在大滑坡现场雨季到来之前抢建大口径抗滑桩用抗的原则解决滑坡问题。
辽南地震，唐山地震，汶川地震都深入现场参加抢险救灾并同时调查裂缝与倒塌破坏的关系，地震区简直是结构裂缝与破坏的试验场，开始探索，从裂缝到破坏的发展过程，分析有害与无害裂缝的界限，地震区抗震缝和变形缝的设置，非但无助于于减震作用，反而增加了碰撞破坏的现象。我们的整个地球分为13个板块，相互运动，它们的分界面就是断裂带，也就是裂缝群，当相邻板块间的相互挤推应力超过定量时便产生微裂缝扩展超过极限强度便产生地震，我特别注意到岩石和混凝土裂缝扩展均伴随着声发射，因此可否从断裂带的裂缝扩展规律中预报地震是值得探索的重大技术难题。探索裂缝的发展和扩展规律，对房屋倒塌破坏可以起到良好的预报作用，为今后危房危桥的鉴定提供有价值的参考资料。我对裂缝的研究如痴如醉。1969年，我在云南中越边境蒙自县劳改农场西山牧马时，研究了树皮裂缝和老人皮肤的均裂及混凝土的表面龟裂，完全出自相同的原理，即湿度应力引起，在工程实践中占有很高的比例，并不像通常想象的那样，“大体积混凝土是水化热引起的裂缝”，而是混凝土的收缩变形引起的裂缝，收缩变形包括自生收缩，早期塑形收缩和碳化收缩以及后期干燥收缩，收缩的机理非常复杂，研究资料较少，必须认真的学习和专研，特别是在工民建，市政工程，交通运输，桥梁工程，核电建设等领域，收缩裂缝无处不在，它与温度应力有不同的物理性质，有时和温度应力同时出现。这里提出了一个重要问题，国家许多重点大体积工程，包括水工结构，核电站等，进行了详细严谨的温控，但仍然出现了大量裂缝，甚至有人说“越温控裂缝越多“，这是因为混凝土主要不是由于水化热温度应力引起，而是收缩应力起了主要作用，经常收缩与温度并存，如何控制尚缺乏精确的设备和仪器，目前还不得而知，重视水化热忽略收缩，特别是地下空间开发中，防水问题是现代建筑裂缝控制中最大的技术难题。下左图为差异沉降引起剪力墙开裂，下右为温度应力开裂，大量漏水，必须在48小时内修补完毕，否则自动化生产线全面停产。
11
/ 60
差 异 沉 降 漏 水 温度应力 不知不觉跨出了自己的工民建专业。多种多样的裂缝经常涉足外专业，经常处理跨专业跨学科的裂缝难题，由于对裂缝的酷爱，本着什么不懂就学什么，刻苦努力的学，原本我不喜欢枯燥无味的数学力学，现在已经变成我废寝忘食的学习对象，特别是基础力学的学习，解决不同专业之间的共性问题和特殊性问题。我体会到，在实践中学习的效率远远高于大学课堂。没有上下课，没有节假日，爱不释手的学，重要的是联系实际的学。五花八门的裂缝要求我必须把结构和材料及施工联系成整体进行研究。实践是考验一切理论的唯一标准，结果高于一切。尽全力掌握前人的力学基础理论，这是我最好的手段，但是如何应用这些手段解决工程技术问题中，出现了许多可能创新的闪光点，因为这种应用过程能产生和改变生产力，关于变形缝和裂缝控制问题，对我说来力学式手段，解决工程问题是目的。我写的几本专著都力求简单、明了、实用。学会如何将复杂的问题简单化，即“丢弃芝麻抓西瓜”的方法进行简化，尽管不够精确，只要能解决实际问题，我就很满足了。解决工程问题是我终生奋斗的目标。与力学家不同，工程师的创新是用力学方法解决前人没有解决的工程实际问题。不同专业和不同手段的交叉解决工程问题是创新，是进步。 1969我在云南草坝劳改农场牧马时，农场欲建设一个加工厂，水泥只有一半，文革领导叫我解决问题，我就设计一种锥形混凝土空间薄壳基础取代大块式基础 ，薄壁混凝土既不开裂，又节省一半以上水泥，只是施工麻烦，农场施工的劳改释放犯做得非常认真成功。 后来，在地下空间开发中，如何利用箱体空间薄壁结构扩散土压力，减少沉降，增加结构刚度，考虑地基和结构的共同作用，受到了启发。我和几个老同志完成了一部“薄壳基础工程”著作， 由中国科学出版社出版。我曾经三次去都江堰考察，李冰父子治理岷江洪水不采用高坝阻水，而是采用疏导释放的办法取得伟大的成功，是处理一切灾害与裂缝方法中“抗与放”理论的典型实践，设计中，所谓设缝与无缝流派，不是对立的，不外乎是“放与抗”辩证的统一，在不同条件下，考虑相邻专业综合作用，抗放结合，相辅相承，五千余公里长的万里长城就是分段施工，最后连成无缝整体，工程实践中，温度骤降，使结构难以抗拒，经常引起开裂。都江堰“宝瓶口”火烧岩石立即用冷水浇泼，层层分裂剥
