逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法

逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，包括以下步驟：采集逆作框架條件下永久構件立柱的沉降數(shù)據(jù)；對沉降數(shù)據(jù)進行分類、綜合分析與篩查；對沉降數(shù)據(jù)源提取與加工；對基本參數(shù)進行設置；構建高程TIN三角形模型；制作立柱差異沉降的可視化分析圖組；立柱差異沉降趨勢分析與斷面判定。與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明可快速實施逆作框架支護條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析，得到高精度、直觀反映其差異沉降的可視化圖件成果，精確、清晰和直觀表達永久構件立柱的差異沉降信息，針對異常情況及時采取有效的技術控制措施，降低因永久構件立柱差異沉降過大帶來高層建筑主體結構的安全風險，具有一定的實用價值。
【專利說明】逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基坑工程領域的實測數(shù)據(jù)分析方法，尤其是涉及一種逆作框架支護條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法。
【背景技術】
[0002]為節(jié)約、集約使用土地，各大城市特別是一線城市的市中心紛紛建設高層建筑或超高層建筑，其地下空間開發(fā)與建筑基坑工程的項目規(guī)模不斷擴大，設計與施工技術的難度不斷提升，工程風險也越來越高。針對周邊環(huán)境保護與用地矛盾的突出問題，采用逆作法施工高層建筑多層地下室或地下結構應運而生，利用該法可以更加有效地保護基坑周邊環(huán)境、降低基坑支護工程費用、加快施工進度、影響公共交通等突出矛盾，同時可將揚塵、噪聲、強光等污染降到最低，因此在上海地區(qū)得到了越來越廣泛的應用。
[0003]基坑工程是一項復雜的大型動態(tài)系統(tǒng)，若能以可視化形式體現(xiàn)基坑支護結構和土體的變形軌跡，以計算機圖形圖像形式表達基坑的各種狀態(tài)變化，則將是十分有利于發(fā)現(xiàn)設計、施工過程中存在或潛在的問題，從而可以及時采取有效應對措施。目前國內(nèi)外在地下空間三維可視化的研究和實施方面取得了一定的成就，如美國地質(zhì)調(diào)查局開發(fā)的三維地層分析模塊，日本大阪土地研究所結合城市地下開發(fā)和施工過程進行的三維信息化研究開發(fā)，以及國內(nèi)上海同濟大學、武漢巖土力學研究所、大連理工大學等單位進行的相關可視化研究等。在基坑可視化方面，他們認為基坑工程可視化的研究重點是利用目前已有的可視化計算方法和理論來表達工程施工中產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，探索和發(fā)現(xiàn)工程數(shù)據(jù)中的有用信息及其隱含的物理現(xiàn)象，并從地下工程的角度來分析和研究所發(fā)現(xiàn)的問題。此種基坑工程可視化方法能夠充分利用各種計算結果和工程數(shù)據(jù)，但它需要通過復雜的數(shù)學算法對相關土體變形參數(shù)、云圖顏色等進行插值和推測，過程中牽涉到大量的判斷和數(shù)值計算，從而使得執(zhí)行效率和效果都不盡理想。
[0004]在超大型框架逆作工法條件下，豎向構件與立柱樁相結合，俗稱“一柱一樁”，施工階段作為支撐擱置點，之后作為結構柱基。在基坑逆作法、半逆作法基坑挖土施工中，立柱樁還存在卸荷回彈、上抬現(xiàn)象，立柱差異沉降是客觀存在的。如果各立柱樁之間存在較大的差異沉降，則已澆筑的樓板與梁系則會產(chǎn)生裂縫，進而危及上部結構安全，進而影響正常使用。同時，當所有立柱的總體差異沉降達到一定數(shù)值時，則必須立即停止基坑開挖，采取有效控制措施后方能繼續(xù)進行，基坑擱置期間既不安全又耽誤工期，嚴重影響工程進度和增加周邊環(huán)境影響的變形風險，故永久構件立柱需嚴格控制其差異沉降。
