(jié)構(gòu)的裂縫問題變得日趨突出。

    結(jié)構(gòu)物的裂縫是具有相當(dāng)普遍性的技術(shù)難題，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)、磚石結(jié)構(gòu)、磚混結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)等具有同等重要性。早自三十年代起，許多專家學(xué)者應(yīng)用斷裂力學(xué)理論解決與處理工程問題，自五十年代以后又有專家學(xué)者試用物理力學(xué)方法從分子結(jié)構(gòu)的微觀作用來探索宏觀結(jié)構(gòu)材料強(qiáng)度問題。在混凝土、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)以及磚石結(jié)構(gòu)方面仍然采用建筑力學(xué)的方法（材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)、彈性力學(xué)）即假定材料是均質(zhì)、彈性、各向同性等。計(jì)算中材料的本構(gòu)關(guān)系是采用試驗(yàn)室的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，因此這發(fā)球半經(jīng)驗(yàn)半理論的方法。斷裂力學(xué)在較為均質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料領(lǐng)域作出了巨大的貢獻(xiàn)

    在鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)及磚石結(jié)構(gòu)領(lǐng)域應(yīng)用何種方法進(jìn)行具有成效的研究，還是一個(gè)值得深入探討的問題，根據(jù)本文作者多年從事工程裂縫處理的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)：

    工程裂縫問題是具有高度綜合性質(zhì)的復(fù)雜問題，它涉及到結(jié)構(gòu)形式，材料及其組合，施工工藝，地基基礎(chǔ)以及周圍環(huán)境（溫度、濕度、風(fēng)速、化學(xué)腐蝕等），而且所有這些參數(shù)都與時(shí)間有關(guān)

    1． 大體積混凝土的定義

    任意體量的混凝土，其尺寸的大小足以使人們必須采取措施控制由于變形作用（溫度、濕度等）引起裂縫的混凝土結(jié)構(gòu)稱為大體積混凝土。作者認(rèn)為過去以厚度為單一的依據(jù)已顯不足，雖然厚度只有數(shù)厘米的薄壁結(jié)構(gòu)，水化熱已沒有意義，但收縮裂縫已顯得十分突出，因此，此處“大體積”是一考慮溫度收縮裂縫的代名詞，這樣的定義與ACI——116R國(guó)際定義接機(jī)。

    2． 結(jié)構(gòu)因素

    工程結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)應(yīng)對(duì)結(jié)構(gòu)的約束作用有充分的了解。結(jié)構(gòu)物的變形有三種：自由變形、約束變形和實(shí)際變形，其中只有約束變形產(chǎn)生約束應(yīng)力。約束變形（約束應(yīng)力）超過建筑材料的極限拉伸（抗拉強(qiáng)度），便引起裂縫。

    變形作用引起的作用力有最大值，設(shè)計(jì)者可以采取“抗與敵”或“抗放兼施”進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式的設(shè)計(jì)。如何根據(jù)結(jié)構(gòu)具體條件選用上述哪一種合適的方法和理論的良好結(jié)合，留伸縮縫與不留神伸縮的方法都對(duì)放為主或抗為主的方法。

    結(jié)構(gòu)所受到的外部作用分為：外荷載（靜動(dòng)荷載）是第一類荷載；其次是十分重要的外部作用是變形作用即第二類“荷載”，變形作用包括溫度、濕度、地基差異沉降（膨脹）。對(duì)變形作用的研究還很不夠。

    作結(jié)構(gòu)裂縫分析，首先應(yīng)當(dāng)注意第一類荷載引起的裂縫的可能，特別值得注意的是那些自重荷載超過設(shè)計(jì)承載力約30%的結(jié)構(gòu)拆模后發(fā)現(xiàn)0.1mm左右的裂縫是正常的結(jié)構(gòu)受力狀態(tài)。當(dāng)結(jié)構(gòu)的極限承載力取決于抗拉、搞剪和穩(wěn)定條件時(shí)變形作用引起的裂縫對(duì)結(jié)構(gòu)的極限承載力的影響是不允許忽視的，常說“溫度收縮裂縫沒關(guān)系”是不全面的，有時(shí)誤事。

    從工程經(jīng)驗(yàn)中知道混凝土大底板對(duì)墻的約束系數(shù)Cx比地基對(duì)混凝土底板的約束系數(shù)約大100倍，故地基上混凝土底板的裂縫率極低，而長(zhǎng)墻的裂縫率極高，在國(guó)際上也尚未解決，因此在我國(guó)受混凝土基礎(chǔ)約束長(zhǎng)墻出現(xiàn)輕微的豎向裂縫是可以諒解的，經(jīng)略加處理仍然滿足設(shè)計(jì)施工要求，不宜據(jù)此降低評(píng)級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

