运用强夯法处理港口开山碎石土回填地基的应用实践.docx

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1、第一篇文献：运用强夯法处理港口开山碎石土回填地基的应用实践。内容：一、强夯法设备与加固地基机理强夯法的机具设备很简单，主要为夯锤、起重强夯法的机具设备很简单，主要为夯锤、起重。强夯法是用大吨位起重机，将巨型锤提至空中，从h=825m高处自由下落，形成巨大的冲击能与冲击波。在夯锤接触地面的瞬间，强制压实与振密地基。强夯法加固地基有三种不同的加固机理。（1）动力密实机理强夯加固多孔隙、粗颗粒、非饱和土为动力密实机理，即强大的冲击能强制超压密实地基，使土中气相体积大幅度减少。（2）动力固结机理强夯加固细粒饱和土为动力固结机理，即强大的冲击能与冲击波破坏土的结构，使土体局部液化并产生许多裂缝，作为孔隙

2、的排水通道，加速土体固结土体发生触变，强度逐步恢复。（3）动力置换机理强夯加固淤泥为动力置换机理，即强夯将碎石整体挤入淤泥成整式置换或阁夯入淤泥成桩碎石墩。二、强夯法施工工艺（1）在陆域形成过程中对上部回填开山石进行强夯处理，采用4遍夯工艺，前3遍为点夯，采用跳档夯，夯点间距4m,夯击能为：5000KN.m,第4遍为普夯，夯击能为1500KN.mo点夯每点810击，最后两击夯沉量（10cm,普夯夯击数3击，夯坑相切。（2）夯击完毕后要求地基处理土容许承载力达到180KPa,回弹模量60MPao在大面积强夯之前选定3个区域进行强夯试验，试验面积约4500m2,强夯处理前后进行瑞利波检验,试验区内

3、设孔隙水压力计进行空隙水压力检测，强夯后在每个试验区内选定1点进行荷载板试验。三、强夯有效加固深度估算强夯法是法国L梅纳（Menard）1969年首创的一种地基加固方法。提出经验公式估算强夯法加固地基的有效深度H*（MH）G=（28X18）1/2=22.4m这个深度已经满足工程要求。夯击后的地基承载力可提高25倍，压缩性可降低200%500%,影响深度在10m以上。四、两遍之间间歇时间强夯法中，前后两遍夯击之间应有一定的时间间隔，以利于土中超静孔隙水压力的消散,所以间隔时间取决于超静孔隙水压力的消散时间。由于本工程中的碎石、大块石堆填地基，其渗透性较好，超静孔隙水压力的消散很快，因此，选定两便

4、之间的间隔时间为2d。同时也便于施工作业安排。五、强夯处理过渡区范围由于强夯施工过程中，在夯锤落地的瞬间，有一部分动能将转换为冲击波，从夯点以波的形式向外传播,并引起地表震动。当夯点周围一定范围内的地表震动强度达到一定数值时，会引起地表、构筑物不同程度的损伤和破坏。本工程考虑到强夯施工现场东侧距离码头主体结构只有40m,为了减少和避免强夯施工对码头主体结的震动影响，所以划定20m宽施工过渡区域，施工夯击能减为3000KN-m,同时注意加强位移监测。六、地基土水平位移监测为监测强夯施工对码头挡土墙的影响，在码头挡土墙边缘分别设水平与垂直位移观测点，水平位移在23mm（由此可见，强夯施工造成地基土

5、水平位移值甚微，所以强夯施工不会造成码头挡土墙位移或向上隆起。七、试夯区强夯测试结果大连理工大学振动与强度测试中心有限公司岩土工程实验室,对长兴岛公共港区#1#3通用泊位工程后方陆域场区地基处理工程进行检测，分别在三个试夯区各进行1个点的静力载荷试验，总计3个静力载荷试验点，并进行了9个点动力触探试验。三个试夯区的9个动力触探检测点测试结果分别如下。试夯一区：素填土地基承载力特征值为280320kPa,变形模量为18.502L0Mpa；素填土地基承载力特征值为240kPa,变形模量为16.0Mpa；含砾粉细砂地基承载力特征值为160200kPa,变形模量为12.016.0Mpa；碎（砾卵）石地

6、基承载力特征值为280320kPa,变形模量为18.5021.0Mpao试夯二区：素填土地基承载力特征值为180280kPa,变形模量为13.018.50Mpa：素填土地基承载力特征值为160200kPa,变形模量为12.014.0Mpa；碎（砾卵）石地基承载力特征值为280-320kPa,变形模量为18.502L0Mpa。试夯三区：素填土地基承载力特征值为200kPa,变形模量为14.0Mpa；素填土地基承载力特征值为120240kPa,变形模量为10.016.0Mpa；含砾粉细砂地基承载力特征值为20200kPa,变形模量为IOQ140Mpa:碎（砾卵）石地基承载力特征值为280kPa,变

