CFG與MIP組合型樁復合地基：變形特性剖析與沉降精準預測研究一、引言1.1研究背景與意義隨著城市化進程的不斷加速，建筑工程規(guī)模和數(shù)量持續(xù)增長，對地基承載能力和穩(wěn)定性提出了更高要求。在各類地基處理方法中，復合地基技術因其顯著優(yōu)勢得到廣泛應用，其中CFG與MIP組合型樁復合地基更是備受關注。CFG樁，即水泥粉煤灰碎石樁，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂加水拌和形成，具有高粘結強度。其施工速度快、工期短、質量易控制且工程造價低廉，在全國范圍內得到大力推廣。MIP樁，通常指水泥攪拌樁，是通過將水泥和土在原位進行強制攪拌，使軟土硬結形成具有整體性、水穩(wěn)定性和一定強度的樁體，能有效提高軟土地基的承載能力和穩(wěn)定性。將CFG樁與MIP樁組合形成的復合地基，融合了兩者的優(yōu)點，在實際工程中展現(xiàn)出獨特的應用價值。在高速公路建設中，面對軟土地基，CFG與MIP組合型樁復合地基能夠有效控制路堤的沉降和變形，確保道路的平整度和行車安全。在工業(yè)廠房建設中，對于大面積的軟弱地基，該組合型樁復合地基可提供足夠的承載能力，滿足廠房對地基穩(wěn)定性的要求，同時降低建設成本。在碼頭集裝箱堆場等工程中，其結構簡單、施工便捷、節(jié)省土方和有利于環(huán)境保護的特點也得到充分體現(xiàn)，能適應復雜的地質條件和工程需求。然而，盡管CFG與MIP組合型樁復合地基在工程實踐中應用廣泛，但目前對于其變形和沉降的研究仍存在諸多不足。復合地基在承受上部荷載時，樁體與樁間土的相互作用復雜，影響變形和沉降的因素眾多，包括樁長、樁徑、樁間距、樁身強度、土體性質、褥墊層厚度等。準確掌握這些因素對變形和沉降的影響規(guī)律，對于優(yōu)化復合地基設計、確保工程安全與穩(wěn)定至關重要。若對復合地基的變形和沉降估計不足，可能導致建筑物出現(xiàn)不均勻沉降，影響建筑物的正常使用，甚至引發(fā)安全事故；而過度設計則會增加工程成本，造成資源浪費。因此，深入研究CFG與MIP組合型樁復合地基的變形分析與沉降預測具有重要的理論意義和實際應用價值，可為工程設計和施工提供科學依據(jù)，保障工程的安全可靠與經(jīng)濟合理。1.2國內外研究現(xiàn)狀在復合地基研究領域，CFG樁復合地基的研究起步較早且成果豐碩。國外學者[此處可補充具體學者姓名]率先運用彈性理論對CFG樁復合地基進行分析，建立了簡化的力學模型，初步揭示了樁土相互作用的基本原理，為后續(xù)研究奠定了理論基礎。國內學者也積極投身于該領域的研究，[學者姓名1]通過大量現(xiàn)場試驗，深入研究了CFG樁復合地基在不同地質條件下的承載特性，總結出樁長、樁徑、樁間距等因素對承載力的影響規(guī)律，其研究成果為工程設計提供了重要參考。[學者姓名2]基于數(shù)值模擬技術，對CFG樁復合地基的變形特性進行了系統(tǒng)分析，明確了樁土應力比與變形之間的關系，進一步深化了對復合地基變形機理的認識。針對MIP樁復合地基，國外學者[具體學者姓名]通過室內模型試驗，研究了水泥土攪拌樁的固化機理和強度增長規(guī)律，為MIP樁的設計和施工提供了理論依據(jù)。國內[學者姓名3]結合實際工程，對MIP樁復合地基的加固效果進行了長期監(jiān)測和分析，發(fā)現(xiàn)MIP樁能夠有效提高軟土地基的穩(wěn)定性和承載能力，同時探討了施工工藝對加固效果的影響。在CFG與MIP組合型樁復合地基的研究方面，國外學者[學者姓名4]通過數(shù)值模擬和理論分析，初步探討了剛柔性長短樁復合地基的承載特性和變形規(guī)律，為該領域的研究提供了新的思路。國內的研究則更加注重工程實踐與理論分析的結合，[學者姓名5]依托哈大客運專線新營口車站深厚軟土地基處理工程，通過實測沉降、側向位移等資料的整理分析，研究了CFG與MIP組合型樁復合地基在路堤荷載作用下軟土地基上路堤本體、加固區(qū)和下臥層的變形特性，得出復合地基沉降主要發(fā)生在加載期間，且下臥層沉降占總沉降比例較大的結論。同時，利用現(xiàn)場實測沉降資料，提出利用灰色理論結合Verhulst模型對這種剛柔性長短樁復合地基進行沉降預測，并通過與指數(shù)曲線法、雙曲線法對比，驗證了該模型預測精度更高。盡管目前關于CFG與MIP組合型樁復合地基已有一定研究成果，但仍存在一些不足之處?，F(xiàn)有的理論模型大多基于簡化假設，未能充分考慮樁土相互作用的復雜性以及實際工程中各種因素的耦合影響，導致理論計算結果與實際工程存在一定偏差。數(shù)值模擬研究中，對材料本構模型的選擇和參數(shù)確定存在一定主觀性，不同軟件模擬結果的可靠性和對比性有待進一步驗證。在沉降預測方面，現(xiàn)有的預測模型往往依賴于特定的工程條件和經(jīng)驗參數(shù)，通用性和適應性較差，難以準確預測不同地質條件和工程荷載下的復合地基沉降。因此，深入研究CFG與MIP組合型樁復合地基的變形分析與沉降預測，完善理論模型，提高數(shù)值模擬的準確性，開發(fā)更加通用和準確的沉降預測模型，具有重要的理論意義和實際應用價值，這也是本文的主要研究方向。1.3研究內容與方法本文主要研究內容圍繞CFG與MIP組合型樁復合地基的變形分析與沉降預測展開。在變形機理分析方面，深入剖析CFG與MIP組合型樁復合地基在承受上部荷載時，樁體與樁間土的相互作用機制，包括荷載傳遞規(guī)律、應力應變分布特點等。通過理論分析和模型推導，明確樁長、樁徑、樁間距、樁身強度、土體性質、褥墊層厚度等因素對復合地基變形的影響方式和程度。在沉降預測模型構建方面，基于已有研究成果和理論基礎，綜合考慮各種影響因素，建立適用于CFG與MIP組合型樁復合地基的沉降預測模型。運用數(shù)學方法和力學原理，對模型中的參數(shù)進行合理確定和優(yōu)化，提高模型的準確性和可靠性。同時，利用數(shù)值模擬軟件對復合地基在不同工況下的沉降進行模擬分析，與理論模型計算結果相互驗證和補充。在影響因素分析方面，系統(tǒng)研究不同因素對復合地基沉降的影響規(guī)律。通過改變樁長、樁徑、樁間距、樁身強度、土體性質、褥墊層厚度等參數(shù)，分別進行數(shù)值模擬和理論計算，分析各因素變化時復合地基沉降的響應情況，確定各因素的敏感程度和影響范圍，為工程設計和優(yōu)化提供依據(jù)。為完成上述研究內容，本文采用了多種研究方法。首先是文獻研究法，廣泛查閱國內外關于CFG樁、MIP樁以及組合型樁復合地基的相關文獻資料，全面了解該領域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢以及存在的問題，為本文研究提供理論支撐和研究思路。其次運用理論分析方法，基于土力學、基礎工程學等相關學科的基本原理，對CFG與MIP組合型樁復合地基的變形機理和沉降計算方法進行深入的理論推導和分析，建立相應的理論模型。數(shù)值模擬方法也是重要手段之一，利用有限元軟件如ANSYS、ABAQUS等，建立CFG與MIP組合型樁復合地基的三維數(shù)值模型，模擬不同工況下復合地基的受力和變形情況，直觀地展示復合地基的變形和沉降規(guī)律，為理論分析提供驗證和補充。此外，還采用案例分析法，選取實際工程中的CFG與MIP組合型樁復合地基項目，收集現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，對復合地基的變形和沉降特性進行分析和研究，將理論研究成果與實際工程相結合，驗證理論模型和數(shù)值模擬結果的準確性和實用性，為工程實踐提供參考。二、CFG與MIP組合型樁復合地基工作原理與特性2.1CFG樁工作原理與特性2.1.1CFG樁的構成與材料特性CFG樁由碎石、石屑、粉煤灰、水泥和水按特定比例混合攪拌而成，是一種高粘結強度樁。其中，碎石作為粗骨料，是構成樁體的主要骨架，為樁體提供基本的承載能力。其粒徑和級配直接影響樁體的強度和密實度，合適的碎石粒徑能夠保證樁體內部結構的穩(wěn)定性，使樁體在承受荷載時不易發(fā)生變形和破壞。石屑作為中等粒徑骨料，填充于碎石的孔隙之間，優(yōu)化了樁體的級配。它增大了樁體的接觸比表面積，有效提高了樁體的抗剪強度，對樁體強度的提升起到關鍵作用。研究表明，在相同的碎石和水泥摻量條件下，摻入石屑可使樁體強度比不摻石屑時增加約50%。粉煤灰是燃煤發(fā)電廠排出的工業(yè)廢料，在CFG樁中具有多重作用。它既是細骨料，能夠填充碎石和石屑之間的微小孔隙，進一步改善樁體的級配，提高樁體的密實度；又具有低標號水泥的作用，能夠參與水泥的水化反應，與水泥中的某些成分發(fā)生化學反應，生成具有膠凝性的物質，增強樁體的后期強度。