[0005]針對超大深基坑工程而言，從施工現(xiàn)場信息化監(jiān)測預警角度，常規(guī)的永久結構立柱監(jiān)測一般只提供累計沉降量和當日沉降量兩個重要數(shù)據(jù)指標，尚不能直接提供其差異沉降信息，表現(xiàn)方式上很不直觀，不能及時分析、查找和判斷潛在隱患，需要采取其他技術方法對現(xiàn)場采集數(shù)據(jù)進行進一步分析。針對上述情況，本發(fā)明主要針對已獲取的立柱累計沉降數(shù)據(jù)，分不同的施工工況區(qū)域進行數(shù)據(jù)分類、綜合分析和粗差篩查，力求高精度、直觀反映立柱樁之間的差異沉降，提供其差異沉降的可視化圖組，進一步分析總體差異沉降動態(tài)發(fā)展趨勢和判定最大差異沉降斷面所處位置，提煉出所需的立柱間差異沉降信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術存在的缺陷而提供一種超大型逆作框架支護條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法。
[0007]本發(fā)明的目的可以通過以下技術方案來實現(xiàn):
[0008]一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，該方法包括以下步驟:
[0009](1)采集逆作框架條件下永久構件立柱的沉降數(shù)據(jù):
[0010]包括采集各施工工況區(qū)域內(nèi)永久構件立柱的測量坐標、累計沉降量數(shù)據(jù)源，具體方法為:在永久構件立柱上布設觀測點，使用精密電子水準儀，在基坑開挖至上部結構施工階段的全過程，通過實施現(xiàn)場采集和平差獲取立柱的高程數(shù)據(jù)，并計算出各立柱的累計沉降數(shù)據(jù)，第i根立柱的累計沉降值δ i = Hij-Hi0(Hij為現(xiàn)場觀測第j次的高程值，Hitl為現(xiàn)場觀測第1次的高程初始值)。
[0011]基坑邊界立柱、棧橋區(qū)域立柱的觀測點進行加密布設，測點密度布設為20~50m取一個測量點。 [0012](2)對沉降數(shù)據(jù)進行分類、綜合分析與篩查:
[0013]根據(jù)基坑內(nèi)各自降水、挖土、墊層、底板的不同工況劃分為若干子區(qū)域，依據(jù)各子區(qū)域范圍對立柱累計沉降數(shù)據(jù)進行分類，取各子區(qū)域內(nèi)立柱累計沉降數(shù)據(jù)最大值S max或最小值δπ?η為中央位置的1 / 3區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)作為主要分析對象，確定判別因子σ =Mc^Mtl為平差計算后的高程測量中誤差)，設定粗差判別臨界值P = 3σ，根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計的正態(tài)分布特征進行綜合分析，剔除因外界條件干擾而造成的立柱累計沉降數(shù)值的粗差點。
[0014](3)對沉降數(shù)據(jù)源提取與加工:
[0015]參與圖形繪制的每根立柱數(shù)據(jù)源均按三維坐標(XpYi, Si)方式提取和加工，其中，(XpYi)代表各立柱的測量平面坐標，s 不同工況條件下經(jīng)實測平差計算獲取的立柱累計沉降量；詳細步驟為:在原設計的基坑立柱平面cad圖中對采集數(shù)據(jù)的立柱進行設計坐標(Xl，Y1)提取；同時，按原設計圖的縱橫軸線建立獨立測量坐標系，規(guī)定坐標原點(Xe, Y0)數(shù)據(jù)；根據(jù)平面坐標轉(zhuǎn)換4參數(shù)公式轉(zhuǎn)換成獨立測量坐標(Xi, Yi)。
[0016](4)對基本參數(shù)進行設置:
[0017]基本參數(shù)包括立柱累計沉降最大值δχ、立柱累計沉降最小值δη、差異沉降基準面Htl及沉降等高距N ；
[0018]立柱累計沉降最大值δ X、立柱累計沉降最小值δ η參數(shù):依據(jù)實測數(shù)據(jù)選取δ X=int(δmax)、δ η = int(δmin)；