7、形模量为18.50MPa.实验结论是符合设计要求和工程的需要。八、结语上*凉述，强夯对地基处理效果非常显著，地基承载力得到稳定提高，强夯起到深层地基加固、消除液化、消除湿陷性、减少地基沉降量作用。并满足设计要求，工程用的各项强夯技术参数在强夯施工时能够实施。通过本工程的实践，我们认为强夯施工设备简单、工艺方便、原理直观，应用范围广、加固效果好，需要人员少、施工速度快，强夯地基与其他地基处理方法相比，具有施工简便，投资费用省，适应的土质条件范围广等特点。第二篇文献：PHC管桩复合地基在引黄闸基础处理中的应用。作者：董海钊，王李平，田雨普，张瑞洵内容：复合地基是由天然地基土和增强体两部分组成的人工

8、地基，由两者共同承担竖向荷载。依据增强体不同，可分为散体材料桩、柔性桩、刚性桩。高强预应力混凝土（PHc）管桩作为一种刚性桩，具有强度高、施工速度快、承载能力大、改善土的力学性能、减少液化土的液化现象等优点。王青松等对管桩挤土效应进行了研究，管桩施工对粉土和粉沙有较好的挤密作用，标贯击数得到有效提高。雷金波等提出依据土体沉降量优化PHC管桩复合地基设计。范永丰从加筋垫层角度分析预制管桩帽桩设计优化。任秀文等采用数值模拟分析竖向荷载作用下PHC管桩桩土联合作用。以上研究促进了PHC管桩复合地基的实际应用。本研究结合黄河下游沙壤土、细沙地质条件下桩基施工实际，将PHC管桩复合地基应用于涵洞式引黄闸

9、基础处理。-XPHC管桩复合地基设计要点1 .褥垫层设计褥垫层作用主要体现在调整桩土应力比和桩土水平荷载等方面。一般材料可采用中沙、粗沙、级配碎石等。褥垫层厚度至关重要，太厚不能发挥桩体作用，太薄应力过于集中桩体本身，难以发挥桩间土的作用，一般厚度取10030Omm。PHC管桩复合地基褥垫层设计应综合考虑管桩施工方法、PHC管桩桩体特点、桩径、桩间距等因素，取大值相对合理。2 .帽桩设计PHC管桩帽桩设计可以采用两种方法。方法一：填筑密实法，为该引黄闸创新性帽桩处理设计。PHC管桩管中心应清理干净，管中心采用微膨胀混凝土填筑密实，混凝土标号采用C40,填筑高度应大于1m,为增强帽桩稳定性，可以

10、增加布置十字交叉钢筋，钢筋与桩头点焊，表面用混凝土保护。方法二：在桩头设计钢筋混凝土帽桩，帽桩长、宽均为1m,厚度为O.5m,帽桩以上填筑褥垫层。3 .桩径、桩间距、桩长选择桩径、桩间距选择由水闸承教力要求、地基地质条件、施工方法等因素综合确定。应组合不同桩径、桩间距、桩长方案，比选各方案对应的复合地基承载力、经济性，选择相对经济性强、布置合理、施工方便的方案。二、施工方法及要点PHC管桩施工方法可采用柴油打桩机打入法和静压法，可根据地质、地形条件选择。柴油打桩机打入法主要技术措施及要求如下。（1）测量放桩位。依据施工顺序，采用全站仪定位放线，桩位偏差应控制在5mm以内。（2）双向控制垂直度。

11、在打桩机附近1015m范围内，两侧呈90布置钢支架吊线锤，从两个方向指挥调整打桩机，保证打桩机垂直偏差小于0.5%o（3）接桩。当下节桩体沉至离地面O.8m时，即吊上节桩与其对齐，在桩体4个方向进行点焊，采用二氧化碳气体保护焊，沿上下端板缝分层焊接，接桩12min后方可进行压桩施工。静压桩主要技术措施及要求如下。（1）因压桩机自重较大，对地基基础承载力要求较高，故在地面松软处，应做好加固措施。（2）压入力由压力表反映，在压桩过程中要认真记录桩入土深度和压力表读数，以判断桩体的质量及承载力，当压力表读数突然上升或下降时应停机检查，复核地质条件。（3）对于密集桩群，要自中间向两个方向或向四周对称施

