高层建筑沉降预测

收稿日期:2012-06-25;修订日期:2012-08-17作者简介:席军峰(1965-),男,陕西咸阳人,本科,高级工程师,研究方向:变形监测。

基金项目:陕西省宁陕县沙洛-柞水县营盘金钼多金属预查项目(61201203131)。

第30卷　第4期2012年8月江 西 科 学JIANGXI　SCIENCEVol.30No.4Aug.2012 文章编号:1001-3679(2012)04-0484-04高层建筑沉降预测新方法的研究席　军　峰(西北有色地质勘查局,陕西　西安710054)摘要:对双曲线模型公式进行了研究,将双曲线模型应用于高层建筑物沉降监测预报中,结合某高层建筑物沉降观测数据,建立了相应的双曲线预报模型。

通过Matlab 编程对观测数据进行处理,处理的图像显示双曲线模型与原始观测的数据曲线变化趋势一致,很好的反应了建筑物沉降的变化规律,证明了双曲线模型可以应用于高层建筑物沉降预测。

关键词:建筑物;沉降监测;双曲线模型;沉降;Matlab 中图分类号:P208 文献标识码:ABuilding Settlement Observation in Sedimentmonitoringand Prediction Based on New MethodXI Jun⁃feng(Northwest Nonferrous Metals Geological Exploration Bureau,Shanxi Xi′an 710054PRC)Abstract :In this paper,the hyperbolic model used in forecasting high⁃rise buildings subsidence mo⁃nitoring,and it gives the hyperbolic model formula combining with one of building subsidence obser⁃vation data,which establishes the hyperbolic forecast model,through the Matlab programming ob⁃served treated data.It found that hyperbolic model of the image showing has the same data curve change trend of the original observation,which reflects the change law of sediment in settlement building perfectly and proofs that the hyperbolic model in high⁃rise buildings settlement prediction isfeasible.Key words :Building settlement,Setdement survey,Hyperbolic model,Setdement,Matlab0　前言随着城市化速度的加快,高层建筑大量涌现,高层建筑的安全问题日益突出。

高层建筑地基沉降分析与预测摘要:通过对高层建筑的长期实测沉降，发现基础沉降在封顶前随荷载的增加呈线性增加，封顶后沉降缓慢增加，曲线趋于收敛，完成地基加固。

地基的沉降约占建筑物封顶前总沉降的80% - 84%。

采用三层BP神经网络模型对岩溶区和采空区沉降进行了预测。

与实测资料相比，岩溶区预测的相对差异为0.91% - 2.08%，矿区影响区预测的相对差异为0.95% - 2.11%。

预测结果精度高，能满足工程要求。

关键字:复杂地质条件，沉降规律，沉降预测，BP神经网络1. 介绍近年来，高层建筑的施工面积越来越复杂，如:岩溶区、采空区、采空区影响区、沉陷区、潮坪区、填方区等。

地质条件的复杂性会导致地面在野外区域不稳定，建筑物的安全受到严重威胁，再加上高度的增加.对于建筑物来说，荷载也会增加，而且地基容易产生不均匀的沉降。

为了保证建筑物的安全，在复杂的地质条件下，利用现代信息设备对地基沉降进行监测，并对采集到的数据进行分析，进行未来沉降预测，是工程建设不可缺少的重要组成部分。

地基沉降的预测方法很多，可归纳为两种。

一种是纯理论计算方法，在计算相关参数时较难预测。

二是基于实测数据的预测方法，利用实测数据建立模型的方法，预测结果具有较高的精度，如回归分析法、时间序列法、双曲线法、灰色理论法、人工神经网络法等。

建设在复杂地质条件下的高层建筑,由于地下情况不明,导致许多参数很难定义,再加上复杂的变化,很难给一个数学公式对于每一个阶段的建设,但由于人为因素的影响使用者在沉降监测的不同阶段将这些随着时间的增加不断叠加误差。

如果预测模型不能消除观测结果中的人为误差和系统误差，结果将与实际情况有很大的不同。

沉降预测的数据合并,并下的高层建筑基础地质条件,BP神经网络有其独特的优势,传统的独立变量的函数可以作为模型的输入,和传统的因变量的函数可以作为模型的输出,这转化为多维非线性映射函数,通过网络就像大脑对信息的处理过程进行并行处理，不会因为数据的丢失而影响整个小部分的结果。

高层建筑物沉降预测及安全评价的研究随着社会经济的不断发展，高层建筑物建设数量相应增多，这类建筑物具有工期长、单向施工等特点，要想全民提升建筑物安全性，应对其进行沉降预测和安全评价，以免高层建筑物出现形变现象。

