高層建筑物沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合分析方法探討

李 曼

(天津城建大學(xué)，天津 300384)

引言

高層建筑物是基礎(chǔ)建設(shè)現(xiàn)代化的標(biāo)志，高層建筑物的存在數(shù)量，從一定程度上代表著城市繁榮的程度。高層建筑具有優(yōu)越的美觀性與實(shí)用性，但是，受自身高度和負(fù)荷的影響，通常都會產(chǎn)生一定程度的沉降。對沉降情況進(jìn)行監(jiān)測，對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，就是為了能夠及時應(yīng)對沉降帶來的問題，制定相關(guān)措施，對高層建筑進(jìn)行一定的保護(hù)。沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)分析、歸納和整理，是高層建筑建設(shè)施工中的重點(diǎn)工作，是工程評價的基本標(biāo)準(zhǔn)，是指導(dǎo)工程施工的重要參數(shù)。沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)分析方法的采用，要根據(jù)高層建筑的現(xiàn)實(shí)情況而定，以工程實(shí)際應(yīng)用為主要標(biāo)準(zhǔn)。

一、高層建筑物沉降監(jiān)測的基本要求

1、監(jiān)測儀器設(shè)備與人員的專業(yè)要求。高層建筑物要保持沉降監(jiān)測的準(zhǔn)確性，就要在基礎(chǔ)設(shè)備上，進(jìn)行充分的準(zhǔn)備。在儀器設(shè)備選擇上，要以高精度儀器為主要應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，例如水準(zhǔn)儀和水準(zhǔn)尺，都會受到環(huán)境與溫差的影響，在監(jiān)測時，要盡量縮小誤差，把誤差控制在小于變形值的十分之一或者二十分之一，使用的塔尺一般應(yīng)用第一段標(biāo)尺。監(jiān)測人員必須要經(jīng)受過專業(yè)的訓(xùn)練和培養(yǎng)，掌握儀器操作的規(guī)程，對測量理論的掌握程度較高，可以準(zhǔn)確判斷監(jiān)測過程中的各種數(shù)據(jù)的真實(shí)性，能夠正確選擇監(jiān)測分析方法并進(jìn)行必要總結(jié)。高層建筑物的沉降監(jiān)測是一個長期性的工作，專業(yè)的儀器設(shè)備與人員管理是沉降監(jiān)測實(shí)現(xiàn)效果的基礎(chǔ)。

2、監(jiān)測時間與地點(diǎn)的要求。高層建筑物監(jiān)測工作的時間要求非常嚴(yán)格，首次監(jiān)測必須要準(zhǔn)確無誤，不然就無法得到沉降監(jiān)測的原始數(shù)據(jù)。原始數(shù)據(jù)能夠直接反映高層建筑物的沉降情況，首次監(jiān)測對于高層建筑物的沉降監(jiān)測具有重要意義。其他時間段的復(fù)測，要根據(jù)工程進(jìn)展進(jìn)行分階段監(jiān)測。高層建筑物的監(jiān)測時間不能進(jìn)行補(bǔ)測或者漏測，錯過了監(jiān)測時間，就無法掌握建筑物的沉降規(guī)律和程度，不同的周期要進(jìn)行不同的數(shù)據(jù)結(jié)果歸納。同時，監(jiān)測地點(diǎn)要選擇在最能夠反映沉降問題的地方，便于監(jiān)測數(shù)據(jù)采集。通常監(jiān)測點(diǎn)要實(shí)施縱向和橫向?qū)ΨQ的方式，對沉降監(jiān)測點(diǎn)的埋設(shè)，要符合各個階段的施工要求，要能夠進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，不能因?yàn)槭┕るA段的變化而產(chǎn)生阻礙。

