基于Excel的建筑物沉降监测回归分析

基于Excel的建筑物沉降监测回归分析

黄炳志1马韩烈辉2吕颂延3

1.河池市城市规划管理办公室；2.广西瀚维智测科技有限公司；3.柳州市勘察测绘研究院广西547000

摘要：本文介绍了利用Excel的列表公式计算功能，在建筑物沉降监测工程中根据监测数据绘制沉降量与时间的关系曲线，并以实际工程为例引入三种常用的曲线函数作为回归数学模型进行回归分析，为沉降监测数据分析提供科学依据。

关键词：Excel；沉降监测；回归分析

BuildingsubsidencemonitoringofregressionanalysisbasedonExcel

LyuSongyan

（LiuzhouReconnaissanceandSurveyingResearchInstitute，Liuzhou545006，China）

Abstract：thisarticleintroducedtheExcelfunctioninthelistofformula，accordingthemonitoringdatatodrawcurvesofrelationshipbetweensettlementandtimeinbuildingsubsidencemonitoring，andintroducedthreekindsofcommonlyusedcurvefunctionastheregressionmathematicalmodelofregressionanalysisthroughtheactualproject，andprovidedscientificbasisforsubsidencemonitoringdataanalysis.

Keywords：Excel；Subsidencemonitoring；Regressionanalysis

引言

目前，高层建筑越来越多地出现在城镇化建设的进程中。在高层建筑的建设过程中需要对高层建筑的进行沉降监测，以保证建筑施工安全。建筑物沉降监测数据分析是判断建筑施工是否安全的重要手段，利用Excel根据沉降量数据绘制沉降量与时间的关系曲线，可以较直观的看出建筑物在加高过程中沉降变化的情况，并初步判定建筑物是否趋于稳定或出现异常情况。

由于测量的偶然误差会造成监测数据的离散性，因此应该对监测测数据采用统计学原理进行分析，并以相应的数学公式进行描述，进而预测建筑物的稳定性，实现信息化施工。

1回归分析的数学模型

采用回归分析对沉降监测数据进行处理和计算，得到沉降量、时间两个变量之间的函数关系，用这个函数曲线能代表监测点沉降数据的散点分布，并推算出因变量的变化速率和极限值。

目前主要采用以下指数、对数和双曲三种曲线函数进行线性回归计算，三种曲线函数的原形公式与换算公式如下：

1.1指数函数

2线性回归分析计算

线性回归分析需要分别将三种曲线函数即指数函数、对数函数及双曲函数独立进行回归计算，将其转化为直线函数的形式求出a、b，并通过a、b换算出曲线函数常数A、B值，由此可得到曲线函数方程，并计算其相关系数r。

直线函数系数a、b及相关系数r的计算公式如下：

式中：n为初测后的总观测次数

根据三种曲线方程的相关系数r，取r最趋近于1的曲线方程代表所分析监测点数据的变化情况，一般情况下所选择曲线函数的相关系数r的绝对值应大于0.9。

3利用Excel进行回归分析计算

Excel电子表格是微软公司的办公软件Microsoftoffice的组件之一，Excel中大量的公式函数可以选择应用，使用MicrosoftExcel可以执行计算、分析并管理电子表格中的数据信息，可实现列表与数据透视图表制作等许多方便的功能。

线性回归分析数据处理量大，计算复杂，使用Excel进行计算，可在较短时间能完成量测数据的回归计算。

根据回归分析结果选定代表监测点沉降变化的曲线方程，并可根据求导公式计算某一天的位移速率，也可根据极限公式计算其总位移量，通过代表监测点沉降变化的曲线函数方程可消除偶然误差并推断出建筑物的稳定情况。

4工程实例

4.1工程概况

柳州市XXX小区11#楼为高层建筑，24层，框架结构，桩基础，地下室1层，在建设过程中需进行第三方沉降监测。

4.2执行的技术标准

4.2.1《建筑变形测量规范》JGJ8-2007；

4.2.2《工程测量规范》GB50026-2007；

4.2.3《国家三、四等水准测量规范》GB/T12898-2009。

4.3沉降监测

我院于2013年4月作为第三方开始对柳州市XXX小区11#楼沉降监测，监测点布置在11#楼地下室的承重桩柱上，使用天宝Dini03数字水准仪（标称精度：每公里高差中误差0.3mm）观测，建筑物每加高2层观测1次，封顶后每月观测1次观测3个月，总共观测16次至2013年12月。

4.4沉降监测数据分析

以11#楼监测点CK6为例，使用笔者编制的Excel电子表格作沉降监测数据分析如下表：

5结束语

5.1Excel电子表格编写单元格公式方便，许多复杂的计算都可以通过编制表格和编写单元格公式解决，是监测数据分析的好工具；

5.2此回归分析方法特别适用于不断增加载荷的建设中的建筑物沉降监测，可在沉降时间曲线图中增加绘制载荷曲线，作为综合分析评估的依据；

5.3高层建筑物在施工和运营期间，由于受多种主观和客观因素的影响，会产生沉降等变形，变形如果超出了规定的限度，就会影响建筑的正常使用，严重时还会危及建筑物及周边的安全，给社会和人民生活带来巨大损失，因此，加强对高层建筑的第三方变形监测，结合监测数学统计、岩土力学、现场观察、经验积累多方面的综合分析评估，是指导高层建筑施工不可缺少的科学手段。

参考文献

[1]《建筑变形测量规范》JBJ8-2007；

[2]《工程测量规范》GB50026-2007；

[3]黄声享，尹晖，蒋征，《变形监测数据处理》，武汉大学出版社，2003。