地鐵車站疊合墻內(nèi)襯早齡期溫度與應(yīng)變演化規(guī)律

收稿日期：20231226

通信作者：陳士海（1964），男，教授，博士，博士生導(dǎo)師，主要從事巖土工程防災(zāi)減災(zāi)的研究。Email：cshblast@163.com。

基金項(xiàng)目：福建省住房與城鄉(xiāng)建設(shè)廳科學(xué)技術(shù)計(jì)劃（2022K202）

摘要：為探究疊合墻早齡期內(nèi)襯溫度與應(yīng)變演化規(guī)律，依托地鐵車站疊合墻工程開展早齡期內(nèi)襯墻溫度與應(yīng)變現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，分析內(nèi)襯墻的裂縫分布特征、溫度與應(yīng)變演化規(guī)律。結(jié)果表明：在早齡期，裂縫多從內(nèi)襯墻的底部施工縫向上延伸，大部分裂縫為豎向裂縫，少量斜裂縫位于墻角；內(nèi)襯墻的中部溫度高于四周溫度，而墻體中心的溫度峰值與降溫速率最大，表面溫度峰值最小，并且墻體存在明顯的里表溫差；在早齡期，內(nèi)襯墻存在明顯的膨脹與收縮現(xiàn)象，并且不同方向上的應(yīng)變演化規(guī)律存在明顯的區(qū)別。

關(guān)鍵詞：大體積混凝土； 疊合墻； 早齡期； 內(nèi)襯墻； 溫度； 應(yīng)變

中圖分類號(hào)：TU 375文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：10005013（2024）02019308

近年來，為緩解城市交通壓力，各大城市開始興建城市軌道交通，地鐵車站也成為了城市交通的重要紐帶。目前，為應(yīng)對(duì)復(fù)雜的城市環(huán)境，減少結(jié)構(gòu)的占地面積，地鐵車站開始采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的“兩墻合一”結(jié)構(gòu)。根據(jù)圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)的連接方式，可將“兩墻合一”結(jié)構(gòu)分為復(fù)合墻結(jié)構(gòu)與疊合墻結(jié)構(gòu)，前者在地下連續(xù)墻與車站外墻間設(shè)置復(fù)合材料，而后者采用鋼筋連接地下連續(xù)墻與車站外墻。與復(fù)合墻相比，疊合墻可以傳遞彎矩與剪力，而復(fù)合墻僅能傳遞水平力［1］。由于地下水環(huán)境的影響，地下空間結(jié)構(gòu)對(duì)自身的防水性能有較高的要求。但是，作為典型的大體積混凝土結(jié)構(gòu)，先澆筑的地下連續(xù)墻對(duì)內(nèi)襯墻混凝土收縮變形的約束作用加劇了疊合墻內(nèi)襯的開裂，嚴(yán)重影響了結(jié)構(gòu)的抗?jié)B性能、耐久性能與整體性能［2］。

在混凝土工程中，混凝土裂縫根據(jù)形成原因可分為荷載裂縫和非荷載裂縫，荷載裂縫占裂縫總數(shù)的20%，非荷載裂縫占裂縫總數(shù)的80%，由混凝土的不均勻沉陷、溫度變化、收縮變形等引起，主要出現(xiàn)在混凝土結(jié)構(gòu)的施工階段［3］。為減少混凝土結(jié)構(gòu)的非荷載裂縫，規(guī)范要求混凝土結(jié)構(gòu)的降溫速率不大于2.0 ℃·d-1或每4 h降溫速率不大于1.0 ℃，同時(shí)要求混凝土表面溫度與環(huán)境溫度最大溫差小于20 ℃［45］。對(duì)此，學(xué)者們就抗?jié)B防裂混凝土的配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究，引入功能輕骨料、礦物摻合料、纖維、膨脹劑與減縮劑等新型摻和料和外加劑，以提升混凝土的強(qiáng)度，控制早齡期混凝土的收縮變形與溫度場(chǎng)［610］。此外，合理的施工方法仍是控制大體積混凝土結(jié)構(gòu)早齡期裂縫的有效手段［1113］。隨著智能算法的發(fā)展，基于智能建造技術(shù)的混凝土溫控技術(shù)得到快速的發(fā)展，并取得了不錯(cuò)的施工效果［1416］。