本文首先介绍了预测高层建筑物沉降的必要性，然后分析了高层建筑物沉降安全评价。

标签：高层建筑物；沉降预测；安全评价前言：近年来，人们对高层建筑物提出了较高的安全标准，因此，建筑单位实际建设的过程中应做好沉降预测工作，全面评估建筑物的安全等级，以便为居住者提供安全保障，为建筑变形工作提供及时的解决措施。

由此可见，该论题具体探究必要性和重要性，具体探究如下。

1、预测高层建筑物沉降的必要性1.1原因现如今，高层建筑物兴建活动陆续开展，随着建筑层数的增高，建筑地基承受的载荷相应加大，进而会不同程度的出现建筑物沉降现象。

及时、全面预测建筑物沉降，能够降低事故发生几率，同时，还能为建筑维修工作提供方向，这对建筑物使用时间延长、建筑物安全等级提升有重要意义。

全面预测建筑物沉降情况，这对建筑业持续发展、建筑物质量优化有促进作用。

1.2意义建筑物沉降需要一段过程，及时获取建筑物沉降值，能够采取相应的预防措施和处理对策，并将沉降值控制在一定范围内，以免影响施工进程。

建筑物沉降监测的目的主要有：指导施工作业、掌控建筑物安全状态、信息化组织施工活动、偏差纠正、提供質量鉴定依据。

2、高层建筑物沉降监测方法我国监测建筑物沉降的方法有多种，常用方法主要有四种，分别为GPS-RTK 法、液体静力水准测量法、短视线精密水准测量法、三角高程测量法。

根据高层建筑测量实际，选用适合的监测方法，监测方法确定后，按照观测流程（如图1）获取沉降值和预测报告。

由于观测条件存在差异，进而最终得到的观测数值有一定误差，为了尽可能的缩小监测误差，需要对预测数据针对性处理，并多次检验，以此提高预测数值的准确性，促进建筑物预测工作顺利进行[1]。

3、高层建筑物沉降安全评价分析3.1安全预测高层建筑物在内外因素共同作用下极易变形，全面评估建筑物安全状态，能够提高建筑物稳定性和安全性，这对建筑业良好形象树立有促进作用。

建筑物地基沉降预测与控制技术建筑物地基沉降是一个常见的问题，不仅会影响到建筑物的稳定性和使用寿命，还可能给地下设施带来一系列的问题。

因此，预测和控制建筑物地基沉降是一个非常重要的技术。

一、地基沉降的原因地基沉降是由于地下土壤的物理性质发生变化所导致的。

主要的原因有以下几个方面：1. 地下水位变化：地下水位的变化是导致地基沉降的重要原因之一。

当地下水位下降时，土壤中的水分含量减少，导致土壤收缩，从而引起地基沉降。

2. 地下挖掘：地下挖掘作业是导致地基沉降的一个重要原因。

挖掘过程中，土壤遭受到压实和变形，从而导致地基沉降。

3. 土壤沉降：土壤本身具有一定的可压缩性，当土壤中的水分排走后，土壤颗粒之间的沟通将会增加，从而引起土壤的沉降。

4. 天然地震：地震会产生强大的地面运动，这种运动会引起地基沉降。

二、地基沉降预测技术地基沉降预测是通过对地下土壤进行调查和分析，利用相关的工程手段，预测地基沉降的可能性和程度。

目前，常用的地基沉降预测技术主要有以下几种：1. 土壤探测：通过土壤取样和实地测试等手段，了解土壤的物理性质和含水量等参数，从而推测可能的地基沉降情况。

2. 数值模拟：利用计算机模拟软件，建立地下土壤的数值模型，通过对各种因素的模拟和计算，预测地基沉降的程度和分布情况。

3. 实测法：通过在地基上布设测量点，定期对地基的沉降进行实时监测，以得到地基沉降的实际数据，并进行分析和预测。

4. 经验法：根据历史数据和经验，结合当前的建筑物和地基情况，预测地基沉降的可能性和趋势。

三、地基沉降控制技术地基沉降控制技术是指通过一系列的工程措施和方法，来预防和减轻地基沉降对建筑物的影响。

常见的地基沉降控制技术有以下几个方面：1. 加固地基：此技术主要是针对软弱土壤地基而言。

通过注浆、灌浆、桩基等方式增强土壤的承载力，减少地基沉降的程度。

2. 控制地下水位：对于受地下水位变化影响较大的建筑物，可以通过加设排水系统，降低地下水位的变化幅度，从而减少地基沉降的可能性。

高层建筑沉降监测与预测分析作者：张守魁来源：《西部资源》2017年第01期摘要：沉降监测就是利用先进的、高精度的测绘仪器，按照一定的时间间隔测量其沉降值，并对测量数据整理、分析变形规律的过程。

