場地地基基礎(chǔ)課件

1、1 本章要點本章要點 掌握：建筑地段選擇的原則；場地類別的劃分；掌握：建筑地段選擇的原則；場地類別的劃分； 天然地基及基礎(chǔ)抗震驗算的一般原則；液天然地基及基礎(chǔ)抗震驗算的一般原則；液 化的含義；抗液化的措施化的含義；抗液化的措施 理解理解：場地的基本概念；液化的判別；可液化地基：場地的基本概念；液化的判別；可液化地基 和軟土地基的抗震措施和軟土地基的抗震措施 了解：建筑地段的劃分；場地引起的震害；液化了解：建筑地段的劃分；場地引起的震害；液化 的危害的危害22.1.地段類別的劃分工程地質(zhì)條件對地震破壞的影響很大。常有地震烈度異?，F(xiàn)象，即“重災(zāi)區(qū)里有輕災(zāi)，輕災(zāi)區(qū)里由重災(zāi)”產(chǎn)生的原因是局部地區(qū)的工程

2、地質(zhì)條件不同。1、建筑地段的劃分： 地段類別 地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(wěn)定基巖，堅硬土，開闊、平坦、密實、均勻的中硬土等不利地段軟弱土，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、暗埋的塘浜溝谷和半填半挖地基）等危險地段地震時可能發(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)生地表錯位的部位32、地段的選擇選擇有利地段；避開不利地段，當(dāng)無法避開時，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧徊辉谖ｋU地段建設(shè)。2.1.土的類型和場地類型的劃分1、建筑場地的地震影響 場地土：場地范圍內(nèi)的地基土。在同一地震和同一震

3、中距離時，軟弱地基與堅硬地基相比，軟弱地基地面的自振周期長，振幅大，振動持續(xù)時間長，震害也重。一般地，軟弱地基對建筑物有增長周期、改變振型和增大阻尼的作用。場地的地震效應(yīng)：場地土對于從基巖傳來的地震波具有放大作用。堅硬土層上的剛性建筑、軟弱土上的柔性建筑破壞嚴(yán)重。2、場地土的類型和覆蓋層厚度4200akf淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的粘性土和粉土， 的填土，流塑黃土軟弱土稍密的的礫、粗、中砂,除松散外的細(xì)、粉砂,可塑黃土, 的粘性土和粉土, 的填土中軟土中密、稍密的碎石土，密實、中密的礫、粗、中砂， 的粘性土和粉土，堅硬黃土中硬土穩(wěn)定巖石，密實的碎石土堅硬土或巖石土層剪切波速范圍(m/s

4、) 巖土名稱和性狀土的類型500sv250500sv140250svsv140akf-地基土靜承載力標(biāo)準(zhǔn)值地基土靜承載力標(biāo)準(zhǔn)值200akf200akf130akf130akf5等效剪切波速：等效剪切波速是根據(jù)地震波通過計算深度范圍內(nèi)多層土層的時間等于該波通過計算深度范圍內(nèi)單一土層所需時間的條件求出的。sisiiivdvdtdd00場地覆蓋層厚度：一般來講，震害隨覆蓋層厚度的增加而加重。6場地覆蓋層厚度的確定：一般情況下，應(yīng)按地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面； 當(dāng)?shù)孛?m以下存在剪切波速大于相鄰上層土剪切波速2.5倍 的下臥土層，且下臥土層的剪切波速不小于400m/s時， 可按地面至該下

5、臥土層頂面的距離確定； 剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應(yīng)視同周圍土層； 土層中的火山巖硬夾層，應(yīng)視為剛體，其厚度應(yīng)從覆蓋 土層中扣除。2.1.場地類別場地類別根據(jù)土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度劃分為類。1580 315 3050 0 500sev250500sev140250sevsev140m5m5m350801580m3等效剪切波速等效剪切波速（m/s）場場 地地 類類 型型72.1.4發(fā)震斷裂帶的震害和避讓措施發(fā)震斷裂帶的震害和避讓措施1、對符合下列規(guī)定之一的情況，可忽略發(fā)震斷裂錯動對地面建、對符合下列規(guī)定之一的情況，可忽略發(fā)震斷裂錯動對地面建筑的影響：筑的影響： 抗震設(shè)防烈

6、度小于抗震設(shè)防烈度小于8度；度； 抗震設(shè)防烈度為抗震設(shè)防烈度為8度或度或9度時，隱伏斷裂的土層覆蓋厚度度時，隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大于分別大于60m和和90m。 2、對于不符合上述規(guī)定者，應(yīng)避開主斷裂帶。避讓距離不小、對于不符合上述規(guī)定者，應(yīng)避開主斷裂帶。避讓距離不小于下表規(guī)定。于下表規(guī)定。烈度 建筑物設(shè)防類別甲乙丙丁8專門研究300m200m9專門研究500m300m82.1.5局部孤突地形的震害影響局部孤突地形的震害影響 當(dāng)需在條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石陡坡、當(dāng)需在條狀突出的山嘴、高聳孤立的山丘、非巖石陡坡、河岸的邊坡邊緣等不利地段建造丙類及丙類以上建筑物時，河岸的邊坡邊緣