現(xiàn)階段，雖然大體積混凝土結(jié)構(gòu)的抗裂性能已經(jīng)得到了很大的提升，但是實(shí)際工程中仍存在大量的混凝土裂縫與滲漏問題。對(duì)于板式大體積混凝土結(jié)構(gòu)，由于結(jié)構(gòu)的厚度較小，在厚度方向上存在較大的溫度梯度，承受均勻溫度收縮的層厚較小，易出現(xiàn)混凝土裂縫［3］。學(xué)者們就混凝土的強(qiáng)度、絕熱溫升、自身體積變形、澆筑季節(jié)、入模溫度、模板類型、拆模時(shí)間及結(jié)構(gòu)尺寸等因素對(duì)側(cè)墻溫度場(chǎng)與開裂風(fēng)險(xiǎn)的影響進(jìn)行了研究［1718］。為減少大體積混凝土側(cè)墻的早齡期裂縫，李志鵬等［19］利用有限元仿真軟件分析了隧道側(cè)墻結(jié)構(gòu)的早齡期溫度與應(yīng)力分布，并根據(jù)計(jì)算結(jié)果提出針對(duì)性的裂縫控制措施；郭子奇等［20］依托地鐵車站工程開展早齡期混凝土溫度監(jiān)測(cè)，指出側(cè)墻的溫度分布與結(jié)構(gòu)的厚度和邊界條件有關(guān)，當(dāng)結(jié)構(gòu)尺寸較大時(shí)易出現(xiàn)較大的溫差；Wang等［21］對(duì)地鐵車站的大體積混凝土側(cè)墻開展早齡期溫度與應(yīng)變現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)，得到了7 d齡期內(nèi)的側(cè)墻中心溫度演化曲線與側(cè)墻長(zhǎng)度方向和厚度方向上的混凝土應(yīng)變。

目前，相關(guān)研究主要利用數(shù)值仿真技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)對(duì)大體積混凝土側(cè)墻的中心溫度進(jìn)行分析，對(duì)側(cè)墻中心、表面與底面等位置上不同方向的混凝土應(yīng)變演化規(guī)律的研究較少，監(jiān)測(cè)周期也較短，且未明確大體積混凝土側(cè)墻的邊界條件。對(duì)于疊合墻內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，其裂縫的形成原因不僅與早期混凝土的溫度效應(yīng)有關(guān)，還與外部約束有關(guān)，由于內(nèi)襯墻混凝土的收縮變形不僅受到老混凝土的約束作用，還受到地下連續(xù)墻的約束作用，不同方向上的混凝土應(yīng)變存在明顯的區(qū)別。因此，早齡期側(cè)墻的溫度分布與演化規(guī)律，以及不同位置上不同方向的早齡期側(cè)墻應(yīng)變演化規(guī)律仍有待進(jìn)一步研究。本文依托地鐵車站疊合墻工程，對(duì)內(nèi)襯墻中心、底面與表面的早齡期溫度與相應(yīng)位置上不同方向的應(yīng)變進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)內(nèi)襯墻的早期裂縫分布特征進(jìn)行分析。

1工程概況

以某地鐵車站工程為背景，車站采用圍護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的“兩墻合一”結(jié)構(gòu)，地下連續(xù)墻厚度為0.8 m，內(nèi)襯墻厚度為0.4 m，地下連續(xù)墻與內(nèi)襯墻采用“鑿毛+植筋”方式連接。疊合墻內(nèi)襯現(xiàn)場(chǎng)施工圖，如圖1所示。地鐵車站1的內(nèi)襯墻采用抗?jié)B等級(jí)為P10的C40混凝土澆筑，地鐵車站2的內(nèi)襯墻采用抗?jié)B等級(jí)為P10的C35混凝土澆筑。內(nèi)襯墻的澆筑長(zhǎng)度為12 m，澆筑高度為4.8 m，在混凝土澆筑完成后48 h拆除模板，并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。

2早齡期內(nèi)襯墻溫度與應(yīng)變監(jiān)測(cè)試驗(yàn)