12
/ 60
落岩石形成引水通道，是人类利用热应力为工程服务的最早实例。目前跳仓法是后浇带法的改进，使工程技术进步得到顺利发展，这里已涉及到哲学概念。抗与放的原则在抗震、地基处理、抗浮、抗洪、滑坡治理、抗裂等诸多领域可能获得广泛的应用。我所研究的变形效应从温度收缩变形扩展到地基变形，他们在结构中引起的应力状态称为变形效应，是一种看不见摸不到的隐形荷载，研究成果有限，且尚不成熟，综合性和随机性很高，困难很多，但是如果不去综合性的探索就无法解决工程实际问题。
在现代土木建筑工程中，有多少不成功的教训，都是由于仅仅依靠单专业理论和实验室试验，甚至于现场小模型实物实验，脱离工程结构实际，违反了“相似率”。脱离施工及环境条件，试块性质离工程结构还有很大一段距离，没有工程试典应用就大量推广而造成的。 80年代后，根据外交部和有关部委的要求，赴国外处理一些国际和地区的工程裂缝问题如：美国，俄罗斯，伊朗，巴基斯坦，新加坡，香港地区等，取得了许多宝贵经验，感觉到他们的学术界和工程界差距很大，论文和实践不是一回事。在国内外工程界，我们应当以处理裂缝问题主人翁的态度协助别人，更容易拿到平常无法得到的第一手资料，这样既解决了别人处理裂缝的困难，又使自己的实践经验越来越丰富，中国的建设实践远远超过外国，工程问题的复杂性和多样性是前所未有，处理完裂缝，告别美国前夕，外交部综合司高司长说：“今后我外交部在国外如遇类似问题到时还再请你。”这个大舞台为中国科技工作者提供了千载难逢的创新机遇，中国的建设经验也为解决国际工程技术问题做贡献。
1990香港九龙混凝土悬臂雨蓬倒塌酿成6死7伤，抢救现场
2014深圳罗湖区混凝土悬臂雨棚倒塌现场
1990.10.26香港九龙50米混凝土长悬臂雨篷倒塌酿成6死7伤。香港各大报纸头版头条报道了灾难性后果在全港引起恐慌。从国内外的经验分析，悬臂式挑台或阳台事故时有
13
/ 60
出现，最大弯矩和最大剪力都在悬臂根部，本工程由于带悬臂雨篷大厦位置在繁华区，交通动载繁忙导致惯性质量力引起的悬臂结构承受弯剪共同作用，连接构造薄弱，安全度偏低，雨蓬倒塌前结构的根部区域早已经陆续出现裂缝，由于雨篷上设置的广告牌和灯饰，人们无法检查出裂缝不断扩展的现象，长期（15年）质量力反复作用。裂缝累计损伤，最 终导致灾难性事故，陕西榆林和最近深圳罗湖都出现过质量力裂缝与事故。从此香港许多楼房一旦发现裂缝就被判定“危楼”，人们谈裂变色，香港出现了“裂缝恐惧症”，将裂缝看似洪水猛兽，有的报纸标题为“甜蜜的家危险的家”。本人应邀前往香港做了一个“楼宇有裂缝就会出现危险？”专题报告，我根据多年处理裂缝的经验，包括对解放前的工程考察，有些解放前带有裂缝的混凝土结构，在70年代还带着裂缝正常工作，所以我把裂缝分为有害和无害两大类裂缝。我们判断有害和无害的界限是根据裂缝的宽度及深度（国际上只用表面宽度判定裂缝有害程度），工程使用功能及结构形式不同而有区别。结合工程的特点做了怎样来判定是否危楼的报告。原文刊登于香港“头条”期刊第124期26页-27页。 将裂缝的研究与危房和危房紧密连接起来，包括辽河、长江和海上的一些桥梁。国外在这方面的解决方法各种各样，规范对他们没有严格的约束力。
我总结出，在重大工程结构要害部位应该创造检查裂缝的条件，混凝土结构的劣化，与裂缝的扩展，动弹模下降，刚度下降，有显著的关系，裂缝可预报结构倒塌破坏，混凝土的抗压强度的重视和研究相当充分，但是多维时空复杂受力条件下混凝土性能了解甚微。
早期严重的大体积混凝土裂缝事故