[0019]差異沉降基準面H。參數(shù):當所有立柱累計沉降值Omm或δ i<0mm時,取H。=int[( δ X+ δ η) / 2];當Si同時存在正、負值時,取Htl = Omm ；
[0020]沉降等高距N參數(shù):當所有立柱累計沉降值δ i≥Omm或δ i<0mm時，取N =int[( δ X- δ n)/k]，k根據(jù)可視化圖形的精度、清晰與美觀程度合理選取整數(shù)值。
[0021]當δ i同時存在正、負值時,取N = int[( δ χ+| δ n|) / k]。
[0022](5)構建高程TIN三角形模型:[0023]根據(jù)粗差篩查后各相鄰三個立柱提取的三維坐標(Xi, Yi, Si)構建不規(guī)則三角形TIN,依次分析各TIN的合理性，判斷出曲線相交、斷開、異常等粗差線與粗差區(qū)域。對不合理的TIN，應內(nèi)部加點重建。
[0024](6)制作立柱差異沉降的可視化分析圖組。
[0025]可視化分析圖組包括各工況階段的可視化平面圖、差異沉降斷面圖、局部大樣圖及三維曲面圖。
[0026](7)立柱差異沉降趨勢分析與斷面判定。
[0027]按照可視化平面圖中曲線的疏密程度，分析所有立柱的總體差異沉降分布規(guī)律，并與前一工況的可視化平面圖進行對比，進一步獲取差異沉降的動態(tài)變化趨勢信息，并對曲線密集或集中區(qū)域中鄰近立柱的“峰值”、“谷值”數(shù)據(jù)依次進行比較，確定超出控制值的所有差異沉降斷面和判定最大差異沉降所處部位。
[0028]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果:
[0029]超大型逆作框架支護條件下的永久構件立柱差異沉降必須嚴格控制，通過本發(fā)明方法可快速實施逆作框架支護條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析，得到高精度、直觀反映其差異沉降的可視化圖組成果，精確、清晰和直觀表達永久構件立柱的差異沉降信息，進一步分析總體差異沉降動態(tài)發(fā)展趨勢和判定最大差異沉降斷面所處部位，針對異常情況及時采取有效的技術控制措施，降低因永久構件立柱差異沉降過大帶來高層建筑主體結構的安全風險，具有一定的實用價值。同時，可推廣應用至其它涉及處理大量的房屋或地基出現(xiàn)差異沉降的數(shù)據(jù)處理與分析中。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為永久構件立柱坐標數(shù)據(jù)采集點與施工棧橋、支撐體系相應位置關系圖；
[0031]圖2為構建的高程不規(guī)則三角形TIN模型；
[0032]圖3為第二層土方開挖工況立柱可視化平面圖與差異沉降斷面圖；
[0033]圖4為第四層土方開挖工況立柱可視化平面圖與差異沉降斷面圖；
[0034]圖5為第二層土方開挖立柱差異沉降局部大樣圖；
[0035]圖6為第四層土方開挖立柱差異沉降局部大樣圖；
[0036]圖7為永久構件立柱差異沉降三維曲面圖；
[0037]圖8為某地區(qū)地表差異沉降可視化平面圖；
[0038]圖9為某地區(qū)地表差異沉降三維曲面圖。
【具體實施方式】
[0039]下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。
[0040]實施例1
[0041]浦東某超大型框架逆作工程立柱差異沉降可視化分析
[0042]該工程基坑工程開挖面積約4.5萬m2,長約251m、寬約187m,其中5個半徑19?21m的區(qū)域?qū)⒎謩e建造高80?190m的塔樓?；娱_挖深度約15m，地下室三層，采用主樓順作法、裙房框架逆作法施工。該逆作框架支撐支護體系與地下室樓板有效融合，基坑內(nèi)共有永久結構立柱1000多根，如差異沉降過大將造成上部結構立柱、梁板構造的節(jié)點處發(fā)生開裂，進而影響房屋正常使用。同時，立柱差異沉降達到一定數(shù)值時，則必須停止基坑開挖，采取有效控制措施后方能繼續(xù)進行，基坑擱置期間既不安全又耽誤工期，嚴重影響工程進度和增加周邊環(huán)境影響的變形風險，故立柱間差異沉降的控制非常嚴格，設計要求小于20mm。通過對該工程立柱高程數(shù)據(jù)的獲取、整理和加工，分別獲取了第二層土方開挖完成、第三層土方開挖完成與第四層土方開挖完成時各工況階段的立柱可視化平面圖、差異沉降斷面圖、局部大樣圖與三維曲面圖。
