某辦公樓變形監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析

摘要：通過(guò)長(zhǎng)期對(duì)某辦公樓主體沉降和傾斜的變形監(jiān)測(cè)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，總結(jié)該辦公樓的數(shù)據(jù)變化規(guī)律，及時(shí)將數(shù)據(jù)變化反饋給業(yè)主，并預(yù)測(cè)該樓未來(lái)的變形情況，對(duì)安全合理使用該樓起到指導(dǎo)性作用。

關(guān)鍵詞：變形監(jiān)測(cè) 數(shù)據(jù)分析 數(shù)據(jù)擬合

對(duì)于淺基礎(chǔ)的房子，由于先前施工過(guò)程不當(dāng)，或是建成后加載作用，往往會(huì)造成地基下沉樓體傾斜的情況。這種危害可能會(huì)造成人民財(cái)產(chǎn)的損失，甚至是人員傷亡。如果繼續(xù)使用房子，就需要定期對(duì)房子進(jìn)行監(jiān)測(cè)，保證使用安全。通過(guò)監(jiān)測(cè)，可以知道房子近期的變形情況是否符合使用要求，并采取相應(yīng)措施保證安全。

1.工程概況

某辦公樓主樓高9層，框架結(jié)構(gòu)，設(shè)一層地下室，建筑物地上高度35.8m，采用箱形基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深在天然地面下1.6米，底面積為61.2 m×20.5m（軸線尺寸）。建筑場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件：地表以下第一層為素填土，層厚1.00m～2.00m，第二層為細(xì)砂，層厚2.00m～4.50m，第三層為淤泥質(zhì)土及淤泥，層厚16.00m～25.00m，以下為粘土及灰色粘土…?；A(chǔ)采用第二土層（細(xì)砂層）為持力層。該樓于1990年底開(kāi)始動(dòng)工興建，建至四層高時(shí)開(kāi)始發(fā)現(xiàn)向東南傾斜， 1993年實(shí)施加固，在加固之后該樓則發(fā)生了與原傾斜方向相反的傾斜，向東北傾斜，1994年竣工并交付使用。2001年12月至2002年2月再次加固。為了解該樓的沉降傾斜情況，從2001年12月至2012年8月對(duì)該樓實(shí)施沉降、傾斜觀測(cè)。

2. 觀測(cè)成果資料分析

2.1 沉降觀測(cè)成果分析

成果資料以業(yè)主提供的辦公樓前期（1991年8月—2000年11月）的沉降觀測(cè)資料和我院后期（2001年12月—2012年8月）的觀測(cè)資料進(jìn)行匯總，匯總結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 1991年8月—2012年8月累計(jì)沉降量表

觀測(cè)點(diǎn)號(hào)

1

2

3

4

5

6

7

8

9

累計(jì)沉降量（㎜）

-675.13

-737.53

-740.65

-722.57

-692.83

-729.16

-774.70

-777.16

-761.89

觀測(cè)點(diǎn)號(hào)

10

11

12

13

14

15

16

17

累計(jì)沉降量（㎜）

-725.75

-810.09

-815.45

-798.16

-783.56

-812.72

-801.12

-784.37

從表1中可以看出，辦公樓累積沉降量最大值為-815.45㎜（12#點(diǎn)），最小值為-675.13㎜（1#點(diǎn)），平均值為-761.34㎜。根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50007-2002）第5.3.4條之規(guī)定：體形簡(jiǎn)單的高層建筑基礎(chǔ)的平均沉降量不得超過(guò)200㎜?？梢?jiàn)該樓的平均沉降量已達(dá)到規(guī)范允許值的3.8倍。

根據(jù)表1中各點(diǎn)的累積沉降量計(jì)算出基礎(chǔ)各主要軸線的變形量，最大沉降差74.32㎜（主樓南北向），相鄰柱基的沉降差最大為36.51㎜（3#點(diǎn)與8#點(diǎn)），大于上述規(guī)范允許值（18㎜）的2.0倍，基礎(chǔ)最大傾斜比為6.356‰（①軸上1#點(diǎn)與6#點(diǎn)），大于上述規(guī)范允許值（3‰）的2倍。主樓基礎(chǔ)縱向傾斜比為5.126‰，方向→北，橫向傾斜比0.389‰，方向→東。 縱向傾斜比是規(guī)范允許值（3‰）的1.71倍。

