土浇筑成型的早期，其内部的温度会很快升高，其中，水泥水化放热是混凝土内部温升的
主要原因，而大体积混凝土结构物一般断面较厚，水泥释放的热量聚集在结构物内部不易
散发。混凝土在早期快速升温阶段总体上处于热膨胀状态，由于早期混凝土的强度和弹性模
量都很低，混凝土自身约束小，徐变大，温度升高产生内部超强拉应力的可能性较小，所
以早期温升阶段的体积膨胀一般不会对混凝土产生有害影响，通常不会产生混凝土内部裂
缝。但在后期的温降阶段，混凝土从热膨胀的最大变形开始降温收缩，随着混凝土龄期和强
度的增长，弹性模量逐渐增高，对混凝土内部降温收缩的约束也就愈来愈大，加上外部约
束（如地基或先期成型混凝土的固支约束）作用，降温收缩与失水干燥收缩叠加在一起时
大体积混凝土内部或外表面将产生超强的拉应力，当拉应力达到并超过混凝土自身抗拉强
度时，就会导致混凝土结构裂缝的发生。起初的细微裂缝会引起应力集中，裂缝可逐渐加宽
加长，甚至产生结构有害裂缝。

 

　　

5. 大跨度闸室结构的大体积特征 

　　

 

　　本工程船闸闸室采用水泥搅拌桩复合地基上的倒

“∏”型钢筋混凝土整体结构（见图

1），混凝土强度等级为 C25，结构设计主要尺度：闸室分节长度 15m，共 16 节，闸室净
宽

23m，闸室底板总宽 28m，闸室墙高 10.3m，根据结构承载需要，底板断面设计为变截

面结构，厚

1.6~2.8m，地基约束条件为底板底面与粉砂土上的水泥搅拌桩复合地基直接接

触；墩墙为固支于底板上的悬臂式变截面结构，根部厚

1.6~2.6m。常规施工条件下，底板与

墩墙一般需分先后浇筑施工，墩墙底部受先期成型的底板结构的约束。对照以上关于大体积
混凝土的相关规定，由于结构跨度较大，设计需要结构厚度将超过

1m，且闸室结构单体体

积

1385m3，结构体量较大，根据工程实践经验，结构内外温度变化和混凝土收缩，将导致

闸室结构在底板顶面以及墩墙根部以上约三分之一的高度范围内可能产生有害裂缝，显然
本工程的大跨度整体闸室结构应归类于大体积混凝土结构，需按大体积混凝土的设计要求
采取相应抗裂措施。

 

　　

6. 抗裂设计措施 

　　大跨度整体闸室结构如何避免有害结构裂缝的发生，是本工程闸室大体积混凝土结构
设计实践成败的关键。大量的研究成果表明，大体积混凝土结构物中的温度裂缝是不可避免
的，重要的是采用合理的措施来防治和控制裂缝的发展。

 

　　根据裂缝成因分析，大体积混凝土裂缝的主要影响因素涉及结构物的体型大小，约束
条件、混凝土的各种组成材料的特性以及施工条件等诸多因素。结合整体闸室大体积混凝土
结构特点，本文侧重于总结设计环节所采取的相应抗裂措施，尽量消除各种抗裂不利因素
确保该结构不出现有害裂缝。

 

　　图

1 大体积混凝土结构 

　　

6.1 抗裂设计的结构措施。 

　　结构设计时，通过对大跨度结构的设计优化，从地基约束、结构尺度、体量以及抗裂配
筋等方面，尽量消除抗裂设计中各种对结构抗裂不利的因素，满足大体积混凝土抗裂设计
要求。

 

　　

6.1.1 改善地基约束条件。 

　　本工程为松散的粉砂土地基，中等透水，承载力仅

85Kpa，为了满足弹性地基条件下

的常规结构设计需要，一方面，通过降排水对砂性土地基进行预压密实，另一方面，采用
水泥搅拌桩复合地基，复合土层压缩模量大大提高，地基承载能力和抵抗变形的能力随之
提高，对结构受力较为有利，复合地基条件较天然地基有较大改善。

 

　　

6.1.2 合理选择结构块体尺度。