    設(shè)計(jì)時(shí)注意構(gòu)造配筋十分重要，目前國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)對(duì)此都不夠重視，對(duì)結(jié)構(gòu)抗裂影響很大，對(duì)連續(xù)式梁板不宜采用分離式配筋，孔洞處配加強(qiáng)，對(duì)混凝土腰部增配構(gòu)造鋼筋，構(gòu)造鋼筋的直徑由8mm~14mm，間距100mm~200mm，視情況而定。

    對(duì)于混凝土的強(qiáng)度等級(jí)，盡量在水平結(jié)構(gòu)中，如梁、板、墻等，用低檔強(qiáng)度C25~C35，利用后期強(qiáng)度R60。

    3． 材料因素

    在混凝土強(qiáng)度等級(jí)既定條件下，攪拌站根據(jù)混凝土級(jí)配國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及當(dāng)?shù)氐臈l件進(jìn)行優(yōu)選，盡可能降低水泥用量，降低水灰比，降低含砂率，增加細(xì)度模數(shù)及粗骨料粒徑，在混凝土中適當(dāng)摻量的究煤灰對(duì)降水化熱，提高和易性降低堿骨料反應(yīng)等都有好處。應(yīng)開展各種材料及級(jí)配，收縮性能的實(shí)驗(yàn)時(shí)間不應(yīng)低于一年。對(duì)于砼的出罐坍落度及現(xiàn)場(chǎng)坍度應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的試驗(yàn)和施工時(shí)的控制不宜產(chǎn)生坍落度越大越方便的誤導(dǎo)。宜開展除抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)外的抗拉強(qiáng)度進(jìn)行試驗(yàn)研究，以有利于選擇抗裂性較高的混凝土級(jí)配。嚴(yán)格對(duì)外加劑的稱量進(jìn)行經(jīng)常性的檢驗(yàn)，預(yù)防失常。對(duì)水泥及骨料的化學(xué)分析應(yīng)進(jìn)行復(fù)核。

    4． 施工因素

    施工單位應(yīng)在混凝土澆注前作詳細(xì)的混凝土澆灌施工組織設(shè)計(jì)，并協(xié)調(diào)攪拌站、監(jiān)理、設(shè)計(jì)及甲方管理部門組成混凝土澆灌領(lǐng)導(dǎo)小組，對(duì)混凝土的澆灌、振搗、養(yǎng)護(hù)及坍落度控制作出技術(shù)方案，并嚴(yán)格執(zhí)行，特別是對(duì)坍落度的控制必須嚴(yán)格且得到攪拌站的同意，保溫保濕養(yǎng)護(hù)時(shí)間應(yīng)當(dāng)不低于半個(gè)月，重大工程就不低于一個(gè)月，注意后澆帶的施工經(jīng)常出現(xiàn)兩個(gè)問題：一、后澆帶構(gòu)造不良，清理垃圾困難。二、后澆帶填充封閉過早，起不到后澆帶作用，從而變成后期裂縫的泉源?；炷翝沧⑦^程宜有取信息化施工，利用必要的監(jiān)測(cè)手段跟蹤測(cè)試，控制養(yǎng)護(hù)條件。

    5． 環(huán)境因素

    從過去混凝土施工的教訓(xùn)看來混凝土的澆灌過程中環(huán)境的氣象條件十分重要，包括氣溫、寒潮情況相對(duì)濕度、風(fēng)速狀態(tài)、降雨等。為宜在雨中澆灌混凝土，它嚴(yán)重地增加水灰比，降低抗裂性，火勢(shì)與寒潮都會(huì)直接增加溫度收縮力，因此施工前必須與氣象站保持緊密的聯(lián)系。

    6． 裂縫控制標(biāo)準(zhǔn)

    國(guó)際上各國(guó)規(guī)范雖有不同，但大致上差別不大，由于混凝土泵送工藝的發(fā)展，大量超靜定結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，肯定了大體積混凝土裂縫的不可避免性，對(duì)裂縫的允許寬度有逐漸放寬的趨勢(shì)例如過去地下防水工程允許裂縫寬度0.1mm,近年來已被放寬至0.2mm。正常環(huán)境條件下0.3~0.4mm，對(duì)于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土則分為三有控制：1。不允許出現(xiàn)拉奕力；2。拉而不裂（常用）；3：裂而不寬（小于0.2mm），但是由于預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土迅速發(fā)展到大截面超靜定結(jié)構(gòu)中，混凝土強(qiáng)度等級(jí)很高，如不注意大體積混凝土的特點(diǎn)，張拉前可能出超過允許寬度大量裂縫，張拉后也不能閉合（預(yù)應(yīng)力很不均勻），是值得在預(yù)應(yīng)力技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用中注意的重大難題。鋼筋混凝土的裂縫與環(huán)境中潮濕狀態(tài)、氧離子、氯離子、酸性氣體等作用，當(dāng)裂縫寬度（緊貼鋼筋表面）在0.25~0.3mm以上時(shí)，鋼筋發(fā)生銹蝕，根據(jù)氧化鐵的成分不同，其體積增加倍，導(dǎo)致混凝土剝落，特別昌順鋼筋的縱向裂縫危害很大，必須鑿除補(bǔ)強(qiáng)。