2.1測(cè)點(diǎn)布置

為探究疊合墻內(nèi)襯早齡期溫度與應(yīng)變的演化規(guī)律，采用溫度傳感器與應(yīng)變傳感器測(cè)量?jī)?nèi)襯墻的溫度與應(yīng)變。由于內(nèi)襯墻的厚度較薄，為減小傳感器預(yù)埋線路對(duì)混凝土澆筑質(zhì)量的影響，同時(shí)避免混凝土振搗損壞傳感器，試驗(yàn)分2次進(jìn)行。試驗(yàn)1在地鐵車站1開展，在內(nèi)襯墻中心設(shè)置10個(gè)溫度測(cè)點(diǎn)，分別測(cè)量?jī)?nèi)襯墻不同位置的溫度，記錄早齡期內(nèi)襯墻的溫度分布。試驗(yàn)1的測(cè)點(diǎn)布置，如圖2（a）所示。為獲得內(nèi)襯墻表面、中心與底面的溫度與不同方向上的應(yīng)變，試驗(yàn)2在地鐵車站2開展，在內(nèi)襯墻中設(shè)置6個(gè)測(cè)點(diǎn)，分別沿墻體的表面、中心與底面設(shè)置溫度傳感器與應(yīng)變傳感器，墻體表面與底面的應(yīng)變傳感器沿內(nèi)襯墻的縱向和豎向（即長(zhǎng)度方向與高度方向）設(shè)置，墻體中心的應(yīng)變傳感器沿內(nèi)襯墻的縱向、豎向和橫向（即長(zhǎng)度方向、高度方向和厚度方向）設(shè)置。試驗(yàn)2的測(cè)點(diǎn)布置，如圖2（b）所示。

（a） 試驗(yàn)1（b） 試驗(yàn)2

圖2（b）中：#1表面、中心與底面溫度傳感器的編號(hào)分別為T1B，T1Z，T1D；#1表面縱向與豎向應(yīng)變傳感器的編號(hào)分別為S1BZ，S1BS；#1中心縱向、豎向與橫向應(yīng)變傳感器的編號(hào)分別為S1ZZ，S1ZS，S1ZH；#1底面縱向與豎向應(yīng)變傳感器的編號(hào)分別為S1DZ，S1DS；#2表面、中心與底面溫度傳感器的編號(hào)分別為T2B，T2Z，T2D；#2表面縱向與豎向應(yīng)變傳感器的編號(hào)分別為S2BZ，S2BS；#2中心縱向、豎向與橫向應(yīng)變傳感器的編號(hào)分別為S2ZZ，S2ZS，S2ZH；#2底面縱向與豎向應(yīng)變傳感器的編號(hào)分別為S2DZ，S2DS。

2.2試驗(yàn)設(shè)備

采用溫度傳感器與振弦式應(yīng)變傳感器分別測(cè)量早齡期內(nèi)襯墻的溫度與應(yīng)變，溫度傳感器的量程為-30～70 ℃，精度為0.1 ℃；應(yīng)變傳感器的量程為0～4 000×10-6，精度為0.1×10-6。采用振弦式頻率讀數(shù)儀和JMZX3001L型綜合測(cè)試儀分別記錄早齡期內(nèi)襯墻的溫度與應(yīng)變；采用溫濕度計(jì)記錄環(huán)境溫度與濕度。

2.3監(jiān)測(cè)方案

在混凝土澆筑完成后，混凝土中的水泥與水發(fā)生水化反應(yīng)，釋放大量的熱量，內(nèi)襯墻的溫度會(huì)急劇上升。為完整記錄早齡期內(nèi)襯墻的溫度與應(yīng)變，試驗(yàn)的監(jiān)測(cè)周期為28 d，其中，0～7 d內(nèi)每隔2 h監(jiān)測(cè)1次數(shù)據(jù)；7～14 d內(nèi)每隔4 h監(jiān)測(cè)1次數(shù)據(jù)；14～21 d內(nèi)每隔6 h監(jiān)測(cè)1次數(shù)據(jù)；21～28 d內(nèi)每隔8 h監(jiān)測(cè)1次數(shù)據(jù)。需要注意的是，在混凝土入模后，記錄內(nèi)襯墻的初始應(yīng)變，以消除混凝土澆筑過程產(chǎn)生的應(yīng)變誤差。在記錄早齡期內(nèi)襯墻溫度與應(yīng)變時(shí)，觀察并記錄側(cè)墻表面的裂縫分布，同時(shí)采用溫濕度計(jì)測(cè)量環(huán)境的溫度與濕度。

3試驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1內(nèi)襯墻開裂特征

早齡期內(nèi)襯墻的裂縫分布，如圖3所示。由圖3（a），（b）可知：當(dāng)齡期為2 d時(shí)，澆筑模板已經(jīng)被拆除，墻面未出現(xiàn)裂縫；當(dāng)齡期為4 d時(shí)，內(nèi)襯墻出現(xiàn)9條裂縫，其中，8條豎向裂縫從墻底施工縫向上延伸，1條斜裂縫位于墻角附近。這是因?yàn)樵琮g期內(nèi)襯墻的收縮變形受先澆矮墻、先澆內(nèi)襯墻和地下連墻等老混凝土的約束，收縮主應(yīng)力沿水平方向，而側(cè)墻端部的約束作用較小，其主應(yīng)力方向不一定與墻體的長(zhǎng)度方向一致，因此，位于側(cè)墻端部的裂縫多為斜裂縫。由圖3（c）可知：當(dāng)齡期為7 d時(shí)，裂縫1～9的長(zhǎng)度均在增長(zhǎng)，并新增裂縫10。此時(shí)，內(nèi)襯墻未出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。

