毕业设计（论文）-超高层住宅沉降变形特性和发展规律分析.doc

河北工业大学城市学院毕 业 论 文设计题目:超高层住宅沉降变形特性和发展规律分析专业及方向：测绘工程学生姓名:学 号:096828班 级:测绘C091指导教师姓名: 河北工业大学城市学院2013届本科毕业论文摘要超高层住宅沉降变形特征和发展规律分析摘要：近年来，随着城市的快速发展，为了满足人们的需求，高层及超高层建筑越来越多，高层建筑的沉降问题也越来越受重视，建筑物的沉降量不均匀或者过大，往往会造成严重的后果影响建筑物正常使用，因此，及时的掌握建筑物的沉降变形特征和发展规律的把握是非常重要的。本文通过对新世界新汇华庭超高层住宅沉降观测及数据的分析，做了沉降观测数据的汇总，根据建筑物的沉降量以及特征值，进行了沉降量，沉降速率的计算并绘制沉降观测曲线图。在施工过程和使用过程中进行变形监测是有必要的，高层建筑达到高品质标准，不仅要注意施工过程中的每个节点，而且还需要加强建设的沉降观察，避免沉降造成损失。关键词：变形特性;沉降量;发展规律;沉降观测;沉降特征值摘要ULTRA-HIGH-RISE RESIDENTIAL SETTLEMENT AND DEFROMAOTION CHARACTERISTICS AND LAW OF DEVELOPMENT OFAbstract：Recently,with the rapid development of cities,theres an increasing number of high-rise and super high-rise buildings to meet peoples needs.Building settlement has drawn more and more attention of the public.Uneven building settlement always affect the normal use of buildings and lead to serious consequences.It is important to master the character and the law of building settlement.In this paper,author made an observation data summary which based on the observation and analysis of the data of some super high-rise buildings,calculated sedimentation rates and drew graphs of the settlement observation.Its necessary to have deformation monitiring during construction and use.Super high-rise buildings have to strengthen settlement observation and pay attention to the details during construction in order to avoid losses.Keywords： Deformation characteristics; Settlement; Development law; Settlement observation; Settlement eigenvalues 目 录第一章 绪论11.1背景及课题介绍11.1.1背景介绍：11.1.2课题要求：11.2意义和目的21.3国内现状2第二章 沉降观测52.1观测方法52.2注意事项5第三章 观测数据处理及特征值汇总73.1观测数据处理73.2沉降量及特征值汇总26第四章 绘制曲线图334.1绘制Sm-P曲线图33第五章 沉降变形的特征和规律分析385.1沉降变形的特征385.2沉降变形的规律38结论40参考文献41致谢4241河北工业大学学士学位论文第一章 绪论1.1背景及课题介绍1.1.1背景介绍：随着我国社会经济的高速发展，城市建设的加快，建筑物的功能也逐渐多样化和复杂化。我国城市中出现一些由超高层住宅。因为它们之间的高度相差很大，往往导致不同部位的地面反作用力和基础设施有一个大的内力之间的差异，导致过多的地基不均匀沉降，从住房墙体开裂，造成严重的住房结构整体或局部倾斜，严重影响建筑物的安全使用，以确保建设和建筑安全的生活，并为以后的勘察，设计和建设提供可靠的信息相应的结算参数,建筑物沉降的特性和发展的规律,就变得很重要。为了满足现代人的需求，出现了大量的高层建筑，这引起了很多问题，尤其是住宅沉降问题，沉降问题已造成了严重影响（1）破坏建筑物和生活设施（2）对建设是非常不利的。在施工过程中，需要更多的资金投入，但生产能力将受到限制，（3）沉降会导致资源的巨大浪费，影响人们的生活。因此，我们要改进技术，总结发展规律的总结，避免发生沉降。1.1.2课题要求：(1)超高层沉降变形的特征和原因，沉降观测的基本要求(2)绘制平均沉降量关系曲线图(3)超高层沉降观测数据处理及沉降特征值计算，沉降变形特点和发展规律(4)要求形成研究报告：沉降观测结果表，压强-沉降量曲线图，沉降观测成果分析，总结出超高层沉降发展的规律。沉降观测原理编制按照调查方案解决和确定观测时间，待观测点稳定后再观测。高层建筑通常有一个或几个地下结构层，第一次观测应该从基础开始铺设沉降观测点，临时观测点是按照事先设计的位置建立，在建立的观测点稳定后再观测。第一次观测的沉降数据是以后每次观测后沉降观测点高程值进行比较的基础，它要求非常高的精度，沉降观测使用N2级精密水准仪，并要求每个观测点的高程，应在同期两次观察，或者更多的观测，如果观测点的相同的高度不超过0.5毫米，我们首先观测数据可以被认为是可靠的。随着结构每增加一层，临时观测点移上一层并进行观测，直至达到指定的要求规定再设立永久观测点，每施工一层就重新测试一次直至完成建设。 