    裂縫包括早期裂縫（約30天以內(nèi)）、中期裂縫（約6個(gè)月以內(nèi)）和后期裂縫（1年至數(shù)10年）。有些結(jié)構(gòu)承受反復(fù)溫差及荷載作用造成裂縫累計(jì)損傷，形成后期裂縫的增加與擴(kuò)展。

    以上，簡(jiǎn)要提供了控制裂縫的綜合方法，但在分析結(jié)構(gòu)裂縫葉還應(yīng)根據(jù)具體時(shí)空條件及約束狀態(tài)找出引起裂縫的主、次原因，進(jìn)而確定合理的加固方案。

    7． 后澆帶的優(yōu)缺點(diǎn)

    在大體積砼施工中，“后澆帶”屬一種臨時(shí)性溫度伸縮縫措施，是控制裂縫產(chǎn)生辦法之一，在上海地區(qū)也被用來解決地基的差異沉降問題，這些永久性伸縮縫前進(jìn)了一大步。但“后澆帶”一般都貫?zāi)苷麄€(gè)結(jié)構(gòu)，不僅影響到結(jié)構(gòu)的整體性及整體風(fēng)度，也給施工中的清理鑿毛、焊接和支撐都帶來一定困難，還延長(zhǎng)了工期，在搭樓封頂前，地下室處于漏水狀態(tài)，且在換撐時(shí)底板由于后澆帶而降低了水平側(cè)移剛度，可能引起較大位移，所以設(shè)計(jì)及施工單位都想法取消“后澆帶”為此，根據(jù)地下室箱基與大底板共同作用的整體剛度接近剛性基礎(chǔ)，具有抵抗主裙的一定程度差異沉降的能力的實(shí)際善提出可用樁基把主裙樓的差異沉降高速到30mm以內(nèi)，并結(jié)合以往大體積砼的施工經(jīng)驗(yàn)，經(jīng)周密的理論分析，在設(shè)計(jì)與施工單位配合下，在寶鋼多項(xiàng)工程及新上海國(guó)際大廈、東海商業(yè)中心、金融廣場(chǎng)、浦貿(mào)大廈、世界金融大廈（底板厚3.3mm，裙房邊緣距塔樓最遠(yuǎn)達(dá)46.67m）等許多工程中采取嚴(yán)密技術(shù)和組織措施。做到了一次性連續(xù)澆灌，取消了"后澆帶"，這是目前高層次建設(shè)基礎(chǔ)工程的一項(xiàng)新進(jìn)展。

    8． 從材料的角度看控制裂縫的發(fā)展方向

    大家知道，現(xiàn)代建設(shè)材料的發(fā)展趨勢(shì)是“提高強(qiáng)度”，創(chuàng)造高強(qiáng)鋼筋和高強(qiáng)混凝土。發(fā)展的目的是節(jié)約材料和減輕自重。在某些特殊領(lǐng)域，如預(yù)應(yīng)力跨度結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用是很有價(jià)值的，在超高層建筑中可減小截面，減輕自重。

    但是，一般建筑結(jié)構(gòu)中，從結(jié)構(gòu)的裂縫控制觀點(diǎn)看來，高強(qiáng)的建筑材料優(yōu)越必得不到充分發(fā)揮，在設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30%以內(nèi)。材料已經(jīng)開裂，而且高強(qiáng)材料往往伴隨著脆性。有些工 程，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度還遠(yuǎn)未發(fā)揮出來的時(shí)候，即因?yàn)殚_裂而進(jìn)行加固補(bǔ)強(qiáng)。提高混凝土的抗壓強(qiáng)度對(duì)抗拉強(qiáng)度約為抗壓強(qiáng)度的十分之一，（Rf=0.1R，C60時(shí)Rf =0.5R）。所以建筑材料如能向提高"韌性"的方向發(fā)展，將會(huì)有更大的國(guó)民經(jīng)濟(jì)意義。國(guó)內(nèi)外50年代發(fā)展起來的鋼絲網(wǎng)水泥就是一例。鋼絲網(wǎng)水泥也是一種鋼筋混凝土。它由粒每期05.~1.5mm的細(xì)骨料和水泥組成混凝土，用直徑1mm的細(xì)鋼絲分散配筋，組成一新的復(fù)合材料，具備了一系列普通混凝土所不能具備的特性：高彈性，良好的抗裂穩(wěn)定性，具有相當(dāng)高的抗拉能力，相應(yīng)的較高強(qiáng)度和適應(yīng)薄壁結(jié)構(gòu)等，在各種輕型大跨度層蓋結(jié)構(gòu)、大型容器中小造船工程的應(yīng)用中進(jìn)展很大。