高层建筑竣工以后，还要进行2～3年的沉降预测，其目的是为了预测建筑物的沉降趋势，以便对工程状态和质量做出正确评价。

本文结合某高层建筑的沉降监测实例，具体阐述了沉降监测和预测分析的过程，提出了使用灰色系统GM（1，1）模型进行沉降预测的方法，同时对沉降预测的精度也进行了分析。

关键词：基准点；监测网；灰色系统GM（1，1）模型1. 引言随着社会经济的发展，土地资源日渐减少，高层建筑物越来越多。

高层建筑在施工时由于地基负荷不断增加，引起周边地层和基础形变，使建筑物主体不规则下沉从而发生沉降变形，势必会对人们的财产和生命安全构成威胁。

因此，对高层建筑进行沉降监测和变形趋势预测势在必行。

沉降监测就是利用先进的、高精度的测绘仪器，按照一定的时间间隔测量其沉降值，并对测量数据整理、分析变形规律的过程。

高层建筑竣工以后，还要进行2～3年的沉降预测，其目的是为了预测建筑物的沉降趋势，以便对工程状态和质量做出正确评价。

本文结合某高层建筑的沉降监测实例，具体阐述了沉降监测和预测分析的过程，提出了使用灰色系统GM （1，1）模型进行沉降预测的方法，同时对沉降预测的精度也进行了分析。

