1、<p>　　畢 業(yè) 論 文 </p><p>　　紅星小區(qū)沉降觀測設計 </p><p>　　系 部 測繪系 </p><p>　　專業(yè)名稱 工程測量 </p><p>　　指導教師 </p><p>　　學生姓名 xx

2、 </p><p>　　二○一二 年 十二 月</p><p>　　畢業(yè)設計（論文）任務書 學生用表</p><p>　　指導教師簽名：年 月 日</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文以16層高的兗州奎星苑小區(qū)這一高層建筑

3、物為例，介紹了對高層建筑物沉降觀測如何進行技術設計，通過完成的沉降觀測數據，運用幾何分析方法，闡明了高層建筑物沉降與形變的主要成因，提出了在施工過程中如何不斷地修正，為未來沉降提供了可行的預報方法。</p><p>　　關鍵詞：高層建筑物、沉降量、沉降成因分析</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒 論

4、1</p><p>　　1.1、沉降觀測的目的1</p><p>　　1.2、小區(qū)工程概況2</p><p>　　第二章 沉降觀測設計5</p><p>　　2.1、沉降觀測依據6</p><p>　　2.2、沉降觀測的基本要求6</p><p><b>　　2.3沉降

5、觀測7</b></p><p>　　第三章 沉降觀測過程11</p><p>　　3.1儀器的選擇和使用11</p><p>　　3.2水準網的觀測、計算11</p><p>　　3.3、數據（沉降量）計算12</p><p>　　第四章 數據成果14</p><p&

6、gt;　　4.1沉降觀測數據整理分析14</p><p>　　4.2分析與結論20</p><p>　　第五章 針對該觀測提出的建議22</p><p>　　第六章 參考文獻23</p><p>　　第七章 結束語24</p><p>　　第一章 緒 論</p><p&g

7、t;　　隨著經濟和技術的發(fā)展，城市人口的高度集中，用地日趨緊張，建造更多的高層建筑物愈來愈必要。因此，無論在建筑材料、建筑結構施工監(jiān)測以及工程地質勘察方面，將會提出新的課題。</p><p>　　建筑物的變形觀測（沉降是其中一種）是一門年輕的科學。隨著我國社會主義經濟建設步伐的加快，高層建筑物、工業(yè)建筑物等工程設施如雨后春筍般在興建，在這些建筑物及其設備運營過程中，都會產生形變。這種形變超過一定限度，就會影響建筑

8、物的正常使用，嚴重時還會危及建筑物的安全。因此，在建筑物的施工與運營期間，必須對它們進行監(jiān)視觀測。了解建筑物變形的成因非常重要。</p><p>　　建筑物變形的客觀原因主要有：建筑物的自重、使用中的動荷載、振動或風力等因素引起的附加荷載，建筑物的結構形式，地下水位的升降和它對基礎的侵蝕作用，地基土在荷載與地下水位變化影響下產生的各種工程地質現象，溫度的變化，建筑物附近新工程對地基的擾動等。</p>

9、<p>　　建筑物變形的主觀原因主要有：地質勘探不充分與結果不準確，設計錯誤，施工質量差，施工方法不當等。</p><p>　　1.1、沉降觀測的目的</p><p>　　為了掌握建筑物、構筑物在修建中和竣工后的變形情況，正確指導施工，保證工程質量，檢驗工程設計的正確性和利于建筑物、構筑物的安全使用，對指定建筑物、構筑物進行變形觀測非常必要。</p><p&

10、gt;　　沉降觀測是最主要的變形觀測內容。沉降觀測作業(yè)簡單、精度高，它不僅能提供沉降量，還可以推算建筑物的傾斜以及水平構件的撓度等。沉降觀測的主要方法是精密水準測量。</p><p>　　工程建筑物從施工開始到竣工，以及建成運營后很長一段時間，沉降是不可避免的。如果沉降在一定的限度之內屬正?，F象，但一旦超過某一限度，就會危及建筑物的安全。因此，在建筑物的施工和運營期間，都必須對建筑物進行沉降觀測，以便及時掌握沉降

11、情況，發(fā)現問題，采取措施，保證建筑物從施工開始到運營期間均安全有效。</p><p>　　1.2、小區(qū)工程概況</p><p><b>　　1、地理位置</b></p><p>　　本工程為石家莊市紅星小區(qū)安置一期A-9（4）＃住宅樓工程，建設地點位于石家莊市橋西區(qū)，紅星路東側，聯盟路北側。建設單位為石家莊市橋西區(qū)拆遷改造安置小區(qū)建設辦公室，設

12、計單位為河北省建筑設計院，施工單位為山東永勝建設集團有限公司。</p><p>　　本工程總建筑面積8328.40平方米。該建筑結構概況：該工程地上21層，地下一層，建筑高度60.20米，結構類型為剪力墻結構?；A形式為鉆孔灌注樁基礎。</p><p><b>　　2、土質結構</b></p><p>　　該建筑的土質結構為粘土、礫石、沙等近代