12、打。（4）应遵循“先密后稀、先深后浅、先长后短”的原则。（5）终止压桩控制原则：摩擦桩以达到桩端设计高程为终止条件；端承摩擦桩以设计桩长控制为主，终压力值作对照。三、桩基检测1.PHC管桩桩基质量检测包括桩身质量低应变检测、单桩静载试验、复合地基静载试验等内容。低应变检测用于查明桩身缺陷及其位置，判断桩身完整性类别。单桩静载试验用于判定单桩竖向抗压承载力特征值是否满足设计要求。复合地基静载试验用于判断各区复合地基承载力是否满足工程设计要求,试验方法按照建筑地基处理技术规范（JGJ79-2O12）复合地基载荷试验要求进行，加载等级分8级，最大加载压力不应小于设计要求压力值的2倍，试验点不应少于3

13、个，3个点复合地基承载力特征值满足其极差不超过平均值的30%,可取其平均值为复合地基承载力特征值。2.PHC管桩复合地基桩基布置及设计基于某引黄闸工程区地质条件，依据刚性桩复合地基计算理论及闸基基底应力计算结果，该工程选择桩径0.5m、AB型PHC管桩，间距采用2mX2m、3mX3m,桩长采用11、16mo四、结语PHC管桩复合地基作为一种刚性桩复合地基，仅在高速公路基础处理中得到了一定应用，本研究首次将PHC管桩复合地基应用于黄河沙壤土、细沙质地基基础处理，在施工及桩基检测过程中，该复合地基能有效提高地基基础承载力，单桩竖向承载力、复合地基承载力、基础沉降量等指标均满足设计要求。PHC管桩复

14、合地基在引黄闸基础处理中的应用实践，充分证明了PHC管桩复合地基具有地基承载力高、施工速度快、桩身质量好、施工工艺简单、施工干扰小、造价合理、适应性强等优点。第三篇文献：用粉喷桩法处理浸水软土地基的分析与研究。作者：付彦亭，江飞内容：粉体喷射搅拌桩（简称粉喷桩）是目前国内软土地基处理中正在推广的一种技术，是解决软土地基（尤其是含水量比较高的地基）沉降与稳定满足设计要求的一种有效方法。粉喷桩法是采用专用机械将粉状固化材料（生石灰粉、干水泥、干NCS固化剂等）把软土地基加固形成复合地基的一种软土加固方法。1 .粉喷桩的设计本文从实例的地质情况、工程总体设计思路介绍粉喷桩的设计过程。本工程部分楼座的

15、地基上层地基土以粉土为主含水量较高,密实性中等,上部结构为H层的剪力墙结构住宅,采用筏板基础，上部结构整体刚度较大，经计算天然地基不满足承载力及地基变形的要求。根据上述实际情况有三种地基处理形式可供选择：（1）采用砂石级配换填处理选择下部承载力较高的土层为持力层，上部整体换填级配砂石；（2）粉喷桩复合地基处理，使复合地基满足设计的承载力及沉降要求；（3）旋喷桩（即素混凝土桩复合地基）复合地基处理。由于本工程地基地下水位高，采用换填法处理换填深度大施工较困难，易坍塌且成本高；考虑到上部结构为11层，荷载不是很大，综合考虑采用粉喷桩处理为宜。2 .地基情况简介本工程地基士从上至下由杂填土、耕土及第

16、四系Q4冲洪积形成的粉土、粗砂、淤泥、卵石、角砾等构成，水位标高112.50-114.20m,仅为设计0.000以下1.7米。1 I）.设计计算采用粉喷桩复合地基。经计算上部结构要求复合地基承载力fsp.k.2170Kpa。粉喷桩复合地基设计时，考虑利用IV层卵石、角砾作桩端持力层，为充分发挥桩间土承载力，以及调节不均匀沉降在桩顶部设0.5m厚的砂砾垫层。设计桩径D=50cm,有效桩长7.0-9.0m,采用425#普通硅酸盐水泥，每延米桩体掺入60kg,掺入比约为18%o粉喷桩28天无侧抗压强度qu.=3.0Mpa,干密度L6gCnl3。桩中心距LIOn1,采用DZW-H型粉喷桩机施工，处理面

17、积为70x14=980平方米。单桩竖向承载力标准值Rdk（取下列二式中小值）Rdkl=fcu.kapRdk2=upqul-ap.qp式中：fcu.k-28天无限抗压强度平均值，此处取值3.n-强度折减系数取0.4,Ap一桩的截面积取0.196m2,Qu-桩周土的摩擦力亚粘土取15Kpa,粗砂、砾石层取30Kpa,淤泥层取12Kpa,UP-桩周长，Qp一桩端天然地基土的承载力标准值取600Kpa,一桩端天然地基土的承载力折减系数取0.4o经计算得Rdkl=235.2KN,Rdk2=235.44KN,故取RdkE置换率mfsp.k=RdkAp+（l-m）fs.k式中：fsp.k复合地基的承载力标准