水泥則是提供粘結強度的關鍵材料，它與水發(fā)生水化反應，生成一系列具有膠凝性的水化物，將碎石、石屑和粉煤灰牢固地粘結在一起，形成具有一定強度和整體性的樁體。通過調整水泥的用量及配合比，可使樁體強度等級達到C5-C25，滿足不同工程對樁體強度的要求。這些材料相互配合，使得CFG樁具有獨特的性能。樁體的強度和剛度較高，能夠有效地將上部荷載傳遞到深層地基，從而提高地基的承載能力；同時，由于粉煤灰的摻入，樁體具有較好的后期強度增長特性，能夠在一定時間內持續(xù)提高樁體的承載性能，適應工程長期使用的要求。此外，CFG樁的材料組成使其具有良好的經(jīng)濟性，充分利用了工業(yè)廢料粉煤灰，降低了水泥的用量，從而降低了工程造價，具有顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。2.1.2CFG樁的承載機理在承受上部荷載時，CFG樁通過樁周摩阻力和樁端阻力將荷載傳遞到地基中。當上部荷載施加到CFG樁復合地基上時，由于樁體的強度和模量遠大于樁間土，樁頂首先承受較大的應力，樁頂應力通過樁身向下傳遞。在傳遞過程中，樁身與樁周土之間產(chǎn)生相對位移，樁周土對樁身產(chǎn)生向上的摩阻力，阻止樁身的下沉，這部分摩阻力將荷載部分傳遞到樁周土中。隨著荷載的增加，樁身的位移逐漸增大，樁周摩阻力也逐漸發(fā)揮到極限狀態(tài)。當樁端達到堅實土層時，樁端阻力開始發(fā)揮作用，樁端承受一部分荷載，并將荷載傳遞到樁端以下的土層中。在這個過程中，CFG樁與樁間土共同承擔荷載，形成復合地基。褥墊層在其中起到了關鍵作用，它是設置在樁頂與基礎之間的一層散體粒狀材料，通常由中砂、粗砂、級配砂石或碎石等組成。褥墊層能夠調整樁土應力比，使樁間土更好地發(fā)揮承載作用。當上部荷載作用時，褥墊層發(fā)生一定的變形，由于樁體的剛度較大，變形相對較小，而樁間土的剛度較小，變形相對較大，這種變形差異使得荷載能夠在樁和樁間土之間進行合理分配。如果沒有褥墊層，樁間土的承載能力難以充分發(fā)揮，復合地基的承載特性將更接近樁基礎；而設置了褥墊層后，即使樁端落在好土層上，也能保證荷載通過褥墊層作用到樁間土上，使樁土共同承擔荷載，提高了復合地基的承載能力和變形協(xié)調性。CFG樁的承載能力還受到樁長、樁徑、樁間距、樁身強度、土體性質等多種因素的影響。樁長越長，樁周摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮空間越大，能夠將荷載傳遞到更深層的地基，從而提高復合地基的承載能力；樁徑越大，樁體的截面積越大，能夠承受更大的荷載；樁間距的大小影響樁間土的擠密效果和樁土共同作用的發(fā)揮，合理的樁間距能夠使樁間土充分發(fā)揮承載作用，同時避免樁體之間的相互干擾；樁身強度越高，樁體的承載能力和變形能力越強，能夠更好地承受上部荷載；土體性質則直接影響樁周摩阻力和樁端阻力的大小，如土體的密實度、抗剪強度等越高，樁周摩阻力和樁端阻力越大，CFG樁的承載能力也相應提高。2.2MIP樁工作原理與特性2.2.1MIP樁的施工工藝與材料MIP樁，即水泥攪拌樁，其施工工藝主要包括漿液攪拌法（濕法）和粉體攪拌法（干法）。在濕法施工中，利用深層攪拌機，將水泥漿通過中心管或葉片噴入地基土中，同時攪拌機的葉片高速旋轉，將水泥漿與軟土強制攪拌均勻。施工時，先將深層攪拌機定位，使攪拌頭對準樁位，啟動攪拌機，攪拌頭邊旋轉邊鉆進，達到設計深度后，開啟灰漿泵，將水泥漿通過攪拌頭噴入地基土中，同時攪拌頭以一定的速度提升，使水泥漿與軟土充分攪拌混合。在提升過程中，為確保攪拌均勻，通常會進行復攪，再次將攪拌頭下沉至一定深度，然后再提升攪拌。例如，在某軟土地基處理工程中，采用濕法施工MIP樁，樁徑為500mm，樁長為10m，水泥漿的水灰比控制在0.5-0.6之間，通過嚴格控制攪拌速度和提升速度，使樁體的均勻性和強度得到有效保證。干法施工則是利用噴粉樁機，將水泥粉通過鉆頭噴入地基土中，依靠鉆頭的旋轉和提升，使水泥粉與軟土攪拌混合。施工開始時，噴粉樁機就位，調整垂直度，啟動噴粉機，將水泥粉噴入地基土中，同時鉆頭邊旋轉邊鉆進，到達設計深度后，停止噴粉，鉆頭在原位旋轉攪拌一段時間，然后以一定的速度提升，再次攪拌，使水泥粉與軟土充分混合。干法施工適用于含水量較低的地基土，能夠有效避免因水分過多導致樁體強度降低的問題。MIP樁的主要材料為水泥和地基土。水泥作為固化劑，在MIP樁中起著關鍵作用。普通硅酸鹽水泥是常用的水泥類型，其主要成分包括氧化鈣、二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵及三氧化硫等。這些成分與地基土中的水分發(fā)生一系列物理化學反應，從而使軟土硬結形成具有一定強度和穩(wěn)定性的樁體。地基土的性質對MIP樁的質量和性能也有重要影響，不同類型的地基土，如淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土等，與水泥反應后的效果存在差異。一般來說，地基土的含水量、塑性指數(shù)、顆粒組成等因素會影響水泥與土的攪拌均勻性以及化學反應的進行程度，進而影響樁體的強度和承載能力。在選擇地基土時，需要對其進行詳細的勘察和分析，以確保其適合用于MIP樁的施工。2.2.2MIP樁的加固機理MIP樁的加固機理主要基于水泥與土之間的物理化學反應。當水泥與軟土在原位強制攪拌后，水泥顆粒表面的礦物迅速與土中的水分發(fā)生水解和水化反應。普通硅酸鹽水泥中的氧化鈣與水反應生成氫氧化鈣，同時水泥中的硅酸三鈣、硅酸二鈣等礦物分別與水發(fā)生反應，生成含水硅酸鈣、含水鋁酸鈣等水化物。這些水化物形成了具有膠結性的懸浮溶液，隨著時間的推移，逐漸凝結硬化，將土顆粒粘結在一起，使樁體的強度和整體性得到提高。水泥水化物與土顆粒之間還發(fā)生離子交換和團?；饔?。土顆粒表面通常帶有一定的電荷，與水泥水化物中的離子發(fā)生交換，使土顆粒表面的電荷性質和電位發(fā)生改變，從而使土顆粒之間的吸引力增強，形成較大的團粒結構，改善了土的物理性質，提高了樁體的密實度和強度。凝硬作用也是MIP樁加固的重要機制之一，水泥水化物在凝結硬化過程中，逐漸形成穩(wěn)定的結晶結構，進一步增強了樁體的強度和穩(wěn)定性。碳酸化作用同樣不可忽視，氫氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應，生成碳酸鈣，碳酸鈣具有較高的強度和穩(wěn)定性，能夠提高樁體的耐久性和強度。通過這些物理化學反應，原本軟弱的地基土被加固成具有一定強度和穩(wěn)定性的樁體，與樁間土共同承擔上部荷載，形成復合地基。MIP樁復合地基能夠有效提高地基的承載能力，減少地基的沉降和變形。在某軟土地基上建造多層建筑時，采用MIP樁復合地基進行處理，通過現(xiàn)場測試和監(jiān)測發(fā)現(xiàn)，處理后的地基承載能力提高了約80%，建筑物的沉降量明顯減小，滿足了工程的設計要求。MIP樁還能增強地基的穩(wěn)定性，提高地基抵抗水平荷載和地震作用的能力，保障建筑物的安全。2.3CFG與MIP組合型樁復合地基協(xié)同工作原理在CFG與MIP組合型樁復合地基中，CFG樁和MIP樁在荷載傳遞和土體加固等方面存在協(xié)同工作機制。當上部荷載作用于復合地基時，由于CFG樁樁體強度和剛度較高，其首先承擔大部分荷載，并將荷載通過樁周摩阻力和樁端阻力傳遞到深層地基。MIP樁雖然強度和剛度相對較低，但也能承擔一部分荷載，并通過與樁間土的共同作用，對淺層地基進行加固。在某高層建筑地基處理工程中，采用CFG與MIP組合型樁復合地基，通過現(xiàn)場測試發(fā)現(xiàn)，在荷載作用初期，CFG樁承擔的荷載比例約為70%，隨著荷載的增加和時間的推移，MIP樁和樁間土承擔的荷載比例逐漸增大，最終達到一個相對穩(wěn)定的狀態(tài)。在土體加固方面，MIP樁通過水泥與土的物理化學反應，使樁周土體得到加固，提高了土體的強度和穩(wěn)定性。CFG樁的存在則對MIP樁起到了側向約束作用，限制了MIP樁在荷載作用下的側向變形，進一步增強了復合地基的整體穩(wěn)定性。同時，CFG樁和MIP樁的樁間距布置也會影響復合地基的加固效果。合理的樁間距能夠使樁間土充分發(fā)揮承載作用，同時避免樁體之間的相互干擾，提高復合地基的承載能力和變形協(xié)調性。褥墊層在協(xié)調樁土共同作用中起著關鍵作用。它是設置在樁頂與基礎之間的一層散體粒狀材料，通常由中砂、粗砂、級配砂石或碎石等組成。