单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,二章,场地、地基和根底,本章知识点,1、场地,2、天然地基与根底的抗震验算,3、液化土与软土地基,2.1 场地,场地：建造建筑物的地方大。,地基：建筑物范围内小。,2.1.1 场地的地震动效应,场地的地震动作用是指由于强烈地面运动引起地面设施振动而,产生的破坏作用。,建筑物震害除与地震类型、结构类型等有关外，还与其下卧层,的构成、场地土覆盖层厚度密切相关，不同场地上的建筑震害,差异十清楚显。一般认为，土质愈软，覆盖层愈厚，建筑物震,害愈严重，反之愈轻。,解释：类共振现象,场地覆盖土层的自振周期固有周期、卓越周期。,覆盖土层将地震波中同周期的分量放大。,当建筑物的固有周期与卓越周期相近时，结构的地震反响,将增大。,2.1.2 场地土类型及场地覆盖层厚度,1场地土类型,场地条件对建筑震害的主要影响因素是：1.场地土的刚度,2.场地覆盖层厚度,对于场地土类型的划分，应根据常规勘探资料，按其等效剪切波速vse或参照一般土性状描述来分类,其中vse应按下式计算：,(2.1),(2.2),式中：vse土层等效剪切波速(m/s)；,d0计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；,t剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；,di计算深度范围内第i土层的厚度(m)；,vsi计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)；,n计算深度范围内土层的分层数。,当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状按表2.1划分场地土的类型，再利用当地经验在表2.1的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速。,表2.1 土的类型划分和剪切波速范围,注：,f,ak,为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值,(kPa),；,v,s,为岩土剪切波速。,土的类型,岩土名称和性状,土层剪切波速范围(m/s),岩石,坚硬、较硬且完整的岩石,v,s,800,坚硬土或软质岩石,破碎和较破碎的岩石或软和较软的岩石，密实的碎石土,800,v,s,500,中硬土,中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，,f,ak,150,的黏性土和粉土，坚硬黄土,500,v,s,250,中软土,稍密的砾、粗、中砂，除松散外的细、粉砂，,f,ak150,的黏性土和粉土，,f,ak 130,的填土，可塑黄土,250,v,s,150,软弱土,淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的黏性土和粉土，,f,ak,130,的填土，流塑黄土,v,s,150,2场地覆盖层厚度,对场地覆盖层厚度的定义：1绝对厚度，即从地表到地下基岩面的距离，也就是基岩的埋深；2相对厚度，即定义两相邻土层剪切波速比vs下/vs上大于某一定值的埋深为覆盖层厚度。,2.1.3 建筑场地类别,按照表层土的剪切波速和场地覆盖层厚度两个因素，将建筑场地分为四种类别，见表2.2所示：,表2.2 各类建筑场地的覆盖层厚度(m),注：表中vs系岩石的剪切波速。,岩石的剪切波速或土的,等效剪切波速,(m/s),场地类别,I,0,I,1,v,s,8,00,0,8,00,v,s,500,0,500,v,se,250,1,5,0,50,v,se,1,5,0,80,【例2.1】某建筑场地的钻孔地质资料如表2.3所示，试判定该建筑场地类别。,表2.3 建筑场地的钻孔地质资料,【解】(1)确定覆盖层厚度,因为地表下7.5m以下土层的vs=520 m/s500 m/s，故场地,覆盖层厚度d0v=7.5m。