建筑施工论文计算参数对基坑进行数值模拟分析

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发布时间：2013-12-30 15:16:10  更新时间：2013-12-30 15:08:08

　　基坑工程是一项古老的综合性工程，支护方案的设计计算方法影响到支护方案的工程进度、工程质量和工程成本，在整个基坑施工工程中占有相当重要的地位。随着我国经济的不断发展，城市土地资源越来越紧张，地下空间的发展利用变得日益迫切这就对基坑工程的支护设计提出了更为严格的要求。

　　摘要：本文以长春农贸商场大厦的基坑工程为研究案例，根据计算的结果采用理正软件进行稳定性分析及支护结构的位移与内力计算，并应用Midas-GTS软件进行周围土体的变形特性分析。

　　关键词：基坑,Blum法,数值模拟

　　1前言

　　由于基坑工程的地域性强、发生事故后损失大、补救困难且造价高等特点，就要求基坑工程的支护方案必须稳定可靠、经济合理选择基坑支护计算方案显得尤为重要。

　　2基坑概况及场地周边环境

　　基坑概况。长春农贸集团股份有限公司商场大厦占地面积约为10000m2，基坑开挖深度5.8m，商场底部为一地下车库，占地面积5500m2。

　　场地周边环境。长春农贸集团股份有限公司商场大厦位于黑水路批发市场西侧10m处；其北侧为距其10m的长春市绵麻土特产品总公司（6层）和长春市农贸集团股份有限公司办公用楼（6层）；西侧为距其26m的东三条街；南侧为距其13m的黑水路。该建筑基坑深度为5.8m。场地的四层土层的物理力学性质指标见表1。

　　3采用Blum法计算参数进行软件数值模拟分析

　　3.1几何模型。根据本基坑的实际尺寸，取土层边界为基坑宽度的一倍，深度为基坑开挖深度的二倍。有限元计算中，用梁单元模拟支护桩；几何模型如图1所示，围护结构参数同前所述。

　　3.2网格的划分。Midas/GTS软件提供有很多种单元形式，本文对于基坑周围土体采用的是四边形平面单元形式，维护结构采用的是直线1D单元形式，支护方案的网格的划分结果如图2所示，划分9351个单元，9562个节点。

　　3.3边界条件。根据本基坑工程的特点，对位移边界条件做以下假定：模型的竖直方向允许发生变形，水平方向的左、右边界位移为零；下边界任意方向的变形都为零，边界条件如图3所示。桩的参数：桩的长度为10.03m，直径为0.6m，桩的弹性模量为2.5×105N/mm2，泊松比0.2，容重为25N/mm3。土层的参数如表2所示模量为2.5×105N/mm2，泊松比0.2，容重为25N/mm3。土层的参数如表2所示。

　　3.4计算结果

　　根据上述方法的数值模拟表明Blum法安全系数2.9203mm，数值模拟结果最大水平位移1.66mm和最大竖向位移1.07mm，说明此方法可靠度较高，所以本基坑实际工程采用Blum法计算的桩长。

　　结论

　　随着越来越多高层、超高层及重大型工业建筑的发展，基坑开挖的深度日益加深，排桩支护结构的设计、施工等方面都面临很多问题，只要我们能认真进行方案的优选、方案的论证，设计理论不断完善、不断创新，施工工艺不断改进，基坑工程会得到更快更好的发展。

　　参考文献

　　[1]余志诚，施文华.深基坑支护设计与施工[M].北京：中国工业出版社.1997.

　　[2]徐杨青，王永宁，程杰林.模拟深基坑开挖和支护全过程的有限元数值分析[J].岩土力学，2002（S1）.

　　[3]谢猛，侯克鹏，傅鹤林，等.值梁法在深基坑支护设计中的应用[J].土工基础，2008.

　　[4]何昌荣，陈群，富海鹰.两种支挡结构的实测和计算土压力[J].岩土工程学报，2000.

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