2. 高层建筑沉降监测2.1 概述某高层建筑为钢筋混凝土框支剪力墙结构，地下2层，地上31层，基础为筏板基础。

为了合理指导施工工序，预防建筑物出现不均匀沉降，造成巨大的经济损失，受业主委托，对本建筑物进行沉降监测。

2.2 技术依据与采用仪器（1）《建筑变形测量规范》（JGJ 8-2007）。

（2）《国家一、二等水准测量规范》（GB/T 12897-2006）。

（3）《工程测量规范》（GB 50026-2007）。

本次监测采用天宝DINI 03电子水准仪，仪器均按要求定期鉴定，每次使用前均检验i 角，使其值小于15，配套使用的铟瓦水准标尺使用前经尺长检验为合格。

建筑物地基沉降预测与控制方法随着城市化进程的不断推进，城市建筑物的数量不断增加，然而建筑物的安全使用与地基的稳定性密切相关。

地基沉降是建筑物使用过程中常见的问题之一，地基沉降不仅会影响建筑物的使用寿命和稳定性，还会对周围环境产生一定的影响。

因此，建筑物地基沉降的预测与控制方法显得尤为重要。

地基沉降是指土壤在其固结、压实或聚集等工作过程中的垂直变形。

预测地基沉降的方法可以分为经验经验法和理论法两大类。

一种常用的经验法是基于历史数据的预测。

这种方法可以通过查阅历史地基沉降数据来预测新建筑物地基沉降量。

通过对历史数据的回顾分析，可以得出不同地区、不同类型建筑物的地基沉降规律，从而对新建筑物的地基沉降进行预测并制定相应的控制措施。

另一种预测方法是基于试验的预测。

这种方法一般通过进行土压缩机试验、重型冲击试验等，来模拟不同地质条件下的沉降情况，通过试验结果来评估建筑物地基沉降的风险。

除了经验法和试验法之外，理论方法也被广泛应用于建筑物地基沉降的预测与控制中。

理论方法主要包括数学模型和数值模拟两种。

在数学模型中，常用的方法是根据所选用的土壤模型和建筑物等参数，通过数学计算来推算建筑物地基沉降。

这种模型主要考虑土壤的物理力学性质和建筑物的受力情况，通过建立数学方程来求解地基沉降量。

这种方法具有精确度高、应用范围广等优点，适用于各种土壤条件和建筑物类型。

数值模拟方法则是通过建立地基沉降的数值模型，利用计算机模拟地基沉降过程。

模拟过程中，需要考虑土壤的力学性质、建筑物的受力情况以及地下水位等各种因素，并采用数值计算方法进行求解。

这种方法能够更加真实地反映地基沉降的过程，具有较高的准确性。

除了预测方法之外，建筑物地基沉降的控制也是十分重要的。

常用的控制方法包括土建施工控制和地基加固两种。

在土建施工控制中，主要采取的措施包括合理土方开挖、土方填筑、保证土方质量等。

在土方开挖中，应根据地质调查结果，合理选择开挖方式和开挖深度，避免对地基造成过度破坏。

试点论坛shi dian lun tan360预测高层建筑沉降的修正指数曲线法◎尹瑞杰摘要：随着我国经济社会的发展，各种高层、超高层建筑不断涌现。

控制建筑物的沉降关乎着人们的生命财产安全，对高层建筑沉降进行预测的重要性不言而喻。

本文介绍了几种预测建筑沉降的常用方法，并结合某工程项目的实测沉降数据，对修正指数曲线法进行验证，并讨论了选点对预测结果的影响，具备一定的工程应用价值。

关键词：高层建筑；沉降预测；三点法；指数曲线法；修正指数曲线法改革开放40周年以来，我国综合国力不断增强，城市化水平加快，各种高层，超高层建筑如雨后春笋般涌现。

在2018年中，全世界范围内建成的高度超过200米的建筑共有143座，其中我国就有88座，占总和的一半以上[1]。

目前针对高层建筑沉降所采用的水准测量法是应用最广泛的方法[2]。

本文从高层建筑沉降预测的角度出发，将三点法的基本思想引入指数曲线法，建立计算模型，并结合山东省聊城市某高层住宅楼的实测沉降数据，探讨了该方法的适用性。

一、计算方法的建立（1）三点法：三点法又称为固结度对数曲线法，t 时刻的沉降，。

式中S t 为t 时刻的沉降量，S ∞为最终沉降量，S d 为瞬时沉降量。

上式有三个未知量S d ，S ∞，β，可在时间-沉降曲线上选取三个等时间差的点(t 1,S 1)，(t 2,S 2)，(t 3,S 3)，并且使得t 1<t 2<t 3,，将三个点代入式(3)中可得三元一次方程组，解此方程组得S d ，S ∞，β。

三点法在沉降已趋于稳定，沉降曲线已趋于收敛时可取得较为理想的预测结果[3]。

（2）修正指数曲线法：指数曲线法的经验表达式如下：，S 0为t 0时刻的沉降量，δ为待定常数，无单位。

经计算可得，。

由此可知，只有ΔS/Δt 大于0时，上式才有意义，这就意味着时间-沉降曲线上的沉降值必须持续增长，不能出现下降段[4]。

在一些对沉降要求比较严格，沉降量小的建筑中，受到观测误差的影响，很难保证数据不出现波动。

高层建筑的沉降测量在现代城市的天际线中，高层建筑如同一颗颗璀璨的明珠，然而，这些宏伟建筑的稳定性和安全性却离不开一项关键的工作——沉降测量。

沉降测量就像是建筑的“健康监测仪”，能够及时发现潜在的问题，保障建筑的长久稳定和使用者的生命财产安全。

什么是高层建筑的沉降呢？简单来说，就是建筑物在垂直方向上的下沉现象。

这可能是由于地基土的压缩、地下水位的变化、建筑物自身的重量等多种因素引起的。

而沉降测量的目的就是要准确地监测和记录这种下沉的情况，以便及时采取相应的措施。

高层建筑沉降测量的重要性不言而喻。

首先，它能够为设计和施工提供宝贵的反馈信息。

在设计阶段，如果能够准确预测建筑物的沉降情况，就可以优化基础设计，选择更合适的地基处理方法，从而降低工程成本。

在施工过程中，通过对沉降的实时监测，可以及时调整施工方案，避免因不均匀沉降而导致的结构裂缝、倾斜等质量问题。

其次，沉降测量对于建筑物的长期使用和维护也具有重要意义。

通过定期的测量和分析，可以评估建筑物的健康状况，提前发现潜在的安全隐患，为维修和加固提供依据。

那么，如何进行高层建筑的沉降测量呢？这需要一系列专业的设备和技术。

常用的测量设备包括水准仪、全站仪和GPS 测量系统等。

水准仪是一种传统而可靠的测量工具，通过测量不同测点之间的高差来计算沉降量。

全站仪则具有更高的精度和测量效率，可以同时测量角度和距离，适用于复杂的测量环境。

GPS 测量系统则利用卫星定位技术，能够实现大范围、高精度的测量，但在高层建筑密集的区域可能会受到信号干扰。

在测量点的布置上，需要根据建筑物的结构特点和地质条件进行精心设计。

一般来说，在建筑物的四角、大转角处、沿外墙每 10 15 米处或每隔2 3 根柱基上都应设置测量点。

此外，对于重要的设备基础、地下管线等也需要设置监测点。

测量点的设置应保证其稳定性和易于观测。

测量的时间和频率也是至关重要的。

在施工期间，通常从基础施工开始就要进行测量，每增加一层或数层就测量一次。