13、和現代沖積物。在工程地質理論中，粘土、礫石、砂質土質有如下特征：</p><p>　　礫類土的工程特征：這類土主要屬于沖積成因的，其顆粒多近似圓形，一般為圓礫、卵石與漂石，充填物以上居多。這類土的顆粒粗大，空隙大，透水性強，壓縮性低，內摩擦角和抗剪強度大，但當其孔隙中大量充填粉粒時，其工程性質會變差，透水性、內摩擦角、抗剪強度均會降低，壓縮性增大。就承載力而言，礫類土作為建筑物的天然地基，是高層建筑物的良性持力層

14、。</p><p>　　砂類土的工程特征：這類土一般沒有連結，呈單粒結構，透水性強，稍密狀態(tài)以上的砂土內摩擦角有較大差別，一般也是高層建筑物較理想的持力層。當土中含細粒組時其工程性質將受到影響，特別是土的滲透性，隨著細粒含量的增加而明顯變小。</p><p>　　一般粘性土的工程特征：粘性土指Ip＞10的土，10＜Ip≤17為粉質粘土，Ip＞17者為粘土。一般性粘土廣泛分布于我國各地。粘性

15、土中粘粒的含量一般在15%以上，粘粒表面吸附一層結合水，不僅粘性土的可塑性與之密切相關，而且粘性土的許多工程特性如膨脹、收縮、滲透性、固結時間、觸變性等也是結合水在起作用。粘性土的滲透性很低，滲透系數K一般小于10-6cm/s。受壓后空隙水壓力消散慢，固結時間亦長，其含水量的變化范圍亦很大，當含水量從小于塑限到大于液限變化時，土可以從硬塑態(tài)向軟塑態(tài)直至流態(tài)變化。</p><p>　　空隙比與土的應力歷史有關，欠固

16、結土較超固結土空隙比大、壓縮性大，但抗剪強度低。當受外力作用擾動時，土的強度降低，壓縮性增高；擾動停止后，土的部分強度又會隨時間增長而恢復，承載力逐漸有所提高。這些特性，往往會引起地基的過量沉降、邊坡和坑底不穩(wěn)定及降低地下水困難等工程地質問題。</p><p>　　土的物理性質取決于土的密度、重度、水下浮重、比重、含水量、干密度、空隙比、空隙率和飽和度。</p><p><b>

17、　　3、歷史觀測數據</b></p><p>　　紅星小區(qū)沉降觀測布設了8個點，按規(guī)范要求分別位于大樓各轉角處，編號依次為沉降01、沉降02……沉降08。</p><p>　　紅星小區(qū)沉降觀測開始于基礎澆灌完成后，于2011年2月28日進行第一次測量，使用的儀器為天寶DiNi0.3精密水準儀及銦鋼條碼水準標尺進行沉降觀測。儀器最小分辨率為0.01mm。觀測按二等水準測量的技術要

18、求，基準點高程假設為0米，基準點到沉降08測段為往返測段，沉降08—沉降04—沉降08構成觀測（見圖2）閉合環(huán)，平差環(huán)閉合差，推算出各點的相對高程。首次觀測是在基礎澆筑完成但沒有樓層施工荷載（主要是重力，在建筑工程地質學中通常用單位面積基礎的承載力來分析沉降）情況下進行的，假定首次觀測高程為基準高程，在大樓施工過程中，采取每建筑一層進行一次沉降觀測，先后觀測15次，各點經平差后的高程具體數據見表1，各沉降點之間距離見表2。</p&

19、gt;<p>　　紅星小區(qū)沉降觀測點高程表（單位：mm）（表1）</p><p>　　說明：表內各點每次觀測高程是以基準點高程為H基=0.0mm推算的經帶權平差后的高程。</p><p>　　紅星小區(qū)各沉降點間距離（表2）</p><p><b>　　水準路線圖：</b></p><p><b>

20、　?。?lt;/b></p><p><b>　　圖2</b></p><p>　　第二章 沉降觀測設計</p><p>　　為了測定紅星小區(qū)施工階段受荷載重力、時間周期等等因素而引起基礎下沉，正確計算基礎沉降量、各點沉降差和沉降速度，滿足沉降觀測的要求，設計此方案。</p><p>　　2.1、沉降觀測依據&

21、lt;/p><p>　　《建筑變形測量規(guī)程》（JGJ/T 8-97）中華人民共和國建設部。</p><p>　　《地面沉降水準測量規(guī)范》，（DZ/T 0154-95），中華人民共和國地質礦產部。</p><p>　　2.2、沉降觀測的基本要求</p><p>　　1、儀器設備、人員素質的要求</p><p>　　根據沉降

