水工大体积混凝土抗裂设计探讨

    【摘要】本工程的船闸闸室设计采用整体式大跨度结构，属大体积混凝土，设计和施工从
多方面采取多重有效控制措施，工程实施后，裂缝常见部位始终未有裂缝发生。实践证明，
本工程在大跨度、大体积混凝土结构抗裂方面取得了很好的实施效果。

 

　　

 

　　

1. 引言 

　　经国家和省发改委审批实施的走马塘江边枢纽工程是走马塘在长江交汇口处设置的重
要控制性建筑物。其中，船闸闸室采用钢筋混凝土整体大跨度结构，属大体积混凝土结构
（见图

1），设计和施工采取多重控制措施，有效地避免了结构有害裂缝的产生，在结构

抗裂方面取得了较好的实施效果。

 

　　

2. 工程概况 

　　工程位于张家港市境内的七干河入江口处，由节制闸、船闸和鱼道三部分组成，是水利
结合航运的通江控制性枢纽建筑物。其中，船闸按通行

1000t 标准货船设计，闸室总长

240m，净宽 23m。 
　　闸室基础坐落在松散粉砂土地基上，厚度

6~10m，中等透水，地基允许承载力

85Kpa，为透水软弱地基，需结合结构设计进行相应的地基加固处理。下卧层为中密 ~密实
的砂壤土，承载力较高。

 

　　

3. 大体积混凝土的定义 

　　

3.1 国内相关规范的定义。 

　　

JGJ55-2000《普通混凝土配合比设计规程》定义大体积混凝土为：混凝土结构物实体最

小尺寸等于或大于

1m，或预计会因水泥水化热引起混凝土内外温差过大而导致裂缝的混凝

土。

 

　　

GB50496-2009《大体积混凝土施工规范》的第 2.1.1 条定义为：混凝土结构物实体最小

几何尺寸不小于

1m 的大体量混凝土，或预计会因混凝土中胶凝材料水化引起的温度变化

和收缩而导致有害裂缝产生的混凝土。

 

　　

3.2 国外相关规定。 

　　美国混凝土学会规定：任何就地浇筑的大体积混凝土，其尺寸之大，必须要求采取措
施解决水化热及随之引起的体积变形问题，以最大的限度减少开裂。

 

　　日本建筑学会（

JASSS）标准的定义是：结构断面最小尺寸在 80cm 以上，同时水化热

引起的混凝土内最高温度与外界气温之差预计超过

25

℃的混凝土称之为大体积混凝土。 

　　

4. 大体积混凝土裂缝成因分析 

　　国内外大量实践证明，各种大体积混凝土裂缝主要是温度变化引起的，是混凝土自身
强度和抵抗变形的能力与温度应力和应变同步矛盾发展的结果。温度变化导致混凝土体积胀
缩变形，当其内外部受到约束不能自由变形时，就会积聚应力，其中，大体积混凝土后期
的温降或失水将导致混凝土收缩产生拉应力，当拉应力达到并超过混凝土自身抗拉强度时
就导致混凝土结构裂缝的发生。

 

　　大体积混凝土温度变化分为温升和温降两个阶段，温升阶段发生早而快，温降阶段相
对迟而缓。大体积混凝土在浇筑和强度发展过程中，早期温度迅速上升，通常

3~5d 达到峰

值 ，持续一段时 间后开始 缓慢降温。温度升降变化产生体积胀 缩，其线胀缩 值符 合
△L=Lo•a•△T 的规律。 
　　混凝土的特点是抗压强度高而抗拉强度低，而且，混凝土导热性较差，散热慢。在混凝