每次观测后，应及时的将观测资料进行整理，计算出观测点的沉降差、沉降量以及本次平均沉降量以及沉降速度。若变化出现异常时，应立即采取措施，同时增加观测次数。不同时期的观测,应当遵循一定的原则。即通常所说的沉降观测依据的基准点，观测点要稳定；仪器安装也要稳定；固定的观测人员；观测应具有相同的环境条件。1.2意义和目的多年来，我们着重于对观测精度和方法的研究，结果很少对观测因果分析和使用的研究价值的研究，这往往会导致沉降观测的对象脱离观测对象的现实，导致严重的后果，增加项目风险投资。随着观测方法的改进和科技的进步，测量师有足够的能力，以满足工程的要求提出的观察结果，为了是沉降观测的的作用充分体现，测绘工作者应注重对观测数据的分析应用，作出工程建设的监测预报。因此，作为测量人员对建筑物沉降观测，不仅得到所观察到的垂直位移和变形的一个基于对象的数据的大小，还要用统计方法来分析这些数据，得出沉降变形的规律和建筑物垂直变化的大小，分析其原因，尤其是要对某些异常值进行分析以作出对住宅沉降的监测。1.3国内现状（1） 超高层的定义：超高层就是建筑物的层数在30层以上或者高度在100m以上建筑物。（2）国内超高层住宅的特点：超高层住宅多为30层以上。地下高层住宅价格最低，但价格不低。这是因为随着建筑高度的增加，其设计理念和方法，比普通超高层住宅施工过程中和在较低的房子将发生巨大的变化，需要考虑的因素会大大增加1。例如，电梯，消防设施，人员的通风等情况将是更复杂的，而其结构本身和负载将会大大加强。另外，由于超高层建筑的高度突出问题，我们应该考虑到超高层沉降的问题，主要考虑的是软土地基沉降变形2。（3） 超高层住宅兴起的原因以及它所带来的问题：近年来，随着城市的快速发展，超高层建筑物越来越多3,4，超高层建筑沉降问题越来越多的人的关注，超高层建筑沉降观测的出现一些特殊问题还使用特殊的方法，一般有两种：一种是监测超高层建筑本身，另一种对其周围的建筑和基坑进行进行监测5,6。 近年来随着人们生活质量的不断提高，人们开始向城市进军，随之而来的就是住房问题，但是城市的住宅面积是固定的，为了满足住房的需求产生了超高层建筑。但随之而来的是超高层住宅引发的各种问题，如为了确保正常的生活和建筑物的安全，以后的调查和设计，施工提供可靠的信息和相应的沉降参数，建筑物沉降观测的重要性和必要性更加明显。关于沉降观测分析，我们也必须明白影响建筑物沉降的因素7。特别是在超高层建筑施工过程中加强对建筑的沉降观测，另外施工过程中要防止不均匀沉降，沉降速率异常的现象8，并及时反馈给建设部门提供了详细的第一手信息，避免沉降导致建筑物损坏，造成巨大损失。（4）沉降观测的要求：（A）对仪器的要求，根据沉降观测精度高的特点，采用精密水准仪，水准尺使用受温度变化和环境的影响小的高度铟合金水准尺。 （B）测量师的要求，接受专业学习和技能培训，熟练使用的仪器，能够分析施工过程中出现的问题，并能够使用误差原理计算和分析原因。（C）观察时间，住宅沉降观测时间的要求，有严格的条件限制，特别是首次观察应按照要求进行，否则得到的数据不准确。 （D）观测点位置，新老建筑，高低层建筑物，墙壁以及其他垂直和水平双方的交界处裂缝和沉降缝，人工与天然地基基础边境两侧的建筑物上面的基础的深度视差，不同的结构之间的边界;框架结构建筑物的每个或部分柱基上或沿纵横轴线设点。 （E）观测周期的要求，高层建筑中的基底部垫或基本完成后的开始观测。观测次数与间隔时间根据要求而定9。对此应该分析我国地面的沉降的发育分布情况10，以及沉降的发展规律，通过了解建筑物的沉降规律，建立多层住宅的沉降规律预测模型，预防灾害的发生。第二章 沉降观测2.1观测方法（1)观测仪器：所用测量仪器为：精密水准仪(S1或S05级)，水准尺也应使用受环境及温差变化影响小的高精度铟合金水准尺（2）观测点平面布置示意图 (3)观测方法：（1） 精密高程测量：高程测量一般通过几何水准测量的方法获得。在变形监测中，测量高差及变化时使用重复精密水准或精密三角高程测量。（2） 精密距离测量：重复精密测距可测定点在某个方向上的相对位移。（3） 角度测量：角度测量又分为水平角测量和高度角测量，主要使用经纬仪，全站仪等。（4） 重力测量：地面高程的变化也可以间接的用重力测量测定。2.2注意事项 (1)观测点的要求观测点应选择在安装仪器方便的地方，并且观测点应该分布在建筑物的周围。沉降观测点，也应考虑到，由于墙壁，柱造成的施工完成观测点不能被连续观测。因此，沉降观测点应满足观测要求各施工阶段。(2）观测人员和测量仪器的要求 沉降观测所用的精密水准仪,水准尺应该用高精度铟刚合金水准尺，受环境和温度变化影响较小的。测量员能够精通测量原理和熟练的使用测量工具。（3）沉降观测应该遵循以下原则即:观测应该依据的稳定的基准点，沉降观测点和仪器应固定，观测的外部环境一样，观测人员不变，测量方法和观测路线要固定不变，这样做能够使观测结果更加准确。（4）沉降观测精度的要求沉降观测的精度要求应根据建设单位的要求和建筑物的特性选择。在无特殊要求的情况下，一般采用二等观测方法就能满足观测到要求。 第三章 观测数据处理及特征值汇总3.1观测数据处理表3.1 一号楼数据计算结果观测点第一次第二次第三次第四次2012年4月4日2012年4月12日2012年4月17日2012年4月25日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.40.41.31.70.42.11.83.920.40.40.30.72.12.81.34.130.10.11.91.81.93.71.24.941.21.20.31.52.74.21.8650.80.80.51.31.83.10.9460.40.41.21.612.61.54.170.70.72.22.90.43.30.7480.30.30.81.12.73.825.8最大Smax1.21.22.22.92.74.226最小Smin0.10.10.30.70.42.10.73.9平均S0.50.51.11.61.63.21.44.6速率V0.040.140