多层住宅沉降安全性分析.doc

毕业设计（论文）中文摘要题 目 多层住宅沉降安全性分析摘要： 本文通过了天津华侨城项目18号楼-24号楼沉降观测数据进行处理，计算了其沉降量特征值、沉降发展速率，并绘制了18-24号楼荷载与每层平均沉降量关系曲线及18-24号楼荷载与分层沉降速率关系曲线。并通过统计分析，分析了各栋楼的倾斜情况，总结了多层住宅楼的变形特点和沉降发展规律，为保证建筑物的正常使用和安全，还有以后的勘察设计及施工提供了可靠的资料和相应的沉降参数，也为今后建筑物的结构和地基基础合理设计积累资料.关键词：多层住宅、沉降特征值、沉降速率、沉降安全性毕业设计（论文）外文摘要Title Safety analysis of settlement of multi storey residential buildings Abstract：Through the overseas Chinese town project in Tianjin 18th floor 24, building settlement observation data processing, the settlement characteristic value, the development of settlement rate were calculated, and draw the 18-24, building load and each layer average settlement amount relation curve and 18-24, floor load and layered settlement velocity relation curve. And through the statistical analysis, analysis the tilt of the buildings, summarizes the deformation characteristics of the multi-storey residential building and developing regularity of settlement, for building and ensure the normal use and safety, and after the investigation, design and construction provides reliable data and the corresponding parameters of the settlement, for in building structure and the foundation of rational design of the accumulation of information.Keywords：Multi-storey residential、Settlement characteristic value、ettlement rate、Settlement safety目 录1 绪论- 1 -1.1课题介绍- 1 -1.3国内研究现状- 1 -2 观测内容及测量要求- 3 -2.1沉降观测观测方法- 3 -2.2相关规范规定- 3 -2.4注意事项- 5 -2.5 本次论文内容如下：- 5 -2.6 本次论文成果如下：- 5 -3 建筑物沉降安全性分析- 6 -3.1 天津华侨城地产项目C地块18#楼监测成果安全性分析- 6 -3.2 天津华侨城地产项目C地块19#楼监测成果安全性分析- 12 -3.3 天津华侨城地产项目C地块20#楼监测成果安全性分析- 17 -3.4 天津华侨城地产项目C地块21#楼监测成果安全性分析- 22 -3.5 天津华侨城地产项目C地块22#楼监测成果安全性分析- 27 -3.6 天津华侨城地产项目C地块23#楼监测成果安全性分析- 32 -3.7 天津华侨城地产项目C地块24#楼监测成果安全性分析- 37 -3.8结论：- 42 -4 沉降特性及变形规律分析- 43 -4.1建筑物荷载与平均沉降量关系分析- 43 -4.2.建筑物荷载与平均沉降速率关系分析- 44 -结 论- 46 -致 谢- 49 -1 绪论1.1课题介绍本课题以建成的天津华侨城工程进行的建筑物沉降变形监测资料为依据，对多层住宅楼沉降观测成果整理、分析并对沉降特征值计算，绘制荷载-平均沉降量关系曲线图并且利用EXCEL拟合出回归公式，并依据以上成果总结多层住宅施工期间沉降安全性。