[0043]可視化分析具體技術方案:
[0044]分析并提取各施工工況區(qū)域內(nèi)永久結構立柱的測量坐標、累計沉降量數(shù)據(jù)源，按比例繪制可視化的平面圖、差異沉降平面圖、局部大樣圖及三維曲面圖等圖組，以期能直觀反映研究對象的差異沉降信息，分析所有立柱的總體差異沉降分布規(guī)律，對不同工況條件下的可視化平面圖進行對比，進一步獲取差異沉降的動態(tài)變化趨勢信息，判定出了最大差異沉降斷面所處具體部位，供指導現(xiàn)場施工工序調(diào)整和采取必要的控制措施。
[0045]a、立柱沉降數(shù)據(jù)采集:
[0046]具體技術要求:為真實反映立柱的差異沉降，基坑邊界立柱、棧橋區(qū)域立柱的觀測點應適當加密布設。測點密度布設為20~50m。采用在239根永久構件立柱上布設觀測點，使用精密電子水準儀，在基坑開挖至上部結構施工階段的全過程，通過實施現(xiàn)場采集和平差獲取立柱的高程數(shù)據(jù)，跟蹤監(jiān)測時間約為2年，并計算出各立柱的累計沉降數(shù)據(jù)，第i根立柱的累計沉降值δ i = Hij-Hi0 (Hij為現(xiàn)場觀測第i次的高程值，Hi0為現(xiàn)場觀測第1次的高程初始值)。
[0047]永久構件立柱與施工棧橋、鋼筋混凝土支撐體系的相應位置關系見圖1，圖1中，永久構件立柱I共有226根參與圖形繪制,2表示基坑圍護邊線,3表示鋼筋混凝土支撐體系，圖中4表示施工棧橋。
[0048]b、沉降數(shù)據(jù)分類、綜合分析與粗差篩查:
[0049]具體技術要求:主要是確保數(shù)據(jù)源的準確性，避免出現(xiàn)可視化圖形的失真。根據(jù)基坑內(nèi)各自降水、挖土、墊層、底板等不同工況劃分為8個子區(qū)域，取各子區(qū)域內(nèi)立柱累計沉降數(shù)據(jù)最大值Smax或最小值δ min為中央位置的I / 3區(qū)域作為主要分析對象，確定判別因子σ =Mtl = 0.36，設定粗差判別臨界值P = 3σ = 1.08，根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計的正態(tài)分布特征進行綜合分析，剔除因外界條件干擾(如挖土機械觸碰、測點破壞后重新采集、其他異常)的數(shù)值粗差點共13點。
[0050]C、數(shù)據(jù)源提取與加工:
[0051]具體技術要求:參與圖形繪制的226根立柱數(shù)據(jù)源均按三維坐標(XpYi, δ J方式提取和加工。其中，(Xi, Yi)代表各立柱的測量平面坐標，δ i為不同工況條件下經(jīng)實測平差計算獲取的立柱 累計沉降量。詳細步驟是:
[0052]在原設計的基坑立柱平面cad圖中對采集數(shù)據(jù)的立柱進行設計坐標(Xl，yi)提??；同時，按原設計圖的縱橫軸線建立獨立測量坐標系，規(guī)定坐標原點(H)數(shù)據(jù)；根據(jù)平面坐標轉(zhuǎn)換4參數(shù)公式轉(zhuǎn)換成獨立測量坐標(Xi, Yi),并創(chuàng)建(點號，Xi, Yi, δ ^的*.dat文件。
[0053]d、基本參數(shù)設置:
[0054]基本參數(shù)包括立柱累計沉降最大值δχ、立柱累計沉降最小值δη、差異沉降基準面Htl及沉降等高距N ；
[0055]具體技術要求:以第四層土方開挖工況為例。主要有立柱累計沉降最大值δ X、立柱累計沉降最小值δ η、差異沉降基準面Htl、沉降等高距N、繪圖比例尺等參數(shù)。
[0056]立柱累計沉降最大值δχ、立柱累計沉降最小值δη參數(shù):取δ χ =+37mm、δη
=-1mmη
[0057]差異沉降基準面Htl參數(shù):因Si同時存在正、負值，則取Htl = 0mm。
[0058]沉降等高距N參數(shù):根據(jù)可視化圖形的豐富、清晰與美觀程度，取k = 19，按N =int [ ( δ χ+1 δ η I) / k],則 N = 2mm。