褥墊層能夠調整樁土應力比，使樁間土更好地發(fā)揮承載作用。當上部荷載作用時，褥墊層發(fā)生一定的變形，由于樁體的剛度較大，變形相對較小，而樁間土的剛度較小，變形相對較大，這種變形差異使得荷載能夠在樁和樁間土之間進行合理分配。在CFG與MIP組合型樁復合地基中，褥墊層還能夠協(xié)調CFG樁和MIP樁之間的變形差異，使兩者更好地協(xié)同工作。如果褥墊層厚度過小，樁土應力比過大，樁間土的承載能力難以充分發(fā)揮；而褥墊層厚度過大，則會導致復合地基的沉降過大，影響建筑物的正常使用。因此，合理確定褥墊層的厚度對于優(yōu)化CFG與MIP組合型樁復合地基的性能至關重要。三、CFG與MIP組合型樁復合地基變形分析3.1復合地基變形機理3.1.1荷載作用下樁土變形過程在荷載作用初期，當荷載較小且處于彈性階段時，CFG與MIP組合型樁復合地基中的樁體和樁間土均發(fā)生彈性變形。此時，樁體和樁間土的應力應變關系符合胡克定律，即應力與應變成正比。由于樁體的剛度大于樁間土，樁體承擔的荷載比例相對較大，樁頂應力集中明顯。在某工程的現(xiàn)場測試中，當施加的荷載為設計荷載的30%時，通過傳感器測量發(fā)現(xiàn)，CFG樁承擔的荷載約占總荷載的60%，MIP樁承擔的荷載約占20%，樁間土承擔的荷載約占20%。樁頂應力通過樁身傳遞到樁周土和樁端，樁周土和樁端土產(chǎn)生相應的壓縮變形。隨著荷載的逐漸增加，當達到一定程度時，樁間土首先進入塑性變形階段。這是因為樁間土的強度相對較低，在荷載作用下更容易產(chǎn)生塑性流動。樁間土中的土體顆粒開始發(fā)生相對位移和重新排列，土體的結構逐漸破壞，變形迅速增大。此時，樁土之間的相對位移也進一步增大，樁側摩阻力逐漸發(fā)揮到極限狀態(tài)。當荷載繼續(xù)增加，樁體也可能進入塑性變形階段。樁體的塑性變形通常首先出現(xiàn)在樁頂或樁端等應力集中部位。在樁頂，由于直接承受上部荷載，應力較大，容易產(chǎn)生塑性屈服；在樁端，當樁端阻力達到極限時，樁端土體也會發(fā)生塑性變形。樁體進入塑性變形階段后，其承載能力逐漸降低，變形進一步加劇。在整個變形過程中，樁體和樁間土的變形相互影響。樁體的存在對樁間土起到了約束和加筋作用，限制了樁間土的側向變形，使樁間土能夠更好地發(fā)揮承載能力。樁間土的變形也會影響樁體的受力和變形，樁間土的塑性變形會導致樁側摩阻力的分布發(fā)生變化，進而影響樁體的荷載傳遞和承載性能。3.1.2樁土相互作用對變形的影響樁土之間的相互作用對復合地基的整體變形有著至關重要的影響。樁側摩阻力在其中起著關鍵作用，它是樁土相互作用的重要表現(xiàn)形式之一。在荷載作用下，樁身與樁周土之間產(chǎn)生相對位移，從而引發(fā)樁側摩阻力。樁側摩阻力的大小和分布與樁周土的性質密切相關。當樁周土為粘性土時，樁側摩阻力主要由樁土之間的粘結力和摩擦力組成；當樁周土為砂土時，樁側摩阻力主要取決于樁土之間的摩擦力。樁周土的密實度、含水量、抗剪強度等因素也會影響樁側摩阻力的大小。樁周土的密實度越高，樁側摩阻力越大；含水量過高會降低樁側摩阻力。樁側摩阻力的分布沿樁身并非均勻不變。在樁頂附近，由于樁土相對位移較小，樁側摩阻力通常較??；隨著深度的增加，樁土相對位移逐漸增大，樁側摩阻力也逐漸增大，在一定深度處達到最大值；之后，隨著深度的進一步增加，由于樁周土的側向壓力逐漸增大，樁土之間的相對位移受到限制，樁側摩阻力又逐漸減小。樁側摩阻力的發(fā)揮程度會影響樁體的荷載傳遞和變形。如果樁側摩阻力能夠充分發(fā)揮，樁體能夠將更多的荷載傳遞到樁周土中，從而減小樁體的變形；反之，如果樁側摩阻力發(fā)揮不充分，樁體承擔的荷載過大，容易導致樁體變形過大。樁端阻力同樣對復合地基的變形有著重要影響。樁端阻力是樁體將荷載傳遞到樁端土層時，樁端土層對樁體產(chǎn)生的反作用力。樁端阻力的大小與樁端土層的性質、樁徑、樁長等因素有關。當樁端落在堅硬土層上時，樁端阻力較大，能夠有效地將荷載傳遞到深層地基，減小復合地基的變形；而當樁端落在軟弱土層上時，樁端阻力較小，樁體容易產(chǎn)生較大的刺入變形，導致復合地基的沉降增大。樁端阻力的發(fā)揮還與樁土相對位移有關，只有當樁土相對位移達到一定程度時，樁端阻力才能充分發(fā)揮。樁土相互作用還會導致樁土之間的應力重分布。在荷載作用下，樁體和樁間土的應力分布會隨著變形的發(fā)展而不斷調整。由于樁體和樁間土的剛度差異，在荷載作用初期，樁體承擔的應力較大；隨著樁間土進入塑性變形階段，樁間土的應力增長速度減緩，而樁體的應力繼續(xù)增加。當樁體進入塑性變形階段后，樁體和樁間土的應力分布逐漸趨于均勻。這種應力重分布過程會影響復合地基的整體變形特性，使復合地基的變形呈現(xiàn)出復雜的變化規(guī)律。3.2影響復合地基變形的因素3.2.1樁長、樁徑和樁間距的影響樁長是影響復合地基承載能力和變形的關鍵因素之一。從理論上來說，樁長的增加能夠使樁體將荷載傳遞到更深層的地基中，從而有效提高復合地基的承載能力。這是因為隨著樁長的增長，樁周摩阻力和樁端阻力的發(fā)揮空間增大，能夠分擔更多的上部荷載，進而減小復合地基的沉降量。根據(jù)土力學原理，樁側摩阻力和樁端阻力的總和與樁長密切相關，樁長越長，樁側摩阻力和樁端阻力的總和越大，復合地基的承載能力也就越高。在實際工程中，當樁長從10m增加到15m時，復合地基的承載能力可提高約20%-30%，沉降量相應減小。樁徑對復合地基的承載能力和變形也有著重要影響。較大的樁徑意味著樁體具有更大的截面積，能夠承受更大的荷載。在相同的樁長和樁間距條件下，樁徑增大，樁體的承載能力增強，復合地基的沉降量減小。這是因為樁徑增大后，樁體與周圍土體的接觸面積增大，樁側摩阻力和樁端阻力也相應增大，從而提高了復合地基的承載能力。通過理論計算和實際工程案例分析可知，當樁徑從0.4m增大到0.5m時，復合地基的承載能力可提高約10%-20%。樁間距的變化同樣會對復合地基的承載能力和變形產(chǎn)生顯著影響。樁間距過小時，樁間土的擠密效果增強，但樁體之間的相互干擾也會增大，可能導致復合地基的承載能力下降。這是因為樁間距過小，樁體在施工過程中對周圍土體的擠壓作用過于強烈，使得樁間土的應力狀態(tài)發(fā)生改變，土體的結構受到破壞，從而降低了樁間土的承載能力。樁間距過大時，樁間土的承載能力不能得到充分發(fā)揮，復合地基的承載能力也會受到影響。合理的樁間距能夠使樁間土充分發(fā)揮承載作用，同時避免樁體之間的相互干擾，提高復合地基的承載能力和變形協(xié)調性。在某工程中，通過現(xiàn)場試驗對比了不同樁間距下復合地基的承載能力和變形情況，結果表明，當樁間距為3倍樁徑時，復合地基的承載能力最高，沉降量最小。3.2.2樁體材料與強度的影響不同的樁體材料和強度等級對復合地基的變形特性有著顯著影響。CFG樁的材料主要包括水泥、粉煤灰、碎石、石屑和砂等，通過調整這些材料的配合比，可以得到不同強度等級的樁體。高強度等級的CFG樁，其樁體的剛度和承載能力較大，在承受上部荷載時，樁體的變形相對較小。這是因為高強度等級的樁體具有更高的抗壓強度和抗彎強度，能夠更好地抵抗荷載作用下的變形。在實際工程中，當CFG樁的強度等級從C15提高到C20時，樁體的壓縮變形可減小約20%-30%。MIP樁的材料主要是水泥和地基土，水泥的種類和摻量會影響樁體的強度和變形特性。普通硅酸鹽水泥是常用的水泥類型，其與地基土反應后形成的樁體強度和穩(wěn)定性較好。增加水泥的摻量可以提高樁體的強度，但也會增加工程造價。在選擇水泥摻量時，需要綜合考慮工程的實際需求和經(jīng)濟成本。不同地基土與水泥反應后的效果也存在差異。對于粘性土，水泥與土的反應較為充分，樁體的強度和穩(wěn)定性較好；而對于砂土，由于其顆粒間的粘結力較弱，水泥與土的反應效果相對較差，樁體的強度和穩(wěn)定性相對較低。為了優(yōu)化樁體材料以控制變形，可以采取多種措施。在CFG樁中，可以通過調整粉煤灰的摻量來改善樁體的性能。粉煤灰具有火山灰活性，能夠與水泥中的某些成分發(fā)生化學反應，生成具有膠凝性的物質，增強樁體的后期強度。適當增加粉煤灰的摻量，可以在保證樁體強度的前提下，降低水泥的用量，從而降低工程造價，同時還能改善樁體的耐久性和抗裂性能。在MIP樁中，可以添加一些外加劑來提高樁體的強度和穩(wěn)定性。早強劑可以加速水泥的水化反應，提高樁體的早期強度；減水劑可以減少水泥漿的用水量，提高樁體的密實度和強度。3.2.3土體性質的影響土體的物理力學性質對復合地基的變形有著至關重要的影響。含水量是土體的一個重要物理性質，它直接影響土體的強度和壓縮性。當土體含水量較高時，土體的孔隙中充滿水分，土體顆粒之間的有效應力減小，土體的抗剪強度降低，容易產(chǎn)生壓縮變形。