采用Blum法計算參數對基坑進行數值模擬分析

摘 要：本文以長春農貿商場大廈的基坑工程為研究案例，根據計算的結果采用理正軟件進行穩定性分析及支護結構的位移與內力計算，并應用Midas-GTS軟件進行周圍土體的變形特性分析。

關鍵詞：基坑；Blum法；數值模擬

中圖分類號：TU47 文獻標識碼：A

1 前言

基坑工程是一項古老的綜合性工程，支護方案的設計計算方法影響到支護方案的工程進度、工程質量和工程成本，在整個基坑施工工程中占有相當重要的地位。隨著我國經濟的不斷發展，城市土地資源越來越緊張，地下空間的發展利用變得日益迫切這就對基坑工程的支護設計提出了更為嚴格的要求。同時由于基坑工程的地域性強、發生事故后損失大、補救困難且造價高等特點，就要求基坑工程的支護方案必須穩定可靠、經濟合理選擇基坑支護計算方案顯得尤為重要。

2 基坑概況及場地周邊環境

基坑概況。長春農貿集團股份有限公司商場大廈占地面積約為10000m2，基坑開挖深度5.8m，商場底部為一地下車庫，占地面積5500m2。

場地周邊環境。長春農貿集團股份有限公司商場大廈位于黑水路批發市場西側10m處；其北側為距其10m的長春市綿麻土特產品總公司（6層）和長春市農貿集團股份有限公司辦公用樓（6層）；西側為距其26m的東三條街；南側為距其13m的黑水路。該建筑基坑深度為5.8m。場地的四層土層的物理力學性質指標見表1。

3 采用Blum法計算參數進行軟件數值模擬分析

3.1 幾何模型。根據本基坑的實際尺寸，取土層邊界為基坑寬度的一倍，深度為基坑開挖深度的二倍。有限元計算中，用梁單元模擬支護樁；幾何模型如圖1所示，圍護結構參數同前所述。

3.2 網格的劃分。Midas/GTS軟件提供有很多種單元形式，本文對于基坑周圍土體采用的是四邊形平面單元形式，維護結構采用的是直線1D單元形式，支護方案的網格的劃分結果如圖2所示，劃分9351個單元，9562個節點。

3.3 邊界條件。根據本基坑工程的特點，對位移邊界條件做以下假定：模型的豎直方向允許發生變形，水平方向的左、右邊界位移為零；下邊界任意方向的變形都為零，邊界條件如圖3所示。樁的參數：樁的長度為10.03 m，直徑為0.6m，樁的彈性模量為2.5×105N/mm2，泊松比0.2，容重為25 N/mm3。土層的參數如表2所示模量為2.5×105N/mm2，泊松比0.2，容重為25 N/mm3。土層的參數如表2所示。

3.4計算結果

根據上述方法的數值模擬表明Blum法安全系數2.9203mm，數值模擬結果最大水平位移1.66mm和最大豎向位移1.07mm，說明此方法可靠度較高，所以本基坑實際工程采用Blum法計算的樁長。

結論

隨著越來越多高層、超高層及重大型工業建筑的發展，基坑開挖的深度日益加深，排樁支護結構的設計、施工等方面都面臨很多問題，只要我們能認真進行方案的優選、方案的論證，設計理論不斷完善、不斷創新，施工工藝不斷改進，基坑工程會得到更快更好的發展。

參考文獻

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