[0059]繪圖比例尺確定為1: 600。
[0060]e、構建TIN與編輯:
[0061]cad繪圖環(huán)境下，按照基坑邊界或研究區(qū)域確定圖形繪制區(qū)域控制邊界。依據(jù)各相鄰三個立柱提取的三維數(shù)據(jù)構建不規(guī)則三角形TIN模型，見圖2，依次分析各TIN的合理性，判斷出曲線相交、斷開、異常等粗差線與粗差區(qū)域。對不合理的TIN，應內(nèi)部加點重建。
[0062]f、制作差異沉降可視化分析圖組:
[0063]按上述基本參數(shù)，依據(jù)計算機機助繪圖工具軟件分別制作永久構件立柱差異沉降的可視化平面圖、差異沉降斷面圖、局部大樣圖、三維曲面圖等。
[0064]重復d、e、f步驟，直至繪制出符合不同工況時期要求的可視化平面圖(圖3所示)與最大差異沉降斷面圖(圖4所示)、局部大樣圖(圖5、圖6);依據(jù)差異沉降基準面H0和數(shù)據(jù)文件dat繪制出三維曲面圖(圖7)。
[0065]g.立柱差異沉降分析
[0066]在快速實施逆作框架支護條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析，得到高精度、直觀反映其差異沉降的可視化圖組成果后，按照可視化平面圖中曲線的疏密程度，分析所有立柱的總體差異沉降分布規(guī)律，通過前后不同工況的可視化平面圖進行對比，結合三維曲面圖(圖7)，進一步獲取差異沉降的動態(tài)變化趨勢信息，并對曲線密集或集中區(qū)域中鄰近立柱的“峰值”、“谷值”數(shù)據(jù)依次進行比較，確定超出控制值的所有差異沉降斷面和判定最大差異沉降所處部位，針對異常情況及時采取了有效的技術控制措施。
[0067](I)各工況下可視化平面圖與最大差異沉降斷面分析
[0068]分析圖3可知:在第二層土方開挖完成的工況條件下，整個基坑內(nèi)永久立柱差異沉降可視化平面圖中的曲線相對稀疏、均勻，無明顯密集區(qū)域，總體反映出各立柱間的差異沉降相對較小。依圖3判定出的立柱間最大差異沉降部位發(fā)生在由LZ187(187號立柱)?LZ189(189號立柱)組成的A2斷面，差異沉降達19.3mm ;其次是由LZ136?LZ156組成的Al斷面,差異沉降達17.8_。
[0069]分析圖4可知:在第四層土方開挖完成的工況條件下，整個基坑內(nèi)曲線的密集區(qū)域有所擴大。其中，整個基坑內(nèi)中下部永久立柱的曲線最為密集、集中，反映出該區(qū)域內(nèi)各立柱的差異沉降最大。其中，依圖4判定出的立柱最大差異沉降部位發(fā)生于由LZ138?LZ161組成的Cl斷面，差異沉降達37.6mm ;其次是由LZ145?LZ164組成的C2斷面，差異沉降達34.5mm。
[0070](2)差異沉降局部大樣圖分析
[0071]針對局部出現(xiàn)較大差異沉降的重點部位，可分別繪制不同工況下的局部大樣圖(圖5、圖6)，分析局部較大差異沉降部位的細微變化和發(fā)展趨勢。
[0072]分析圖5、圖6可知:第二層土方開挖完成至第四層土方開挖完成的不同工況條件下，由LZ138?LZ160組成的Dl斷面(圖5)變化為由LZ138?LZ161組成的El斷面(圖6),局部差異沉降所處位置有所變化,差異沉降由14.8mm變化為37.6mm ;而由LZ138?LZ160組成的D2、E2斷面，局部差異沉降所處部位未發(fā)生變化，但差異沉降量由12.4mm變化為 34.5mm,增加了 22.1mm。
[0073](3)立柱差異沉降動態(tài)趨勢分析
[0074]同時分析圖3、圖4可知:隨著基坑開挖的不斷深入，不同工況條件下反映永久構件立柱差異沉降信息的曲線由均勻、稀疏逐步趨向密集、集中的發(fā)展趨勢；最大差異沉降斷面所處部位也處于不斷變化之中，其最大差異沉降數(shù)值由19.3mm發(fā)展到37.6mm，差異沉降增加了 18.3_(接近I倍)；仔細分析這些位置變化，可得出結論:對本工程而言，立柱間最大差異沉降發(fā)生位置總是出現(xiàn)在棧橋區(qū)與與非棧橋區(qū)的結合部位，需要重點持續(xù)關注。