（a） 齡期為2 d（b） 齡期為4 d

（c） 齡期為7 d（d） 齡期為10 d

（e） 齡期為16 d（f） 齡期為19 d

由圖3（d）可知：當(dāng)齡期為10 d時(shí)，裂縫5～9已延伸至內(nèi)襯墻頂部施工縫，并新增裂縫11～13，此時(shí)裂縫1，5，6，9均出現(xiàn)滲水現(xiàn)象，并且裂縫內(nèi)含有少量的碳酸鈣結(jié)晶。此外，由于內(nèi)襯墻頂部存在較大的里表溫差，導(dǎo)致內(nèi)襯墻頂部出現(xiàn)較大的拉應(yīng)力，使裂縫12從內(nèi)襯墻頂部起裂。

由圖3（e），（f）可知：當(dāng)齡期為16 d時(shí)，新增裂縫14，而裂縫11與裂縫12均出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。當(dāng)齡期為19 d時(shí)，新增裂縫15，裂縫10貫穿整幅墻面，并且后者出現(xiàn)了滲水現(xiàn)象；當(dāng)齡期大于19 d時(shí)，內(nèi)襯墻的裂縫均停止增長(zhǎng)，并且無新增裂縫，此時(shí)，大部分的裂縫仍存在滲水現(xiàn)象，但是少量的裂縫在碳酸鈣結(jié)晶的作用下停止?jié)B水。

綜上分析可知，在內(nèi)襯墻澆筑完成后兩周，墻面出現(xiàn)了大量的豎向裂縫與少量的斜裂縫。內(nèi)襯墻的裂縫起裂位置與常規(guī)大體積混凝土墻的裂縫起裂位置相同，均從墻體的底部施工縫向上延伸，但是裂縫并不集中在墻體中部［22］。

3.2溫度演化規(guī)律

早齡期內(nèi)襯墻不同測(cè)點(diǎn)的溫度演化曲線與溫度峰值，如圖4所示。圖4中：θ為溫度；θmax為溫度峰值；t為齡期。

由圖4可以看出，內(nèi)襯墻不同測(cè)點(diǎn)的溫度變化趨勢(shì)基本一致，但是不同測(cè)點(diǎn)的溫度峰值存在明顯的差異。混凝土澆筑完成后，在水化熱的作用下，內(nèi)襯墻的溫度急劇上升，并在齡期為0.65～0.76 d時(shí)達(dá)到溫度峰值。此時(shí)，測(cè)點(diǎn)T5和測(cè)點(diǎn)T6的溫度峰值分別為47.5，48.0 ℃，明顯高于其他測(cè)點(diǎn)，而測(cè)點(diǎn)T3的溫度峰值最小，比測(cè)點(diǎn)T5和測(cè)點(diǎn)T6的溫度峰值分別小14.53%和15.42%。這是因?yàn)榛炷恋谋砻娣艧嵯禂?shù)大于模板的表面放熱系數(shù)，當(dāng)齡期小于2 d時(shí)，混凝土模板還未拆除，測(cè)點(diǎn)T5與測(cè)點(diǎn)T6僅能通過模板與周圍環(huán)境進(jìn)行熱交換，而測(cè)點(diǎn)T3位于墻角，能夠通過內(nèi)襯墻頂部與右端的墻面將熱量擴(kuò)散至大氣中。當(dāng)齡期大于溫度峰值齡期且小于8 d時(shí)，內(nèi)襯墻溫度急劇下降，此時(shí)內(nèi)襯墻的降溫速率最大。值得注意的是，當(dāng)齡期大于8 d時(shí)，在環(huán)境溫度的影響下，內(nèi)襯墻的溫度演化曲線出現(xiàn)明顯的波動(dòng)。