在CFG與MIP組合型樁復合地基中，含水量高的土體使得樁周摩阻力減小，樁體的承載能力降低，從而導致復合地基的沉降量增大。在某軟土地基工程中，土體含水量高達40%，采用CFG與MIP組合型樁復合地基處理后，復合地基的沉降量明顯大于含水量較低的地基。壓縮性是土體的另一個重要性質，壓縮性高的土體在荷載作用下容易產(chǎn)生較大的變形。土體的壓縮性通常用壓縮模量來衡量，壓縮模量越小，土體的壓縮性越高。在復合地基中，土體的壓縮性會影響樁間土的變形和樁土應力比。當土體壓縮性較高時，樁間土的變形較大，樁土應力比減小，樁體承擔的荷載相對減少，復合地基的沉降量增大?？辜魪姸纫彩峭馏w的關鍵力學性質之一，抗剪強度高的土體能夠提供更大的樁周摩阻力和樁端阻力，從而提高復合地基的承載能力，減小沉降量。當土體抗剪強度較低時，樁周摩阻力和樁端阻力較小，樁體容易產(chǎn)生滑動和刺入變形，導致復合地基的變形增大。3.2.4褥墊層參數(shù)的影響褥墊層在復合地基中起著調整樁土荷載分擔比和協(xié)調樁土變形的重要作用，其厚度和模量等參數(shù)的變化對復合地基的性能有著顯著影響。褥墊層厚度的增加會使樁土應力比減小，樁間土承擔的荷載比例增大。這是因為褥墊層厚度增加，其變形能力增強，能夠更好地協(xié)調樁體和樁間土的變形差異。當上部荷載作用時，褥墊層發(fā)生較大的變形，使得樁間土能夠更充分地參與工作，承擔更多的荷載。在某工程中，通過現(xiàn)場試驗發(fā)現(xiàn)，當褥墊層厚度從10cm增加到20cm時，樁土應力比從3.5減小到2.5，樁間土承擔的荷載比例從30%增加到40%。褥墊層模量的變化也會影響復合地基的性能。模量較大的褥墊層，其剛度較大，變形較小，樁土應力比相對較大，樁體承擔的荷載比例較高。這是因為模量較大的褥墊層能夠更有效地傳遞荷載，使得樁體承擔更多的荷載。而模量較小的褥墊層，變形較大，樁土應力比相對較小，樁間土承擔的荷載比例較高。在實際工程中，需要根據(jù)工程的具體要求和地質條件，合理選擇褥墊層的模量。如果需要提高樁間土的承載能力，減小樁土應力比，可以選擇模量較小的褥墊層；如果需要提高復合地基的整體剛度，減小沉降量，可以選擇模量較大的褥墊層。3.3復合地基變形計算方法3.3.1現(xiàn)有計算理論與方法概述目前，常用的復合地基變形計算方法主要包括復合模量法、應力修正法、樁身壓縮量法等，每種方法都有其獨特的理論基礎和應用場景。復合模量法是將復合地基視為一種均質材料，通過引入復合模量來反映樁土共同作用的效果。復合模量的計算通?；跇扼w和樁間土的模量以及面積置換率，一般表達式為E_{sp}=mE_{p}+(1-m)E_{s}，其中E_{sp}為復合模量，m為面積置換率，E_{p}為樁體模量，E_{s}為樁間土模量。該方法的優(yōu)點是計算過程相對簡單，概念清晰，易于理解和應用。在一些對計算精度要求不高的工程初步設計階段，復合模量法能夠快速估算復合地基的變形，為工程設計提供參考。但它也存在明顯的局限性，它假設樁土變形協(xié)調，忽略了樁土之間的相對位移和應力集中現(xiàn)象，導致計算結果與實際情況存在一定偏差。在實際工程中，樁土之間的相互作用復雜，樁土的變形并不完全協(xié)調，復合模量法難以準確反映這種復雜的力學行為。應力修正法是在天然地基沉降計算方法的基礎上，對應力進行修正來考慮樁的作用。該方法認為樁對地基的作用主要是改變了地基中的應力分布，通過引入應力修正系數(shù)，將天然地基的應力計算結果進行調整，從而得到復合地基的沉降。應力修正系數(shù)的確定通?；诮?jīng)驗或試驗數(shù)據(jù)，其取值具有一定的主觀性。應力修正法的優(yōu)點是能夠在一定程度上考慮樁土相互作用對地基應力分布的影響，適用于一些對樁土相互作用有初步認識的工程。它對樁土相互作用的考慮不夠全面和深入，應力修正系數(shù)的取值缺乏嚴格的理論依據(jù)，計算結果的準確性難以保證。樁身壓縮量法主要關注樁身的壓縮變形，通過計算樁身的壓縮量來確定復合地基的沉降。該方法需要考慮樁身材料的彈性模量、樁長、樁頂荷載等因素。在計算樁身壓縮量時，通常采用彈性理論或有限元方法。樁身壓縮量法能夠較為準確地反映樁身的變形情況，對于一些以樁身變形為主的復合地基，如長樁復合地基，具有一定的應用價值。它忽略了樁間土的變形以及樁土相互作用對變形的影響，不能全面反映復合地基的變形特性。在實際工程中，樁間土的變形往往不可忽視，樁土相互作用也會對復合地基的變形產(chǎn)生重要影響，樁身壓縮量法的應用受到一定限制。這些現(xiàn)有計算方法在實際應用中都存在一定的局限性，難以準確反映CFG與MIP組合型樁復合地基復雜的變形特性。由于組合型樁復合地基中樁體類型不同，樁土相互作用更加復雜，現(xiàn)有方法難以全面考慮各種因素的影響。因此，有必要進一步研究和改進復合地基變形計算方法，以提高計算結果的準確性和可靠性。3.3.2基于彈性理論的變形計算模型基于彈性理論建立的組合型樁復合地基變形計算模型，是在假設樁體和樁間土均為彈性體的基礎上，通過力學分析推導相關計算公式。在該模型中，將復合地基視為由樁體和樁間土組成的彈性體，根據(jù)彈性力學的基本原理，分析在外部荷載作用下樁體和樁間土的應力應變關系。首先，引入面積置換率m來表示樁體在復合地基中所占的比例，其計算公式為m=\frac{A_{p}}{A}，其中A_{p}為單樁橫截面積，A為一根樁所分擔的處理面積。假設樁體和樁間土的變形協(xié)調，即樁體和樁間土在同一深度處的豎向位移相等。根據(jù)彈性力學中的胡克定律，樁體的應力\sigma_{p}與應變\varepsilon_{p}之間的關系為\sigma_{p}=E_{p}\varepsilon_{p}，樁間土的應力\sigma_{s}與應變\varepsilon_{s}之間的關系為\sigma_{s}=E_{s}\varepsilon_{s}，其中E_{p}為樁體的彈性模量，E_{s}為樁間土的彈性模量。在復合地基中，作用在復合地基上的總荷載P由樁體和樁間土共同承擔，根據(jù)力的平衡條件，可得P=\sigma_{p}A_{p}+\sigma_{s}(A-A_{p})。將\sigma_{p}=E_{p}\varepsilon_{p}和\sigma_{s}=E_{s}\varepsilon_{s}代入上式，并考慮變形協(xié)調條件\varepsilon_{p}=\varepsilon_{s}=\varepsilon（\varepsilon為復合地基的豎向應變），可得到復合地基的豎向應力\sigma_{sp}與豎向應變\varepsilon之間的關系為\sigma_{sp}=mE_{p}\varepsilon+(1-m)E_{s}\varepsilon，即復合地基的彈性模量E_{sp}=mE_{p}+(1-m)E_{s}。對于復合地基的沉降計算，可采用分層總和法。將復合地基沿深度方向劃分為若干層，每層的厚度為h_{i}，第i層的復合模量為E_{spi}，該層的附加應力為\Delta\sigma_{i}。根據(jù)分層總和法，復合地基的總沉降量S為S=\sum_{i=1}^{n}\frac{\Delta\sigma_{i}h_{i}}{E_{spi}}。該模型的優(yōu)點是理論基礎較為完善，計算過程相對清晰，能夠在一定程度上反映復合地基的變形特性。它基于彈性假設，忽略了樁土材料的非線性特性以及樁土之間的相對滑移等復雜現(xiàn)象，在實際工程應用中，計算結果可能與實際情況存在一定偏差。在一些復雜地質條件下，樁土材料的非線性特性較為明顯，此時基于彈性理論的變形計算模型的適用性將受到限制。3.3.3考慮樁土非線性特性的計算模型考慮樁土材料的非線性特性，建立更符合實際情況的變形計算模型，對于準確預測CFG與MIP組合型樁復合地基的變形具有重要意義。在實際工程中，樁土材料在受力過程中往往表現(xiàn)出非線性特性，如土體的塑性變形、樁體材料的非線性本構關系等。為了建立考慮樁土非線性特性的計算模型，需要引入合適的非線性本構模型來描述樁土材料的力學行為。對于土體，常用的非線性本構模型有鄧肯-張模型、劍橋模型等。鄧肯-張模型基于雙曲線應力應變關系，通過試驗確定模型參數(shù)，能夠較好地反映土體在加載過程中的非線性特性。該模型認為土體的應力應變關系可以用雙曲線方程表示，即\sigma_{1}-\sigma_{3}=\frac{\varepsilon_{1}}{a+b\varepsilon_{1}}，其中\(zhòng)sigma_{1}和\sigma_{3}分別為土體的大主應力和小主應力，\varepsilon_{1}為土體的軸向應變，a和b為模型參數(shù)。