[0075]上述可視化圖組成果和立柱間差異沉降分析結論經(jīng)多次及時提供，并依此采取了及時有效的預防控制措施，大大降低了因永久構件立柱之間差異沉降過大造成上部結構梁板構造節(jié)點發(fā)生開裂而影響房屋正常使用的風險，對指導信息化施工起到
[0076]實施例2
[0077]上海某地區(qū)地表差異沉降的可視化分析
[0078]上海某地區(qū)需評估該區(qū)域內(nèi)地表的差異沉降總體情況，獲取地表變形較大的局部區(qū)域，分析面積約為1.8平方公里。通過設立地表觀測點147個，采用GPS儀器獲取了各觀測點的(XyYi)平面坐標，6個月共13次分別跟蹤采集了每個地表觀測點的實測數(shù)據(jù)，經(jīng)平差獲得了觀測點的高程數(shù)據(jù)故、δ ,，分別設置參數(shù)如下:δ χ = +14mm ； δ η = -5mm ；Η0 =Omm ；Ν = int [ ( δ χ+1 δ η |) / k] = Imnin
[0079]經(jīng)上述步驟(I)?步驟(J)獲得了地表差異沉降可視化平面圖(見圖8);依據(jù)差異沉降基準面Htl和數(shù)據(jù)文件dat繪制出三維曲面圖(見圖9)。分析圖8、圖9可得出:在圖8中判定的方框區(qū)域范圍內(nèi)，地表的差異沉降量較大。
[0080]上述的對實施例的描述是為便于該【技術領域】的普通技術人員能理解和使用發(fā)明。熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其他實施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于上述實施例，本領域技術人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，不脫離本發(fā)明范疇所做出的改進和修改都應該在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1.一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，其特征在于，該方法包括以下步驟: (1)采集逆作框架條件下永久構件立柱的沉降數(shù)據(jù)； (2)對沉降數(shù)據(jù)進行分類、綜合分析與粗差篩查； (3)對沉降數(shù)據(jù)源提取與加工； (4)對基本參數(shù)進行設置； (5)構建高程TIN三角形模型； (6)制作立柱差異沉降的可視化分析圖組； (7)立柱差異沉降趨勢分析與斷面判定。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，其特征在于，步驟(1)所述的采集逆作框架條件下永久構件立柱的沉降數(shù)據(jù)包括采集各施工工況區(qū)域內(nèi)永久構件立柱的測量坐標、累計沉降量數(shù)據(jù)源。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，其特征在于，步驟(1)所述的采集逆作框架條件下永久構件立柱的沉降數(shù)據(jù)具體方法為: 在永久構件立柱上布設觀測點，使用精密電子水準儀，在基坑開挖至上部結構施工階段的全過程，通過實施現(xiàn)場采集和平差獲取各立柱的高程數(shù)據(jù)，并計算出各立柱的累計沉降量。
4.根據(jù)權利要求3所述的一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，其特征在于，基坑邊界立柱、棧橋區(qū)域立柱的觀測點進行加密布設，測點密度布設為20~50m取一個測量點。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，其特征在于，步驟(2)所述的對沉降數(shù)據(jù)進行分類、綜合分析與篩查的方法如下: 根據(jù)基坑內(nèi)各自降水、挖土、墊層、底板的不同工況劃分為若干子區(qū)域，依據(jù)各子區(qū)域范圍對立柱累計沉降數(shù)據(jù)進行分類，取各子區(qū)域內(nèi)立柱累計沉降數(shù)據(jù)出現(xiàn)最大值Smax或最小值δmin為中央位置的1 / 3區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)作為主要分析對象，確定判別因子σ =M0,其中Mtl為平差計算后的高程測量中誤差，設定粗差判別臨界值P = 3σ，根據(jù)數(shù)理統(tǒng)計的正態(tài)分布特征進行綜合分析，剔除因外界條件干擾而造成的立柱累計沉降數(shù)值的粗差點。