（a） 溫度演化曲線（b） 溫度峰值

根據(jù)早齡期內(nèi)襯墻溫度演化曲線的變化規(guī)律，可將內(nèi)襯墻的溫度變化分為3個(gè)階段：1） 在混凝土澆筑完成后1 d左右，內(nèi)襯墻溫度急劇上升；2） 在混凝土澆筑完成后1～8 d內(nèi)，內(nèi)襯墻溫度急劇下降；3） 當(dāng)齡期大于8 d時(shí)，在環(huán)境溫度的影響下，內(nèi)襯墻出現(xiàn)明顯的溫度波動(dòng)。

早齡期內(nèi)襯墻底面、中心與表面的溫度演化曲線，如圖5所示。由圖5可知：測(cè)點(diǎn)T1Z的溫度峰值為50.6 ℃，測(cè)點(diǎn)T1D和測(cè)點(diǎn)T1B的溫度峰值分別為48.9，47.7 ℃，分別比測(cè)點(diǎn)T1Z的溫度峰值小3.36%和5.73%，而測(cè)點(diǎn)T1D的溫度峰值比T1B的溫度峰值大2.52%；測(cè)點(diǎn)T2Z的溫度峰值為53.4 ℃，測(cè)點(diǎn)T2D和測(cè)點(diǎn)T2B的溫度峰值分別為51.5，48.4 ℃，分別比測(cè)點(diǎn)T2Z的溫度峰值小3.56%和9.36%，而測(cè)點(diǎn)T2D的溫度峰值比T2B的溫度峰值大6.41%。這是由于內(nèi)襯墻表面與底面的熱量能夠分別與周圍環(huán)境和地下連續(xù)墻進(jìn)行熱交換，而內(nèi)襯墻中心無法與外界進(jìn)行熱交換。

（a） 測(cè)點(diǎn)1（b） 測(cè)點(diǎn)2

在溫降階段，當(dāng)齡期大于溫度峰值齡期且小于8 d時(shí)，測(cè)點(diǎn)T1D，T1Z和T1B的降溫速率分別為2.7，3.0，2.6 ℃·d-1，測(cè)點(diǎn)T2D，T2Z和T2B的降溫速率分別為3.0，3.4，2.9 ℃·d-1，內(nèi)襯墻中心的降溫速率明顯大于底面與表面的降溫速率。這是因?yàn)閮?nèi)襯墻的厚度較薄，在環(huán)境溫度作用下，內(nèi)襯墻的整體溫度急劇下降，并逐漸趨于環(huán)境溫度，而內(nèi)襯墻中心的溫度峰值高于底面與表面，在相同時(shí)間內(nèi)內(nèi)襯墻中心的降溫速率最大。在混凝土模板被拆除時(shí)，測(cè)點(diǎn)T1B和T2B的溫度曲線出現(xiàn)了明顯的波動(dòng)。當(dāng)齡期大于8 d時(shí)，在環(huán)境溫度的影響下，內(nèi)襯墻的溫度出現(xiàn)了明顯的波動(dòng)，同時(shí)有逐漸升溫的趨勢(shì)，并且墻面的溫度波動(dòng)明顯大于中心與底面，表明環(huán)境溫度對(duì)內(nèi)襯墻的溫度有較大的影響。

內(nèi)襯墻中心與表面、底面的溫差曲線，如圖6所示。圖6中：Δθ為溫差。由圖6可知：溫差曲線隨齡期的增大呈先增大、后減小、再趨于0的變化趨勢(shì)，Δθ1Z1B，Δθ1Z1D，Δθ2Z2B和Δθ2Z2D的最大值分別為2.9，2.5，7.1，2.7 ℃，Δθ1Z1B比Δθ1Z1D大16%，Δθ2Z2B比Δθ2Z2D大163%。由于混凝土模板的厚度較薄，表面放熱系數(shù)較大，導(dǎo)致內(nèi)襯墻中心與表面的溫差大于中心與底面的溫差，表明內(nèi)襯墻易出現(xiàn)較大的里表溫差，引起溫差裂縫。因此，當(dāng)施工環(huán)境的溫度較低時(shí)，需要采用保溫性能好的模板，避免內(nèi)襯墻出現(xiàn)溫差裂縫。

