软土地基沉降预测方法比较分析

6　福建建设科技　20101No12■地基基础工程

软土地基沉降预测方法比较分析

李成虎(福州城市地铁有限责任公司　福州　350001)

[摘　要]　对工程中软土地基沉降的四种预测方法进行了分析比较,从预测曲线和实测曲线以及误差曲线的比较可以看出,每种方法既有优点也有缺点,预测方法的选用要结合具体的工程实际。本文为软土地基沉降预测方法的选用提供了参考。

[关键词]　软土地基　沉降预测　比较分析

A nal ysis an d compa r ison of set tlement predict ion met hods of soft soil ground

Abstract:The ground settlement of a project on sof t soil was predicted by four met hod a nd t he corre spo nding results were com2 pared with the te st value s,it is shown that eac h method has bot h advantages a nd disadvantage s,t he selectio n of p redictio n method must combine wit h t he actual nee d of the specific p roject.This re searc h provides ref erence s on met hod op tio n of p re-estimate in sof t soil ground settlement.

K e y words:sof t soil ground;settlement pre diction;co mparative analysis

1引言

在软土地区修建建筑物或者构筑物最关键的问题就是控

制地基的沉降,合理的预测分析工后沉降,对正确施工,节省

工程投资,具有十分重要的现实意义。由于地基沉降分析中

存在大量不确定性因素,这些不确定性因素往往对地基沉降

的计算结果影响很大。目前,软土地基沉降预测和实际沉降

情况相差甚远[1]。因此有必要对软基沉降预测及其产生的误

差进行分析探讨,从而提出较为适用性的预测方法。

文中通过几种预测方法对同一工程进行模拟预测的结果

比较,分析各种方法的优缺点,从而为今后软土沉降预测方法

的选用提供参考。

2方法简介

2.1对数曲线法

对数曲线法(三点法)是工程中较为常用的地基最终沉降

量推算方法,曾国熙(1959)[2]建议地基固结度采用下式计算:

U t=1-αexp(-βt)(1)

式(1)中α,β为固结参数。

某时刻的沉降可表示为:

S

t

=(S∞-S d)[1-αe xp(-βt)]+S d(2)

式中:S t—t时刻的实测沉降;

S d,S∞—分别为瞬时沉降和最终固结沉降。

为求t时刻的沉降,可以采用三点法分别求解S∞、β、S d

与α值。将所求得的S d、S∞、α、β分别代入式中就可以得到

任意时刻的沉降量。

2.2指数曲线法

指数曲线法[2]就是根据现场实测的统计结果,近似认为

沉降量S是时间t的指数函数,可以表示为:

S(t)=S∞-(S∞-S0)e t0-t

η　t≥t0(3)

式中t—某一观测时刻;

S(t)—推算的某一时刻的沉降值;

S0—对应于t的沉降量;

S∞—最终沉降量,为待定值;

η—参数,为待定值。

求得η,S∞后,就可以得到最终沉降量和任意时刻的沉降量。

2.3Asao ka曲线法

Asaoka法是由日本学者Asaoka.于(1978)[3]年提出的,又称图解法。它是以垂直单向固结理论为主,根据实测的沉降量推算工后沉降量和最终沉降量的一种方法。

他指出,由Mikasa(1963)[3]导出的用垂直体积应变表示的固结偏微分方程为可近似地用一个级数形式的普通微分方程来表示为:

S+α1dS dt+α2d

2S

dx

+…+αn d

n S

dt n

=b(4)式中:S———固结沉降量;

α1,α2…αn———固结系数;

b———取决于固结系数C v和土层边界条件的常数。

式(4)大多数情况下可以简化为下式:

S+α1dS dt=b(5)

式中,一阶固结系数α1=5h

2

12C v

。

在固结边界条件下上式的解为:

S(t)=S∞-(S∞-S0)exp-

t

α1(6)式中:S0、S∞———分别为土层的初始沉降量和最终沉降量;

2.4Logistic曲线法

宰金眠、梅国雄[4]在研究地基沉降一时间规律时发现全过程沉降量与时间关系包含两个方面内容:其一是初始沉降不为零;其二是沉降一时间曲线呈现“S”形。

Logistic模型,也可称之为增长曲线模型,在时间数列中其一般形式如下:

S(t)=

b1

1+b2exp(-b3t)

(7)式中,b1,b2,b3为待定参数。

对参数b1,b2,b3的确定有很多种方法,例如三段计算法、灰色理论法等。

只要计算方法、参数选的合理,Logistic模型曲线可很好地拟合几何中的“S"、“凸”形甚至“凹”形曲线,故适用性较广。

3工程实例及分析

3工程概况

福建省道线沿海大通道泉港段K+5～K3+

.1

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