高层建筑物沉降与位移变形相关性分析

张 宽，毛家正

（西安西北有色金属测绘院有限公司，陕西西安710038）

1 概述

目前房地产项目蓬勃发展，大量的高层建筑拔地而起，各种工程建设也与之相伴。在建设过程中，为了保证安全，基本上都要求进行变形监测。但做的最多的是只进行了沉降监测，而没有进行位移量的监测，随着工程进展，建筑物到底有没有位移，沉降量到底能不能反映出位移量，如果不能，那就不能及时发现位移的发生和变化，就不能及时发现危险。

本文结合工程监测实例，对比沉降量和位移量的数据，分析了两者的相关性，建议在必要时进行同时沉降和位移监测。

2 工程概况

建大洋房小区住宅建设工程监测项目位于西安市，在已经建成的几幢楼房中间的空地上修建地下车库，明挖基坑深约8m。为确切反映楼房在静荷载和周围环境影响下的变形程度或变形趋势，及时地为工程建设方提供准确的变形资料，确保工程安全，按《建筑变形测量规范》要求对建筑物进行了长期监测。

3 基准点、变形观测点布设

经现场踏勘，本工程布设3个基准点。基准点采用砼普通水准标石，兼作高程和平面控制点，依次编号为A51～A53。

根据现场实际情况，在距基坑开挖线1～4m处能够体现基坑变形特征的位置布设4个变形监测点，基点3个。

楼房监测点布设如下：各点均布在楼角附近，沉降点设在一楼地面上1m处，在沉降点正上方的楼顶设位移观测点。一号楼设一个沉降观测点和一个位移观测点，2号、3号、4号、6号、7号楼各设了2个沉降观测点和位移观测点。

4 变形观测精度及设备

根据《规程》、《规范》的要求，为了能达到监测目的，本次沉降监测按二级沉降精度要求进行工作；位移观测按二级变形精度要求进行，主要测量精度指标见表1和表2。

根据监测精度、监测目的选用仪器及设备。本次变形监测采用仪器、设备如表3所示。

水平位移观测采用小角法观测。

表1 沉降监测精度要求

表2 位移监测精度要求

本工程采用独立高程系统，假定：A51：400.000m，作为第一个闭合环的起算点。每次观测均由专业技术人员使用同一仪器，沿相同路线观测，采用水准手簿记录观测数据。基准点按往返路线观测，观测点按闭合路线观测。野外观测结束后，利用计算机进行水准网平差计算，并整理平差结果，编制沉降观测结果汇总表。

表3 仪器设备

5 沉降观测成果及分析

监测工作伴随着工程进行，并按规定提交了阶段报告。

工程结束后，对观测数据分析，提交最终报告。为了能比较直观地了解建大车库基坑施工变形情况，现将变形观测结果汇总表中最大变形量、最小变形量、平均变形量及平均变形速率分别统计，见表4。

表4 变形监测成果分析

由表4统计及变形观测结果汇总表可见：车库基坑施工期间，各沉降监测点最大沉降量为6.21mm，最小沉降量为1.55mm，绝对沉降量不大，相邻点最大差异沉降量不大，沉降较为均匀，未出现异常沉降现象。各位移监测点最大位移量为5.8mm，最小位移量为0.5mm，绝对位移量不大，相邻点最大差异位移量不大，未出现异常位移现象。

6 沉降量与位移量的相关性

（1）相关关系是一种非确定性的关系，相关系数是研究变量之间线性相关程度的量。相关系数是描述2个测量值变量之间的离散程度的指标。用于判断2个测量值变量的变化是否相关，即，一个变量的较大值是否与另一个变量的较大值相关联(正相关)；或者一个变量的较小值是否与另一个变量的较大值相关联(负相关)；还是2个变量中的值互不关联(相关系数近似于零)。

（2）利用(Excel)的CORREL函数计算相关系数。 语法：CORREL(array1，array2)参数：Array1第一组数值A列单元格区域，为沉降点的沉降量；Array2第二组数值B列单元格区域，为各沉降点对应的正上方的倾斜量；C列为计算得的相关系数。

本工程共监测39次，最终测得的沉降量和位移量采用(Excel)的CORREL函数计算相关系数计算，结果如表5所示。

从表5计算数据表可以看出，相关系数仅为0.049。那么沉降量和位移量相关性不明显。

7 结束语

沉降变形和位移变形相关性不明显，这就说明个体建筑它不是一个刚性整体，各部分可以有一定的压缩或伸张变形，各部位的较小不均匀受力会在这种柔性变形中抵消。基坑施工引起的基础各部位不均匀沉降量，产生的变形不会传到上部，位移变形也不因一侧或一处的沉降量大小而变化。位移变形有自身的规律，它受风荷载、日照、温度等的影响大一些，位移量不会反映出沉降的大小，同样，沉降量也不会体现位移的大小。但在将要发生危险之前，沉降变形量和位移变形量就会表现出一致性，强烈相关，如果在监测过程中发现这种情况，这时就要及时向有关单位汇报。这就要求我们对一些危险建筑(严重偏压、一侧严重超挖)必须进行沉降监测和位移监测，保证建筑物的安全。

表5 沉降量和位移量相关系数计算

[1] JGJ8-2007建筑变形测量规范[S].

[2]GB50026-2007工程测量规范[S].