3、監(jiān)測的計(jì)算與精度要求。高層建筑物的沉降監(jiān)測要根據(jù)建筑物的特性和建設(shè)設(shè)計(jì)單位的要求，選擇沉降監(jiān)測的等級，一般的高層建筑物施工階段采取二等水準(zhǔn)測量。各項(xiàng)監(jiān)測指標(biāo)要符合一定的范圍標(biāo)準(zhǔn)。前后視距要小于或等于30米，前后視距差小于或等于1米，前后視距累計(jì)差要小于或等于3米，水準(zhǔn)儀的級別要不低于N2級別。沉降監(jiān)測的數(shù)據(jù)計(jì)算要保持原始數(shù)據(jù)的真實(shí)性可靠性，記錄計(jì)算要符合監(jiān)測的操作規(guī)程，有依據(jù)，有步驟，程序要嚴(yán)謹(jǐn)。沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理和計(jì)算，要掌握好精度要求，特別是在不同的階段，要保持監(jiān)測數(shù)值的精確性。

二、沉降監(jiān)測的數(shù)據(jù)分析方法

1、對沉降監(jiān)測實(shí)施幾何分析方法。高層建筑物運(yùn)用幾何分析方法的主要原因就是幾何圖形的數(shù)據(jù)反映，幾何圖形能夠明確表示出變形曲線的分布，一般都是橫向設(shè)計(jì)為時間，縱向設(shè)計(jì)為沉降的數(shù)值，圖形會隨著數(shù)值的變化產(chǎn)生直觀的反映。運(yùn)用幾何分析法時，變形曲線實(shí)際上就是沉降及沉降量的時間與分布，能夠直接表明高層建筑物的沉降情況，具有規(guī)律性的啟示。幾何分析法需要掌握好監(jiān)測數(shù)值的記錄與整理，有計(jì)劃有步驟的實(shí)施數(shù)據(jù)材料的搜集與整理。

2、實(shí)施沉降監(jiān)測趨勢預(yù)測分析。在沉降監(jiān)測趨勢的預(yù)測分析過程中，一般采用的方法是多元線性回歸模型，時間序列分析模型，灰色系統(tǒng)預(yù)測模型。多元線性回歸模型主要是針對變形的成因進(jìn)行分析，對變形進(jìn)行預(yù)測預(yù)報，這個環(huán)節(jié)需要對大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，防止誤差帶來的弊端，避免對沉降預(yù)測帶來失真效果。回歸分析進(jìn)行的是運(yùn)算過程，以結(jié)果預(yù)測變形的情況。時間序列分析模型，運(yùn)用的是現(xiàn)代數(shù)據(jù)處理方法，是系統(tǒng)的辨識與分析過程，與線性回歸模型相比，后者是滑動的平穩(wěn)模型。灰色系統(tǒng)預(yù)測模型，運(yùn)用的是灰色微分方程型模型，不是差分模型，差分模型實(shí)施的是遞推型理論，只能用于短期的分析。而灰色模型的主要優(yōu)點(diǎn)就是可以實(shí)施長期的監(jiān)測，能夠預(yù)測長期的發(fā)展趨勢。同時，該模型能夠發(fā)現(xiàn)沉降的現(xiàn)實(shí)規(guī)律，通過雜亂的數(shù)據(jù)，進(jìn)行整體功能的分析，發(fā)現(xiàn)潛藏在數(shù)據(jù)背后的一定規(guī)律，是對原始數(shù)據(jù)的整理與歸納。灰色系統(tǒng)模型是生成的數(shù)據(jù)模型，對于沉降分析具有重要作用。

結(jié)語

我國正處于經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的關(guān)鍵時期，高層建筑的建設(shè)和應(yīng)用，是建筑技術(shù)進(jìn)步的結(jié)果。對高層建筑物實(shí)施建設(shè)施工過程的監(jiān)測與應(yīng)用管理的監(jiān)測，是高層建筑建設(shè)管理的優(yōu)質(zhì)體現(xiàn)。沉降問題是高層建筑不可回避的物理情況，對沉降情況進(jìn)行系統(tǒng)的監(jiān)測和分析，就是為了能夠更好的解決高層建筑沉降帶來的危害，也為高層建筑的建設(shè)施工提供必要的參考資料。高層建筑物的基本標(biāo)準(zhǔn)就是安全性與穩(wěn)定性，通過沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，找到解決規(guī)避沉降矛盾的方法，運(yùn)用數(shù)據(jù)分析與實(shí)際操作，是高層建筑能夠?qū)崿F(xiàn)長久性應(yīng)用的重要保證。

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