为今后多层住宅的设计与施工提供一定的可行性的参考与借鉴。1.2课题研究的目的与意义随着社会的不断进步，物质文明大幅改善，建筑设计和施工技术水平成熟，另外，解决土地资源的减少和人口增长的矛盾日益突出，多层建筑的增加，保证建筑物的正常生活和建筑物的安全和施工过程中的安全性，并且将来的勘探和设计可靠性高的数据提供相应的参数，沉降和建筑物的沉降观测的必要性和重要性比较明显。本项目是根据天津市华侨城项目的监测资料进行分析，总结出多层住宅建筑的沉降规律。为更科学的工程设计提供准确的信息，提高设计质量。1.3国内研究现状随着改革开放的对外开放，发展经济，我国正处于城市化、快速发展的阶段，对于多层住宅的需求也越来越多，在多层住宅建设中的安全问题尤为重要，随着多层住宅的增多，对沉降监测的日益加剧。赵海卫,王芹,刘照永,尚学云1在基于ArcGIS的建筑物沉降观测数据分析及三维模拟中提出为了保证建(构)筑物的正常使用寿命和建(构)筑物的安全性,并为以后的勘察设计施工提供可靠的资料及相应的沉降参数,有必要对多层建筑物实施沉降观测，监测在施工、 运营、管理期间的变形情况，分析变形原因，预报未来变形，预防工程事故，监督施工质量，保证安全生产，以避免因沉降原因造成建筑物主体结构的破坏或产生影响结构使用功能的裂缝，造成巨大的经济损失。 黄育华，倪宏宇2在建筑沉降观测数据处理指出：沉降观测的数据变化往往非常小，相邻序列观测数据的变化可能会接近甚至小于观测仪器的分辨率，由于影响观测的外界因素很多而且难于控制，在观测数据有限的情况下很难构造合适的数学模型，有些数学模型对有限的观测数据符合很好，但是当数据量持续增加时会得出错误的预测信息。李振英3对多层住宅沉降规津研究中指出建筑物实测沉降是建筑物竖向变形已经发生 的客观变化,是工程最实际的反映,在分析了众多建筑物沉降测量资料后,发现建筑物沉降量具有随时间而呈一定程度增长的规律总的变化规律是初始沉降速率较快,随后逐渐变快,并趋于某一极限值,这可以用曲线方程来描述,一般是用双曲线方程或指数方程来拟合,并用以推算建筑物的总沉降量和沉降过程时间，为取得多层住宅合理的总沉降量估算值,关键在选取合适的计算模型和确定合理的计算起始点。王鹏翔4在研究建筑物的沉降观测时指出,在建筑安装过程中和投入使用后，对建筑物进行连续地沉降观测，是一项很重要的工作，如高层建筑、高大构筑物等都必须进行严格的沉降观测，只有重视建筑物的沉降观测才可以全面而准确地掌握建筑场地的土质情况，及时发现异常沉降并适时作出处理，还可为日后的勘察设计和施工提供可靠资料及相关数据。2 观测内容及测量要求2.1沉降观测观测方法监测方法：监测方法主要是利用不动点来监控变化的沉降点，本工程在远离工地路边一共布置了三个固定点，三个点构成一个基准网，并定期监测基准网的稳定性，从多次检测的结果表明，基准网是稳定的；监测仪器：仪器采用NA2精密水准仪及相应的銦钢尺；观测要求：沉降观测的自始至终要遵循“五定”原则，所谓“五定”，即通常所说的沉降观测依据的基准点、工作基点和被观测物上的沉降观测点，点位要稳定；所用仪器、设备要稳定；观测人员要稳定；观测时的环境条件基本一致；观测路线、镜位、程序和方法要固定，以上措施在客观上尽量减少观测误差的不定性，使所测的结果具有统一的趋向性，保证各次复测结果与首次观测的结果可比性更一致，使所观测的沉降量更真实； 仪器、设备的操作方法与观测程序要熟悉、正确，在首次观测前要对所用仪器的各项指标进行检测校正，必要时经计量单位予以鉴定，连续使用 36 个月重新对所用仪器、设备进行检校，在观测过程中，操作人员要相互配合，工作协调一致，做到步步有校核；根据建筑物的特性和建设、设计单位的要求选择沉降观测精度的等级，再未有特殊要求情况下，一般性的多层建构筑物施工过程中，采用二等水准测量的观测方法就能满足沉降观测的要求，原始数据要真实可靠，记录计算要符合施工测量规范的要求，依据正确，严谨有序，步步校核，结果有效的原则进行成果整理及计算5。2.2相关规范规定1.精度要求： 变形监测的主要技术要求见表(变形监测的主要技术要求)7-8：等级相邻基准点高差中误差/mm每站高差中误差/mm往返较差,附合或线形闭合差/mm检测已测高差较差/mm一等0.30.07 0.150.2二等0.50.150.300.4三等1.00.300.600.8四等2.00.701.402.0注:表中n为测站数,对于该工程项目在实际的测量过程中,在闭合差限差上易采用上公式值的一半来要求。