22、觀測精度要求高的特點，為能精確地反映出建構筑物在不斷加荷作下的沉降情況，一般規(guī)定測量的誤差應小于變形值的1/10-1/20，為此要求沉降觀測應使用精密水準儀（S1或S05級），水準尺也應使用受環(huán)境及溫差變化小的高精度銦合金水準尺。人員必須接受專業(yè)學習及技能培訓，熟練掌握儀器的操作規(guī)程，熟悉測量理論能針對不同工程特點、具體情況采用不同的觀測方法及觀測程序，在工作中出現的問題能夠會分析原因并正確的運用誤差理論進行平差計算，做到按時、快速、精

23、確地完成每次觀測任務。2、觀測時間的要求</p><p>　　建構筑物的沉降觀測對時間有嚴格的限制條件，特別是首次觀測必須按時進行，否則沉降觀測得不到原始數據，而是整個觀測得不到完整的觀測意義。其他各階段的復測，根據工程進展情況必須定時進行，不得漏測或補測。3、觀測點的要求</p><p>　　為了能夠反映出建構筑物的準確沉降情況，沉降觀測點要埋設在最能反映沉降特征且便于觀測的位置。一

24、般要求建筑物上設置的沉降觀測點縱橫向要對稱，且相鄰點之間間距以15-30米為宜，均勻地分布在建筑物的周圍。通常情況下，建筑物設計圖紙上有專門的沉降觀測點布置圖。</p><p>　　4、沉降觀測的自始至終要遵循“五定”原則</p><p>　　所謂“五定”，即通常所說的沉降觀測依據的基準點、工作基點和被觀測物上的沉降觀測點，點位要穩(wěn)定；所用儀器、設備要穩(wěn)定；觀測人員要穩(wěn)定；觀測時的環(huán)境條件

25、基本一致；觀測路線、鏡位、程序和方法要固定。以上措施在客觀上盡量減少觀測誤差的不定性，使所測的結果具有統(tǒng)一的趨向性，保證各次復測結果與首次觀測的結果可比性更一致，使所觀測的沉降量更真實。5、施測要求</p><p>　　儀器、設備的操作方法與觀測程序要熟悉、正確。在首次觀測前要對所用儀器的各項指標進行檢測校正，必要時經計量單位予以鑒定。連續(xù)使用3-6個月重新對所用儀器、設備進行檢校。6、沉降觀測精度的要求&l

26、t;/p><p>　　根據建筑物的特性和建設、設計單位的要求選擇沉降觀測精度的等級。一般性的高層建構筑物施工過程中，采用二等水準測量的觀測方法就能滿足沉降觀測的要求。各項觀測指標要求如下：①往返較差、附和或環(huán)線閉合差表示測站數.②前后視距：≤30m③前后視距差：≤1.0m；④前后視距累積差≤3.0m；⑤沉降觀測點相對于后視點的高差容差：≤1.0mm；⑥水準儀的精度不低于N2級別。7、沉降觀測成果整理及計算要求<

27、;/p><p>　　原始數據要真實可靠，記錄計算要符合施工測量規(guī)范的要求，依據正確，嚴謹有序，步步校核，結果有效的原則進行成果整理及計算。</p><p><b>　　2.3沉降觀測</b></p><p><b>　　1、水準點的埋設</b></p><p>　　水準基點（工作基點）布設在地基相對穩(wěn)固

28、、無外力影響的紅星街左側位置。</p><p>　　水準基點與鄰近建筑物的距離大于建筑物基礎深度的1.5～2.0倍，設置于地面上標石為深埋鋼管水準基點標石，按《建筑變形測量規(guī)程》要求埋設。</p><p><b>　　2、沉降點的布設</b></p><p>　　由于紅星小區(qū)為“L”型建筑結構，考慮到沉降點的布置,應以能全面反映建筑物地基變形特

29、征并結合地質情況及建筑結構特點這一原則。點位選設在下列位置：</p><p>　　建筑物的轉角處，其中6個為直角轉角，2個為135°轉角，鑒于施工與障礙物的原因，沿外墻每10～15m處或每隔2～3根柱基上布設一沉降點規(guī)范要求方案不能實現。 </p><p>　　布設的沉降觀測點位于建筑物地質結構特征位置，其觀測成果可以反映和說明該建

30、筑物的變形特征，能夠指導施工和竣工后的修正與維護。</p><p>　　布設的沉降觀測點均位于紅星小區(qū)這一框架結構建筑物的柱基或縱橫軸線上。</p><p>　　注：沉降觀測點一般由施工單位按建筑設計圖紙要求埋設。</p><p><b>　　3、沉降觀測標志</b></p><p>　　采用隱蔽式標志中的窨井式標志和螺

31、栓式標志，沉降05、沉降06采用窨井式標志埋設，其余各點采用螺栓式標志埋設，標志的立尺部位加工成半球形或有明顯的突出點,并涂防腐劑。標志的埋設避開了如雨水管、窗臺線、暖水管等有礙設標與觀測的障礙物，并應視立尺需要離開地面為距離0.6—1.0m不等。</p><p><b>　　4、主要技術要求</b></p><p>　　（1）、絕對沉降（如沉降量、平均沉降量等）的觀

