1、 1 . . 山东农业大学 毕 业 论 文 题目： 高层建筑物变形观测设计及预 院 部 信息科学与工程学院 专业班级 测绘工程 2 班 届 次 2016 届 学生姓名 张硕 学 号 20124951 指导教师 王有良 副教授 二 一六年 六月四日 装 订 线 . . 2 高层建建筑物变形观测设计及预测 High-rise Building Design and Duilding Deformation Observation 专业 Speciality 测绘工程 Geomatics Engineering 学生 Undergraduate 张硕 ZhangShuo 指导教师 Superviso
2、r 王有良 WangYouliang 山东农业大学 二一 六 年 六 月 Shandong Agricultural University June, 2016 3 目 录 1 引 言 . 1 1.1 变形观测的目的 . 1 1.2 A 小区 A-9 概况 . 2 2 A 变形观测设计 . 7 2.1 作业依据 . 7 2.2 变形观测 . 7 3 沉 降 分 析 . 11 3.1 水准测量各项目计算 . 11 3.2 变形量计算 . 11 4 结 论 . 19 4.1 设计与分析过程 . 19 4.2 结 论 . 20 4.3 几点建议 . 20 参考文献： . 22 附录 . 24 4 C
3、ontents 1 Introduction. . 错误 !未定义书签。 1.1 The Purpose of Deformation Observation .1 1.2 General Situation of A-9 .2 2 Design of Deformation Observation .7 2.1 Working Foundation.7 2.2 Deformation Observation .7 3 Settlement Analysis . 错误 !未定义书签。 3.1 Project Calculation of Leveling. 错误 !未定义书签。 3.2 The
4、 Deformation Calculation . 错误 !未定义书签。 4 Conclusion. 错误 !未定义书签。 4.1 Process of Design and Analysis .19 4.2 Conclusion.20 4.3 A Few Pieces of Advice .20 Reference： .21 The Appendix . 错误 !未定义书签。 5 高层建筑物变形观测设计及预测 2012 级测绘工程 张硕 指导教师 王有良 【摘要】 建筑物变形监测是为了监测工程建筑物本身及施工周围环境等变形体在施工期和运营期的变形情况而进行的一系列长期性、重复性的测量工作。
5、监测工作的关键在于通过在变形体的重要位置设置监测点并对其进行周期性的观测来获取变形体的变形信息，将提取出的变形资料进行检核和处理，按照一定的数学模型对变形监测数据进行分析和处理并对变形体的变形趋势进行合理的预测，为施工决策提供一定的依据以保障工程施工及后期运营的安全。虽然近些年发展起来的 GPS（全球定位系统）作为一种革命性变化的现代空间定位技术，在许多精度级别高、实时性要求强的监测 领域取代了常规地面测量方法，但由于施工环境、工程大小、监测经费等方面的原因，传统的常规地面测量方法仍然是目前人类对工程建筑物施工安全进行变形监测工的主要手段。 【关键词】 ： 高层建筑物；变形；观测； 研究 。
6、High-rise Building Design and Duilding Deformation Observation ZhangShuo WangYouliang 【 Abstract】 In this paper KuiXing estates of yanzhou 16 storey height residential this high-rise buildings as example, the paper introduces how to high-rise buildings settlement observation technology design, throu
7、gh the complete settlement observation data, use geometrical analysis method, illustrates the high-rise buildings settlement and deformation, puts forward the main cause in construction process continuously revised how for future settlement, provide a feasible method for forecast. 【 Key words】 : Hig