18、值取200Kpa,fs.k一桩间天然地基土承载力标准值据地质报告取100KPa,B一桩间土折减系数取0.2,计算得m=0.153,故取m=0.16。桩数n粉喷桩处理采用正方形布孔n=mAApA一基础底面积=0.16X980/0.196=800根沉降计算经处理后，复合地基的压缩模量为Es=12MPa,带入PKPM中JCCAD模块计算后，楼座的平均沉降量为4.3cm,满足建筑地基基础设计规范中对于建筑物整体沉降的要求，同时上部结构采用剪力墙结构刚度较大且荷载分布比较均匀，又采用筏板基础，所以不存在不均沉降。2 2）.粉喷桩的施工及质量检测施工工艺流程根据具体情况：下管一粉喷一拔管一检测。要注意粉喷

19、桩干法施工机械必须配置经国家计量部门确认的具有能瞬时检测并记录出粉体计量装置及搅拌深度的自动记录仪。本工程再用干法施工。施工要点粉喷桩施工的场地事先应予平整，清除地上及地下的一切障碍物。水泥土搅拌桩施工前，应根据设计进行工艺性试桩，数量不得少于3根，并且应对工艺试桩的质量进行检验，确定施工参数。粉喷桩施工时，停喷面应高于桩顶设计标高500mm,开挖基坑时，应将桩顶以上土层及桩顶施工质量较差的桩段，采用人工挖除。粉喷施工前，应检查搅拌机械、供粉泵、送气（粉）管路、接头和阀门的密封性、可靠性。施工质量检测施工过程应随时检查施工记录和计量记录，桩长检测采用超声波检测，桩径、桩间距检测采用经纬仪、钢尺

20、。水泥土搅拌桩复合地基承载力检验应采用复合地基静载荷试验，验收检验数量不少于总桩数的1%,复合地基静载荷试验数量不少于3组。成桩7天后，采用浅部开挖桩头进行检查，开挖深度宜超过停浆面下0.5m,检查搅拌的均匀性，量测成桩直径，检查数量不少于总桩数的5%o对变形有严格要求的工程，应在成桩28天后，采用双管单动取样器钻取芯样做水泥土抗压强度检验,检验数量为施工总桩数的05%,且不少于6根。3 .理论分析粉喷桩施工完毕后在桩顶上填0.5m厚的砂砾层，褥垫层的夯填度不应大于0.9。粉喷桩的长度，应根据上部结构对地基承载力和变形的要求确定，并应穿透软弱土层到达地基承载力相对较高的土层，当设置的桩同时为提

21、高地基稳定性时，其桩长应超过危险滑弧以下不少于2.Omo粉喷桩最大处理深度为15m,属摩擦桩，刚柔性取决于桩体材料、桩周上模量比、桩的长径比，桩长大于有效桩长时，柔性桩的承载力不再增加。但增加桩长，能有效减少沉降量。因本工程上部结构荷载较小，同时下部上层比较稳定，所以处理深度取9米能满足沉降和承载力要求。4 结语该项目采用粉喷桩进行地基处理后，经过三年来的沉降观测未见异样，且沉降已稳定并在设计允许范围内，同时沉降量绝对值很小且比较均匀，可见采用粉喷桩处理该地基是合理、有效的、经济的，值得大家参考。第四篇文献：实测地基沉降的指数模型回归分析。作者：凌冰川内容：此次研究课题的题目是实测沉降的指数模

22、型回归分析,根据洋山深水港一期工程的地基实测沉降资料，采用指数模型对不同地质条件下的地基沉降进行非线性PI归分析。通过实测沉降与回归模型的曲线拟合，来确定模型中的相关参数；利用得到的不同地质条件下模型参数，对洋山深水港的后续工程和类似地质条件的海港工程建设起到指导和借鉴作用。从而减少今后类似工程的实际观测工作量，节约人力物力，以达到更好的经济效益。1 .本文拟开展的主要研究工作根据以上对岩土工程实测资料回归分析的研究现状分析，本文拟开展以下的研究工作：根据洋山深水港一期工程的地基实测沉降资料,采用指数模型对不同地质条件下的地基沉降进行非线性回归分析。比较指数回归模型的拟合曲线与实测值的差异，分