1972年河南某特厚钢板轧钢基础工程属于超厚大体积工程，基础长度48m,宽33m。埋深11.7m，厚达5.4m。大体积混凝土国家重点工程，混凝土的浇灌于1972年7月27日至7月30日。混凝土总量8625m3。配筋率320kg/m3，采用当地细沙，石子为当地河卵石，C30混凝土，水泥用量337kg/m3,拆模后陆续出现开裂，到11月裂缝大量涌现，共分17组，其中最严重的有4条贯穿性裂缝，国务院列为重大事故，指定冶金部建筑研究院负责分析处理，本人负责技术工作，并配合设计院进行了详细计算，究其原因主要有二点：第一、大体积混凝土基础直接座落在岩石上，外约束度过大。第二、现场根据水电部水管冷却混凝土的经验，在基础内部的许多通廊内设置了十台通风机进行散热（8月初），此时混凝土在约束后进行冷却降温，可降低水化热温升，但是产生了严重的外约束应力，导致贯穿性开裂，和水电部不同，工民建大体积混凝土水化热都挺高，一般60～70℃甚至到80～90℃，上海金茂混凝土温度达97.5℃，此情况下内部降温会增加外约束应力，弊大于利，其后我们再不用冷却水管了。类似的教训在国内外都有呈现。最严重的是某国外核电站核岛的大体积基础，主要贯穿性开裂的原因是由于内部设置了蛇形冷却水管，冷却后陆续发现贯穿性开裂。且由于管壁温度梯度较大，又可出现内部放射性裂纹。2006年7月赴美处理华盛顿的M-1号工程裂缝问题，也是由于松模后用摄氏16℃地下水进行养护，增加了裂缝。上
14
/ 60
海人民广场地下变电站和某大桥桥墩大体积混凝土，采用冷却水管出现了较多的开裂。某国国家核电站核岛基础贯穿性有害裂缝出现在通冷却水之后，宝钢4座超大型高炉基础，厚度达7m～9m,从不采用冷却水管，不分层。中央电视台大体积混凝土，最厚达10.9米，不采用冷却水管降温，不分层。最近上海中心120米直径，1次浇6米厚，不采用冷却水管，控制裂缝十分成功。我得出结论，混凝土浇筑前对混凝土等原材料冷却降温，浇筑后保温约束前降温，约束后保温，不必担心“暖房效应”，因为温度应力核心是温度梯度，避免周期性日温差，循环性湿度差，预防寒流袭击，防风挡雨等均有必要，特别是大风降温同时发力引起严重开裂，难以预估。冷却水管甚至3次冷却，是弊大于利的措施，可否给超厚大体积混凝土取消冷却水管，不按两米分层技术措施提供参考。水电部大体积混凝土有许多好经验值得我们学习但不能照搬照套。
对本工程，最后局部凿除，整体外包钢筋混凝土打围套加层及高压化学灌浆加固措施。当然这样的加固措施，可以保证投产使用，但是耐久性会受到影响。裂缝控制虽然改变了我的初衷，但是实践的需求使得我逐渐深爱上了这个专题。我体会到，科研创新的驱动力有两种，其一是学术的需要；其二是实践的需求，我热爱创新的驱动力是后者，有强大的生命力，在以后多年的大体积工程实践中，不设冷却水管，不分层连续浇筑的成功方法。
武汉钢铁公司一米七轧机混凝土基础施工经验“跳仓法”的雏形
文革后期，我去冶金部云南五七干校，地址是云南中越边境蒙自县，要求我做脱胎换骨的改造，卖掉几乎所有的书籍和资料，停止后续的研究。在劳改农场改造牧马期间，转机出现。那是在文革后期，冶金部建筑研究院军管队主任陆宏是一位老红军出身的军代表，为了建研院科研工作的需要，把我从干校调回冶金部建筑研究院，从事科研工作，从此，我得以继续开展工程裂缝控制的研究工作。
1974年，国家重点工程，从日本引进的武钢一米七轧钢工程开工建设。一米七轧钢工程的土建结构全部由日本负责设计，采取了地下箱形筏式结构形式。基础连续长度686米,宽度80～120米，基础厚度2～3米，侧墙厚度1.5～2.0米。热轧厂生产设备近千米地下工程量占80%以上，地下沟道纵横管网密布，电机、油库、通信、通风结构复杂，地下深度由8米至30米承受重荷载、数百处变截面、高温和振动等作用，如果按规范留伸缩缝，这地下工程被大量立体交叉的橡胶止水带分割成许多独立块体基础，这些变形缝是地下工程大量漏水的泉源而并且难以修复，特别是日本属于多地震国家，一旦地震橡胶止水带被拉断更难以修复，因此迫使日本的设计理念，不留伸缩缝和沉降缝，基础无次序分段浇筑最后连成整体，裂了不怕，裂了就堵，堵不住就排，地下室靠墙边设置内排水沟，以便排除渗漏水。我深感日本的做法是被动控制。1700工程指挥部组织了科研专题攻关，进行现场检测和理论分析，探索分段施工流水作业方法，各种荷载无论大小都放在无缝整体的船式基础，我根据热力学第一定律能量守恒的原理，提出“抗与放”的设计原则，这种先分
15
/ 60