,(2)计算等效剪切波速,因为场地覆盖层厚度小于20m，所以取土层计算深度d07.5m，,按式(2.1)和式(2.2)有：,土层底部深度,(m),岩土名称,土层厚度,(m),土层剪切波速,(m/s),1.5,杂填土,1.5,180,3.5,粉土,2.0,240,7.5,细砂,4.0,310,15.5,砾砂,8.0,520,查表2.2，,v,se,位于250500之间，且,d,0v,5m，故该建筑场地类别属于类。,2.2 天然地基与根底的抗震验算,2.2.1 地基根底抗震设计的一般要求,1地基和根底的抗震设计应符合以下要求：,同一结构单元的根底不宜设置在性质截然不同的地基上。,同一结构单元不宜局部采用天然地基局部采用桩基；当采用不同根底类型或根底埋深显著不同时，应根据地震时两局部地基根底的沉降差异，在根底、上部结构的相关部位采取相应措施。,地基为软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时，应根据地震时地基不均匀沉降和其他不利影响，采取相应的措施。,2可不进行天然地基及根底的抗震承载力验算的建筑：,?抗震标准?规定可不进行上部结构抗震验算的建筑；,地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的以下建筑：,a.一般的单层厂房和单层空旷房屋；,b.砌体房屋；,c.不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋；,d.根底荷载与c项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。,2.2.2 天然地基的抗震能力,1基于地震的偶然性和短时性，地基承载力的平安系数可较静力承载力有所降低。,2动荷载作用下的土动力强度比静力强度有所提高。,地基抗震承载力设计值采用静力承载力设计值乘以调整系数，故地基抗承载力应按下式计算：,2.3,式中：faE调整后的地基抗震承载力；,a地基抗震承载力调整系数，应按表2.4采用；,fa深宽修正后的地基承载力特征值，应按现行国家标准,?建筑地基根底设计标准?GB50007采用。,表2.4 地基抗震承载力调整系数,岩土名称和性状,a,岩石，密实的碎石土，密实的砾、粗、中砂，,f,ak,300kPa,的黏性土和粉土,1.5,中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉砂，,150kPaf,ak,300kPa,的黏性土和粉土，坚硬黄土,1.3,稍密的细、粉砂，,100 kPa,f,ak,150kPa,的黏性土和粉土，可塑黄土,1.1,淤泥，淤泥质土，松散的砂，杂填土，新近堆积黄土及流塑黄土,1.0,2.2.3 天然地基的抗震验算,一般采用的“拟静力法。,需限制地震作用下过大的根底偏心荷载。,(2.4),(2.5),式中：p地震作用效应标准组合的根底底面平均压力；,pmax地震作用效应标准组合的根底边缘的最大压力。,faE 调整后的地基抗震承载力,2.3,液化土与软土地基,2.3.1 地基土的液化及其危害,地基土液化：饱和的砂土和粉土在地震作用下产生振动压密。由于地震时的振动导致砂粒之间的孔隙水压的急剧上升，当孔隙水压上升到与地基自重的垂直压应力接近时，砂土颗粒处于悬浮状态、土体的剪切强度等于零，变成类似于液体的现象，故取名为“液化。,1液化危害的表现形式,地面：喷水冒砂、地陷等。,建筑物：下沉、倾斜。,地质：土体侧向移动。,2影响地基土液化的因素,土层的地质年代。饱和砂土或粉土的地质年代越久远，其根本性能越稳定，土的密实程度越大，土的固结程度越好，越不易液化。,土的组成和密实程度。土体的抗液化能力与其相对密度成正比。,上覆非液化土层的厚度。可液化土层埋深越大，也即上面覆盖的非液化土层越厚时，越不容易液化；,地下水位的上下。地下水位越低，越不易发生液化。,地震烈度和地震持续时间。地震烈度越高，地震持续时间越长，土层越易液化。,2.3.2 液化的判别,液化的判别可分两步进行，即初步判别和标准贯入试验判别。