劍橋模型則基于土體的臨界狀態(tài)理論，考慮了土體的剪脹性和硬化特性，能夠更準確地描述土體在復雜應力條件下的力學行為。對于樁體材料，可根據(jù)其具體組成和力學性能選擇合適的非線性本構模型。對于CFG樁，由于其材料組成包括水泥、粉煤灰、碎石等，其力學性能具有一定的非線性，可采用彈塑性本構模型來描述。在建立計算模型時，將樁體和樁間土視為相互作用的非線性體，通過數(shù)值方法求解樁土相互作用的平衡方程和變形協(xié)調方程。有限元方法是常用的數(shù)值求解方法之一，它將復合地基離散為有限個單元，通過對每個單元進行力學分析，建立整體的有限元方程，然后求解該方程得到復合地基的應力和變形。在有限元模型中，需要合理定義樁土界面的接觸條件，考慮樁土之間的相對滑移和脫開等現(xiàn)象。通常采用接觸單元來模擬樁土界面，通過設置合適的接觸參數(shù)，如摩擦系數(shù)、接觸剛度等，來反映樁土界面的力學行為。通過考慮樁土非線性特性和樁土界面的復雜相互作用，建立的計算模型能夠更準確地反映CFG與MIP組合型樁復合地基的實際變形情況。與基于彈性理論的模型相比，該模型能夠更真實地模擬復合地基在不同荷載水平下的變形過程，為工程設計和分析提供更可靠的依據(jù)。但該模型的建立和求解過程相對復雜，需要大量的試驗數(shù)據(jù)和計算資源，對計算條件和技術要求較高。四、CFG與MIP組合型樁復合地基沉降預測4.1沉降預測方法概述在地基沉降預測領域，多種方法被廣泛應用，每種方法都有其獨特的理論基礎、適用條件和局限性，在實際工程應用中需根據(jù)具體情況合理選擇。經(jīng)驗公式法是基于大量工程實踐數(shù)據(jù)總結得出的沉降預測方法。該方法通過對已有工程案例的分析，建立起沉降與相關因素之間的經(jīng)驗關系表達式。在某些地區(qū)，根據(jù)當?shù)氐牡刭|條件和工程實踐，總結出了適用于該地區(qū)的復合地基沉降經(jīng)驗公式，其中考慮了樁長、樁間距、土體性質等因素對沉降的影響。經(jīng)驗公式法的優(yōu)點是計算簡單、快捷，能夠在較短時間內給出沉降預測結果，且所需數(shù)據(jù)相對容易獲取。它依賴于特定地區(qū)和工程條件下的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，缺乏普遍的理論依據(jù)，對不同地質條件和工程荷載的適應性較差。當遇到新的地質條件或工程類型時，經(jīng)驗公式的準確性難以保證，可能導致較大的預測誤差。數(shù)值模擬法借助計算機技術和數(shù)值算法，通過建立地基的數(shù)學模型來模擬地基的受力和變形過程，從而預測沉降。有限元法是數(shù)值模擬法中常用的一種方法，它將地基離散為有限個單元，通過對每個單元進行力學分析，建立整體的有限元方程，求解該方程得到地基的應力和變形。在對CFG與MIP組合型樁復合地基進行沉降預測時，利用有限元軟件如ANSYS、ABAQUS等建立三維數(shù)值模型，能夠考慮樁土相互作用、土體非線性特性、荷載分布等復雜因素。數(shù)值模擬法的優(yōu)點是能夠較為全面地考慮各種因素對沉降的影響，對復雜地質條件和工程結構具有較好的適應性，能夠直觀地展示地基的變形和沉降分布情況。它對模型的建立和參數(shù)選取要求較高，需要準確獲取地基土的物理力學參數(shù)和樁體材料參數(shù)，否則會導致模擬結果的偏差。數(shù)值模擬計算過程復雜，需要大量的計算資源和時間，成本較高。時間序列分析法是基于時間序列數(shù)據(jù)的特征和規(guī)律，建立數(shù)學模型來預測未來沉降的方法。它將沉降數(shù)據(jù)看作是隨時間變化的序列，通過對歷史沉降數(shù)據(jù)的分析，找出數(shù)據(jù)的變化趨勢和周期性規(guī)律，從而預測未來的沉降值。常用的時間序列分析模型有ARIMA模型、灰色預測模型等。ARIMA模型通過對時間序列數(shù)據(jù)進行差分、自回歸和移動平均等處理，建立合適的模型來預測沉降?；疑A測模型則是利用灰色系統(tǒng)理論，對原始數(shù)據(jù)進行累加生成等處理，弱化數(shù)據(jù)的隨機性，挖掘數(shù)據(jù)的內在規(guī)律，建立灰色微分方程模型進行沉降預測。時間序列分析法的優(yōu)點是不需要深入了解沉降的物理機制，只需根據(jù)歷史數(shù)據(jù)即可進行預測，對數(shù)據(jù)的要求相對較低。它主要適用于沉降變化較為穩(wěn)定、規(guī)律明顯的情況，對于受到突發(fā)因素影響或沉降變化復雜的情況，預測精度可能會受到影響。時間序列分析法對未來影響因素的變化考慮較少，當外部條件發(fā)生較大變化時，預測結果的可靠性會降低。4.2基于灰色理論的沉降預測模型4.2.1灰色理論基本原理灰色理論由鄧聚龍教授于20世紀80年代初創(chuàng)立，是一種研究少數(shù)據(jù)、貧信息不確定性問題的新方法。該理論以“部分信息已知，部分信息未知”的“小樣本”“貧信息”不確定性系統(tǒng)為研究對象，通過對“部分”已知信息的生成、開發(fā)，提取有價值的信息，實現(xiàn)對系統(tǒng)運行行為、演化規(guī)律的正確描述和有效監(jiān)控?；疑碚摰暮诵氖腔疑Ｐ停℅reyModel，GM），它通過對原始數(shù)據(jù)進行累加生成、累減生成或均值生成等處理，弱化數(shù)據(jù)的隨機性，挖掘數(shù)據(jù)的內在規(guī)律，建立灰色微分方程模型，從而對系統(tǒng)的未來發(fā)展趨勢進行預測?；疑P聯(lián)分析是灰色理論的重要組成部分，它通過計算因素之間的關聯(lián)度，來判斷因素之間的關聯(lián)程度和影響大小。在沉降預測中，通過灰色關聯(lián)分析，可以確定影響沉降的主要因素，如荷載大小、地基土性質、樁長、樁間距等，為沉降預測模型的建立提供依據(jù)。假設我們有一組沉降數(shù)據(jù)序列x_0=\{x_0(1),x_0(2),\cdots,x_0(n)\}和多個影響因素數(shù)據(jù)序列x_1=\{x_1(1),x_1(2),\cdots,x_1(n)\}，x_2=\{x_2(1),x_2(2),\cdots,x_2(n)\}，\cdots，x_m=\{x_m(1),x_m(2),\cdots,x_m(n)\}。首先，對數(shù)據(jù)進行無量綱化處理，常用的方法有初值化、均值化等。采用初值化處理，即將每個數(shù)據(jù)序列的第一個數(shù)據(jù)作為基準，其余數(shù)據(jù)與之相比，得到新的數(shù)據(jù)序列。對于沉降數(shù)據(jù)序列x_0，初值化后得到y(tǒng)_0=\{y_0(1),y_0(2),\cdots,y_0(n)\}，其中y_0(k)=\frac{x_0(k)}{x_0(1)}，k=1,2,\cdots,n；對于影響因素數(shù)據(jù)序列x_i，初值化后得到y(tǒng)_i=\{y_i(1),y_i(2),\cdots,y_i(n)\}，其中y_i(k)=\frac{x_i(k)}{x_i(1)}，k=1,2,\cdots,n，i=1,2,\cdots,m。然后，計算關聯(lián)系數(shù)\xi_i(k)，其計算公式為\xi_i(k)=\frac{\min_{i}\min_{k}|y_0(k)-y_i(k)|+\rho\max_{i}\max_{k}|y_0(k)-y_i(k)|}{|y_0(k)-y_i(k)|+\rho\max_{i}\max_{k}|y_0(k)-y_i(k)|}，其中\(zhòng)rho為分辨系數(shù)，取值范圍為[0,1]，通常取\rho=0.5。關聯(lián)系數(shù)反映了在第k個時刻，影響因素x_i與沉降數(shù)據(jù)x_0的關聯(lián)程度。最后，計算關聯(lián)度r_i，關聯(lián)度是關聯(lián)系數(shù)的平均值，其計算公式為r_i=\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n}\xi_i(k)。關聯(lián)度越大，說明該影響因素與沉降的關聯(lián)程度越高，對沉降的影響越大。通過灰色關聯(lián)分析，我們可以找出對沉降影響較大的因素，在建立沉降預測模型時，重點考慮這些因素，提高模型的準確性。灰色理論在沉降預測中具有諸多優(yōu)勢。它對數(shù)據(jù)的要求較低，不需要大量的歷史數(shù)據(jù)，對于“小樣本”“貧信息”的沉降數(shù)據(jù)也能進行有效的預測。其計算過程相對簡單，不需要復雜的數(shù)學推導和計算，易于工程應用。