浙江宏宇工程勘察设计有限公司 浙江舟山 316100
摘要：针对基坑沉降观测数据，本文基于Surfer进行了沉降观测可视化分析。实验结果表明，本文提出的数据分析方法较传统方法具有更直观的三维可视化效果，有利于进行沉降量变形整体分析和断面分析，有效降低沉降观测识图门槛。同时，基于Surfer的沉降量数据分析方法数据兼容能力强，易于实现，因此不失为一种集高效率、高质量于一体的沉降观测数据分析方法，也为其它类似工程提供一个崭新的技术视角。
关键词：Surfer；沉降观测；数据分析；三维可视化
引言
建筑物变形观测就是测定建筑物及其地基在其自身的荷载或外力作用下，一定时间段内所产生的变形量及其数据分析和处理工作。当变形超过一定的限度，就会影响建筑物的正常使用，严重时可能危及建筑物与人民生命财产的安全，因此，建筑物施工与运营阶段进行的变形监测愈来愈受到人们的重视[1,2]。在建筑物变形中，典型的变形是沉降变形，表现为地基及其上附结构的下沉，如果下沉量均匀且数值较小，沉降变形是安全的，否则建筑物存在安全隐患，需要及时报警，而沉降观测为报警提供了必要技术措施。传统变形监测数据处理多为深度-位移图与时间-位移图分析，其优点是能定量表示沉降位移随时间或深度的变化，但可视性效果与趋势分析较差，因此本文基于Surfer对沉降观测数据进行分析，得到较好的可视化效果和整体趋势分析能力，有效反映出沉降量在三维空间的变化。
1 观测数据
观测项目为广州某单位离职干部休养所住宅楼基坑工程，该楼层数为13层（部分8层，地下室1层），总建筑面积11467平方米，地下室基坑开挖面积约640平方米，周长130米，深度约为6.95米，支护形式采用锚杆支护、人工挖孔桩加预应力锚索及部分人工挖孔桩加钢筋混凝土内支撑。为保证准确地按规划报建位置进行建筑施工以及施工过程的安全，老干部住宅建筑进行基坑开挖过程中基坑与周边建筑变形监测以及主体建筑的沉降监测工作，本实验选取基坑观测作为数据分析对象，基坑围护监测设置10个观测点，点编号采用K1、K2……K10，点位分布如图1所示。
图1 基坑沉降观测点分布图
考虑到秀越山住宅的基坑周边建筑物施工场地的实际条件，沉降监测将采用TCA2003进行精密三角高程测量。对监测点进行两测回的角度和距离测量，第一测回人工照准，第二测回采用全站仪自动跟踪照准，通过两次监测的平均值，求出每期观测时监测点的高程，由前后两期观测成果得出监测点沉降量。实验工程总计观测了6期，其中第6期相对于第1期沉降观测数据（累计沉降量）如表1所示，限于篇幅，其它观测期数据未详细列出。
表1 第6期相对于第1期沉降监测数据
（b）
图2 累计沉降量等沉降曲线与三维模型图
2 Surfer数据分析
在实验中，依据测出K1、K2……K10的平面坐标，在Surfer中对此10点进行展绘，绘制出基坑的轮廓线，然后根据表1数据，绘制出累计沉降量的等沉降曲线，该曲线以 0.2mm作为等沉降曲线间隔，并对曲线进行分层设色，等沉降曲线图如图2（a）所示。
利用制图中产生的grd文件，按照DEM生成原理，在Surfer中形成沉降观测三维面片图，进而与最低面围合，生成累计沉降量三维模型（图2（b））。图2（b）是图2（a）的另一种表示方式，但图2（b）三维效果更明显，具有较好的可视化效果与分析能力，降低沉降量识别门槛，是一种易于分析沉降量整体趋势变化的可视化数据分析方法。
启动Surfer软件后，选择File菜单的New，然后选择 Worksheet即可得到一个与Excel 非常相似的数据窗口。用键盘在对应的位置上输入实验数据，为绘制剖面图作准备。在此数据文件中，点号为一列，坐标值为两列。实验中有2条测线，相应建立2个数据文件，在保存数据文件时用文件名予以区分。然后从File菜单中选New，选择Plot建立一个空白的绘图窗口，执行应用程序，在File中单击Preferences出现Preferences的对话框，Page Units中，选中Centimeters，在Graph中单击line or symbol出现Open date的对话框，选中录入的变形监测数据后，可弹出line plot，生成lineplot1的对话框，在此对话框中 A 为点号列，B为数据列，调整长度，使图形效果变得更加美观可视化，加注图名、比例尺及Y轴的参数标志通过“T”实现。单击“T”，鼠标移动到制定空白的位置后单击，在出现对话框中输
入要加注的内容，至此沿着剖面线的剖面图绘制完成，其效果如图3所示。
3 结论
基于Surfer，本文进行了沉降量数据分析，通过观测数据生成等沉降曲线、三维模型图和剖面图，实验表明，基于Surfer的数据分析与传统的深度-位移图或时间-位移图相比，具有良好的可视化效果，能有效反映沉降观测的真实情况，其中Surfer绘制的三维模型可有效分析沉降观测的整体趋势，剖面图可以反映任意断面的沉降量，不失为一种可视化效果较好的数据分析方法。
（a）
（b）
图3 剖面线生成的剖面图
参考文献
[1]韩正，杜海霞，龙飞，薄怀志.高层建筑沉降观测及其数据分析[J].城市勘测，2009，(1)：108-110.
[2]谢桂娟.沉降观测数据处理系统的设计与实现[D].合肥：合肥工业大学，2012：15-40.
[3]胡刚，张金龙.Surfer在沉陷监测中的应用研究[J].煤炭技术，2011，30(5)：182-184.
论文作者:王清泉
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
标签：数据论文; 基坑论文; 建筑物论文; 剖面图论文; 效果论文; 位移论文; 曲线论文; 《基层建设》2018年第35期论文;