.320.17工程概况一层二层三层四层观测点第五次第六次第七次第八次2012年5月9日2012年5月21日2012年5月25日2012年5月31日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计11.16.30.98.51.19.60.610.220.85.40.97.81.79.50.51031.37.71.410.30.7111.112.140.78.12.111.20.8120.912.951.26.70.48.20.99.10.91061.36.41.38.50.38.80.69.470.86.11.69.11.610.71.412.181.28.31.210.10.310.4111.4最大Smax1.38.32.111.21.7121.412.9最小Smin0.75.40.47.80.38.80.59.4平均S1.16.91.28.430.99.370.910.28速率V0.280.170.230.15工程概况六层八层九层十层观测点第九次第十次第十一次第十二次2012年6月5日2012年6月17日2012年6月26日2012年7月26日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计1111.21.312.51.214.30.617.720.210.2111.2113.40.916.730.612.7113.71.315.60.315.740.513.40.714.1115.70.214.750.210.21.311.52.114.60.513.760.6101111.112.30.512.770.612.70.613.31.215.50.711.780.812.20.512.71.114.3110.790.75.11.86.90.98.40.49.7最大Smax113.41.814.12.115.718.7最小Smin0.25.10.56.90.98.40.27.7平均S0.610.86111.871.213.80.66.7速率V0.120.080.30.15工程概况十一层十二层十四层十九层观测点第十三次第十四次第十五次第十六次2012年7月30日2012年8月3日2012年8月5日2012年8月9日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.3180.218.20.518.70.519.220.517.7118.70.31912030.519.61.120.70.521.20.521.740.219.70.620.30.420.70.421.150.618.70.519.20.519.70.720.460.917.80.318.10.818.90.319.270.219.70.820.50.420.90.721.680.2190.519.50.419.9120.990.613.80.314.10.114.20.714.9最大Smax0.919.71.120.70.821.2121.7最小Smin0.213.80.214.10.114.20.314.9平均S0.418.20.618.80.419.20.619.9速率V0.10.150.20.15工程概况二十层二十一层二十二层二十三层观测点第十七次第十八次第十九次第二十次2012年8月13日2012年8月17日2012年9月2日2012年9月4日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.119.30.619.90.3210.221.220.320.30.420.70.121.30.221.530.3220.422.40.123.60.123.740.221.30.822.10.222.50.222.750.6210.921.90.523.40.323.760.219.40.519.90.420.60.320.970.221.80.522.30.223.20.123.380.321.20.521.70.222.30.322.690.615.5116.50.217.70.217.9最大Smax0.622122.40.523.60.323.7最小Smin0.115.50.416.50.117.70.117.9平均S0.320.20.620.80.221.730.221.9速率V0.0800.1500.0300.10工程概况二十四层二十五层二十九层三十层观测点第二十一次第二十二次第二十三次第二十四次2012年9月7日2012年9月10日2012年9月16日2012年9月23日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.221.4021.4121.5021.52021.50.121.60.221.8021.83023.70.223.90.324.20.124.340.222.9022.90.1230235023.7023.70.223.9023.96020.90.221.10.421.5021.570.123.40.223.60.123.7023.780.122.70.122.80.122.90.1239017.90.218.1018.1018.1最大Smax0.223.70.223.90.424.20.124.3最小Smin017.9018.1018.1018.1平均S0.1220.122.10.322.30.0222.3速率V0.030.040.050.003工程概况三十一层三十二层三十三层三十三层表3.2二号楼数据计算结果观测点第一次第二次第三次第四次2012年2月27日2012年3月8日2012年3月14日2012年3月22日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.50.511.50.41.91.1320.40.40.611.22.21.33.530.70.70.61.30.721.53.540.40.40.611.32.30.7350.80.80.51.30.41.71.12.860.60.61.11.70.82.50.73.270.60.60.51.10.71.80.92.780.70.70.91.60.62.21.23.490.40.40.91.31.12.41.43.8平均S0.57 