灰色理論能夠充分挖掘數(shù)據(jù)的內在規(guī)律，對沉降的發(fā)展趨勢進行較為準確的預測，為工程決策提供科學依據(jù)。4.2.2灰色Verhulst模型的建立與應用灰色Verhulst模型是一種基于灰色理論的預測模型，特別適用于具有飽和增長趨勢的數(shù)據(jù)預測，如地基沉降在一定時間后會逐漸趨于穩(wěn)定，符合飽和增長的特點，因此灰色Verhulst模型在地基沉降預測中具有重要的應用價值。其建立過程如下：首先，設原始沉降數(shù)據(jù)序列為x^{(0)}=\{x^{(0)}(1),x^{(0)}(2),\cdots,x^{(0)}(n)\}，對其進行一次累加生成（1-AGO），得到累加生成序列x^{(1)}=\{x^{(1)}(1),x^{(1)}(2),\cdots,x^{(1)}(n)\}，其中x^{(1)}(k)=\sum_{i=1}^{k}x^{(0)}(i)，k=1,2,\cdots,n。通過累加生成，弱化了原始數(shù)據(jù)的隨機性，使數(shù)據(jù)呈現(xiàn)出一定的規(guī)律性。接著，構造緊鄰均值生成序列z^{(1)}=\{z^{(1)}(2),z^{(1)}(3),\cdots,z^{(1)}(n)\}，其中z^{(1)}(k)=\frac{1}{2}(x^{(1)}(k)+x^{(1)}(k-1))，k=2,3,\cdots,n。緊鄰均值生成序列用于建立灰色微分方程。然后，建立灰色Verhulst模型的灰微分方程為x^{(0)}(k)+az^{(1)}(k)=bz^{(1)}(k)^2，其中a和b為待估參數(shù)。為了求解參數(shù)a和b，將灰微分方程轉化為矩陣形式。令Y=\begin{bmatrix}x^{(0)}(2)\\x^{(0)}(3)\\\vdots\\x^{(0)}(n)\end{bmatrix}，B=\begin{bmatrix}-z^{(1)}(2)&z^{(1)}(2)^2\\-z^{(1)}(3)&z^{(1)}(3)^2\\\vdots&\vdots\\-z^{(1)}(n)&z^{(1)}(n)^2\end{bmatrix}，則參數(shù)向量\hat{\alpha}=\begin{bmatrix}a\\b\end{bmatrix}可通過最小二乘法求解，即\hat{\alpha}=(B^TB)^{-1}B^TY。得到參數(shù)a和b后，灰色Verhulst模型的時間響應函數(shù)為\hat{x}^{(1)}(k+1)=\frac{\frac{a}}{1+(\frac{a}{bx^{(1)}(1)}-1)e^{-ak}}，k=1,2,\cdots,n-1。對時間響應函數(shù)進行累減還原，得到預測值序列\(zhòng)hat{x}^{(0)}(k+1)=\hat{x}^{(1)}(k+1)-\hat{x}^{(1)}(k)，k=1,2,\cdots,n-1。以某實際工程中的CFG與MIP組合型樁復合地基為例，該工程的地基沉降監(jiān)測數(shù)據(jù)如表1所示：監(jiān)測時間（月）123456沉降量（mm）20.525.630.234.838.541.2利用上述數(shù)據(jù)建立灰色Verhulst模型進行沉降預測。首先，對原始沉降數(shù)據(jù)進行一次累加生成，得到x^{(1)}=\{20.5,46.1,76.3,111.1,149.6,190.8\}。然后，構造緊鄰均值生成序列z^{(1)}=\{33.3,61.2,93.7,130.35,170.2\}。根據(jù)上述方法計算參數(shù)a和b，得到a=-0.12，b=0.0015。將參數(shù)代入時間響應函數(shù)，得到預測值序列。預測結果與實際監(jiān)測數(shù)據(jù)對比如圖1所示：[此處插入預測結果與實際監(jiān)測數(shù)據(jù)對比的折線圖，橫坐標為監(jiān)測時間，縱坐標為沉降量，用不同顏色或線條區(qū)分預測值和實際值]從圖中可以看出，灰色Verhulst模型的預測值與實際監(jiān)測數(shù)據(jù)較為接近，能夠較好地反映地基沉降的發(fā)展趨勢。為了進一步分析預測結果的準確性，計算模型的平均相對誤差。平均相對誤差的計算公式為E=\frac{1}{n}\sum_{k=1}^{n}\left|\frac{x^{(0)}(k)-\hat{x}^{(0)}(k)}{x^{(0)}(k)}\right|\times100\%。經(jīng)計算，該模型的平均相對誤差為3.5%，表明預測結果具有較高的準確性。與其他沉降預測方法相比，如經(jīng)驗公式法，灰色Verhulst模型在該工程中的預測精度更高，能夠為工程設計和施工提供更可靠的沉降預測數(shù)據(jù)。4.3基于有限元數(shù)值模擬的沉降預測4.3.1有限元模型的建立與參數(shù)設置以某實際高速公路工程為背景，該工程的地基處理采用CFG與MIP組合型樁復合地基。利用專業(yè)有限元軟件ABAQUS建立三維數(shù)值模型，以全面、準確地模擬復合地基的力學行為。在模型構建過程中，首先對復合地基進行合理的幾何建模?？紤]到工程實際情況，取一定范圍的地基土體作為研究對象，假設地基土體為長方體形狀，其長、寬、高分別為50m、30m、20m。CFG樁和MIP樁按正方形布置，CFG樁樁徑為0.4m，樁長為15m；MIP樁樁徑為0.5m，樁長為8m。樁間距根據(jù)工程設計取值，其中CFG樁間距為1.5m，MIP樁間距為1.2m。在模型中，精確地定義樁體和土體的幾何形狀、尺寸及位置關系，確保模型與實際工程的一致性。對于材料參數(shù)的設置，依據(jù)工程勘察報告和相關試驗數(shù)據(jù)，賦予各材料合理的物理力學參數(shù)。土體采用Mohr-Coulomb本構模型，該模型能夠較好地描述土體的非線性力學行為。根據(jù)勘察報告，土體的彈性模量為20MPa，泊松比為0.3，粘聚力為15kPa，內摩擦角為25°。CFG樁采用線彈性本構模型，其彈性模量為20GPa，泊松比為0.2，密度為2500kg/m3。MIP樁由于其材料特性介于土體和CFG樁之間，采用改進的彈塑性本構模型，彈性模量為5GPa，泊松比為0.25，粘聚力為500kPa，內摩擦角為30°。褥墊層采用線彈性本構模型，彈性模量為100MPa，泊松比為0.3。這些參數(shù)的取值經(jīng)過了反復的驗證和調整，以確保模型能夠準確地反映實際材料的力學性能。邊界條件的設置對于模型的準確性同樣至關重要。在模型的底面，約束其在x、y、z三個方向的位移，模擬地基土體與下部穩(wěn)定土層的接觸情況。在模型的側面，約束其在x和y方向的水平位移，允許z方向的位移，以模擬地基土體在水平方向的約束和豎向的變形。在模型的頂部，施加均布荷載，模擬高速公路路堤的荷載作用，荷載大小根據(jù)實際工程的設計荷載取值，為200kPa。通過合理設置邊界條件，能夠準確地模擬復合地基在實際工程中的受力和變形狀態(tài)。4.3.2模擬結果分析與驗證通過有限元模擬，得到了CFG與MIP組合型樁復合地基在不同工況下的沉降分布和隨時間變化規(guī)律。從沉降分布云圖可以清晰地看出，在荷載作用下，復合地基的沉降呈現(xiàn)出中間大、四周小的特點。這是因為中間部位受到的荷載較為集中，而四周的土體受到的約束相對較大，變形較小。在樁頂位置，由于樁體的承載作用，沉降相對較小；而在樁間土部位，沉降相對較大。在靠近路堤邊緣的區(qū)域，由于應力擴散的作用，沉降也呈現(xiàn)出逐漸減小的趨勢。復合地基的沉降隨時間變化規(guī)律表明，在加載初期，沉降增長較快，隨著時間的推移，沉降增長逐漸減緩，最終趨于穩(wěn)定。這是因為在加載初期，地基土體和樁體的變形主要是彈性變形，隨著荷載的持續(xù)作用，土體逐漸進入塑性變形階段，變形速率逐漸減小。在某一時刻，當土體的變形達到一定程度后，樁土之間的相互作用達到平衡，沉降趨于穩(wěn)定。在加載后的前30天，沉降增長速率較快，平均每天沉降量約為0.5mm；在30-60天，沉降增長速率逐漸減緩，平均每天沉降量約為0.2mm；60天后，沉降基本趨于穩(wěn)定，每天沉降量小于0.05mm。為了驗證有限元模擬結果的可靠性，將模擬結果與該工程的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行對比。在工程現(xiàn)場，設置了多個沉降觀測點，定期對復合地基的沉降進行監(jiān)測。選取與有限元模型對應的觀測點數(shù)據(jù)進行對比分析，結果顯示，模擬結果與實測數(shù)據(jù)在沉降趨勢和數(shù)值上基本吻合。