23、析产生两者差异的原因，并结合实际地质条件进行比较，得出不同地质条件对于地基沉降的影响关系。利用非线性回归分析所得的模型参数对洋山深水港后续工程中和其他近似地质条件下的海港工程地基沉降提供指导意见和借鉴作用。2工程概况介绍及实测数据2 .1工程概况洋山深水港区位于杭州湾东北部、南汇芦潮港东南的崎岖列岛海区,总体规划是依托大、小洋山岛链形成南、北两大港区。规划至2020年，北港区（小洋山一侧）可形成约10多公里深水岸线，布置30多个泊位，集装箱吞吐能力1300万标准箱以上。洋山深水港区一期工程主要位于小洋山北港区，港区陆域面积约1.73平方公里，于2005年年底全面竣工并开始投入试运行。2.2 沉

24、降观测点地质条件整个一期陆域形成工程共布置9个分层沉降观测点，位置示意图如图1.图1分层沉降点布宜图本次课题研究主要采用了1、3、6、7四个实测数据较为完整的观测点的实测沉降数据进行非线性分析和曲线拟合，其土层分布情况如表1所示。表1各测点的土层分布测点号地基加固层以下土层分布和厚度10.94m厚未处理同填砂层，5m厚灰黄灰色粉细砂，4m厚灰黄灰色淤泥质粉质粘土,2.5m厚灰绿灰黄色粉质粘土,8m厚灰绿褐黄色粘性土混砂砾，3.6m厚杂色粉质粘土。311.8m厚未处理回填砂层。615.28m厚未处理回填砂层，18.5m厚灰黄灰色粉细砂，9.7m厚灰灰绿色粘土。716.24m厚未处理回填砂层，7.

25、2m厚灰黄灰色淤泥质粉质粘土，2m厚灰黄灰色粉细砂，6.Im厚灰绿灰黄色粉质粘土。2.3 各沉降观测点实测数据通过收集资料，获得了以上4个分层沉降点的实测数据，分别见图25。-80-100-120-140-160-50050100150200250300350400时间（d）图2测点1实测沉降量20-20沉-40降11-60-80-20从图25观察能够发现，以上四个观测点的实测沉降数据较为具体和完整，从时间-沉降曲线图中，可以看出整体曲线光滑连续，数据详实可靠，因此采取这四个观测点的数据来作为本文研究的主要数据，能够得到最为真实准确的模型参数和结果。模型运用地最为广泛，其运用程度和精确度也最为

26、成熟，因此此次研究中将利用到0RIGIN7.5软件的非线性拟合功能，将在洋山深水港各观测点所取得的实测沉降资料采用指数模型进行分析和曲线拟合，以便得到不同地质条件下的指数模型参数，以利于今后相似地质条件的海港工程的沉降预测。3.2指数模型介绍指数模型是从土层固结度为时间的指数函数出发,依据固结度方程和固结度定义得到的，具体表达式为S=l-Aexp(-Bt)C(1)式中，t为时间；s为t时刻的沉降值；A、B和C为指数模型的模型参数，当t-8时,C即为地基的最终沉降量。(胡中雄，1997)非线性回归分析方法简介从一组数据出发确定某些变量之间的定量关系式，即建立数学模型并估计其中的未知参数。估计参数

27、的常用方法是最小二乘法。对这些关系式的可信程度进行检验.在许多自变量共同影响着一个因变量的关系中，判断哪个(或哪些)自变量的影响是显著的。利用所求的关系式对某一生产过程进行预测或控制。回归分析的应用是非常广泛的，统计软件包使各种回归方法计算十分方便。根据ORIGIN软件计算各测点的非线性拟合结通过ORIGIN软件计算的拟合过程，可以求得各测点的指数模型参数如表2所示。表2各测点拟合结果测点号初始值拟合结果相关gAC系数110.009-1451.046410.00804155.346080.98792310.008-1251.030330.00714-138.336090.99063610.00

28、2-2851.062190.00511-161.621650.98814710.019-2520.984080.01876253.339890.99609从表2中我们可以发现四个测点虽然地质条件、观测情况各不相同，但从共同使用指数模型进行拟合分析的情况来看，四个观测点的相关系数最低的是测点1的0.98792,而测点3和测点7的相关系数都达到了0.99以上，这就表示指数模型与实测沉降的曲线的吻合情况非常理想。由此可见，运用指数模型来对软土地基的沉降进行分析和预测是可行的。4拟合曲线与实测值差异的误差分析4.1 指数模型拟合曲线与实测值的差异通过上一章节介绍的ORIGIN软件曲线拟合的方法，己经将