32、測中誤差按高壓縮性地基土的類別為±2.5㎜。</p><p>　?。?）、相對沉降（如沉降差、基礎沉降等）局部地基沉降（如基坑回彈沉降等）以及膨脹土地基變形等的觀測中誤差，不應超過其變形允許值的1/20。</p><p>　?。?）、建筑物整體性變形（如工程設施的整體垂直撓曲等）的觀測中誤差，不應超過允許垂直偏差的1/10。</p><p>　?。?）、結

33、構段變形（如平置構件撓度等）的觀測中誤差，不應超過變形允許值的1/6。</p><p>　　（5）、高程測量的精度等級，沉降量觀測中誤差μ按下式計算</p><p><b>　　μ＝Ms√2QH</b></p><p>　　Ms--沉降量s的觀測中誤差（mm）；</p><p>　　QH—網中最弱觀測點高程H的權倒數。&

34、lt;/p><p>　?。?）、高程控制測量宜采用幾何水準測量方法。</p><p>　　5、沉降觀測幾何水準測量要求</p><p>　?。?）、沉降觀測采用幾何水準測量方法。采用建筑變形測量的三級精度要求，沉降觀測觀測點測站高差中誤差≤1.50mm。</p><p>　?。?）、水準觀測采用天寶DiNi0.3精密水準儀、銦瓦合金標尺，按光學測

35、微法觀測。光學測微法的每測站觀測順序和方法，符合國家水準測量規(guī)范。</p><p>　　（3）、根據所選等級精度和使用的儀器類型，按下式估算每周期觀測線路數r： r=(md/mo)2</p><p><b>　　式中</b></p><p>　　mo---所選等級的測站高差中誤差（三級精度要求為1.50mm）；</p>

36、<p>　　md---所選水準儀器的單程觀測每測站高差中誤差估值，可按下列經驗公式計算：</p><p>　　md =0.025+0.0029d</p><p>　　其中 d---采用的最長視線長度（m）（d取75m）。</p><p>　　根據計算結果r1，可對每周期觀測線路數作出以下規(guī)定：</p><p>　　每周期水準觀

37、測采用單程觀測；</p><p>　　首次觀測進行往返測。</p><p>　?。?）、水準觀測各項規(guī)定應滿足</p><p>　　水準觀測的各項規(guī)定見下表</p><p>　?。?）、水準觀測的限差應滿足（mm）：見表4</p><p>　　表4 水準觀測的限差</p><p>&l

38、t;b>　　n為測站數</b></p><p>　?。?）、使用的水準儀、水準標尺，項目開始前應進行檢驗，項目進行中也應定期檢驗。檢驗應符合下列要求：</p><p>　　i角不得大于20″，補償誤差Δα絕對值不得大于0.2″;</p><p>　　線條式銦瓦合金標尺每義米長偏差不得大于0.1mm。</p><p>　　（7

39、）、各周期水準觀測作業(yè)，還應符合下列要求：</p><p>　　應在標尺分劃線呈像清晰和穩(wěn)定的條件下進行觀測。不得在日出后或日出前約半小時、太陽中天前后、風力大于四級、氣溫突變及標尺分劃線的呈像跳動而難以照準時進行觀測。</p><p>　　作業(yè)中應經常對水準儀及水準標尺的水準器和i角進行檢查。當發(fā)現觀測成果出現異常情況并認為與儀器有關時，應及時進行檢驗與校正。</p>&l

40、t;p>　　每測段往測與返測的測站數均應為偶數，否則應加入標尺零點差改正。由往測轉向返測時，兩標尺應互換位置，并應重新整置儀器。在同一測站上觀測時，不得兩次調焦。轉動測微鼓時，其最后旋轉方向，應為旋進。</p><p>　　對各周期觀測過程中發(fā)現的點位變動跡象、地質地貌異常、附近建筑物基礎和墻體裂縫等情況，應做好記錄，并畫出草圖。</p><p><b>　　6、觀測周期和

41、時間</b></p><p>　　沉降觀測的周期和觀測時間，結合具體情況并按以下具體要求確定：</p><p>　　施工階段的觀測。施工階段的觀測，隨施工進度及時進行。觀測次數與時間應視地基與加荷情況而定。可每加高1層觀測一次；施工過程中如暫時停工，在停工時及重新開工時應各觀測一次。停工期間，可每隔2～3個月觀測一次。</p><p>　　封頂至竣工階段

42、觀測。封頂至竣工階段每月觀測一次。</p><p>　　竣工后觀測。竣工后，一年內觀測每3個月觀測一次，觀測期限不少于5年。</p><p>　　在觀測過程中，如有基礎附近地面荷載突然增減、基礎四周大量積水、長時間連續(xù)降雨等情況，均應及時增加觀測次數。當建筑物突然發(fā)生大量沉降、不均勻沉降或嚴重縫裂時，應立即進行逐日或幾天一次的連續(xù)觀測。</p><p>　　第三章