沉降观测的国家建设标准、验收规范规定：沉降观测点的施测精度及观测应严格按国家建设标准、验收规范规定进行。二级基准点（未包括在水准线路上的观测点），应以所选定的测站高差中误差作为精度要求施测。各项观测指标要求简述如下：(1)往返较差、附和或环线闭合差：ha-b，表示测站数。(或h a-b1.0，L表示观测路线距离)(2)前后视距：30m(3)前后视距差：1.0m(4)前后视距累积差3.0m  (5)沉降观测点相对于后视点的高差容差：1.0mm(6)水准仪的精度不低于N2级别2.3观测周期 百日观测平均值后继观测周期大于0.3mm/d 半个月 0.10.3mm/d 1个月0.050.1mm/d 3个月0.020.05mm/d 6个月0.010.02mm/d 12个月2.4注意事项（1）严格按测量规范的要求施测；（2）前后视观测最好用同一水平尺；（3）各次观测必须按照固定的观测路线进行；（4）观测时要避免阳光直射，且各观测环境基本一致；（5）成像清晰、稳定时再读数；（6）随时观测 ，随时检核计算，观测时要气呵成；（7）在雨季前后要联测 ，检查水准点的标高是否有变动；（8）将各次所观测沉降情况及时反馈有关部门，当建筑物每天（24h）连续沉降量超过 1mm 时应停止施工，会同有关部门采取应急措施6。2.5 本次论文内容如下：1、多层住宅楼沉降量观测方法及观测周期2、多层住宅楼沉降变形的注意事项，沉降观测的基本要求。3、多层住宅楼沉降观测成果整理及特征值计算。4、多层住宅楼沉降安全性分析。2.6 本次论文成果如下：1、沉降观测成果表，沉降特征值计算表及安全性分析 2、荷载-平均沉降量相关关系曲线图及回归公式3、荷载-平均沉降速率相关关系曲线图及回归公式4、总结多层住宅沉降特性及规律；3 建筑物沉降安全性分析3.1 天津华侨城地产项目C地块18#楼监测成果安全性分析3.1.1 18#楼沉降观测点布置图图3.1 18#楼沉降观测点布置图3.1.2 18#楼各次沉降观测累计沉降量、沉降速率汇总表3.1 18#楼沉降特征值计算表天津华侨城地产项目C地块18#楼沉降观测第1次2011.06.04 第2次2011.06.27点号本次沉降mm累计沉降mm点号本次沉降mm累计沉降mm10.00.011.51.520.00.021.71.730.00.031.51.540.00.041.61.650.00.051.81.860.00.061.41.470.00.071.61.680.00.081.31.390.00.091.71.7100.00.0101.41.4110.00.0111.51.5120.00.0121.71.7130.00.0131.31.3140.00.0141.61.6最大Smax（mm）最大Smax（mm）1.81.8最小Smin（mm）最小Smin（mm）1.31.3平均Sm（mm）平均Sm（mm）1.551.55速率V（mm/d）速率V（mm/d）0.0670.067间隔天数d间隔天数d2323第3次2011.07.05第4次2011.07.13 点号本次沉降mm累计沉降mm点号本次沉降mm累计沉降mm10.62.110.52.620.92.620.83.430.82.330.62.940.82.440.73.1512.850.43.260.51.960.82.770.82.470.52.980.61.980.82.790.72.490.73.11012.4100.73.1110.62.1110.62.7120.82.5120.42.9130.61.9130.62.5140.72.3140.83.1最大Smax（mm）12.8最大Smax（mm）0.83.4最小Smin（mm）0.61.9最小Smin（mm）0.42.5平均Sm（mm）0.742.28平均Sm（mm）0.6352.921速率V（mm/d）0.0920.073速率V（mm/d）0.0790.0748间隔天数d831间隔天数d839第5次2011.07.20 第6次2011.07.28 