    值得注意的是，這樣配筋的砂漿混凝土結(jié)構(gòu)在彎曲與軸拉作用下，第一批裂縫的出現(xiàn)不僅與水泥材料活性及用量有關(guān)，而且與配筋率有顯著的關(guān)系。相同配筋率條件下，增加鋼筋與砂漿接觸面積可提高鋼絲網(wǎng)水泥的抗拉強(qiáng)度。鋼絲網(wǎng)水泥極限抗拉強(qiáng)度達(dá)80MPa以上。細(xì)鋼絲與砂漿的結(jié)構(gòu)可以使它的極限拉伸接近鋼絲的極限拉伸。

    其出現(xiàn)裂縫的拉應(yīng)力為3.1~3.2MPa,極限拉伸為5~6×10-4，構(gòu)件完全斷裂的相對(duì)變形ε=15~18×10-4，這些都遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了普通鋼混凝土的抗裂性能。所以這種結(jié)構(gòu)具有很高的抗?jié)B能力（可抵抗10個(gè)以上水壓頭）。

    為改善混凝土脆性，提高其韌性，從60年代開始，對(duì)纖維混凝土進(jìn)行了大量的研究。有的國(guó)家1972年獲得專利權(quán)，最近幾年，我國(guó)也開始了這方面的研究，并在高速公路路面、橋面板、特構(gòu)中獲得初步應(yīng)用，纖維種類很多，如塑料、玻璃、鋼絲等。用走私為0.005～0.015mm的玻璃絲，0.15～0.75mm的尼龍絲、鋼絲等，纖維長(zhǎng)0.1～7.62cn分散地?fù)皆诨炷林校M成一種新的復(fù)合材料。它可以提高抗拉強(qiáng)度1～3倍，抗彎～5倍，提高沖擊韌性10余倍。其機(jī)現(xiàn)是緩和混凝土內(nèi)部應(yīng)力集中，提高了抗裂能力。

    以體積配筋率為1.5%的鋼纖維混凝土為例，與普通混凝土比較，早期抗彎強(qiáng)度提高1.5～2倍，抗拉抗彎強(qiáng)度南昌市1.5～1.8倍，極限拉伸（即開開裂強(qiáng)度）可達(dá)4.6MPa。延伸率提高2倍左右，抗壓強(qiáng)度提高1.3倍，抗剪強(qiáng)度提高1.5～2倍。此外鋼纖維混凝土的韌性是普通混凝土的40～200倍，耐沖擊性能約為普通混凝土的5～10倍。

    復(fù)合材料的變形性能包括拉伸、壓縮、剪切、扭轉(zhuǎn)、彎曲、轉(zhuǎn)角等。近年來纖維增強(qiáng)的耐熱材料獲得進(jìn)展。這些新成就展現(xiàn)了鋼筋混凝土朝著提高韌性方面研究的廣闊前景。

    一項(xiàng)新技術(shù)的發(fā)展不可缺少的條件是經(jīng)濟(jì)效益，在大量應(yīng)用中必須考慮這一因素。鋼纖維混凝土在力學(xué)性能方面具備很大優(yōu)點(diǎn)，但一般來說，其造價(jià)比較昂貴，目前只在特殊工程中獲得應(yīng)用。

    近年來國(guó)外關(guān)于微膨脹混凝土的研究與應(yīng)用有新的發(fā)展，特別是用在一些中小型工程上效果比較顯著。其主要的問題是膨脹穩(wěn)定性，有些材料不易達(dá)到控制微膨脹的施工要求；有些材料早期膨脹，后期收縮；有些則徐彎太大，應(yīng)力松馳頗多，預(yù)膨脹壓應(yīng)力。其最終結(jié)構(gòu)達(dá)不到長(zhǎng)期收縮的補(bǔ)償目的。關(guān)于這類材料的穩(wěn)定性方面的改善問題還要做許多工作，特別注意早期微膨脹產(chǎn)生的預(yù)應(yīng)力被早期徐變松馳的缺陷。新材料的開發(fā)固然是很重要的一方面，但正如本書的基本觀點(diǎn)，控制裂縫是必然綜合結(jié)構(gòu)、施工、材料、地基基礎(chǔ)、環(huán)境諸多因素的綜合技術(shù)。應(yīng)特別重視材料試驗(yàn)條件與實(shí)際結(jié)構(gòu)狀況的差異。