6.根據(jù)權利要求1所述的一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，其特征在于，步驟(3)所述的對沉降數(shù)據(jù)源提取與加工具體方法為: 剔出粗差點后參與圖形繪制的每根立柱數(shù)據(jù)源均按三維坐標(Xi, Yi, δi)方式提取和加工，其中，(XpYi)代表各立柱的測量平面坐標，S 不同工況條件下經(jīng)實測平差計算獲取的立柱累計沉降量；詳細步驟為: 在原設計的基坑立柱平面cad圖中對采集數(shù)據(jù)的立柱進行設計坐標(Xl，Y1)提取；同時，按原設計圖的縱橫軸線建立獨立測量坐標系，規(guī)定坐標原點(H)數(shù)據(jù)；根據(jù)平面坐標轉(zhuǎn)換4參數(shù)公式轉(zhuǎn)換成獨立測量坐標(Xi, Yi)。
7.根據(jù)權利要求1所述的一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，其特征在于，步驟(4)所述的基本參數(shù)包括立柱累計沉降最大值δχ、立柱累計沉降最小值δη、差異沉降基準面Htl及沉降等高距N;第i根立柱的累計沉降值5 i = Hij-Hi0 (Hij為現(xiàn)場觀測第j次的高程值，Hi0為現(xiàn)場觀測第1次的高程初始值)； 立柱累計沉降最大值S X、立柱累計沉降最小值δη參數(shù):依據(jù)實測數(shù)據(jù)選取δχ =int ( δmax)、δ η = int ( δmin)； 差異沉降基準面H。參數(shù):當所有立柱累計沉降值Si SOmm或δ?ΧΟπιπι時,取H。=int[( δ X+ δ η) / 2];當δ i同時存在正、負值時,取H。= Omm ； 沉降等高距N參數(shù):當所有立柱累計沉降值Si≤Omm或δ i<0mm時，取N =int[( δ X- δ n)/k]，k根據(jù)可視化圖形的精度、清晰與美觀程度合理選取整數(shù)值； 當δ i同時存在正、負值時,取N = int[( δ χ+| δ n|) / k]。
8.根據(jù)權利要求1所述的一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，其特征在于，步驟(5)所述的構建高程TIN三角形模型具體方法為: 根據(jù)粗差篩查后各相鄰三個立柱提取的三維坐標(XpYi, Si)構建不規(guī)則三角形TIN，依次分析各TIN的合理性，判斷出曲線相交、斷開、異常等粗差線與粗差區(qū)域，對不合理的TIN，應內(nèi)部加點重建。
9.根據(jù)權利要求1所述的一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，其特征在于，步驟(6)所述的可視化分析圖組包括各工況階段的平面圖、差異沉降斷面圖、三維曲面圖及局部大樣圖。
10.根據(jù)權利要求 1所述的一種逆作框架條件下永久構件立柱差異沉降的可視化分析方法，其特征在于，步驟(7)所述的立柱差異沉降趨勢分析與斷面判定具體方法為: 依據(jù)可視化平面圖中曲線的疏密信息，分析所有立柱的總體差異沉降分布規(guī)律，并與前一工況的可視化平面圖進行對比，進一步獲取差異沉降的動態(tài)變化趨勢信息，并對曲線密集或集中區(qū)域中鄰近立柱的“峰值”、“谷值”數(shù)據(jù)依次進行比較，確定超出控制值的所有差異沉降斷面和判定最大差異沉降所處部位。
【文檔編號】E02D1/00GK103882867SQ201410134375
【公開日】2014年6月25日 申請日期:2014年4月2日 優(yōu)先權日:2014年4月2日
【發(fā)明者】牟建華, 唐萬銀, 屠越棟, 吳俊
申請人:上海市巖土工程檢測中心