工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原理第二章場(chǎng)地與地基基礎(chǔ)抗震

1、工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)原理 南京工業(yè)大學(xué)土木工程學(xué)院 2006.8 地段類別地段類別 地質(zhì)、地形、地貌地質(zhì)、地形、地貌有利地段有利地段穩(wěn)定基巖，堅(jiān)硬土，開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等穩(wěn)定基巖，堅(jiān)硬土，開闊、平坦、密實(shí)、均勻的中硬土等不利地段不利地段軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非軟弱土，液化土，條狀突出的山嘴，高聳孤立的山丘，非巖質(zhì)的陡坡，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、巖質(zhì)的陡坡，河岸和邊坡的邊緣，平面分布上成因、巖性、狀態(tài)明顯不均勻的土層（如故河道、疏松的斷破裂帶、暗狀態(tài)明顯不均勻的土層（如故河道、疏松的斷破裂帶、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基）等埋的塘浜溝谷和半填半挖

2、地基）等危險(xiǎn)地段危險(xiǎn)地段地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)地震時(shí)可能發(fā)生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯(cuò)位的部位震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯(cuò)位的部位1h1ll 0.6 0.5 0.4 0.3 0.5 0.4 0.3 0.2 0.4 0.3 0.2 0.1 0.3 0.2 0.1 0巖質(zhì)地層巖質(zhì)地層非巖質(zhì)地層非巖質(zhì)地層3 . 0/lh6 . 0/3 . 0lh0 . 1/6 . 0lh5h20h155h2515h25h4020h6040h60h0 . 1/ lh 0.3 0.6 1.05 . 2/1hl5/5 . 21hl5/1hl _ 300m 500m

3、 專門研究專門研究 9 _ 200m 300m 專門研究專門研究 8 丁丁 丙丙 乙乙 甲甲svht4siinivht41hsvnihsiv淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的粘性土淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的粘性土和粉土，和粉土， 的填土，流塑黃土的填土，流塑黃土軟弱土軟弱土稍密的的礫、粗、中砂稍密的的礫、粗、中砂,除松散外的細(xì)、粉砂除松散外的細(xì)、粉砂,可可塑黃土塑黃土, 的粘性土和粉土的粘性土和粉土, 的填的填土土中軟土中軟土中密、稍密的碎石土，密實(shí)、中密的礫、粗、中中密、稍密的碎石土，密實(shí)、中密的礫、粗、中砂，砂， 的粘性土和粉土，堅(jiān)硬黃土的粘性土和粉土，堅(jiān)硬黃土中硬土中硬土穩(wěn)定

4、巖石，密實(shí)的碎石土穩(wěn)定巖石，密實(shí)的碎石土堅(jiān)硬土堅(jiān)硬土或巖石或巖石土層剪切波土層剪切波速范圍速范圍(m/s) 巖土名稱和性狀巖土名稱和性狀土的土的類型類型500sv250500sv140250svsv140200akf200akf130akf130akfakf 80 315 3050 0 500sev250500sev140250sevsev140m5m5m3501580m3tdvse/0siinivdt/1sev0dtidsivn 80 315 3050 0 500sev250500sev140250sevsev140m5m5m3501580m3例：已知某建筑場(chǎng)地的鉆孔土層例：已知某建筑場(chǎng)地的

5、鉆孔土層資料如表所示，試確定該建筑場(chǎng)資料如表所示，試確定該建筑場(chǎng)地的類別。地的類別。層底深度層底深度(m)土層厚度土層厚度(m)土的名稱土的名稱剪切波速剪切波速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土200632.9細(xì)砂細(xì)砂31069.56.5礫混粗砂礫混粗砂520解：解：（1 1）確定地面下）確定地面下20m20m表層土的場(chǎng)表層土的場(chǎng)地土類型地土類型tdvse/0m/s3577.146130/5 .10170/5 . 92010nisiivdd淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的粘性土淤泥和淤泥質(zhì)土，松

6、散的砂，新近沉積的粘性土和粉土，和粉土， 的填土，流塑黃土的填土，流塑黃土軟弱土軟弱土稍密的的礫、粗、中砂稍密的的礫、粗、中砂,除松散外的細(xì)、粉砂除松散外的細(xì)、粉砂,可可塑黃土塑黃土, 的粘性土和粉土的粘性土和粉土, 的填的填土土中軟土中軟土中密、稍密的碎石土，密實(shí)、中密的礫、粗、中中密、稍密的碎石土，密實(shí)、中密的礫、粗、中砂，砂， 的粘性土和粉土，堅(jiān)硬黃土的粘性土和粉土，堅(jiān)硬黃土中硬土中硬土穩(wěn)定巖石，密實(shí)的碎石土穩(wěn)定巖石，密實(shí)的碎石土堅(jiān)硬土堅(jiān)硬土或巖石或巖石土層剪切波土層剪切波速范圍速范圍(m/s) 巖土名稱和性狀巖土名稱和性狀土的土的類型類型500sv250500sv140250svsv1