8、h-rise Buildings;Settlement Quantity;Settlement;Cause Analysis. 山东农业大学学士学位论文 1 1 引 言 随着三十多年改革开放政策的不断深入，我国的国民经济有了突飞猛进的发展，一座座现代化建筑在中华大地上拔地而起。为了寻求更好的发展机会，越来越多的年轻人选择到大中城市去实现自己的理想，导致城市的规模不断地扩大的同时，人地需求矛盾也变得越来越突出。为了缓解这一突出矛盾，城市发展的方向慢慢向空间转变，向空间要地已经成为一种趋势，比较明显的现象就是越来越多城市建筑物的高度记录被不断的刷新。如迪拜的哈利法塔，有 160 层，总高度达 82
9、8 米，比台北 101 大厦足足高了有 320 米；在大陆地区的上海，金茂大厦以 420.5 米的高度占据大陆高楼第一的宝座还没多长时间，就被同处于陆家嘴的上海环球金融中心以 492 米的高度给夺去了宝座。伴随着国民经济高速发展的另一个现象是，特大型重点工程不断地开建和扩建，随着 2001 年 7 月 13 日北京申奥的成功，国家体育馆、国家游泳中心 等一些主体育场也开始了设计、施工工作。对于 济南市，也在这些年间快速的发展，同时越来越多的商用或民用建筑物不断的创造着奇迹，例如 2007 年 12 月 7 日开工的济南恒隆广场，该项目长约 780 米、宽约 230 米，北至泉城路，南到黑虎泉西
10、路，东临天地置业，西接榜棚街，建筑面积达 28 万平方米，总投资近五十亿人民币，是一个投资巨大的商业恐龙级项目。因此，对于这些高层建筑物在施工和运营期间的安全问题应该受到相关部门和全社会更多的重视。而建筑物变形观测工作可以为其施工及安全问题提供最直接、最有价值的监测数据和信息，同时为工程建筑物的设计、施工和安全运营维护提供相关依据。 变形是自然界非常常见的一种现象，当各种来自自身或外界的荷载作用于变形体，使其外观形状、大小及空间位置在时间域或空间域中发生的一系列变化都可以称作变形 。变形体的变形大小在一定的范围内时被认为是正常的，也是可以接受的，但如果超过了正常值，则很有可能会引发灾难。变形监
11、测则是对预先设置在变形体上的观测点根据发展变化情况进行反复的、周期性的观测活动，通过对监测数据的分析和处理得到各观测点在每次观测时相对于第一期观测时的点位或高程的变化量。变形监测工作是人们通过对变形现象进行一系列的分析工作从而获得相关学科知识、检验理论并反过来造福人类的必要手段。 1.1 变形 观测的目的 为了掌握建筑物、构筑物在修建中和竣工后的变形情况，正确指导施工，保证工程质量，检验工 程设计的正确性和利于建筑物、构筑物的安全使用，对指定建筑物、构筑物进行变形观测非常必要。 变形 观测是最主要的变形观测内容。 变形 观测作业简单、精度高，它不山东农业大学学士学位论文 2 仅能提供 变形 量
12、，还可以推算建筑物的倾斜以及水平构件的挠度等。 变形 观测的主要方法是精密水准测量。 工程建筑物从施工开始到竣工，以及建成运营后很长一段时间， 变形 是不可避免的。如果 变形 在一定的限度之内属正常现象，但一旦超过某一限度，就会危及建筑物的安全。因此，在建筑物的施工和运营期间，都必须对建筑物进行 变形 观测，以便及时掌握 变形 情况，发现问题，采取措施，保证建筑物从施工开始到运营期间均安全有效。 变形 观测点依据以下原则布设：（ 1）参照设计图纸；（ 2）建筑物的四角及大转角处及沿外墙每 10 15m 处 ；（ 3）高低层建筑物、纵横墙的交接处两侧；（ 4）建筑物 变形 缝两侧、基础埋深相差悬
13、殊处。根据以上原则并结合本工程的特点，共在上布置 8 个 变形 观测点，具体点位详见 变形 观测点平面布置图。 1.2 A 小区 A-9 概况 1.2.1 地理位置 本工程为市 A 安置一期 A-9（ 4）住宅楼工程，建设地点位于市城区九洲 大道以南，东桥路东侧，共青团路西侧。建设单位为市城区拆迁改造安置小区建设办公室，设计单位为市建筑设计院，施工单位为山东永胜建设集团有限公司。 本工程总建筑面积 8328.40 平方米。该建筑结构概况：该工程地上 21 层，地下一层，建筑高度 60.20 米，结构类型为剪力墙结构。基础形式为钻孔灌注桩基础。 图 1.1 建筑平面示意图 山东农业大学学士学位论
14、文 3 1.2.2、土质结构 山东西南的地质结构，基底岩层形成于元古代，以轻变质岩系为主，其构造运动以上升隆起为主。该建筑的土质结构为粘土、砾石、沙等近代和现代冲积物。在工程地质理论中，粘土、砾石、砂质土质有如下特征： 砾类土的工程特征：这类土主要属于冲积成因的，其颗粒多近似圆形，一般为圆砾、卵石与漂石，充填物以上居多。这类土的颗粒粗大，空隙大，透水性强，压缩性低，内摩擦角和抗剪强度大，但当其孔隙中大量充填粉粒时，其工程性质会变差，透水性、内摩擦角、抗剪强度均会降低，压缩性增大。就承载力而言，砾类土作为建筑物的天然地基，是高层建筑物的良 性持力层。 砂类土的工程特征：这类土一般没有连结，呈单粒