点号本次沉降mm累计沉降mm点号本次沉降mm累计沉降mm10.32.910.73.620.74.1215.130.53.430.94.340.63.7414.750.53.751.14.860.73.460.74.170.53.470.94.380.83.580.64.190.63.7914.7100.53.6100.84.4110.73.4110.84.2120.73.6120.74.3130.63.1130.63.7140.83.9140.94.8最大Smax（mm）0.84.1最大Smax（mm）1.15.1最小Smin（mm）0.32.9最小Smin（mm）0.63.6平均Sm（mm）0.6073.528平均Sm（mm）0.8354.364速率V（mm/d）0.0860.076速率V（mm/d）0.1040.08间隔天数d746间隔天数d854第7次2012.07.02点号本次沉降mm累计沉降mm12.96.523.28.333.47.742.87.552.67.462.46.572.66.982.56.692.87.5102.97.3113.27.4122.66.9132.15.8142.47.2最大Smax（mm）3.48.3最小Smin（mm）2.15.8平均Sm（mm）2.7427.107速率V（mm/d）0.0080.018间隔天数d3393933.1.3建筑物的变形分析（1）建筑物的累积沉降天津华侨城房地产项目 C座18楼，共14分。从第十八层观察数据来看，项目平均累积沉降量为7.1毫米，总沉降量相对较小，沉降情况良好，不超过150毫米的上限，天津市质量监督站规定，竣工是一个正常的沉降，不均匀沉降最大为1点和2点，不均匀沉降1.8毫米。（2）累计结算及累计结算的最高点天津华侨城房地产项目C地块18 #地面累积沉降2点的最高点，对地图的布局具体沉降点，8.3毫米的累积沉降。累计沉降最小点为13点，具体沉降的沉降点布置图，累计沉降量为5.8毫米。（3）沉积速率天津华侨城房地产项目C地块18 #楼布局14点观察7次。由于最后的观察，2点的累计沉降量最大，且2点的沉降曲线基本上反映了建筑物的整体沉降。天津华侨城房地产项目C地块18 #地面沉降速率可分为两个阶段。一期从2011年6月4日到2011年7月28日，累计净沉降5.1毫米，沉降速率为0.125毫米/天。从2011年7月28日到2012年7月2日，累计净沉降3.2毫米，沉降率为0.009毫米/天。可以知道，最大沉降速率为A阶段，最小为B阶段。总之，从2011年6月4日到2012年7月2日，我单位天津华侨城房地产项目C地块18 #建筑共7次，均匀的整体沉降，属于正常的结算。天津华侨城18 #楼面布置14个观测点进行观测的7倍。2点的沉降曲线基本上是由于在最后一个观测点积累的2点最大沉降而引起的建筑物整体沉降的反映。因此以2号点为代表绘制其累计沉降量的曲线图：（4）倾斜值计算：楼号点号沉降差距离倾斜值18局部倾斜131.2120000.0001641120000.00012横向倾斜1310.7100000.00007860.4100000.00004由表中数据显示的局部最大值倾斜第18号楼0.00012，0.00007最大横倾角值，按照规定的建筑地基基础设计规范（GBJ7-89），多层建筑地基变形的局部倾斜允许值为0.002，横向倾斜允许值的0.004、第18楼倾斜值均小于该建筑地基基础设计规范的规定（GBJ7-89）最大允许变形，变形是一种正常的结算。3.2 天津华侨城地产项目C地块19#楼监测成果安全性分析3.2.1 19#楼沉降观测点布置图图3.2 19#楼沉降观测点布置图3.2.2 19#楼各次沉降观测累计沉降量、沉降速率汇总表3.2 19#楼沉降特征值计算表天津华侨城地产项目C地块19#楼沉降观测第1次2011.05.13 第2次2011.05.20 点号本次沉降mm累计沉降mm点号本次沉降mm累计沉降mm10.00.010.70.720.00.021130.00.031.21.240.00.040.60.650.00.050.80.860.00.060.70.770.00.071180.00.080.90.990.00.090.80.8100.00.01011最大Smax（mm）最大Smax（mm）1.21.2最小Smin（mm）最小Smin（mm）0.60.6平均Sm（mm）平均Sm（mm）0.870.87速率V（mm/d）速率V（mm/d）0.1240.124间隔天数d间隔天数d77第3次2011.05.27第4次2011.06.04点号本次沉降mm累计沉降mm点号本次沉降mm累计沉降mm10.81.510.82.321.22.221.43.631.32.531.33.840.91.5412.5511.851.2360.81.560.92.471.22.271.33.581.32.281.33.5911.891.12.9101.12.1101.23.3最大Smax（mm）1.32.5最大Smax（mm）1.43.8最小Smin（mm）0.81.5最小Smin（mm）0.82.3平均Sm（mm）1.061.93平均Sm（mm）1.153.08速率V（mm/d）0.1510.138速率V（mm/d）0.1640.147间隔天数d714间隔天数d721第5次2011.06.15第6次2011.07.28 