（a） 測(cè)點(diǎn)1（b） 測(cè)點(diǎn)2

3.3應(yīng)變演化規(guī)律

早齡期內(nèi)襯墻中心混凝土應(yīng)變演化曲線，如圖7所示。圖7中：ε為應(yīng)變。測(cè)點(diǎn)S2ZS的數(shù)據(jù)因傳感器損壞而缺失。由圖7可知：早齡期內(nèi)襯墻不同方向上的應(yīng)變演化規(guī)律存在明顯的區(qū)別。由測(cè)點(diǎn)S1ZZ，S2ZZ，S1ZS的應(yīng)變曲線可知，內(nèi)襯墻的縱向和豎向應(yīng)變隨齡期的增加呈先受壓、后受拉的變化趨勢(shì)，并在溫升階段出現(xiàn)了明顯的壓應(yīng)變峰值，測(cè)點(diǎn)S1ZS的應(yīng)變峰值為-40.8×10-6，測(cè)點(diǎn)S1ZZ，S2ZZ的應(yīng)變峰值分別為-127.6×10-6，-129.7×10-6，測(cè)點(diǎn)S1ZZ的應(yīng)變峰值比S1ZS的應(yīng)變峰值大86.8×10-6。這是因?yàn)樵跍厣A段，受水化熱的作用，內(nèi)襯墻混凝土受熱膨脹，在外部約束下出現(xiàn)了明顯的壓應(yīng)變；在溫降階段，受約束的內(nèi)襯墻出現(xiàn)收縮變形，此時(shí)壓應(yīng)變補(bǔ)償混凝土的拉應(yīng)變。此外，受重力作用，內(nèi)襯墻的豎向混凝土壓應(yīng)變峰值小于縱向混凝土壓應(yīng)變峰值。對(duì)于內(nèi)襯墻的橫向混凝土應(yīng)變，由于混凝土模板的約束作用，內(nèi)襯墻的橫向變形較小，在模板拆除后出現(xiàn)了明顯的應(yīng)變回彈。當(dāng)齡期大于10 d時(shí)，在環(huán)境溫度的作用下，內(nèi)襯墻的溫度逐漸升高，并伴隨膨脹變形。因此，測(cè)點(diǎn)S1ZH，S2ZH的應(yīng)變演化曲線無明顯的受拉趨勢(shì)。

（a） 測(cè)點(diǎn)1（b） 測(cè)點(diǎn)2

早齡期內(nèi)襯墻縱向與豎向混凝土應(yīng)變演化曲線，如圖8所示。測(cè)點(diǎn)S1DS與S2ZS的數(shù)據(jù)因傳感器損壞而缺失。由圖8（a）可知：

（a） 測(cè)點(diǎn)1（b） 測(cè)點(diǎn)2

在溫升階段，測(cè)點(diǎn)S1ZZ的壓應(yīng)變峰值為-127.6×10-6，測(cè)點(diǎn)S1DZ與測(cè)點(diǎn)S1BZ的壓應(yīng)變峰值分別為-119.7×10-6和-57.1×10-6，分別比測(cè)點(diǎn)S1ZZ的應(yīng)變峰值小6.19%和55.25%。這是由于內(nèi)襯墻底面與表面的溫度峰值均小于內(nèi)襯墻中心的溫度峰值，并且內(nèi)襯墻底面的變形受地下連續(xù)墻的約束作用，內(nèi)襯墻表面因里表溫差存在自身約束作用。內(nèi)襯墻的豎向混凝土應(yīng)變具有相同的演化規(guī)律。由圖8（b）可知：當(dāng)齡期為5 d時(shí)，測(cè)點(diǎn)S2BZ出現(xiàn)了明顯的應(yīng)變跳點(diǎn)，應(yīng)變值為497.0×10-6，表明此時(shí)內(nèi)襯墻表面已經(jīng)開裂。