43、 沉降觀測過程</p><p>　　3.1儀器的選擇和使用</p><p>　　根據沉降觀測精度要求高的特點，為能精確地反映出建構筑物在不斷加荷作下的沉降情況，一般規(guī)定測量的誤差應小于變形值的１／１０——1／20，為此要求沉降觀測應使用精密水準儀(天寶DiNi0.3)，水準尺也應使用受環(huán)境及溫差變化影肉小的高精度銦合金水準尺</p><p>　　3.2水準網的觀測

44、、計算</p><p>　　1、水準測量各項目計算</p><p>　?。?）、按下式計算環(huán)閉合差</p><p>　　wi=∑Δhi，i+1</p><p>　　具體數值計算結果見表1第10列，各次測量環(huán)閉合差均小于規(guī)范3.0√n 。</p><p>　　Δhi，i+1—為相鄰沉降點之間高差；</p>

45、<p>　　i—為自然數（1、2……8）。</p><p>　?。?）、按水準網環(huán)線閉合差wi（mm）計算由下式計算每測站所測高差中數中誤差mw（mm）</p><p>　　mw＝±√ [ww/n] ／N </p><p><b>　　N—水準環(huán)數；</b></p><p>　　n—各環(huán)線平均測站數

46、。</p><p>　　因紅星小區(qū)水準聯測設計為基準點—沉降08為往返測段，沉降08—沉降04—沉降08組成閉合環(huán)，即水準環(huán)線數可認為N=2，平均測站數為12，易求得mw =1.108㎜≤1.50㎜，符合規(guī)范要求。</p><p>　　3.3、數據（沉降量）計算</p><p><b>　　1、相對沉降量計算</b></p>&l

47、t;p>　　根據對同一標點重復兩次觀測平差后推算所得到的高程，計算兩次觀測期間的高程變化——即升降變量。按下式計算：</p><p>　　Hi+n－Hi＝Δhi+n- i</p><p>　　2、沉降幾何平均面計算</p><p>　　計算每次沉降量的幾何平均面，雖然不具有很高的科學性，但對于分析基礎受力后土質的塑變具有一定的參考價值，同時，為建筑物層高的設計

48、具有一定的指導意義，按下式計算</p><p>　　H均＝∑（Δhi+n- i）／N</p><p><b>　　N—量測標點的點數</b></p><p>　　依據各沉降點每次沉降值繪制幾何平均面分析圖（圖3）。</p><p><b>　　圖3</b></p><p>

49、　　從各沉降點每次沉降平均面分析圖看出，樓房在基礎澆注完成后，對基礎產生重壓，基礎受壓后，表現出三種特征：①一層施工完成后,基坑下土層受四周土體擠壓產生回彈。②三層至十三層施工的基礎物理性質的相對穩(wěn)定。③十四層以上施工基礎出現單邊快速下沉。</p><p>　　3、地面沉降等值線的編繪</p><p><b>　　圖4 </b></p><p>

50、;　　-1、-2……-6為以mm為單位的沉降等值線。</p><p>　　等值線圖是在對異常點分析與篩選后繪制的，主要包括點位分布、變形量標注、等值線勾繪等。從沉降等值線圖看出</p><p>　　圖5 沉降等值線圖</p><p>　　紅星小區(qū)的沉降呈南北向坡度下沉，南部沉降量較小，北部沉降量較大。依據圖4等值線之間的間距和沉降數值繪出主軸線01-08邊斷面圖，

51、見圖5。</p><p><b>　　4、平均沉降量計算</b></p><p>　　平均沉降量的計算采用面積均值法，計算式為下式</p><p>　　ΔH中=[Ai×ΔHi]/∑Ai</p><p>　　ΔHi =[Δhi] 1n/n</p><p>　　Ai ——同一等值線內所包含的

52、面積，km2；</p><p>　　Δhi ——包含面積內各點平均沉降量，mm；</p><p>　　n —— 包圍面積內之點數。</p><p>　　同一等值線內所包含的面積，可在等值線圖上用求積儀量取。（該設計面積數值因無求積儀不給出）</p><p>　　第四章 數據成果</p><p>　　4.1沉降觀測數

53、據整理分析</p><p>　　1、v-t-s（沉降速度、時間、沉降量）曲線圖</p><p>　　計算沉降速率。以兩次沉降觀測之間的時間周期與沉降量作為參數，沉降速度即單位時間內沉降量，表1中給出了兩次沉降觀測之間的時間，</p><p>　　表4給出了參考的平均沉降面（亦可稱之為幾何平均） 圖6 幾何平均面 v-t-s圖</p><p>

54、;　　從現有的數據分析，初步認定時間與沉降之間主要表現為正弦函數關系，基礎在1-2層施工內升降劇烈；施工3層至9層期間升降處于相對穩(wěn)定期；在施工10層以上時，主要以沉降為主，且表現為沉降速度有逐漸趨緩的發(fā)展走勢。</p><p>　　2、p-t-s（荷載、時間、沉降量）曲線圖</p><p>　　假定紅星小區(qū)由1層到16層所用的材質是一致的，考慮層高的不同，樓層荷載的比例系數1-4層為1，