7、40200akf200akf130akf130akf例：已知某建筑場(chǎng)地的鉆孔土層例：已知某建筑場(chǎng)地的鉆孔土層資料如表所示，試確定該建筑場(chǎng)資料如表所示，試確定該建筑場(chǎng)地的類別。地的類別。層底深度層底深度(m)土層厚度土層厚度(m)土的名稱土的名稱剪切波速剪切波速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥質(zhì)粘土淤泥質(zhì)粘土200632.9細(xì)砂細(xì)砂31069.56.5礫混粗砂礫混粗砂520解解：（1 1）確定地面下）確定地面下20m20m表層土的場(chǎng)表層土的場(chǎng)地土類型地土類型tdvse/0m/s3577.146130/5 .1017

8、0/5 . 92010nisiivdd 80 315 3050 0 500sev250500sev140250sevsev140m5m5m3501580m3等效剪切波速等效剪切波速（m/s）場(chǎng)場(chǎng) 地地 類類 型型（2 2）確定覆蓋層厚度）確定覆蓋層厚度md630（3 3）確定建筑場(chǎng)地類別）確定建筑場(chǎng)地類別屬于中軟土屬于中軟土屬于屬于類場(chǎng)地類場(chǎng)地地基加固處理方法地基加固處理方法換土墊層法換土墊層法重錘夯實(shí)法重錘夯實(shí)法擠密樁法擠密樁法沉井預(yù)壓法沉井預(yù)壓法aefp aefp2 . 1maxaaaeff式中式中 faeae-調(diào)整后的地基抗震承載力設(shè)計(jì)值調(diào)整后的地基抗震承載力設(shè)計(jì)值 -地基抗震承載力調(diào)整

9、系數(shù)地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)fa a - -深寬修正后的地基承載力特征值，按深寬修正后的地基承載力特征值，按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范gb50007gb50007采用采用a1.0淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的砂，填土淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的砂，填土1.1稍密的細(xì)、粉砂，稍密的細(xì)、粉砂， 的粘性土和粉土，新近沉積的粘性土和粉土的粘性土和粉土，新近沉積的粘性土和粉土1.3中密、稍密的碎石土，中密和稍密的礫、粗、中砂，密實(shí)和中密的細(xì)、粉砂，中密、稍密的碎石土，中密和稍密的礫、粗、中砂，密實(shí)和中密的細(xì)、粉砂， 的粘性土和粉土的粘性土和粉土1.5巖石，稍密的碎石土，密實(shí)的礫、粗、中砂，巖石，稍密的碎石

10、土，密實(shí)的礫、粗、中砂， 的粘性土和粉土的粘性土和粉土 巖土名稱和性狀巖土名稱和性狀kpa300kfkpa300kpa150kfkpa150kpa100kfa地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)2.5 2.5 場(chǎng)地土的液化與抗液化措施場(chǎng)地土的液化與抗液化措施（3 3）采用天然地基的建筑，當(dāng)上覆非液化土層厚度和）采用天然地基的建筑，當(dāng)上覆非液化土層厚度和 地下水位深度符合下列條件之一時(shí)，可不考慮液地下水位深度符合下列條件之一時(shí)，可不考慮液 化影響。化影響。20buddd30bwddd5 . 425 . 10bwuddddud-上覆非液化土層厚度（上覆非液化土層厚度（m)m)，計(jì)算時(shí)宜

11、將淤泥和淤泥，計(jì)算時(shí)宜將淤泥和淤泥 質(zhì)土層扣除；質(zhì)土層扣除；bd-基礎(chǔ)埋置深度基礎(chǔ)埋置深度(m),(m),不超過不超過2m2m時(shí)采用時(shí)采用2m2m；wd- -地下水位深度（地下水位深度（m)m)，宜按建筑使用期內(nèi)年平均最，宜按建筑使用期內(nèi)年平均最 高水位采用，也可按近期內(nèi)年最高水位采用；高水位采用，也可按近期內(nèi)年最高水位采用；0d-液化土特征深度（液化土特征深度（m)m)， 按右表采用。按右表采用。9m8m7m砂土砂土8m7m6m粉土粉土987烈度烈度飽和土飽和土類別類別20buddd30bwddd5 . 425 . 10bwuddddudbdwd0d-上覆非液化土層厚度（上覆非液化土層厚度（

12、m)m)；-基礎(chǔ)埋置深度基礎(chǔ)埋置深度(m)(m)；-地下水位深度（地下水位深度（m)m)；-液化土特征深度液化土特征深度(m).(m).上面判別式（上面判別式（d db b=2)=2)亦可用下圖表示：亦可用下圖表示：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910)(mdudw(m)不考慮液化影響區(qū)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)砂土砂土1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910)(mdudw(m)不考慮液化影響區(qū)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)粉土粉土7 7度度9 9度度8 8度度7 7度度8 8度度9 9度度d db b22時(shí)，