点号本次沉降mm累计沉降mm点号本次沉降mm累计沉降mm10.62.910.53.420.84.420.75.130.84.630.85.440.5340.43.450.73.750.64.360.6360.43.470.84.370.7580.74.280.64.890.43.390.53.8100.84.1100.74.8最大Smax（mm）0.84.6最大Smax（mm）0.85.4最小Smin（mm）0.42.9最小Smin（mm）0.43.4平均Sm（mm）0.673.75平均Sm（mm）0.594.34速率V（mm/d）0.06010.117速率V（mm/d）0.01370.057间隔天数d1132间隔天数d4375第7次2011.10.17第8次2012.01.02 点号本次沉降mm累计沉降mm点号本次沉降mm累计沉降mm10.6411.35.320.9621.57.5316.431.47.840.84.241.15.350.64.951.66.560.94.361.55.870.75.771.57.280.65.481.46.890.84.691.66.2100.65.4101.26.6最大Smax（mm）16.4最大Smax（mm1.67.8最小Smin（mm）0.64最小Smin（mm）1.15.3平均Sm（mm）0.755.09平均Sm（mm）1.416.5速率V（mm/d）0.0150.04速率V（mm/d）0.01830.032间隔天数d50125间隔天数d772023.2.3建筑物的变形分析（1）建筑物的累积沉降天津华侨城房地产项目# C座19楼，共10分。从第十九层观察数据来看，项目平均累积沉降量为6.5毫米，总沉降量相对较小，沉降情况良好，不超过150毫米的上限，到天津市质量监督站规定，装修是一种正常的沉降，不均匀沉降是4号和3号点和不均匀沉降的2.5毫米。（2）累计结算及累计结算的最高点天津华侨城房地产项目C地块19 #地面累计沉降量最大的点对点的3，显示了特定的沉降观测点布置图，7.8毫米的累积沉降；累积沉降的最低点4，显示具体的解决场地布置图，累积沉降5.3毫米。（3）沉积速率天津华侨城房地产项目C地块19 #楼布局10点观察8次。由于最后的观察，3点的累计沉降量最大，且3点的沉降曲线基本上反映了建筑物的整体沉降。天津华侨城房地产项目C地块19 #地面沉降速率可分为两个阶段。一期从2011年5月13日到2011年6月27日，累计净沉降5.1毫米，沉降速率为0.146毫米/天。从2011年6月27日到2012年1月2日，累计净沉降2.7毫米，沉降率为0.014毫米/天。可以知道，最大沉降速率为A阶段，最小为B阶段。总之，从2011年5月13日到2012年1月2日，我单位天津华侨城房地产项目C地块19 #建筑共8次，均匀的整体沉降，属于正常的结算。天津华侨城19 #楼面布置10个观测点进行观测的8倍。3点的沉降曲线基本上是由于在最后一个观测点积累的3点最大沉降而引起的建筑物整体沉降的反映。因此以3号点为代表绘制其累计沉降量的曲线图：（4）倾斜值计算：楼号点号沉降差距离倾斜值19局部倾斜140120000690.4120000.00003横向倾斜1090.4100000.00004560.7100000.00007由表中数据显示的局部最大值倾斜第19层为0.00003，0.00007的最大横倾角值，按照规定的建筑地基基础设计规范（GBJ7-89），多层建筑地基变形的局部倾斜允许值为0.002，横向倾斜允许值的0.004、19楼倾斜值均小于该建筑地基基础设计规范的规定（GBJ7-89）最大允许变形，变形是一种正常的结算。