55、5-16層為0.928，繪出荷載與沉降的關系圖下</p><p><b>　　荷載與沉降的關系圖</b></p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　由圖6知，荷載與沉降成正比關系，荷載越大，沉降越多。且荷載與沉降量表現為直線性特征，基礎在承受來自14層以后的外力后表現為快速沉降，以下通過線性回歸分析的方

56、法將進一步加以證明。</p><p><b>　　3、沉降均勻性分析</b></p><p>　　以各沉降觀測點每次沉降量（作縱向）和觀測次數（作橫向）為參數繪圖，分析各點沉降均勻性，見下圖（圖8）。</p><p>　　可以看出，各點的沉降變化基本趨于同步，但沉降數值大小不同，局部構件產生彎曲和引起裂縫的可能性較小，不均勻的沉降會導致建筑物傾

57、斜，對44.5米高16層的紅星小區(qū)來說，這種傾斜將導致建筑物的撓曲。撓度（在建筑物的垂直面內各不同高程點相對于底點的水平位移稱撓度）的觀測可由觀測不同高度的傾斜換算求得，（撓度主要測定方法有兩種一種是懸吊垂球直接測定，一種是通過測定基礎的相對沉降計算求得。）</p><p>　　紅星小區(qū)傾斜采用通過測定基礎的相對沉降計算求得，由兩點的相對沉降與距離之比計算傾斜角，用下式計算局部傾斜</p><

58、p>　　α＝（si－sj）/L</p><p>　　si --基礎傾斜方向端點i點的沉降量（mm）</p><p>　　sj --基礎傾斜方向端點j點的沉降量（mm）</p><p><b>　　根據表有關數據</b></p><p>　　可以計算出大樓在03，05，07相對于02點、04，06，08點相對于01點

59、傾斜為-0.000009，-0.000118，-0.000153，-0.000009，-0.000068，-0.000100。則大樓頂端撓度為： </p><p>　　fc，03，02＝44.5×-0.000009＝-0.00038m＝-0.38mm</p><p>　　fc，05，02＝44.5×-0.000118＝-0.00524m＝-5.24mm</p>

60、;<p>　　fc，07，02＝44.5×-0.000153＝-0.00679m＝-6.79mm</p><p>　　fc，04，01＝44.5×-0.000009＝-0.00040m＝-0.40mm</p><p>　　fc，06，01＝44.5×-0.000068＝-0.00302m＝-3.02mm</p><p>　

61、　fc，08，01＝44.5×-0.000100＝-0.00445m＝-4.45mm</p><p><b>　　撓度分析圖（圖9）</b></p><p>　　4、觀測值的統(tǒng)計及其成因分析</p><p>　　根據實測變形值整編的表格與圖形，顯示了變形的趨勢、規(guī)律和幅度。例如從圖5建筑物坡度剖面圖可以明顯看出沉降的方向規(guī)律，建筑物未

62、來的變化趨向是整體向北位移或向北傾斜；從圖7看出 荷載與沉降呈直線性關系，從現有的數據分析，在不考慮其它因素：如結構、土質、季節(jié)水位等因素的情況下，基礎的承載能力僅為14層以下；從圖6看出時間周期與沉降呈近似正弦曲線，建筑物的變形是一個彈性變形。</p><p>　　初步掌握變形規(guī)律后，可繪制出觀測點的變化范圍圖，可先繪制觀測點沉降過程曲線，然后用2倍變形值中誤差繪制變形值的變化范圍</p><

63、;p>　　現對紅星小區(qū)變形原因進行討論如下：</p><p><b>　?、?、荷載壓力</b></p><p>　　荷載壓力引起的變形有3種可能</p><p>　　①、在荷載壓力作用下，樓體產生撓曲傾斜fc，由fc不同的取值知：樓體各處引、張力不同，這是破壞大樓的主要因素；</p><p>　?、?、由荷載產生的水

64、平推力，樓體產生整體自南向北滑動；</p><p>　?、邸⒑奢d的垂直作用，樓體產生下沉，兩者成正比例關系。</p><p><b>　?、?、時間周期效應</b></p><p>　　大樓沉降與時間成正弦關系，可以看出建筑物的變形是一個彈性變形。</p><p>　　5、一元線性回歸分析</p><p

65、>　　分析了紅星小區(qū)變形的原因，并定性地對變形值所呈現的規(guī)律作了解釋，但是這種定性分析還不能對將來的變形值作出預報，也不能據此作出建筑物是否安全的判斷，對于未來的變形值作出預報，必須找出引起變形的因素與變形值之間的內在聯系與統(tǒng)計規(guī)律，尋找隱藏在隨機性后面的統(tǒng)計性規(guī)律，在這方面目前應用較多的是回歸分析。</p><p>　　紅星小區(qū)荷載與沉降觀測值表