13、在時(shí)，在du 、dw中減去（中減去（d db b-2)-2)后再查圖確定。后再查圖確定。md80查液化土特征深度表查液化土特征深度表例例1 1 圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖 上上覆非液化土層厚度覆非液化土層厚度d du u=5.5m=5.5m，其下為砂，其下為砂土，地下水位深度為土，地下水位深度為d dw=6m.=6m.基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深d db b=2m,=2m,該場(chǎng)地為該場(chǎng)地為8 8度區(qū)。確定是否考度區(qū)。確定是否考 慮液化影響。慮液化影響。解：按判別式確定解：按判別式確定5 . 425 . 10bwudddd9m8m7m砂土砂土8m7m6m粉土粉土987烈度烈度飽和土飽和土類

14、別類別mddb5 .115 . 425 . 10mddwu5 .11需要考慮液化影響需要考慮液化影響。d dw=6m=6md du u=5.5m=5.5md db b=2m=2m例例1 1 圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液化土層厚度化土層厚度d du u=5.5m=5.5m，其下為砂土，地下，其下為砂土，地下水位深度為水位深度為d dw=6m.=6m.基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深d db b=2m,=2m,該場(chǎng)地該場(chǎng)地為為8 8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。度區(qū)。確定是否考慮液化影響。解：按土層液化判別圖確定解：按土層液化判別圖確定需要考慮液化影響。需要考慮液化影響。d dw=6

15、m=6md du u=5.5m=5.5md db b=2m=2m1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910)(mdudw(m)不考慮液化影響區(qū)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)砂土砂土7 7度度8 8度度9 9度度d du u=5.5m=5.5md dw=6m=6mmd805 . 425 . 10bwudddd9m8m7m砂土砂土8m7m6m粉土粉土987mddb5 .125 . 425 . 10mddwu5 .11例例2 2 圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液化土層厚度化土層厚度d du u=5.5m=5.5m，其下為沙土，地下，其下

16、為沙土，地下水位深度為水位深度為d dw=6m.=6m.基礎(chǔ)埋深基礎(chǔ)埋深d db b=2.5m,=2.5m,該場(chǎng)該場(chǎng)地為地為8 8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。度區(qū)。確定是否考慮液化影響。解：按土層液化判別圖確定解：按土層液化判別圖確定 需要進(jìn)一步判別是需要進(jìn)一步判別是否考慮液化影響。否考慮液化影響。d dw=6m=6md du u=5.5m=5.5md db b=2.5m=2.5mmddbu5)2(mddbw5 . 5)2(1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910)(mdudw(m)不考慮液化影響區(qū)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)砂土砂土7 7度度8 8度度

17、9 9度度)15(/3)( 1 . 09 . 00mdddnnscwscr)2015(/3)1 . 04 . 2(0mddnnscwcrwdsd0nc 12(15) - 8（10)第二、三組第二、三組 16 10(13) 6（8） 第一組第一組 9 8 7ncriinn ,idiw)(m1iicriinilewdnni)1 (1由液化指數(shù)，按下表確定液化等級(jí)由液化指數(shù)，按下表確定液化等級(jí)判別深度判別深度20m時(shí)的液化指標(biāo)時(shí)的液化指標(biāo)判別深度判別深度15m時(shí)的液化指標(biāo)時(shí)的液化指標(biāo) 嚴(yán)重嚴(yán)重 中等中等 輕微輕微 液化等級(jí)液化等級(jí)50lei60lei155lei186lei15lei18lei液化等

18、級(jí)與相應(yīng)的震害液化等級(jí)與相應(yīng)的震害液化等級(jí)液化等級(jí) 地面噴水冒砂情況地面噴水冒砂情況 對(duì)建筑物的危害情況對(duì)建筑物的危害情況輕微輕微地面無噴水冒砂，或僅在洼地、地面無噴水冒砂，或僅在洼地、訶邊有零星的噴水冒砂點(diǎn)訶邊有零星的噴水冒砂點(diǎn)危害性小，一般不致引起明顯的震害危害性小，一般不致引起明顯的震害中等中等噴水冒砂可能性大，從輕微到噴水冒砂可能性大，從輕微到嚴(yán)重均有，多數(shù)屬中等嚴(yán)重均有，多數(shù)屬中等危害性較大，可造成不均勻沉陷和開裂，危害性較大，可造成不均勻沉陷和開裂，有時(shí)不均勻沉陷可達(dá)有時(shí)不均勻沉陷可達(dá)200mm嚴(yán)重嚴(yán)重一般噴水冒砂都很嚴(yán)重，地面一般噴水冒砂都很嚴(yán)重，地面變形很明顯變形很明顯危害性大，不均勻沉陷可能大于危害性大，不均勻沉陷可能大于200mm，高重心結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生不允許的傾斜高重心結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生不允許的傾斜地基和上部結(jié)構(gòu)處理，或地基和上部結(jié)構(gòu)處理，或其它經(jīng)濟(jì)的措施其它經(jīng)濟(jì)的措施可