高層建筑物沉降與位移變形相關(guān)性分析

張 寬，毛家正

（西安西北有色金屬測(cè)繪院有限公司，陜西西安710038）

1 概述

目前房地產(chǎn)項(xiàng)目蓬勃發(fā)展，大量的高層建筑拔地而起，各種工程建設(shè)也與之相伴。在建設(shè)過(guò)程中，為了保證安全，基本上都要求進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)。但做的最多的是只進(jìn)行了沉降監(jiān)測(cè)，而沒(méi)有進(jìn)行位移量的監(jiān)測(cè)，隨著工程進(jìn)展，建筑物到底有沒(méi)有位移，沉降量到底能不能反映出位移量，如果不能，那就不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)位移的發(fā)生和變化，就不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)。

本文結(jié)合工程監(jiān)測(cè)實(shí)例，對(duì)比沉降量和位移量的數(shù)據(jù)，分析了兩者的相關(guān)性，建議在必要時(shí)進(jìn)行同時(shí)沉降和位移監(jiān)測(cè)。

2 工程概況

建大洋房小區(qū)住宅建設(shè)工程監(jiān)測(cè)項(xiàng)目位于西安市，在已經(jīng)建成的幾幢樓房中間的空地上修建地下車庫(kù)，明挖基坑深約8m。為確切反映樓房在靜荷載和周圍環(huán)境影響下的變形程度或變形趨勢(shì)，及時(shí)地為工程建設(shè)方提供準(zhǔn)確的變形資料，確保工程安全，按《建筑變形測(cè)量規(guī)范》要求對(duì)建筑物進(jìn)行了長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)。

3 基準(zhǔn)點(diǎn)、變形觀測(cè)點(diǎn)布設(shè)

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)踏勘，本工程布設(shè)3個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。基準(zhǔn)點(diǎn)采用砼普通水準(zhǔn)標(biāo)石，兼作高程和平面控制點(diǎn)，依次編號(hào)為A51～A53。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，在距基坑開挖線1～4m處能夠體現(xiàn)基坑變形特征的位置布設(shè)4個(gè)變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)，基點(diǎn)3個(gè)。

樓房監(jiān)測(cè)點(diǎn)布設(shè)如下：各點(diǎn)均布在樓角附近，沉降點(diǎn)設(shè)在一樓地面上1m處，在沉降點(diǎn)正上方的樓頂設(shè)位移觀測(cè)點(diǎn)。一號(hào)樓設(shè)一個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)和一個(gè)位移觀測(cè)點(diǎn)，2號(hào)、3號(hào)、4號(hào)、6號(hào)、7號(hào)樓各設(shè)了2個(gè)沉降觀測(cè)點(diǎn)和位移觀測(cè)點(diǎn)。

4 變形觀測(cè)精度及設(shè)備

根據(jù)《規(guī)程》、《規(guī)范》的要求，為了能達(dá)到監(jiān)測(cè)目的，本次沉降監(jiān)測(cè)按二級(jí)沉降精度要求進(jìn)行工作；位移觀測(cè)按二級(jí)變形精度要求進(jìn)行，主要測(cè)量精度指標(biāo)見(jiàn)表1和表2。

根據(jù)監(jiān)測(cè)精度、監(jiān)測(cè)目的選用儀器及設(shè)備。本次變形監(jiān)測(cè)采用儀器、設(shè)備如表3所示。

水平位移觀測(cè)采用小角法觀測(cè)。

表1 沉降監(jiān)測(cè)精度要求

表2 位移監(jiān)測(cè)精度要求

本工程采用獨(dú)立高程系統(tǒng)，假定：A51：400.000m，作為第一個(gè)閉合環(huán)的起算點(diǎn)。每次觀測(cè)均由專業(yè)技術(shù)人員使用同一儀器，沿相同路線觀測(cè)，采用水準(zhǔn)手簿記錄觀測(cè)數(shù)據(jù)。基準(zhǔn)點(diǎn)按往返路線觀測(cè)，觀測(cè)點(diǎn)按閉合路線觀測(cè)。野外觀測(cè)結(jié)束后，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行水準(zhǔn)網(wǎng)平差計(jì)算，并整理平差結(jié)果，編制沉降觀測(cè)結(jié)果匯總表。