15、结构，透水性强，稍密状态以上的砂土内摩擦角有较大差别，一般也是高层建筑物较理想的持力层。当土中含细粒组时其工程性质将受到影响，特别是土的渗透性，随着细粒含量的增加而明显变小。 一般粘性土的工程特征：粘性土指 Ip 10 的土， 10 Ip 17 为粉质粘土， Ip 17 者为粘土。一般性粘土广泛分布于我国各地。粘性土中粘粒的含量一般在 15%以上，粘粒表面吸附一层结合水，不仅粘性土的可塑性与之密切相关，而且粘性土的许多工程特性如膨胀、收缩、渗透性、固结时间、触变性等 也是 结 合 水 在 起 作 用。 粘 性 土 的 渗 透性 很 低 ， 渗 透 系数 K 一般 小 于10-6cm/s。受压后
16、空隙水压力消散慢，固结时间亦长，其含水量的变化范围亦很大，当含水量从小于塑限到大于液限变化时，土可以从硬塑态向软塑态直至流态变化。 空隙比与土的应力历史有关，欠固结土较超固结土空隙比大、压缩性大，但抗剪强度低。当受外力作用扰动时，土的强度降低，压缩性增高；扰动停止后，土的部分强度又会随时间增长而恢复，承载力逐渐有所提高。这些特性，往往会引起地基的过量 变形 、边坡和坑底不稳定及降低地下水困难等工程地质问题。 土的物理性质取决于土的密度、重度、水下浮重、比重、含水量、干密度、空隙比、空隙率和饱和度。 1.2.3 变形 观测原始数据 A 小区 变形 观测布设了 8 个点，按规范要求分别位于大楼各转
17、角处，编号依次为 变形 01、 变形 02 变形 08。 A 变形 观测开始于基础浇灌完成后，于 2011 年 2 月 28 日进行第一次测量，使用的仪器为 天宝 DiNi0.3 精密水准仪及 铟钢条码 水准标尺进行 变形 观测。仪器最小分辨率为 0.01mm。 观测按二等水准测量的技术要求 ，基准点高程假设为 0 米，基准点到 变形 08 测段为往返测段， 变形 08 变形 04 变形 08 构成观测（见图 2）闭合环，平差环闭合差，推算出各点的相对高程。首次观测是在基础浇筑完山东农业大学学士学位论文 4 成但没有楼层施工荷载（主要是重力，在建筑工程地质学中通常用单位面积基础的承载力来分析
18、变形 ）情况下进行的，假定首次观测高程为基准高程，在大楼施工过程中，采取每建筑一层进行一次 变形 观测，先后观测 15 次，各点经平差后的高程具体数据见表 1.1，各 变形 点之间距离见表 1.2。 山东农业大学学士学位论文 5 表 1.1 A 变形 观测点高程表（单位： mm） 变形 01 变形02 变形 03 变形 04 变形05 变形 06 变形07 变形 08 闭合差 测站数 观测 日期 第 1次 1055.0 1036.7 1061.7 1068.3 1113.3 1092.1 1045.5 1087.8 -1.6 12 1月 5日 第 2次 1056.2 1039.9 1066.1
19、 1071.5 1119.3 1092.6 1046.0 1088.9 -2.4 12 1月 21日 第 3次 1056.7 1038.7 1063.2 1068.5 1115.9 1092.5 1046.4 1089.0 +0.2 13 1月 26日 第 4次 1057.0 1038.4 1063.9 1069.9 1114.6 1094.1 1046.6 1089.4 +1.5 13 2月 1日 第 5次 1055.6 1036.9 1062.8 1069.2 1114.4 1093.7 1045.5 1089.4 -0.6 13 3月 5日 第 6次 1055.9 1037.7 1063
20、.3 1069.1 1114.5 1093.0 1044.5 1088.8 +0.7 13 3月 19日 第 7次 1055.6 1036.8 1062.0 1068.7 1113.5 1093.7 1043.9 1088.4 -0.2 12 4月 12日 第 8次 1055.0 1037.7 1062.9 1069.5 1114.8 1093.4 1045.1 1088.9 +1.4 12 4月 22日 第 9次 1055.6 1036.3 1062.2 1069.2 1114.0 1093.7 1044.8 1087.7 +1.3 12 5月 13日 第 10次 1054.7 1037.6
21、 1062.9 1069.2 1114.5 1092.8 1044.9 1088.5 +1.4 12 5月 27日 第 11次 1054.4 1037.2 1062.7 1068.7 1113.9 1091.9 1044.5 1087.9 +1.3 12 6月 1日 第 12次 1054.1 1036.4 1062.3 1066.8 1112.1 1091.0 1043.2 1087.0 -0.6 12 6月 5日 第 13次 1053.6 1035.9 1061.9 1067.2 1112.8 1092.4 1043.7 1087.0 +2.8 12 6月 17日 第 14次 1053.3 1036.0 1061.6 1067.4 1116.5 1091.8 1040.6 1083.2 +2.2 12 7月 23日 第 15次 1060.4 1066.1 1109.4 1088.3 1038.9 +0.3 11 9月 23日 说明：表内各点每次观测高程是以基准点高程为 H 基 =0.0mm 推算的经带权平差后的高程。