7、等不利地段建造丙類及丙類以上建筑物時，除要保證地震作用的穩(wěn)定性外，還要估計不利地段對地震動除要保證地震作用的穩(wěn)定性外，還要估計不利地段對地震動參數(shù)的影響，將地震影響系數(shù)的最大值乘以不大于參數(shù)的影響，將地震影響系數(shù)的最大值乘以不大于1.6的增大的增大系數(shù)。系數(shù)。9地基在地震作用下的穩(wěn)定性對基礎(chǔ)及上部結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分布是比較敏感的，因此確保地震時地基基礎(chǔ)能夠承受上部結(jié)構(gòu)傳下來的豎向和水平地震作用以及傾覆力矩而不發(fā)生過大變形和不均勻沉降是地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計的基本要求。.天然地基的震害特點高壓縮性飽和軟粘土和承載力較低的淤泥質(zhì)土在地震 中產(chǎn)生不同程度的震陷，造成上部結(jié)構(gòu)的傾斜或破壞；雜填土、回填土和沖填土等

8、松軟填土地基，土質(zhì)松軟 且承載力較低，易產(chǎn)生沉陷，使結(jié)構(gòu)開裂；（）溝、坑、古河道、坡地半挖半填等非勻質(zhì)地基在地震 中的不均勻沉降或地裂縫引起上部結(jié)構(gòu)破壞。.天然地基的抗震措施（）軟弱粘性土地基：采用樁基，地基加固10（）雜填土地基：換土夯實；地基加固；（）不均勻地基：綜合建筑體型、荷載、烈度、結(jié)構(gòu)類型等采取合理的結(jié)構(gòu)布局、地基抗震措施。地基加固處理方法：地基加固處理方法：換土墊層法；重錘夯實法；擠密樁法；沉井預(yù)壓法.地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計是通過選擇合理的基礎(chǔ)體系和抗震驗算來保證其抗震能力的。（）同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土層；同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基而另外部分采

9、用樁基；11地基有軟弱土、可液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土層時，宜加強基礎(chǔ)的整體性和剛性；根據(jù)具體情況，選擇對抗震有利的基礎(chǔ)類型，在抗震驗算時應(yīng)盡量考慮結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基的相互作用影響，使之能反映地基基礎(chǔ)在不同階段上的工作狀態(tài)。（）由震害調(diào)查得到下面結(jié)論：只有少數(shù)房屋是由地基的原因而導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)的破壞導(dǎo)致上部結(jié)構(gòu)破壞的地基大多是液化地基、易產(chǎn)生震陷的軟土地基和嚴(yán)重不均勻地基。大量的一般性地基具有良好的抗震性能，極少發(fā)現(xiàn)因地基承載力不夠而產(chǎn)生震害。 我國抗震設(shè)計規(guī)范對量大面廣的一般地基和基礎(chǔ)不作抗震驗算，對容易產(chǎn)生地基基礎(chǔ)震害的液化地基，軟土地基和嚴(yán)重不均勻地基規(guī)定了相應(yīng)的抗震措施，以避免或減輕震

10、害。12可不進(jìn)行地基基礎(chǔ)抗震驗算的范圍砌體房屋； 地基主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱粘性土層的一般的單層廠房、單層空曠房屋和不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋及與其基礎(chǔ)荷載相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房；規(guī)范規(guī)定可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗算的建筑。（）天然地基地震作用下的承載力驗算規(guī)范規(guī)定：基礎(chǔ)底面平均壓力和邊緣最大壓力應(yīng)符合下式要求： -基礎(chǔ)底面平均壓力（kPa) -基礎(chǔ)底面邊緣最大壓力(kPa) -地基土抗震允許承載力aEfp aEfp2 . 1maxpmaxpaEf13高寬比大于4的高層建筑，在地震作用下基礎(chǔ)底面不宜出現(xiàn)拉應(yīng)力；其它建筑基礎(chǔ)底面與地基土之間零應(yīng)力區(qū)面積不應(yīng)超過基礎(chǔ)底面面積的15%

11、。（）地基土抗震承載力確定地基抗震承載力在靜力設(shè)計承載力基礎(chǔ)上調(diào)整。調(diào)整的出發(fā)點：地震是偶發(fā)事件，地基抗震承載力安全系數(shù)可比靜載時降低； 多數(shù)土在有限次的動載下，強度較靜載下有所提高。地基土抗震承載力：-調(diào)整后的地基抗震承載力設(shè)計值 -地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)asaEffaEfs)5 . 0()3(dbffmdbaka14-深寬修正后的地基承載力特征值，按建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范GB50007采用。af1.0淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的砂，填土1.1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1.3中密、稍密的碎石土，中密和稍密的礫、粗、中砂，密實和中密的細(xì)粉砂 的粘性土和粉土1.5巖石，稍密

