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岩溶区软基高层建筑的沉降变形预警

马琳

马 琳. 岩溶区软基高层建筑的沉降变形预警[J]. 中国岩溶,2024,43(5):1179-1186 doi: 10.11932/karst20240513
引用本文: 马 琳. 岩溶区软基高层建筑的沉降变形预警[J]. 中国岩溶,2024,43(5):1179-1186 doi: 10.11932/karst20240513
MA Lin. Early warning of settlement and deformation of high-rise buildings on soft foundations in karst areas[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(5): 1179-1186. doi: 10.11932/karst20240513
Citation: MA Lin. Early warning of settlement and deformation of high-rise buildings on soft foundations in karst areas[J]. CARSOLOGICA SINICA, 2024, 43(5): 1179-1186. doi: 10.11932/karst20240513

岩溶区软基高层建筑的沉降变形预警

doi: 10.11932/karst20240513
基金项目: 杨凌职业技术学院2024年校内基金项目(ZK24-12)
详细信息
    作者简介:

    马琳(1980-),女,副教授,主要从事传统建筑设计及理论、建筑施工技术等研究、教学工作。E-mail:ml202203@163.com

  • 中图分类号: TU470;P642.25

Early warning of settlement and deformation of high-rise buildings on soft foundations in karst areas

  • 摘要: 为合理保证岩溶区软基高层建筑的运营安全,文章以建筑沉降变形监测成果为实例基础,在建筑变形特征及成因分析基础上,通过稳定性、极限变形及变形速率3类判据综合实现其预警研究。结果表明:岩溶区软基高层建筑具有特殊的沉降特征,地基土和地下水变化是其出现沉降或差异沉降的主要影响因素;同时,不同判据的预警结果存在一定差异,按照不利原则,综合确定3个监测点的预警等级为Ⅲ级,该建筑沉降危害程度一般,但不仅需加强监测频率,观测其后续变化趋势,还应采取加固措施。

     

  • 图  1  建筑物平面形态

    Figure  1.  Plane of the building

    图  2  各监测点的沉降变形值

    Figure  2.  Values of settlement and deformation of each monitoring point

    图  3  沉降变形的时间曲线

    Figure  3.  Time curve of settlement and deformation

    图  4  建筑地层剖面示意图

    Figure  4.  Section of the building strata

    表  1  趋势等级划分标准

    Table  1.   Grading standard of trend

    趋势等级1级2级3级
    c值范围c<0.150.15≤c<0.35c≥0.35
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    表  2  高层建筑沉降变形预警等级划分标准

    Table  2.   Classification standard for early warning of settlement and deformation of high-rise buildings

    预警分级 Ⅰ级—绿色 Ⅱ级—黄色 Ⅲ级—橙色 Ⅳ级—红色
    稳定性判据 稳定状态 稳定状态 稳定状态 不稳定状态
    极限变形判据 Fs≤0.50 0.50<Fs≤0.65 0.65<Fs≤0.80 Fs>0.80
    变形速率判据 下降趋势 上升趋势,且趋势
    等级为1级
    上升趋势,且趋势
    等级为2级
    上升趋势,且趋势
    等级为3级
    建议措施 建筑沉降危害程度轻微,其现有稳定性较好,无需采取任何措施 建筑沉降危害程度较小,需加强监测频率,观测其后续变化趋势 建筑沉降危害程度一般,不仅需加强监测频率,观测其后续变化趋势;还应采取加固措施 建筑沉降危害程度较高,不仅需加强监测频率,观测其后续变化趋势;还应立即撤出建筑内人员,并采取加固措施
    注:以3类预警判据中的最不利分级为最终预警等级。
    Note: The most unfavorable classification among the three types of early-warning criteria is determined as the final early-warning grade.
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    表  3  地层物理力学参数

    Table  3.   Physical and mechanical parameters of the strata

    地层岩性 重度/kN·m−3 弹性模量/MPa 泊松比 黏聚力/kPa 内摩擦角/°
    填土 19.0 10 0.20 7.62 8.89
    黏土 20.0 10 0.44 5.85 5.13
    溶蚀灰岩 22.1 9300 0.70 21000 26.79
    灰岩 24.8 10300 0.29 23000 33.11
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    表  4  稳定性判据的结果

    Table  4.   Results obtained by stability criterion

    监测点编号 拟合结果 突变特征参数 稳定性评价
    拟合方程 拟合度 q p Δ 状态类型 稳定程度排序
    JC3监测点 y=t4−289t2+12 258t 0.957 −289 12258 3.864×109 稳定 2
    JC4监测点 y=t4−314t2+12 794t 0.965 −314 12794 4.172×109 稳定 1
    JC5监测点 y=t4−319t2+12 312t 0.961 −319 12312 3.833×109 稳定 3
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    表  5  极限变形判据的结果

    Table  5.   Results obtained by ultimate deformation criterion

    监测点编号拟合方程拟合度极限累计值/mm现有累计值/mm分级指标Fs预警等级排序
    JC3监测点y=t/(0.0515+0.0154t)0.92164.8047.950.74Ⅲ级1
    JC4监测点y=t/(0.0507+0.0123t)0.94881.5556.270.69Ⅲ级2
    JC5监测点y=t/(0.0488+0.0133t)0.93775.2045.870.61Ⅱ级3
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    表  6  变形速率判据的结果

    Table  6.   Results obtained by deformation rate criterion

    评价指标JC3监测点JC4监测点JC5监测点
    Hurst指数0.4240.4860.453
    置信区间[0.386,0.451][0.449,0.518][0.415,0.486]
    拟合度0.9540.9360.942
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    表  7  建筑沉降变形的综合预警结果

    Table  7.   Comprehensive results of the early warning of building settlement and deformation

    监测点编号JC3监测点JC4监测点JC5监测点
    稳定性判据Ⅰ–Ⅲ级Ⅰ–Ⅲ级Ⅰ–Ⅲ级
    极限变形判据Ⅲ级Ⅲ级Ⅱ级
    变形速率判据Ⅰ级Ⅰ级Ⅰ级
    综合等级Ⅲ级Ⅲ级Ⅲ级
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-03-31
  • 网络出版日期:  2024-12-30
  • 刊出日期:  2024-10-25

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