0.57 0.74 1.31 0.80 2.11 1.10 3.21 最小Smin0.40.81.11.71.32.51.53.8最大Smax0.80.40.510.41.70.72.7速率V0.0570.0740.1330.157工程概况第一层第二层第三层第四层观测点第五次第六次第七次第八次2012年4月4日2012年4月12日2012年4月17日2012年4月28日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计12.15.10.85.91.57.41.48.821.44.91.76.61.68.20.58.731.95.41.36.70.87.50.5841.74.70.352.77.70.98.650.43.21.34.52.46.91.38.260.73.90.84.71.66.317.370.53.21.74.92.171.48.480.84.21.35.51.16.61.17.791.85.60.76.30.87.118.1平均S1.26 4.47 1.10 5.57 1.62 7.19 1.01 8.20 最小Smin2.10 5.60 1.70 6.70 2.70 8.20 1.40 8.80 最大Smax0.40 3.20 0.30 4.50 0.80 6.30 0.50 7.30 速率V0.0960.13750.3240.918工程概况第五层第六层第七层第八层观测点第九次第十次第十一次第十二次2012年5月5日2012年5月13日2012年5月21日2012年5月26日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.69.40.910.31.51321520.69.30.29.50.812.10.612.730.78.719.71.7-11.81.313.140.49091.311.11.412.550.68.80.89.60.811.41.112.560.67.90.38.20.7100.910.971.19.50.39.81.812.6113.680.98.60.59.10.811.11.312.490.68.70.89.51.211.21.412.6平均S0.68 8.88 0.53 9.41 1.18 10.58 1.22 12.81 最小Smin1.10 9.50 1.00 10.30 1.80 13.00 2.00 15.00 最大Smax0.40 7.90 0.00 8.20 0.70 -11.80 0.60 10.90 速率V0.10 0.07 0.30 0.24 工程概况第九层第十层第十二层第十三层观测点第十三次第十四次第十五次第十六次2012年6月1日2012年6月6日2012年6月11日2012年6月17日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.515.50.616.10.416.50.817.321.113.80.914.70.715.40.916.330.513.60.614.20.714.9115.941.213.71.715.40.415.80.716.551.614.10.314.41.415.81.116.962.213.10.9140.414.41.115.570.814.40.815.20.715.90.716.681.513.90.414.30.614.90.615.591.113.70.213.90.514.41.115.5平均S1.17 13.98 0.71 14.69 0.64 15.33 0.89 16.22 最小Smin2.20 15.50 1.70 16.10 1.40 16.50 1.10 17.30 最大Smax0.50 13.10 0.20 13.90 0.40 14.40 0.60 15.50 速率V0.1950.1420.1280.148工程概况第十四层第十五层第十六层第十七层观测点第十七次第十八次第十九次第二十次2012年6月26日2012年7月26日2012年7月30日2012年8月3日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.118.60.522.10.222.030.122.420.5180.520.40.320.70.32130.217.20.720.20.220.40.420.840.217.1020.50.220.70.3215017.80.420.90.221.10.221.360.816.80.119.20.319.50.820.370.217.10.519.80.2200.620.680.216.70.120.20.120.3121.390.2160.418.8018.80.919.7平均S0.27 17.26 0.36 20.23 0.19 20.39 0.51 20.93 最小Smin0.80 18.60 0.70 22.10 0.30 22.03 1.00 22.40 最大Smax0.00 16.00 0.00 18.80 0.00 18.80 0.10 19.70 速率V0.090.090.04750.1275工程概况第二十层第二十五层第二十六层第二十七层观测点第二十一次第二十二次第二十三次第二十四次2012年8月5日2012年8月9日2012年8月13日2012年8月17日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.522.9123.90.224.10.124.220.521.50.221.70.121.8021.830.421.2021.20.221.40.62240.121.10.821.90.322.20.422.650.321.60.4220.322.30.823.160.220.50.621.10.221.30.121.470.721.30.321.60.221.8021.880.521.80.422.20.8230.223.290.520.20.720.90.621.50.522平均S0.41 