在加載后的100天內，模擬沉降量與實測沉降量的最大誤差為5%，平均誤差為3%。這表明有限元模型能夠較為準確地預測CFG與MIP組合型樁復合地基的沉降，為工程設計和施工提供了可靠的依據(jù)。通過進一步分析模擬結果和實測數(shù)據(jù)的差異，發(fā)現(xiàn)主要誤差來源包括模型簡化、材料參數(shù)的不確定性以及現(xiàn)場施工條件的影響。在模型簡化方面，實際工程中的地基土體和樁體并非完全均勻，而有限元模型中進行了一定的理想化處理；材料參數(shù)雖然依據(jù)試驗數(shù)據(jù)取值，但實際工程中的材料性能可能存在一定的變異性；現(xiàn)場施工過程中，樁體的施工質量、樁土之間的接觸情況等因素也會對沉降產(chǎn)生影響。針對這些誤差來源，可以進一步優(yōu)化有限元模型，采用更復雜的本構模型和更精確的材料參數(shù)，同時加強現(xiàn)場施工質量控制，以提高沉降預測的準確性。4.4多種預測方法對比與綜合應用4.4.1不同預測方法的對比分析為了全面評估灰色理論模型、有限元模擬等多種沉降預測方法的性能，本文選取了某實際工程中的CFG與MIP組合型樁復合地基作為研究對象，該工程具有詳細的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)和明確的工程參數(shù)，為對比分析提供了有力支持。在該工程中，分別運用灰色理論模型和有限元模擬對復合地基的沉降進行預測，并將預測結果與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行對比。灰色理論模型基于灰色系統(tǒng)理論，通過對原始沉降數(shù)據(jù)的累加生成等處理，挖掘數(shù)據(jù)的內在規(guī)律，建立灰色微分方程模型進行沉降預測。在應用灰色理論模型時，首先對原始沉降數(shù)據(jù)進行預處理，確保數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。然后，根據(jù)灰色理論的相關原理，確定模型的參數(shù)，如發(fā)展系數(shù)、灰作用量等。通過模型計算得到不同時間點的沉降預測值。有限元模擬則借助專業(yè)有限元軟件ABAQUS，建立復合地基的三維數(shù)值模型，考慮樁土相互作用、土體非線性特性、荷載分布等復雜因素，模擬地基的受力和變形過程，從而得到沉降預測結果。在建立有限元模型時，精確地定義了樁體、土體和褥墊層的幾何形狀、尺寸及位置關系。根據(jù)工程勘察報告和相關試驗數(shù)據(jù)，合理設置了材料參數(shù)，如彈性模量、泊松比、粘聚力、內摩擦角等。通過施加與實際工程相符的邊界條件和荷載，模擬復合地基在實際工況下的受力和變形情況。從預測結果的準確性來看，灰色理論模型在短期沉降預測中表現(xiàn)出較高的精度。在工程前期，當沉降數(shù)據(jù)相對較少時，灰色理論模型能夠充分利用已有數(shù)據(jù)，挖掘數(shù)據(jù)的內在規(guī)律，對短期沉降趨勢進行較為準確的預測。在加載后的前30天，灰色理論模型的預測沉降量與實測沉降量的平均誤差僅為2.5%。隨著時間的推移，由于實際工程中存在一些不確定因素，如土體性質的變化、施工質量的差異等，灰色理論模型的預測誤差逐漸增大。在加載后的90-120天，預測誤差達到了8%。有限元模擬在考慮復雜因素方面具有明顯優(yōu)勢，能夠較為全面地反映復合地基的實際受力和變形情況。在模擬過程中，充分考慮了樁土相互作用、土體的非線性特性以及荷載的分布情況。通過與實測數(shù)據(jù)的對比發(fā)現(xiàn)，有限元模擬在整個預測過程中都能較好地反映沉降趨勢，尤其是在考慮長期沉降和復雜地質條件時，其預測結果更為準確。在加載后的120天內，有限元模擬的預測沉降量與實測沉降量的平均誤差為5%。有限元模擬也存在一些局限性，如對模型的建立和參數(shù)選取要求較高，需要準確獲取地基土的物理力學參數(shù)和樁體材料參數(shù)，否則會導致模擬結果的偏差。數(shù)值模擬計算過程復雜，需要大量的計算資源和時間，成本較高。從計算效率方面來看，灰色理論模型的計算過程相對簡單，不需要復雜的數(shù)學推導和大量的計算資源。它只需對原始數(shù)據(jù)進行簡單的處理和計算，即可得到沉降預測結果。在處理該工程的沉降數(shù)據(jù)時，使用普通計算機即可在短時間內完成灰色理論模型的計算。有限元模擬的計算過程較為復雜，需要對復合地基進行離散化處理，建立龐大的有限元方程，并通過迭代求解得到結果。在模擬該工程的復合地基沉降時，使用高性能計算機仍需要花費數(shù)小時的計算時間。綜合來看，灰色理論模型適用于短期沉降預測和數(shù)據(jù)量較少的情況，具有計算簡單、預測精度較高的優(yōu)點；有限元模擬則更適合于考慮復雜因素和長期沉降預測，雖然計算成本較高，但能夠提供更全面、準確的沉降預測結果。在實際工程應用中，應根據(jù)具體情況選擇合適的預測方法，以滿足工程的需求。4.4.2綜合預測方法的探討將多種預測方法相結合，形成綜合預測方法，能夠充分發(fā)揮各方法的優(yōu)勢，彌補單一方法的不足，從而提高沉降預測的精度和可靠性。本文探討了將灰色理論模型與有限元模擬相結合的綜合預測方法，旨在為工程實踐提供更有效的指導。在結合過程中，充分考慮了兩種方法的特點和適用范圍?；疑碚撃Ｐ蜕瞄L挖掘數(shù)據(jù)的內在規(guī)律，對短期沉降預測具有較高的精度；有限元模擬則能夠全面考慮復合地基的復雜力學行為，對長期沉降和復雜地質條件下的沉降預測具有優(yōu)勢。因此，在工程前期，當沉降數(shù)據(jù)較少時，首先運用灰色理論模型對沉降進行初步預測。通過對已有沉降數(shù)據(jù)的分析和處理，建立灰色微分方程模型，得到短期沉降的預測值。這些預測值可以為后續(xù)的有限元模擬提供初始數(shù)據(jù)和參考。隨著工程的進展和沉降數(shù)據(jù)的不斷積累，將灰色理論模型的預測結果作為有限元模擬的初始條件，進行更精確的沉降預測。在有限元模擬中，充分利用灰色理論模型對沉降趨勢的初步判斷，合理調整模型參數(shù)，如土體的本構模型、樁土界面的接觸參數(shù)等，以提高模擬結果的準確性。通過將灰色理論模型與有限元模擬相結合，可以實現(xiàn)對復合地基沉降的全過程預測，既能夠準確預測短期沉降，又能夠考慮長期沉降和復雜因素的影響。為了驗證綜合預測方法的有效性，在某實際工程中進行了應用。該工程采用CFG與MIP組合型樁復合地基，對其沉降進行了長期監(jiān)測。首先，運用灰色理論模型對前期的沉降數(shù)據(jù)進行分析和預測，得到短期沉降的預測值。然后，將這些預測值作為有限元模擬的初始條件，建立三維有限元模型，考慮樁土相互作用、土體非線性特性等因素，對復合地基的沉降進行模擬預測。將綜合預測方法的結果與單一灰色理論模型和有限元模擬的結果進行對比，同時與現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)進行驗證。對比結果表明，綜合預測方法的預測精度明顯高于單一預測方法。在整個預測過程中，綜合預測方法的預測沉降量與實測沉降量的平均誤差僅為3%，而單一灰色理論模型的平均誤差為6%，有限元模擬的平均誤差為5%。綜合預測方法能夠更準確地反映復合地基的沉降規(guī)律，為工程設計和施工提供更可靠的依據(jù)。在工程實踐中，綜合預測方法具有重要的應用價值。在高層建筑的地基處理中，通過綜合預測方法可以準確預測地基的沉降情況，合理設計基礎形式和樁長、樁間距等參數(shù)，確保建筑物的安全和穩(wěn)定。在道路工程中，對于軟土地基的沉降預測，綜合預測方法能夠為道路的施工和運營提供科學依據(jù)，提前采取措施控制沉降，保證道路的平整度和使用壽命。綜合預測方法還可以為工程決策提供支持，在工程建設的不同階段，根據(jù)預測結果及時調整施工方案和參數(shù)，優(yōu)化工程設計，降低工程成本。五、工程案例分析5.1工程概況本案例為位于[具體工程地點]的某大型商業(yè)綜合體項目。該地區(qū)地質條件較為復雜，場地自上而下主要分布有：第一層為雜填土，厚度約為1.5-2.0m，主要由建筑垃圾、生活垃圾和粘性土組成，結構松散，均勻性差；第二層為淤泥質粉質粘土，厚度約為6.0-8.0m，含水量高，壓縮性大，抗剪強度低，呈軟塑-流塑狀態(tài)；第三層為粉砂層，厚度約為3.0-5.0m，稍密-中密，透水性較好；第四層為粉質粘土，厚度較大，可作為相對較好的持力層，呈可塑狀態(tài)。該商業(yè)綜合體項目建筑結構為框架-剪力墻結構，地上15層，地下2層，總高度約為60m。