66、 表6</p><p>　　表6為紅星小區(qū)荷載與沉降有關數學模型數據，x軸為荷載，y軸為沉降量，根據表中觀測值繪出散點圖（圖10）</p><p>　　從圖9判斷這些散點可用一直線y＝a＋bx來代表</p><p>　　因變量y（沉降量）與自變量x（荷載）關系的不確定性，對觀測數據可寫成</p><p>　

67、　yi＝a＋bxi＋vi</p><p>　　vi＝y(tǒng)i－（a＋bxi）</p><p>　?。╲i為yi改正值）</p><p>　　為計算a、b最佳估值a、b，采用最小二乘法來計算估值，組成</p><p>　　[vv]＝[（y－a－bx）2]</p><p>　　在[vv]最小的要求下，由⑽式對a、b求微分，整理

68、得</p><p>　　-2[y－a－bx]＝0</p><p>　　-2[（y－a－bx）x]＝0</p><p><b>　　變換后得 </b></p><p>　　na＋[x]b－[y]＝0</p><p>　　[x]A＋[xx]b－[xy]＝0</p><p&g

69、t;<b>　　數據帶入可求得</b></p><p>　　y＝0.73－0.13x</p><p>　　由y＝a＋bxi求因變量yi的估值需加改正值</p><p>　　vi＝y(tǒng)i－（a＋bxi）</p><p>　　求得用回歸方程y＝a＋bx求因變量估值的中誤差為</p><p>　　S＝√[

70、vv]/（n－2）</p><p><b>　　＝±1.28mm</b></p><p>　　當用回歸直線預報未來變形值時，通常在回歸直線兩側根據2S畫兩條平行線，這兩條平行線以內的范圍即為未來變形值允許出現的區(qū)間，超出這一區(qū)間時應作專門分析。</p><p>　　繪散點圖固然給了我們一個直觀定性的估計，但還必須給出一個數量指標來描述

71、這兩變量線性相關的程度，這一指標就是相關系數ρ，當ρ值愈接近±1，表明x與y相關愈密切。</p><p>　　ρ＝δxy/δxδy..…………......3-14</p><p><b>　　其估值 </b></p><p>　　ρ估＝Sxy/SxSy</p><p>　　＝Σ（x－x均）（y－y均）/√Σ（

72、x－x均）2√Σ（y－y均）2...3-15</p><p><b>　　x均為自變量均值</b></p><p>　　y均為因變量均值 </p><p>　　相關系數ρ計算數據表 （表7）</p><p>　　X均=7.225 y均=0.214</p><p

73、>　　Σδxδy＝ -70.579</p><p>　　Σδxδx＝201.3778</p><p>　　Σδyδy＝32.23714</p><p>　　得 ρ＝-0.87597</p><p>　　表明沉降與荷載相關密切。</p><p><b>　　4.2分析與結論</b><

74、;/p><p><b>　　1、設計分析過程</b></p><p>　　本文以紅星小區(qū)這幢16層高的建筑為例，以正確監(jiān)測建筑物在施工過程中樓體的變形為目的，詳細地就高層建筑物沉降觀測進行了設計，對觀測儀器、觀測方法、精度指標提出了要求，這就使得所測成果具有一定的可靠性。同時，規(guī)定了每次施測完畢及時向施工單位提交高差表和扼要的分析報告，為施工單位正確制訂大樓的再上一層建造

75、的時間周期有了可行的數學依據，可以通過施工部位的先后和調整時間周期適量修正上期誤差，控制了大樓的整體精度。</p><p>　　通過對大樓沉降值的觀測，全文共使用7個數表和10個圖形和18道公式，科學地分析樓體沉降與荷載、時間的相互關系，給出了沉降與荷載、時間的關系模型，對未來沉降范圍進行了預測。</p><p><b>　　2、結論</b></p>&

76、lt;p>　　1）、觀測結果應于當日整理完畢，并及時將成果報告提交給委托方，若發(fā)現觀測結果出現異常時，及時通知委托方、監(jiān)理和施工單位。如出現建筑物差異沉降超過1/1000L（L為相鄰兩沉降點之間距），及時通知委托方、監(jiān)理和施工單位。</p><p>　　2）、建筑物竣工后應在一周內向業(yè)主提交竣工沉降監(jiān)測報告，內容包括：</p><p>　?。?）沉降觀測成果表；</p>

77、<p>　?。?）沉降觀測點位分布圖及各周期沉降展開圖；</p><p>　?。?）v-t-s（沉降速率、時間、沉降量）曲線圖；</p><p>　?。?）沉降觀測分析報告。</p><p>　　3）、沉降觀測工作全部結束后一周內向業(yè)主提交沉降觀測報告，內容包括：</p><p>　　（1）沉降觀測成果表；</p>