29、4个观测点的实测数据与指数模型进行了非线性拟合。利用ORIGIN软件进行非线性拟合，虽然能够得到的较为精确的模型参数以及曲线图形，但其曲线与实测数据不可避免地会有所差异。其差异情况如图69所示。-160-50 050100 150 200 250 300350 400t/d图6测点1的指数模型回归分析曲线201O 100200300400500t/d从拟合曲线当中可以看出，虽然指数模型的拟合曲线与实测数据存在差异，但是除了沉降前期的差异值较大外，整个沉降过程与指数模型的拟合还是令人满意的，拟合曲线与实测值吻合较好。因而，利用指数模型对实测沉降进行回归分析是可行的。通过对图6-9以及表1各测点土

30、层分布情况分析,可以发现,测点1中含有4m厚灰黄灰色淤泥质粉质粘土，测点7中含有7.2m厚灰黄灰色淤泥质粉质粘土，这两个测点中泥质粉质粘土均较厚，压缩性较大，对工后的沉降影响非常显著；而测点3、6、7中未处理回填砂层均很厚，分别达到了11.8m、15.28m以及16.24m,该层对于工后沉降的影响也很大。从以上的分析中我们不难发现,对于洋山深水港后续工程以及今后类似的海港工程工后沉降影响较大的因素主要有压缩性较大土层(如：淤泥质粉质粘土等)的厚度和未处理回填砂层的厚度。从测点1中的实测数据中我们发现，虽然其未处理回填砂层较薄，但是其4m厚的泥质粉质粘土直接影响到了它的工后沉降；而测点3、6则正

31、好相反，较厚的未处理回填砂层则是其工后沉降的最主要因素；对于测点7,其淤泥质粉质粘土和未处理回填砂层分别达到了7.2m和16.24m的厚度，在两个重要因素的共同作用下，产生了相对最为显著的工后沉降。4.2 指数模型拟合曲线与实测值的误差分析四个测点中的前2至3个数据在实测阶段受到了气候、天气等外界相关因素的干扰，实测数据不够准确，导致了较大的误差，不能够作为今后指导和预测的重要依据。但尽管如此，四个测点的拟合相关系数依然能够达到0.980.99,具有非常良好的相关性，可见指数模型在此类问题中具有良好的可行性。另外，我们发现四个观测点的地质条件都有所差异，而最终所求得的模型参数也存在较大差异，这

32、就提醒了我们在今后类似工程引用指数模型时，就应该分清地质条件，采用相近的模型参数和观测点，来得到较为精确的结论。5结论本文通过对洋山深水港一期工程四个数据较为完整具体的沉降观测点的实测沉降数据分析，以及利用ORIGIN软件进行指数模型的回归分析和非线性拟合,得到了一系列的结论,对今后洋山深水港的后续工程以及类似的海港工程的沉降分析以及沉降预测具有指导和借鉴作用，具体如下:通过使用ORIGIN软件进行指数模型与现场沉降实测值的非线性拟合，成功地拟合出模型中的待定参数，且四个测点中的最低相关系数不低于0.988,两者曲线相关性高，吻合情况良好，能够以此模型作为今后类似工程沉降预测的常规分析手段和方

33、法。四测点虽均为软土地基，但其地质条件并不完全相同。而影响软土地基沉降严重程度的主要因素为压缩性较大土层(如：淤泥质粉质粘土等)的厚度和未处理回填砂层的厚度。由于地质条件的不同，所求得的指数模型参数也有较大差异。在使用指数模型对今后洋山港后续工程和其他相似工程进行沉降分析和预测时，除了要分析其具体的地质条件，选择最为恰当的观测点模型和模型参数以外，还应特别注意，利用指数模型进行拟合过程中的前期阶段，较不稳定，与实测值误差较大，应不予采用。第五篇文献：基于灰色理论的黄土高填方地基沉降变形预测研究。作者：步艳洁，刘红艳，万志辉内容：摘以某黄土高填方工程为研究对象，建立黄土高填方沉降变形的GM(1,

34、1)预测模型。运用MATLAB编程程序并结合工程实际监测的数据，分别对黄土高填方沉降变形进行了短期、中期及长期预测。结果表明，GM(1,1)模型用于预测高填方地基沉降，不仅短期的预测精度高，中长期的预测精度也可以保证，可以大大缩短高填方工程施工工期，降低工程成本。黄土地区高填方地基的变形计算是该地区工程建设亟待解决的难题。首先黄土具有不同于其他土的特殊土性。黄土土色多呈黄色或者褐黄色、浅灰黄色；以硫酸盐碳酸盐含量为主也含有少量的易溶盐；以粉粒为主要颗粒组成，砂粒其次，粘粒最少；具有多孔性，垂直节理发育，透水性大，特别是黄土具有不同程度的湿陷性，仅仅一个土质因素已经给工程带来不小的困难，如果工程