21.34 0.49 21.83 0.32 22.16 0.30 22.46 最小Smin0.70 22.90 1.00 23.90 0.80 24.10 0.80 24.20 最大Smax0.10 20.20 0.00 20.90 0.10 21.30 0.00 21.40 速率V0.2050.12250.080.075工程概况第二十八层第二十九层第三十层第三十一层观测点第二十五次第二十六次第二十七次2012年9月9日2012年9月16日2012年9月23日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.124.9024.90.12520.222.4022.4022.43022.70.122.8022.840.223.4023.4023.45023.3023.30.223.560.222.2022.2022.270.122.4022.4022.48023.9023.9023.990.223023023平均S0.11 23.13 0.01 23.14 0.03 23.18 最小Smin0.20 24.90 0.00 24.90 0.20 25.00 最大Smax0.00 22.20 -0.10 22.20 0.00 22.20 速率V0.0070.00140.004工程概况第三十三层第三十三层第三十三层表3.3三号楼数据计算结果观测点第一次第二次第三次第四次2012年3月26日2012年4月4日2012年4月12日2012年4月17日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.53.32.45.71.77.4-0.98.320.63.81.45.21.871.28.230.73.81.75.50.86.30.87.141.14.81.261.17.10.77.851.13.90.84.71.361761.85.20.861.87.80.68.470.73.51.44.91.66.51.47.980.84.126.12.28.30.68.990.64.91.86.71.88.50.79.2平均S0.88 4.14 1.50 5.64 1.57 7.21 0.68 8.09 最小Smin1.80 5.20 2.40 6.70 2.20 8.50 1.40 9.20 最大Smax0.50 3.30 0.80 4.70 0.80 6.00 -0.90 7.00 速率V0.1760.16660.1960.136工程概况第六层第七层第八层第九层观测点第五次第六次第七次第八次2012年4月25日2012年5月6日2012年5月25日2012年5月31日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计119.30.59.80.611.41.112.521.19.309.31.311.90.612.531.68.70.79.40.6110.611.640.88.619.6111.5112.550.97.90.68.51.310.70.811.560.89.20.810213.60.213.870.68.51.19.6111.20.81280.49.30.710111.70.31290.810010111.60.612.2平均S0.89 8.98 0.60 9.58 1.09 11.62 0.67 12.29 最小Smin1.60 10.00 1.10 10.00 2.00 13.60 1.10 13.80 最大Smax0.40 7.90 0.00 8.50 0.60 10.70 0.20 11.50 速率V0.12 0.05 0.16 0.11 工程概况第十层第十一层第十三层第十四层观测点第九次第十次第十一次第十二次2012年6月5日2012年6月11日2012年6月17日2012年6月26日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计11.5140.614.6115.60.117.120.713.20.8140.514.5015.130.812.41.113.51.214.70.215.740.913.41.114.50.915.40.116.650.411.90.912.80.713.50.215.160.614.40.815.21.216.40.217.770.312.3113.30.313.60.715.180.612.61.313.90.614.50.515.990.712.9214.90.415.30.817平均S0.72 13.01 1.07 14.08 0.76 14.83 0.31 16.14 最小Smin1.50 14.40 2.00 15.20 1.20 16.40 0.80 17.70 最大Smax0.30 11.90 0.60 12.80 0.30 13.50 0.00 15.10 速率V0.1440.1780.12661.033工程概况第十五层第十六层第十七层第二十层观测点第十三次第十四次第十五次第十六次2012年7月26日2012年7月30日2012年8月3日2012年8月5日沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）沉降量（mm）本次累计本次累计本次累计本次累计10.519.80.2200.620.60.821.420.418.10.618.7119.70.219.930.118.90.319.20.519.70.32040.9201.121.10.521.60.