4早齡期內(nèi)襯墻裂縫控制措施

綜上分析可知，老混凝土對(duì)新澆混凝土收縮變形的約束作用及混凝土里表溫差引起的自身約束是引起早齡期內(nèi)襯墻裂縫的主要原因。在實(shí)際工程中，可通過合理的施工方法減小外部約束，同時(shí)避免形成自身約束，以降低早齡期內(nèi)襯墻的開裂風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)于疊合墻內(nèi)襯結(jié)構(gòu)，外部約束作用主要來自地下連續(xù)墻、先澆筑的矮墻和內(nèi)襯墻等老混凝土，實(shí)際工程中，降低內(nèi)襯墻的單次澆筑長(zhǎng)度能夠有效減小外部約束作用，降低內(nèi)襯墻的開裂風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，由早齡期內(nèi)襯墻的溫度與應(yīng)變演化規(guī)律可知，早齡期內(nèi)襯墻存在較大的溫度峰值，且出現(xiàn)了急劇的溫升與溫降，同時(shí)伴有明顯的膨脹與收縮現(xiàn)象。結(jié)合早齡期內(nèi)襯墻的溫度與應(yīng)變演化規(guī)律可知，施工過程中采用分層澆筑、冷卻管技術(shù)與降低混凝土的澆筑溫度等方法能夠有效降低早齡期內(nèi)襯墻的溫度峰值，避免出現(xiàn)較大的里表溫差。需要注意的是，在采用冷卻管技術(shù)時(shí)，需要嚴(yán)格控制水溫，避免冷卻管周圍出現(xiàn)較大的溫度梯度。此外，在高溫環(huán)境下施工時(shí)，應(yīng)選用表面放熱系數(shù)較大的混凝土模板，能夠有效降低內(nèi)襯墻溫度峰值；在低溫環(huán)境下施工時(shí)，應(yīng)選用表面放熱系數(shù)較小的混凝土模板，能夠避免內(nèi)襯墻出現(xiàn)較大的里表面溫差，同時(shí)減小內(nèi)襯墻的降溫速率。值得一提的是，減縮劑與微膨脹劑等外加劑均能夠有效減小混凝土的收縮變形，前者能夠有效減小混凝土的收縮變形，而后者能夠補(bǔ)償混凝土的收縮變形，在實(shí)際工程中可考慮使用。

5結(jié)論

依托地鐵車站疊合墻工程，開展早齡期內(nèi)襯墻的溫度與應(yīng)變監(jiān)測(cè)試驗(yàn)，對(duì)內(nèi)襯墻早期的裂縫分布特征、溫度場(chǎng)與不同方向上的應(yīng)變演化規(guī)律進(jìn)行分析，并結(jié)合溫度與應(yīng)變演化規(guī)律給出了早齡期內(nèi)襯墻的裂縫控制措施，得到了以下3點(diǎn)結(jié)論。

1） 在外部約束與自身約束的共同作用下，早齡期內(nèi)襯墻的裂縫主要出現(xiàn)在混凝土澆筑完成后的前兩周，大部分的裂縫為豎向裂縫，少量的斜裂縫位于墻角附近，并且裂縫主要從墻底施工縫向上延伸。

2） 在早齡期，內(nèi)襯墻出現(xiàn)了急劇的溫升與溫降，在1 d齡期左右達(dá)到溫度峰值，此時(shí)內(nèi)襯墻的里表溫差最大，并且墻體中部溫度明顯大于四周溫度；在1～8 d齡期，內(nèi)襯墻出現(xiàn)了急劇的降溫，此時(shí)墻體中心的降溫速率明顯大于底面與表面。在實(shí)際工程中，建議采用分層澆筑、預(yù)埋冷卻管、降低混凝土澆筑溫度及合理的混凝土模板等措施嚴(yán)格控制內(nèi)襯墻的溫度峰值、里表溫差與降溫速率。

3） 早齡期內(nèi)襯墻縱向與豎向的混凝土應(yīng)變隨齡期的增加呈先受壓、后受拉的變化趨勢(shì)，并且內(nèi)襯墻的縱向峰值壓應(yīng)變大于豎向，中心的壓應(yīng)變峰值最大，而內(nèi)襯墻的橫向混凝土拉應(yīng)變并不明顯。此外，混凝土的膨脹變形能夠補(bǔ)償混凝土的收縮變形。因此，在實(shí)際工程中，除了使用減縮劑減少混凝土的收縮變形外，還可采用微膨脹劑補(bǔ)償混凝土的收縮變形。

參考文獻(xiàn)：

［1］王衛(wèi)東，王建華.深基坑支護(hù)結(jié)構(gòu)與主體結(jié)構(gòu)相結(jié)合的設(shè)計(jì)、分析與實(shí)例［M］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2007.

［2］GOTTSTER E，JOHANSSON M，PLOS M，et al.Crack widths in base restrained walls subjected to restraint loading［J］.Engineering Structures，2019，189：272285.DOI：10.1016/j.engstruct.2019.03.089.

［3］王鐵夢(mèng).工程結(jié)構(gòu)裂縫控制［M］.2版.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2017.

［4］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.大體積混凝土溫度控制技術(shù)規(guī)范： GB/T 51028-2015［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2016.

［5］中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.大體積混凝土施工標(biāo)準(zhǔn)： GB 5049-2018［S］.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2018.

［6］郭雅峰，陳士海，楊宗樺，等.地鐵車站疊合墻抗?jié)B防裂混凝土配合比優(yōu)化與應(yīng)用［J］.華僑大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2022，43（5）：587595.DOI：10.11830/ISSN.10005013.202203056.