判别过程如下,1)初步判别,饱和的砂土或粉土不含黄土，当符合以下条件之一时，可初步判别为不液化或可不考虑液化影响：,地质年代为第四纪晚更新世Q3及其以前时，7、8度时可判为不液化；,粉土的黏粒含量百分率，7度、8度和9度分别不小于10、13和16时，可判为不液化土；,浅埋天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合以下条件之一时，可不考虑液化影响：,(2.6),(2.7),(2.8),式中：dw地下水位深度(m)，宜按设计基准期内年平均最高,水位采用，也可按近期内年最高水位采用；,du上覆盖非液化土层厚度(m)，计算时宜将淤泥和淤,泥质土层扣除；,db根底埋置深度(m)，不超过2m时应采用2m；,d0液化土特征深度(m)，可按表2.5采用。,表2.5 液化土特征深度(m),注：当区域的地下水位处于变动状态时，应按不利的情况考虑。,2)标准贯入试验判别,标准贯入试验设备由标准贯入器、触探杆和穿心锤标准重量63.5kg等组成，如图2.2所示。,试验方法：先用钻具钻至试验土层标高以上15cm处，再将贯入器打至标高位置，然后在锤的落距为76cm的条件下，连续打入土层30cm，记录锤击数为N63.5。,液化判别公式：当N63.5Ncr液化,Ncr：液化判别标贯临界值,饱和土类别,7,度,8,度,9,度,粉土,6,7,8,砂土,7,8,9,穿心锤；锤垫；触探杆；贯入器头；出水孔；贯入器身；贯入器靴,图,2.2,标准贯入试验设备示意图,在地面下20m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算：,(2.9),式中：,N,cr,液化判别标准贯入锤击数临界值；,N,0,液化判别标准贯入锤击数基准值，可按表,2.6,采用；,d,s,饱和土标准贯入点深度,(m),；,c,黏粒含量百分率，当小于,3,或为砂土时，应采用,3,；,调整系数，设计地震第一组取,0.80,，第二组取,0.95,，,第三组取,1.05,。,表2.6 液化判别标准贯入锤击数基准值N,0,设计基本地震加速度,(g),0.10,0.15,0.20,0.30,0.40,液化判别标准贯入锤击数基准值,7,10,12,16,19,3)液化指数和液化等级,地基液化指数可以用来评定液化土可能造成的危害程度；,液化指数确定式：,(2.10),式中：IlE液化指数；,n在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数；,Ni，Ncri分别为i点标准贯入锤击数的实测值和临界值，当实测值,大于临界值时应取临界值；,dii点所代表的土层厚度(m)；,Wii土层单位土层厚度的层位影响权函数值单位为m-1，反映了液化土层离地表越近，危害程度越大的规律。,表2.7 液化等级与液化指数的对应关系,液化等级,轻微,中等,严重,液化指数,0,I,lE,6,618,表2.7 液化等级与液化指数的对应关系,液化指数的意义：从定量上反映了土层液化的可能性大小和液化危害的轻重程度。根据液化指数可按表来确定液化等级。地基液化等级不同，地面喷水冒砂情况和对建筑物的危害有着显著的不同，见表2.8。,表2.8 液化等级和对建筑物的相应危害程度,液化等级,轻微,中等,严重,液化指数,0,I,lE,6,618,液化等级,地面喷水冒砂情况,对建筑的危害情况,轻微,地面无喷水冒砂，或仅在洼地、河边有零星的喷水冒砂点,危害性小，一般不至引起明显的震害,中等,喷水冒砂可能性大，从轻微到严重均有，多数属中等,危害性较大，可造成不均匀沉陷和开裂，有时不均匀沉陷可能达到,200mm,严重,一般喷水冒砂都很严重，地面变形很明显,危害性大，不均匀沉陷可能大于,200mm,，高重心结构可能产生不容许的倾斜,2.3.3 地基抗液化措施,1)全部消除地基液化沉陷：一般包括采用桩基，深根底或深层加固，挖除全部液化土层等；,2)局部消除地基液化沉陷：一般包括加固或挖除局部液化土层等；,3)根底和上部结构处理：一般指减小不均匀沉降或使建筑物较好适应不均匀沉降的措施；,4)可不采取措施。,表2.10 抗液化措施,建筑抗震设防类别,地基的液化等级,轻微,中等,严重,乙类,部分消除液化沉陷，或对基础和上部结构处理,全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理,全部消除液化沉陷,丙类,基础和上部结构处理，亦可不采取措施,基础和上部结构处理，或更高要求的措施,全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且