高层住宅楼的沉降监测与分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

文献综述

本课题主要讨论的是高层住宅楼的沉降监测与分析，通过相关资料的阅读，现将资料做如下总结：

一、建筑物的沉降原因、特征与规律：

随着工业与民用建筑业的发展，各种复杂而大型的工程建筑物日益增多，工程建筑物的兴建，改变了地面原有的状态，并且对于建筑物的地基施加了一定的压力，这就必然会引起地基及周围地层的变形。为了保证建筑物的正常使用寿命和建筑物的安全性，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，建筑物沉降监测的必要性和重要性愈加明显。

建筑物的沉降原因从其来源主要有建筑物本身和自然条件及其变化内外两方面的原因。其内部原因就是建筑物本身自重、所受荷载及结构型式等；而其外部原因则包括建筑物所附属地基的工程地质条件、水文地质条件和周边建筑环境的复杂影响等。此外，由于勘测、设计、施工以及运营管理等方面工作做的不合理还会引起建筑物产生额外的变形。建筑沉降的类型可以分为静态沉降和动态沉降。静态沉降是在恒载作用下某一期间内的沉降对时间的函数，它是一种时效变形，其变化是单行下滑的趋势；动态沉降是在外力影响下产生的沉降，是以外力为函数来表示动态系统对时间的变化，所观测的是建筑物在某个荷载作用下的瞬时沉降。从沉降机理上分析，瞬时沉降是在加载后瞬时发生的，对于饱和粘性土而言，在短时间内孔隙水来不及排出，沉降是在没有体积变形下发生的侧向挤出，是形状变形，在实际二、三维的变形状态下，其大小不可忽略。因此，处于瞬时沉降下的地基可以近似看成弹性体，从而施工时在活载作用下这种沉降随时问的变化是非平稳的，上下有微小波动或呈阶梯状；更重要的是在实测过程中，由于各种误差的影响也会产生这种现象。

沉降时程曲线的特征是在沉降期间略有波动的情况下总体呈单行下滑的趋势，其沉降规律大致是缓慢一活跃一缓慢稳定的一个发展过程。

二、沉降观测的任务：

1.高层住宅楼施工开挖过程中需大量抽水，以降低地下水位，这将影响到实验楼的稳定，可能造成实验楼基础下沉和楼体变形，为此，在高层住宅楼施工期间，特别是从施工降水开始，对邻近建筑物实验楼进行精密沉降监测；

2.在施工中，从0开始，对新建的高层住宅楼进行精密沉降监测，掌握其施工期间楼体本身的沉降变形情况，为其安全施工和营业提供监测资料。

三、沉降监测的方法：

在对沉降观测法监测高层建筑物变形进行分析之前，要对高层建筑物变形产生的原因进行探究，只有这样才能根据原因采取监测的措施。

3.1合理布置水准基点和沉降观测点

3.1.1水准基点的布置

水准基点是垂直位移观测的基准，因此，水准基点应设在建筑物变形影响范围之外，距变形观测点20～100m之间，保证稳固不变，并永久保存，不受施工影响的安全地点。可按二、三等水准点标规格埋设标石，也可设在稳固的建筑物或基岩上，为了对水准基点进行校核一般点数不少于3个。

3.1.2沉降观测点的布置

观测点布设在变形体上，并能正确反映其变形有代表性的特征点。点的位置和数量应根据地质情况、支护结构形式、基坑周边环境和建（构）筑物荷载情况而定。高层建筑物应沿其周围每隔10～20m设置一点。

3.1.3标志的选用及安置

除了沉降观测点数量、位置、形式的确定外，其标志选用也是一个重要内容，观测点的标志一般用圆钢φ20～25mm，角钢φ3030mm制成，为了不影响建筑物外表的美观，并起装饰作用时，可用有色金属制成，而且观测标志应在建筑物施工的同时安在建筑物的基础上墙上或地下室、的适当位置为便于立尺观测，观测标志应离开墙面和地面一定距离，标志埋入墙体内的尺寸应大于外露尺寸的三倍。

表1沉降观测精度要求及观测方法

3.1.4观测的要求

观测时，应在成像清晰、稳定的时间内进行，同时应尽量不转站，视线长度应小于50m。前、后视距离应保持相等。为了提高精度，采取固定人员、固定仪器和固定施测路线的三固定方法。沉降观测的周期，应根据建（构）筑物的特征、观测精度等因素综合考虑。高层建筑主体结构施工时，每1～2层楼面结构浇筑完毕就须观测一次（或者得在加载达到一定的数目就须观测一次），在施工完成后一年内每季观测一次，在竣工后的第二年内分旱雨两季各观测一次至沉降稳定为止。

3.2沉降观测结果处理

观测工作结束后，应及时检查和整理外业观测手薄，确认无误后再进行内业计算。内业计算位移量的数值取位，如依照一、二等水准测量的要求施测则取到0.10mm；如依照三、四等水位准测量的要求施测则取到。内业数据处理的方法有经典法严密平差和采用自由网平差时的统计检验方法，以及经典法和统计检验相结合的方法。最后的计算结果应符合表1的要求。第一次观测后，经过计算，就对各个沉降观测点赋予了一个起始值（相当于一个基准），在以后每次观测结束后，都可以根据基准点高程算出各观测点高程，然后分别计算各观测点相邻两次观测的沉降量（本次观测高程减去上次观测高程）和累积沉降量（本次观测高程减去第一次观测的起始值）并将计算结果记录到沉降量观测记录表中。表中应该包括观测次数、观测时间、高程、本次下沉、累计下沉、高程、施工进度、荷载等必要信息。

为了更形象地表示沉降、荷重、时间之间的关系，可绘制荷重、时间、沉降量关系曲线图，时间沉降量关系曲线是以纵轴为沉降量，横轴为时间t，根据每次观测日期和相应的沉降量按比例画出各点位，然后连接各点，构成沉降曲线图。

四、小结

沉降观测就是根据水准基点定期进行水准测量，测量出建筑物上观测点的高程，从而计算其下沉量。对于高层建筑的沉降观测，通常采用精密水准仪，按国家二等水准测量的要求进行施测，将各观测点布设成闭合或附合水准路线联测到水准基点上。

对于高层建筑物，应做永久性基准点，这对于建筑物今后长期观测的可靠性非常重要，一般要做3个一、二等水准点和3个工作水准点。

五、参考文献

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2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

2.1主要研究的问题

通过对高层建筑的沉降变形监测，从建筑物的沉降程度进行分析，对其稳定性、安全性做出判断，以便采取措施，防止事故发生，这是一项长期、细致的基础性工作，必须引起高度重视。在分析观测数据时，应充分利用数据成果表和沉降量曲线图，挖掘数据的规律性，结合相关规范要求，作出合理、准确的评估报告，为进一步采取措施做准备。实例里同时对建筑物及其地面进行监测，以便在对沉降数据进行处理分析时，具有参照性和对比性，通过对比分析得出所监测建筑物正渐趋于稳定，今后继续按一定观测周期对此建筑物进行监测，直至此建筑物稳定、不存在安全隐患为止。

2.2拟采用的研究手段