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年底開始動(dòng)工興建,建至四層高時(shí)開始發(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㎜??梢娫摌堑钠骄两盗恳堰_(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㎜。可見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)成果見表2,由表2可見,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㎜??梢娫摌堑膬A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。