35、为高填方地基或路基，问题变得更加棘手，何况还要有天气因素、人为因素、荷载因素、时空因素等,这使得按一般土力学理论算出的黄土地区地基变形结果往往与实际值有很大的区别。1 .建立灰色预测GM(1,1)模型1.1 灰色预测理论用“白”代表信息完全明确，“黑”代表信息未知，“灰”代表部分信息已知部分信息未知，称该部分的系统为灰色系统。灰色系统预测理论是我国著名学者邓聚龙教授1982年创立的一门新兴学科，该理论是以“部分信息已知，部分信息未知”的“贫信息、贫样本”为对象的不确定系统。灰色预测就是用特定的科学方法对己知数据序列进行处理，发现系统发展变化的规律，从而建立恰当的预测模型，目的是为了对未来的发展

36、趋势做出正确的预测7o灰色预测模型一般为(n,h)模型8,表示h个变量的n阶微分方程，n、h取值不同得到的模型不同，当n与h都为“1”时，即得到了GM(1,1)模型。目前运用GM(IJ)模型较多，此模型建模理论为使指数函数模型变为微分方程形式求解，并且引入初始条件以减小某时刻的数据误差，从而预测事物将来的发展趋势，将得到预测值与实际值对比获得残差，再利用残差对GM(IJ)进行修正，从而建立真正价值的信息，建立更高精度的和可行性的模型9。填方地基变形工程实际就是一个灰色系统，基于此利用灰色预测系统对填方地基变形进行预测是可行的方法。1.2 数据处理为了得到GM(1,1)模型，必须运用一定的方法将

37、已知数据进行生成处理，使原本杂乱无章的数据序列生成有规律的数据序列得到GY(1,1)模型的中间信息、弱化数据序列的随机性。主要思路：先对数据进行累加进行建模，之后由生成模型再进行递减得到原始数据预测值，最后进行预测。原始数据列为：x(O)(D,x(0)(2),x(0)(3),x(0)(4),x(0)(n)；一次累加数列(I-AGo):x(l)(1),x(l)(2),x(l)(3),x(l)(4),，x(l)(n)；其中X=X(O)；X=X(O)+X(0)(2)；x(l)(n)=x(0)(l)+x(0)(2)+X(0)+.+X(0)(n)oab11=(BB)x (”)最后通过边界条件得到微分方程

38、解，即得到预测模型： xa (1)(/+i)= x(0)(i)-a eat -a(LO,1,2,府1)(2)由原始数据序列经过累减得到预测值与相应的实际值之差为残差八。)(。，再用残差作为序列对模型进行修正，建立具有更高精度的模型。详细步骤与BY(1)LJN其中3与Yn为GM(1)的两个矩阵：Ir()z,0)小I-x(l)+x(2)I；I2II+XJI2IIIB=Il.1I-k,(n-l)x(n)1!,(2)1ll03)lKjvII利用均方差模型验证精度的指标均方差比值C和小误差概率。根据上述2个指标可将模型的精度划分为4个等级3从一级到四级，模型精度依次降低，见表Io表1模型预测的精度等级划

39、分模型的精相对误差均方差比值C小误差概率P一级0.0lCWO.35P0.95二级0.010.05O,35CO.50,80P0.95三级0.050.10,5C0.650,70P0.1000.65P0.70根据相对误差平均值，将预测值的精度划分为从高精度预测到错误预测4个等级1,见表2。表2预测值的精度等级划分精度等级相对误差平均值/%高精度的预测50根据地基变形的前期监测数据建立模型，运用Matlab语言编程，从而得到灰色预测GM（1,1）,进而将其编制成预测程序。根据模型对黄土高填方地基的变形进行预测，本文通过相对误差、均方差比值、小误差概率与相对误差平均值相结合的方法对GM（IJ）模型的精度

40、进行检验，以提高黄土高填方地基变形预测的精度。2 .黄土高填方地基变形预测分析2.1 工程概况某西北黄土高填方地基工程，填方高度达82m以上，地形起伏较大，冲沟发育，纵横切割沟谷横截面上游呈“V”形，下游呈“U”形，沟谷两侧坡度为4060,局部地段可达80。以上，沟宽1050m,沟长约700m,地面标高介于10501198m之间。边坡区地基从上到下主要分为：1素填土（Q42ml）层厚L76.5m;1湿陷性粉土（Q3eol）,2粉土（Q3eol）层厚在3.21.5m；第四系中更新统风积相离石组黄土组成岩性主要为第四系上更新统离石黄土（Q2eol）层厚5.510.2m：1第三系上新统湖积相保德组粉