表3 儀器設(shè)備

5 沉降觀測(cè)成果及分析

監(jiān)測(cè)工作伴隨著工程進(jìn)行，并按規(guī)定提交了階段報(bào)告。

工程結(jié)束后，對(duì)觀測(cè)數(shù)據(jù)分析，提交最終報(bào)告。為了能比較直觀地了解建大車庫(kù)基坑施工變形情況，現(xiàn)將變形觀測(cè)結(jié)果匯總表中最大變形量、最小變形量、平均變形量及平均變形速率分別統(tǒng)計(jì)，見(jiàn)表4。

表4 變形監(jiān)測(cè)成果分析

由表4統(tǒng)計(jì)及變形觀測(cè)結(jié)果匯總表可見(jiàn)：車庫(kù)基坑施工期間，各沉降監(jiān)測(cè)點(diǎn)最大沉降量為6.21mm，最小沉降量為1.55mm，絕對(duì)沉降量不大，相鄰點(diǎn)最大差異沉降量不大，沉降較為均勻，未出現(xiàn)異常沉降現(xiàn)象。各位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)最大位移量為5.8mm，最小位移量為0.5mm，絕對(duì)位移量不大，相鄰點(diǎn)最大差異位移量不大，未出現(xiàn)異常位移現(xiàn)象。

6 沉降量與位移量的相關(guān)性

（1）相關(guān)關(guān)系是一種非確定性的關(guān)系，相關(guān)系數(shù)是研究變量之間線性相關(guān)程度的量。相關(guān)系數(shù)是描述2個(gè)測(cè)量值變量之間的離散程度的指標(biāo)。用于判斷2個(gè)測(cè)量值變量的變化是否相關(guān)，即，一個(gè)變量的較大值是否與另一個(gè)變量的較大值相關(guān)聯(lián)(正相關(guān))；或者一個(gè)變量的較小值是否與另一個(gè)變量的較大值相關(guān)聯(lián)(負(fù)相關(guān))；還是2個(gè)變量中的值互不關(guān)聯(lián)(相關(guān)系數(shù)近似于零)。

（2）利用(Excel)的CORREL函數(shù)計(jì)算相關(guān)系數(shù)。 語(yǔ)法：CORREL(array1，array2)參數(shù)：Array1第一組數(shù)值A(chǔ)列單元格區(qū)域，為沉降點(diǎn)的沉降量；Array2第二組數(shù)值B列單元格區(qū)域，為各沉降點(diǎn)對(duì)應(yīng)的正上方的傾斜量；C列為計(jì)算得的相關(guān)系數(shù)。

本工程共監(jiān)測(cè)39次，最終測(cè)得的沉降量和位移量采用(Excel)的CORREL函數(shù)計(jì)算相關(guān)系數(shù)計(jì)算，結(jié)果如表5所示。

從表5計(jì)算數(shù)據(jù)表可以看出，相關(guān)系數(shù)僅為0.049。那么沉降量和位移量相關(guān)性不明顯。

7 結(jié)束語(yǔ)

沉降變形和位移變形相關(guān)性不明顯，這就說(shuō)明個(gè)體建筑它不是一個(gè)剛性整體，各部分可以有一定的壓縮或伸張變形，各部位的較小不均勻受力會(huì)在這種柔性變形中抵消。基坑施工引起的基礎(chǔ)各部位不均勻沉降量，產(chǎn)生的變形不會(huì)傳到上部，位移變形也不因一側(cè)或一處的沉降量大小而變化。位移變形有自身的規(guī)律，它受風(fēng)荷載、日照、溫度等的影響大一些，位移量不會(huì)反映出沉降的大小，同樣，沉降量也不會(huì)體現(xiàn)位移的大小。但在將要發(fā)生危險(xiǎn)之前，沉降變形量和位移變形量就會(huì)表現(xiàn)出一致性，強(qiáng)烈相關(guān)，如果在監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)這種情況，這時(shí)就要及時(shí)向有關(guān)單位匯報(bào)。這就要求我們對(duì)一些危險(xiǎn)建筑(嚴(yán)重偏壓、一側(cè)嚴(yán)重超挖)必須進(jìn)行沉降監(jiān)測(cè)和位移監(jiān)測(cè)，保證建筑物的安全。

表5 沉降量和位移量相關(guān)系數(shù)計(jì)算

[1] JGJ8-2007建筑變形測(cè)量規(guī)范[S].

[2]GB50026-2007工程測(cè)量規(guī)范[S].