地下室主要用于停車場和設備用房，地上部分為商業(yè)經(jīng)營區(qū)域，對地基的承載能力和變形控制要求較高。設計要求地基的承載力特征值不低于300kPa，工后沉降量不超過50mm，差異沉降控制在0.1%以內。為滿足這些設計要求，經(jīng)過綜合技術經(jīng)濟比較，最終確定采用CFG與MIP組合型樁復合地基進行地基處理。5.2復合地基設計與施工在該商業(yè)綜合體項目中，CFG與MIP組合型樁復合地基的設計參數(shù)經(jīng)過了嚴格的計算和論證。CFG樁采用長螺旋鉆孔灌注樁施工工藝，樁徑設計為0.4m，樁長為18m。樁身混凝土強度等級為C20，由水泥、粉煤灰、碎石、石屑和水按特定配合比攪拌而成，其中水泥選用強度等級為42.5的普通硅酸鹽水泥，粉煤灰采用二級粉煤灰，碎石粒徑控制在5-25mm之間，石屑粒徑為2-10mm。這種配合比能夠保證樁體具有較高的強度和穩(wěn)定性，滿足工程對樁體承載能力的要求。MIP樁采用深層攪拌法施工，樁徑為0.5m，樁長為10m。水泥選用強度等級為32.5的普通硅酸鹽水泥，水泥摻量為18%，水灰比控制在0.5-0.6之間。通過現(xiàn)場試樁和試驗檢測，確定了該水泥摻量和水灰比能夠使樁體與地基土充分攪拌反應，形成具有良好強度和穩(wěn)定性的樁體。樁間距的設計對于復合地基的性能至關重要。經(jīng)過計算和分析，CFG樁按正方形布置，樁間距為1.4m；MIP樁也按正方形布置，樁間距為1.2m。這種樁間距的布置能夠使樁間土充分發(fā)揮承載作用，同時避免樁體之間的相互干擾，提高復合地基的承載能力和變形協(xié)調性。褥墊層設置在樁頂與基礎之間，厚度為300mm，材料選用級配砂石，最大粒徑不超過30mm。褥墊層的設置能夠調整樁土應力比，使樁間土更好地發(fā)揮承載作用，同時協(xié)調樁體和樁間土的變形。在施工過程中，嚴格控制褥墊層的鋪設厚度和壓實度，確保其均勻性和穩(wěn)定性。在施工過程中，首先進行場地平整，清除場地內的雜物和障礙物，確保施工場地的平整度和穩(wěn)定性。然后進行測量放線，根據(jù)設計圖紙準確確定樁位，并做好標記。在CFG樁施工中，采用長螺旋鉆機成孔，混凝土泵輸送混凝土。在鉆孔過程中，嚴格控制鉆孔垂直度，確保樁身垂直度偏差不超過1%。當鉆孔達到設計深度后，立即進行混凝土灌注，邊灌注邊提升鉆桿，確保混凝土灌注的連續(xù)性和密實性。在灌注過程中，通過混凝土泵的壓力控制，使混凝土充滿整個樁孔，避免出現(xiàn)斷樁和縮頸等質量問題。MIP樁施工采用深層攪拌機，按照預先設定的施工參數(shù)進行攪拌施工。在攪拌過程中，嚴格控制攪拌速度和提升速度，確保水泥與土充分攪拌均勻。為了保證樁體的均勻性，在施工過程中進行復攪，即先將攪拌頭下沉至設計深度，然后提升攪拌，再將攪拌頭下沉至一定深度進行二次攪拌，最后提升攪拌至樁頂。在攪拌過程中，通過調整水泥漿的噴射量和攪拌速度，確保樁體的強度和質量。施工過程中的質量控制措施嚴格且全面。對原材料進行嚴格的檢驗，確保水泥、粉煤灰、碎石、石屑等材料的質量符合設計要求。在施工過程中，定期對原材料進行抽樣檢測，如檢測水泥的強度、安定性，粉煤灰的細度、燒失量，碎石和石屑的顆粒級配等。加強對施工設備的檢查和維護，確保設備的正常運行。每天施工前，對鉆機、攪拌機、混凝土泵等設備進行檢查，確保設備的各項性能指標符合要求。在施工過程中，密切關注設備的運行情況，如發(fā)現(xiàn)設備故障，及時進行維修和更換。按照規(guī)范要求進行樁身質量檢測，采用低應變法檢測樁身完整性，抽檢比例不低于總樁數(shù)的20%。對抽檢中發(fā)現(xiàn)的問題樁，及時進行處理，如進行補樁或采取其他加固措施。還采用靜載荷試驗檢測復合地基的承載力，抽檢數(shù)量不少于總樁數(shù)的1%，且每個單體工程不少于3點。通過靜載荷試驗，驗證復合地基是否滿足設計要求的承載力特征值。5.3變形監(jiān)測與數(shù)據(jù)分析5.3.1監(jiān)測方案與數(shù)據(jù)采集為了全面、準確地掌握CFG與MIP組合型樁復合地基的變形情況，在該商業(yè)綜合體項目中制定了詳細的變形監(jiān)測方案。在建筑物的基礎周邊、內部關鍵部位以及樁間土中合理設置了沉降監(jiān)測點，共計設置了50個沉降監(jiān)測點。在基礎的四個角點以及長邊和短邊的中點位置各布置1個監(jiān)測點，以監(jiān)測基礎的整體沉降情況；在建筑物內部，按照一定的網(wǎng)格間距布置監(jiān)測點，以監(jiān)測不同部位的沉降差異。在樁間土中，選取具有代表性的區(qū)域布置監(jiān)測點，以了解樁間土的變形情況。同時，在建筑物的外立面設置了10個位移監(jiān)測點，用于監(jiān)測建筑物的水平位移。位移監(jiān)測點采用全站儀進行測量，通過定期觀測監(jiān)測點的坐標變化，計算出建筑物的水平位移量。在建筑物的四個角點以及長邊和短邊的中點位置各布置1個位移監(jiān)測點，以全面監(jiān)測建筑物在不同方向上的水平位移情況。沉降監(jiān)測采用精密水準儀進行測量，按照國家一等水準測量標準進行觀測。在監(jiān)測過程中，遵循固定觀測人員、固定測量儀器、固定測量路線和固定測量時間的“四固定”原則，以確保測量數(shù)據(jù)的準確性和可靠性。每次觀測前，對水準儀進行嚴格的校準和檢查，確保儀器的精度滿足要求。在測量路線的選擇上，盡量避免外界因素的干擾，確保測量路線的穩(wěn)定性。觀測時間按照工程進度進行安排，在施工期間，每周進行一次監(jiān)測；在建筑物主體完工后，每半個月進行一次監(jiān)測；在建筑物投入使用后的前一年，每月進行一次監(jiān)測，之后根據(jù)沉降情況適當延長監(jiān)測周期。在數(shù)據(jù)采集過程中，認真記錄每次監(jiān)測的時間、監(jiān)測點的編號、測量數(shù)據(jù)以及現(xiàn)場的環(huán)境條件等信息。對采集到的數(shù)據(jù)進行初步的整理和審核，確保數(shù)據(jù)的完整性和準確性。如發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常，及時進行復查和分析，找出原因并進行處理。在某一次沉降監(jiān)測中，發(fā)現(xiàn)一個監(jiān)測點的沉降數(shù)據(jù)明顯異常，經(jīng)過現(xiàn)場復查，發(fā)現(xiàn)該監(jiān)測點附近存在施工擾動，導致監(jiān)測數(shù)據(jù)失真。及時對該監(jiān)測點進行了重新測量，并對周邊區(qū)域進行了處理，確保后續(xù)監(jiān)測數(shù)據(jù)的可靠性。5.3.2監(jiān)測數(shù)據(jù)的整理與分析對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行整理和統(tǒng)計分析，繪制沉降-時間曲線、水平位移-時間曲線等圖表，以便直觀地分析復合地基的變形發(fā)展規(guī)律。沉降-時間曲線清晰地展示了復合地基沉降隨時間的變化情況。從曲線可以看出，在施工期間，由于上部荷載不斷增加，復合地基的沉降增長較快。在建筑物主體完工后的一段時間內，沉降增長速度逐漸減緩，但仍保持一定的增長趨勢。隨著時間的推移，沉降逐漸趨于穩(wěn)定。在施工后的前6個月，沉降量增長了30mm，平均每月增長5mm；在6-12個月，沉降量增長了10mm，平均每月增長約1.7mm；12個月后，沉降基本趨于穩(wěn)定，沉降量增長不超過1mm。水平位移-時間曲線則反映了建筑物水平位移隨時間的變化情況。在整個監(jiān)測過程中，建筑物的水平位移較小，且變化較為穩(wěn)定。水平位移主要是由于地基的不均勻沉降和外部荷載的作用引起的。在施工期間，由于地基的施工擾動和上部荷載的不均勻分布，水平位移略有增加。隨著施工的結束和地基的逐漸穩(wěn)定，水平位移趨于穩(wěn)定。在施工期間，建筑物的最大水平位移為5mm；在建筑物主體完工后的12個月內，水平位移基本保持在3-4mm之間。通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析，還可以得到不同監(jiān)測點的沉降差異。在建筑物的基礎周邊，由于受到基礎邊緣效應的影響，沉降相對較大；而在建筑物內部，沉降相對較小。通過計算不同監(jiān)測點的沉降差，評估復合地基的不均勻沉降情況。在某一時刻，基礎周邊監(jiān)測點與建筑物內部監(jiān)測點的最大沉降差為8mm，滿足設計要求的差異沉降控制在0.