41、质粘土（N2b）沟谷中揭露厚度平均20m,层厚在17.l23.5m；2第三系上新统湖积相保德组粉质粘土（N2b）沟谷中揭露平均厚度19.1m,层厚在13.524.6m分布。经施工前试验后决定采用离石黄土与马兰黄土为填筑材料，为了确保填方地基的稳定性及边坡的稳定性，在地基填方过程中对地基的变形进行了监测，包括马道、填筑体顶面沉降监测，坡体水平位移与分层沉降监测及其深层土压力监测等。2.2 黄土高填方地基变形预测分析对马道地基进行累计分层沉降监测，本工程沉降监测点位甚多，限于篇幅，本文选用CX-2（第五级马道）与CX-4（第六级马道）监测点的沉降资料进行分析，具体位置及深度见图Io在测点位置每个布

42、设管上按每4m布设一个分层沉降环，其中图1中的CX-3/4表示CX-3与CX-4在此界面设计了2个不同的监测点，本文选取其中1个数据。该工程从2009年10月开始监测，每次监测期为1015d,采用电磁式分层沉降仪进行监测。预测模型的数值取自2010年3月1日至2010年4月10的监测数据，此时间阶段土体填方高度在65.672.4mo以CX-2和CX-4分别5个监测数据建立时间序列模型。1.2中的计算步骤建立预测模型，根据表3中的原始数据列可得：X(0)(/)=(98.5,100.7,103.8,107,112)经过IAGO得到数据序列：X)=%(I),X(2),X(3),X(4),%(5)X(

43、，)=(98.5,199.2,303,410,522)然后确定B、YN的值，再根据1.2中公式(1)得到：abfr=一0.035495.12991LJLJ最后代入式(2),得到预测模型GM(IJ):V”+1)=2801.05*0354，_2702.55X(O)+1)=(1)。+1)尤71)(。预测结果见表3。表3CX2环1填筑体沉降监测数值与预测结果时间序号I2345实测日期3.13.113.213.314.10实测值xnmf1198.5100.7103.8107.0112.0相对误差/%00.350.120.570.39经对模型的精度进行检验，均方差比值C=0.080.95,模型的精度为一级

44、。再利用上述建立的模型，对未来CX-2的另外5个时间点沉降进行预测，实测值与预测值见表4与表5o表4短期预测结果时间序号实测H期实测值Xmm预测值0X/m相对误差/%64.20118.85115.492.8274.30122.15119.632.06表5中长期预测结果时间序号实测日期实测值Xmm预测值tmm相对误差/%85.10126.8123.912.2795.20127.0128.341.06105.30129.5132.942.65通过表4与表5数据可得，预测的相对误差平均值分别为2.29%、1.90%,远远小于10%,且长期的精度比中期精度有所提高，都属于高精度预测且长期数据的精度趋于

45、更高,说明建立的预测模型正确且为高精度。2.2.2 沉降监测实测值与预测对比分析CX-2环1、环2与环3与CX-4环1、环2、环3填筑体沉降监测点实测值与预测图3CX-4实测值与预测值对比图通过图2与图3的数据综合对比可以看出预测结果与实测结果两组在短期完全吻合，在中长期预测结果与实测结果也大体一致，表明所建立的预测模型是正确合理的，选取6组作对照也消除了偶然性，同时说明该模型对黄土高填方地基沉降变形预测具有较高的精度，这将对工程后期预测提供一定的参考价值。2.2.3 填筑体沉降监测点预测结果对比分析CX-2环2与环3与CX-4环1、环2、环3,见表6。表6预测结果分析指标CX-2CX-4环2

46、环3环I环2环3C0.130.030.030.090.05P模型精度1一级1一级I一级1一级1一级模型相对误中期0.32%L(M%1.04%1.03%0.06%差平均值长期0.38%0.22%1.03%1.03%0.04%预测模型精度高精度高精度高精度高精度高精度由表6可知预测结果为高精度，模型建立可行，中期与长期各层(不同环代表不同深度土层)精度也可以保证。2.3 黄土高填方地基变形速率分析根据地基沉降时间关系可以得到沉降与时间的变形速率，根据实测值变形速率V(O)(t)的曲线与I-AGo处理值可以得到预测值变形速率U0%)的曲线，其6组变形速率曲线见3025201510( P UHU)1 7 二=率图4,开始时沉降速率比较大,之后逐渐趋于平缓,实际工程中监测项目的报警指标为100mmd,当达到报警指标的8