［7］龐超明，劉釗，冒云瑞，等.大體積混凝土中功能輕集料的應(yīng)用與控溫技術(shù)［J］.建筑材料學(xué)報(bào)，2023，26（8）：853861.DOI：10.3969/j.issn.10079629.2023.08.005.

［8］龐建勇，陳旭鵬.高活性礦物摻合料混凝土力學(xué)性能試驗(yàn)［J］.硅酸鹽通報(bào)，2020，39（10）：31433151.DOI：10.16552/j.cnki.issn10011625.2020.10.011.

［9］郭耀東，劉元珍，王文婧，等.玄武巖纖維特征參數(shù)對(duì)混凝土單軸受拉性能的影響［J］.復(fù)合材料學(xué)報(bào)，2023，40（5）：28972912.DOI：10.13801/j.cnki.fhclxb.20220706.003.

［10］鄧宗才，趙連志，連怡紅.膨脹劑、減縮劑對(duì)超高性能混凝土圓環(huán)約束收縮性能的影響［J］.材料導(dǎo)報(bào)，2021，35（12）：1207012074.DOI：10.11896/cldb.20030051.

［11］閆騰飛，包漢營(yíng)，呂國(guó)鵬，等.混凝土內(nèi)外溫差置換養(yǎng)護(hù)系統(tǒng)及其數(shù)值應(yīng)用［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2023，53（增刊1）：16161620.DOI：10.19701/j.jzjg.23S1548.

［12］霍喆赟，楊超越，王漢偉.大底盤地下室底板跳倉(cāng)法應(yīng)用案例分析［J］.建筑結(jié)構(gòu)，2022，52（增刊2）：29122916.DOI：10.19701/j.jzjg.22S2714.

［13］汪建群，魏桂亮，劉杰，等.跨海大橋大體積混凝土承臺(tái)水化熱實(shí)測(cè)與分析［J］.橋梁建設(shè)，2020，50（3）：2531.DOI：10.3969/j.issn.10034722.2020.03.004.

［14］寧澤宇，林鵬，彭浩洋，等.混凝土實(shí)時(shí)溫度數(shù)據(jù)移動(dòng)平均分析方法及應(yīng)用［J］.清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，61（7）：681687.DOI：10.16511/j.cnki.qhdxxb.2020.26.040.

［15］劉毅，辛建達(dá)，張國(guó)新，等.大體積混凝土溫控防裂智能監(jiān)控技術(shù)［J］.硅酸鹽學(xué)報(bào)，2023，51（5）：12281233.DOI：10.14062/j.issn.04545648.20220851.

［16］楊寧，劉毅，喬雨，等.大體積混凝土倉(cāng)面智能噴霧控制模型［J］.清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2021，61（7）：724729.DOI：10.16511/j.cnki.qhdxxb.2021.26.008.

［17］LI Hua，LIU Jiaping，WANG Yujiang，et al.Deformation and cracking modeling for earlyage sidewall concrete based on the multifield coupling mechanism［J］.Construction and Building Materials，2015，88：8493.DOI：10.1016/j.conbuildmat.2015.03.005.

［18］李路，李志全，耿敏，等.側(cè)墻結(jié)構(gòu)混凝土早齡期開裂風(fēng)險(xiǎn)影響因素定量研究［J］.混凝土與水泥制品，2018（9）：7076.DOI：10.19761/j.10004637.2018.09.017.

［19］李志鵬，羅奇星，韓慶華，等.大體積混凝土墻水化放熱溫度場(chǎng)分析［J］.天津大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)與工程技術(shù)版），2023，56（8）：878885.DOI：10.11784/tdxbz202204036.

［20］郭子奇，楊雙鎖，李彥斌，等.地鐵車站大體積混凝土側(cè)墻澆筑時(shí)期溫度與應(yīng)力分布規(guī)律研究［J］.混凝土，2020（12）：9497.DOI：10.3969/j.issn.10023550.2020.12.021.

［21］WANG Chenfei，CHEN Yuehui，ZHOU Meili，et al.Control of earlyage cracking in superlong mass concrete structures［J］.Sustainability，2022，14（7）：3809.DOI：10.3390/su14073809.

［22］KLEMCZAK B，KNOPPIKWRBEL A.Reinforced concrete tank walls and bridge abutments： Earlyage behaviour， analytic approaches and numerical models［J］.Engineering Structures，2015，84：233251.DOI：10.1016/j.engstruct.2014.11.031.

（責(zé)任編輯： "黃曉楠英文審校： 方德平）