78、<p>　?。?）沉降觀測點位分布圖及各周期沉降展開圖；</p><p>　?。?）v-t-s（沉降速率、時間、沉降量）曲線圖；</p><p>　?。?）沉降觀測分析報告。</p><p>　　以僅有的觀測數據作為紅星小區(qū)沉降定性分析是否可行，有待老師們給予指導</p><p>　　第五章 針對該觀測提出的建議</p&g

79、t;<p>　　大量的宏觀震害表明，一個建筑結構要經受強烈地震的考驗，應有足夠的強度和充分的變形能力，必須允許結構構件進入彈塑型狀態(tài)，以吸引相當大的地震能量。但結構的側向傾斜（包括頂點的側移和層間側移）不能過大，否則會造成非結構構件損壞，甚至整個結構的倒塌。</p><p>　　為此，對基礎條件作以下建議：</p><p>　?、?在進行高層建筑前，應事先對場地條件進行調查，

80、根據基巖埋深的深淺，蓋層的性質和基底地質構造等因素劃分小區(qū)，最好建在基巖淺埋或基本裸露的地區(qū)，最好不要建在大斷裂之上；</p><p>　　② 選擇合適場地后，把高層建筑支承在比較堅硬的地基上，在軟土區(qū)建筑高層房屋時，要加大建筑物剛度，選擇良好基礎類型，合理加大基礎埋深。從而減小建筑物振幅，必要時采用樁基礎，以減小震害。</p><p>　?、?合理選擇地基的允許承載力，基礎壓力不宜過大，

81、以便留有足夠的張度安全貯備，因大的震動產生的附加荷載較大時，往往使地基發(fā)生剪切破壞，土體向基礎兩側擠出，使建筑物大量沉降和傾斜乃至倒塌。</p><p>　?、?一般盡量避免直接將可液化的土層作為特力層，當可液化土層上有一定厚度的穩(wěn)定土層時，可考慮采用片筏基礎或箱形基礎，以減小基底壓力，并利用其剛度減小不均勻沉降。</p><p>　?、?當地基為多層土體時，松緊土層交界面上易于出現錯動，

82、為防止灌柱樁開裂，應配置適量的鋼筋。</p><p>　　第六章 參考文獻</p><p>　　[1]．中華人民共和國地質礦產部， DZ/T154-95《地面沉降水準測量規(guī)范》；1996.3</p><p>　　[2]．匡有為，《高層建筑工程地質》，中國地質大學出版社，1989.6</p><p>　　[3]．中華人民共和國建設部，JGJ

83、/T 8-97《建筑變形測量規(guī)程》，1997.14</p><p>　　[4].中華人民共和國建設部. 《建筑變形測量規(guī)范》［S］.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2007. [5].國家技術監(jiān)督局.《國家一、二等水準測量規(guī)范》［S］.北京：中國標準出版社，1997. [6].王振，潘國榮. 《提高建筑物沉降觀測精度的方法》［J］.測繪與空間地理信息，2007，32（3）：44—46.</p><

84、;p>　　[7].黃生亨，尹暉.《變形監(jiān)測數據處理》.武漢：武漢大學出版社，2003</p><p>　　[8].陳永奇，吳子安，吳中如編著.《變形監(jiān)測分析與預報》.北京:測繪出版社，1998</p><p>　　[9].劉大杰，陶本藻.《實用測量數據處理方法》.北京：2000</p><p>　　[10]．劉國琛，彥國華《煤礦地表的移動規(guī)律》.北京：中國工業(yè)

85、出版社。1965</p><p><b>　　第七章 結束語</b></p><p>　　在此論文付梓之際，充溢心頭的是淡淡的喜悅和深深的感激。</p><p>　　本文是在導師xx的悉心指導下完成的。從論文的選題、修改到最后的成文，都得到了導師耐心的輔導和熱忱的幫助。聶老師在教學和科研工作中表現出的高尚的思想情操、對事業(yè)的執(zhí)著追求、嚴謹的

86、治學態(tài)度、敏銳的洞察力和對問題的獨到見解與看法，給我留下了深刻的印象，使我受益匪淺。在論文完成之際，謹向我的導師表示崇高的敬意和衷心的感謝！ </p><p>　　同時在論文的準備與撰寫期間得到了眾多同學的幫助，和他們學習生活在一起很開心，和他們不斷的學習交流也讓我學到了很多欠缺的知識。正因為有了他們，我在大學期間才能快樂而充實地度過，借此機會向他(她)們表達我最真心的感謝，并祝愿大家心想事成，萬事如意！同時還要

87、感謝大學里所有的專業(yè)老師幾年來對我的關懷和幫助！</p><p>　　特別的感謝送給我的家人和親朋好友，他們對我始終如一的鼓勵、支持，是我完成學業(yè)的力量源泉。</p><p>　　最后，再一次向所有關心和支持我的人表示我最真摯的謝意，愿你們在今后的人生道路上平安幸福!</p><p><b>　　測繪工程系</b></p><