辦公樓前356天（2001年12月19日至2002年12月10日）受施工荷載的影響，沉降曲線變化較大。為較準(zhǔn)確預(yù)測(cè)沉降的變化趨勢(shì)，將該段剔除，取2002年12月10日至2012年8月2日的沉降曲線進(jìn)行擬合。擬合曲線見(jiàn)圖1，擬合公式為3次多項(xiàng)式。

圖1 沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線圖

擬合公式如下：

S = -6.210362E-10T3 + 5.740769E-06T2 – 2.614190E-02T R？ =0.996

根據(jù)上述公式，可以預(yù)測(cè)六年后的沉降量：

每年按365天計(jì)，六年共2190天，取T=3523+2190=5713天，代入上式，計(jì)算得

S=77.78㎜，六年的預(yù)估沉降量為△S=77.78-47.55=30.23㎜?？梢?jiàn)該樓的沉降仍在繼續(xù)增加，每年仍有約5.0㎜的沉降量。從沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線圖（圖2）也可以看出，十年來(lái)我院實(shí)測(cè)的該樓的沉降曲線基本呈向下發(fā)展趨勢(shì)，目前尚未收斂，表明沉降還在繼續(xù)增加。

2.2 傾斜觀測(cè)成果分析

2012年8月主樓的傾斜觀測(cè)成果見(jiàn)表2，由表2可見(jiàn)，目前主樓的傾斜方向?yàn)楸逼珫|，主要是向北側(cè)傾斜，向北傾斜分量為257～383㎜，向東傾斜分量為34～101㎜。傾斜比在7.0‰～10.5‰之間，超過(guò)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范允許值（3‰）。最大傾斜量為390㎜（Q2點(diǎn)），傾斜方向：北偏東10.9？，上部結(jié)構(gòu)最大傾斜比為10.5‰。

表2 傾斜觀測(cè)成果表

測(cè)點(diǎn)

傾斜分量（㎜）

傾斜方向

傾斜量 （㎜）

傾斜比（‰）

傾斜比限值（‰）

傾斜方向

Q1

269

→北

282

7.6

3

北偏東17.7°

86

→東

Q2

383

→北

390

10.5

3

北偏東10.9°

74

→東

Q3

257

→北

260

7.0

3

北偏東7.5°

34

→東

Q4

277

→北

295

7.9

3

北偏東20.1°

101

→東

取2003年10月24日至2012年8月2日的傾斜曲線進(jìn)行擬合，并得出擬合公式如下。

Q= 6.168456E-10T3 – 1.981783E-06T2 +7.078656E-03T + 1.008483E+00

R？ = 0.946

根據(jù)上述公式，可以預(yù)測(cè)辦公樓六年后的傾斜量：

每年按365天計(jì)，六年共2190天，取T=3206+2190=5396天，代入上式，計(jì)算得Q=45.6㎜，六年的預(yù)估傾斜增量為△Q=45.6-23.4=22.2㎜。可見(jiàn)該樓的傾斜仍在繼續(xù)增加，每年仍有約3.7㎜的傾斜增量。

3. 結(jié)論

通過(guò)對(duì)本辦公樓的沉降傾斜觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析，并對(duì)最近九年的沉降曲線和傾斜曲線進(jìn)行多項(xiàng)式擬合，得出結(jié)論為該樓的沉降和傾斜還會(huì)繼續(xù)增加。因此通過(guò)數(shù)據(jù)分析，可以預(yù)計(jì)未來(lái)沉降傾斜的情況，為預(yù)防各種不良后果的發(fā)生，使得辦公樓能夠繼續(xù)安全使用具有重要作用，同時(shí)也對(duì)同類型工程具有借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]行業(yè)規(guī)范《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2002。

[2]行業(yè)規(guī)范《建筑變形測(cè)量規(guī)范》JGJ8—2007。