3.3 天津华侨城地产项目C地块20#楼监测成果安全性分析3.3.1 20#楼沉降观测点布置图图3.3 20#楼沉降观测点布置图3.3.2天津华侨城地产项目C地块20#楼沉降观测点布置图表3.3 20#楼沉降特征值计算表天津华侨城地产项目C地块20#楼沉降观测第1次2011.05.13 第2次2011.05.20 点号本次沉降mm累计沉降mm点号本次沉降mm累计沉降mm10.00.010.80.720.00.021130.00.030.91.240.00.040.60.650.00.050.90.860.00.060.70.770.00.071.1180.00.080.90.990.00.090.80.8100.00.01011最大Smax（mm）最大Smax（mm）1.11.2最小Smin（mm）最小Smin（mm）0.60.6平均Sm（mm）平均Sm（mm）0.870.87速率V（mm/d）速率V（mm/d）0.1240.124间隔天数d间隔天数d77第3次2011.05.27第4次2011.06.04点号本次沉降mm累计沉降mm点号本次沉降mm累计沉降mm10.81.610.92.521.12.121.23.331.22.131.23.340.91.5412.551.1251.33.360.91.661.12.771.22.371.33.681.22.181.43.590.91.791.12.8101.12.1101.33.4最大Smax（mm）1.22.3最大Smax（mm）1.43.6最小Smin（mm）0.81.5最小Smin（mm）0.92.5平均Sm（mm）1.041.91平均Sm（mm）1.183.09速率V（mm/d）0.1490.136速率V（mm/d）0.1480.140间隔天数d714间隔天数d822第5次2011.06.15第6次2011.06.27点号本次沉降mm累计沉降mm点号本次沉降mm累计沉降mm10.73.210.63.820.94.2215.230.84.130.84.940.63.140.63.750.7450.84.860.73.460.74.1714.670.95.580.74.2815.290.63.490.74.1100.84.2100.85最大Smax（mm）14.6最大Smax（mm）15.5最小Smin（mm）0.63.1最小Smin（mm）0.63.7平均Sm（mm）0.753.84平均Sm（mm）0.794.63速率V（mm/d）0.0960.116速率V（mm/d）0.0660.103间隔天数d1133间隔天数d1245第7次2011.10.17 第8次2012.01.02 点号本次沉降mm累计沉降mm点号本次沉降mm累计沉降mm10.74.511.35.820.96.121.57.630.85.731.57.240.94.641.25.850.55.351.66.960.84.961.46.370.66.171.27.380.75.981.27.190.9591.36.3100.85.8101.47.2最大Smax（mm）0.96.1最大Smax（mm1.67.6最小Smin（mm）0.54.5最小Smin（mm）1.25.8平均Sm（mm）0.765.39平均Sm（mm）1.366.75速率V（mm/d）0.0070.035速率V（mm/d）0.0180.029间隔天数d109154间隔天数d772313.3.3建筑物的变形分析1）建筑物的累积沉降天津华侨城房地产项目# C座20楼，共10分。从建设20个观测数据来看，项目平均累积沉降量为6.8毫米，总沉降量相对较小，沉降量良好，不超过150毫米的上限，到天津市质量监督站规定，装修是一个正常的沉降，不均匀沉降最大为1点和2点，不均匀沉降1.8毫米。（2）累计结算及累计结算的最高点天津华侨城房地产项目C地块20 #地面累计沉降量最大的点对点的2，显示了特定的沉降观测点布置图，7.6毫米的累积沉降量、累计沉降量最小为4，显示了特定的聚落遗址布置图，累计沉降量为5.8毫米。（3）沉积速率天津华侨城房地产项目C地块20 #楼布局10点观察8次。由于最后的观察，2点的累计沉降量最大，且2点的沉降曲线基本上反映了建筑物的整体沉降。天津华侨城房地产项目C地块20 #地面沉降速率可分为两个阶段。一期从2011年5月13日到2011年6月27日，累计净沉降5.2毫米，沉降速率为0.148毫米/天。从2011年6月27日到2012年1月2日，累计净沉降2.4毫米，沉降率为0.013毫米/天。可以知道，最大沉降速率为A阶段，最小为B阶段。总之，从2011年5月13日到2012年1月2日，我单位天津华侨城房地产项目C地块20 #建筑共8次，均匀的整体沉降，属于正常的结算。天津华侨城20 #楼面布置10个观测点进行观测的8倍。2点的沉降曲线基本上是由于在最后一个观测点积累的2点最大沉降而引起的建筑物整体沉降的反映。因此以2号点为代表绘制其累计沉降量的曲线图：（4）倾斜值计算：楼号点号沉降差距离倾斜值20局部倾斜14012000