12、的碎石土，密實的礫、粗、中砂， 的粘性土和粉土 巖土名稱和性狀kPa300kfkPa300kPa150kfkPa150kPa100kfa地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)152.3.土體液化現(xiàn)象（）定義：處于地下水位以下的飽和砂土和粉土的土顆粒結(jié)構(gòu)受到地震作用時將趨于密實，使空隙水壓力急劇上升，而在地震作用的短暫時間內(nèi)，這種急劇上升的空隙水壓力來不及消散，使原有土顆粒通過接觸點傳遞的壓力減小，當(dāng)有效壓力完全消失時，土顆粒處于懸浮狀態(tài)之中。這時，土體完全失去抗剪強度而顯示出近于液體的特性。這種現(xiàn)象稱為液化。液化的宏觀標(biāo)志是在地表出現(xiàn)噴砂冒水。16（）液化的震害地面開裂下沉使建筑物產(chǎn)生過渡下沉或整體傾斜；不

13、均勻沉降引起建筑物上部結(jié)構(gòu)破壞，使梁板等水平構(gòu)件及其節(jié)點破壞，使墻體開裂和建筑物體形變化處開裂；室內(nèi)地坪上鼓、開裂，設(shè)備基礎(chǔ)上浮或下沉。（）影響場地土液化的主要因素：土層的地質(zhì)年代； 土層的土粒的組成和密實程度；液化土層埋置深度和地下水位深度； 地震烈度和地震持續(xù)時間。2.3.地基土液化的判別1、液化判別和處理的一般原則：對存在飽和砂土和粉土（不含黃土）的地基，除6度外，應(yīng)進(jìn)行液化判別。對6度區(qū)一般情況下可不進(jìn)行判別和處理，但對液化敏感的乙類建筑可按7度的要求進(jìn)行判別和處理。17存在液化土層的地基，應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別、地基的液化等級結(jié)合具體情況采取相應(yīng)的措施。為了減少判別場地土液化的勘察

14、工作量，飽和砂土液化的判別可分兩步進(jìn)行，即初步判別和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別。凡經(jīng)初步判別為不液化或不考慮液化影響的場地土，原則上可不進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入判別試驗的判別。2、初步判別以地質(zhì)年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土層厚度等作為判斷條件。地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世（Q3）及以前時，7、8 度可判為不液化； 當(dāng)粉土的粘粒（粒徑小于0.005mm的顆粒)含量百分率在7、8和9度時分別大于10、13和16可判為不液化；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，可不考慮液化影響。18液化土特征深度（m)20buddd30bwddd5 . 425 . 10bwuddddud-上

15、覆非液化土層厚度（m)，計算時宜將淤泥和淤泥 質(zhì)土層扣除；bd-基礎(chǔ)埋置深度(m),不超過2m時采用2m；wd-地下水位深度（m)，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；0d-液化土特征深度（m)， 按右表采用。9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別0d19例1 圖示為某場地地基剖面圖上覆非液化土層厚度du=5.5m其下為砂土，地下水位深度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2m,該場地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。解：按判別式確定5 . 425 . 10bwudddddw=6mdw=6mdu=5.5mdu=5.5md db b=2m=2m查液化土特征深度表

16、md80mddb5 .115 . 425 . 10mddwu5 .11需要考慮液化影響。9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別203、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別鉆孔至試驗土層上15cm處,用63.5公斤穿心錘，落距為76cm，打擊土層，打入30cm所用的錘擊數(shù)記作N63.5，稱為標(biāo)貫擊數(shù)。用N63.5與規(guī)范規(guī)定的臨界值Ncr比較來確定是否會液化。1-穿心錘2-錘墊3-觸探桿4-貫入器頭5-出水孔6-貫入器身7-貫入器靴21規(guī)范規(guī)定當(dāng)飽和可液化土的標(biāo)貫擊數(shù)N63.5的值小于Ncr值時，判為液化，否則判為不液化。)15(/3)( 1 . 09 . 00mdddNNscwscr)2015(/3)

17、1 . 04 . 2(0mddNNscwcrwd-地下水位深度（m)sd-飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗點深度（m)c-粘粒含量百分率，當(dāng)小于3或是砂土?xí)r，均應(yīng)取3。0N-液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值，按下表采用。 12(15) - 8（10)第二、三組 16 10(13) 6（8） 第一組 9 8 7設(shè)計地震分組設(shè)計地震分組烈度烈度括號內(nèi)數(shù)值用于設(shè)計基本地震加速度為0.15和0.3g的地區(qū)224、液化指數(shù)與液化等級液化指數(shù)iicriinilEWdNNI)1 (1n-判別深度內(nèi)每一個鉆孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗點總數(shù)；criiNN ,-分別為i點標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的實測值和臨界值，當(dāng)實測值大于臨界值時取臨界值的取值；id

18、-第i點所代表的土層厚度（m)；iW-第i層考慮單位土層厚度的層位影響權(quán)系數(shù)（單位為m-1)。若判別深度為15m，當(dāng)該層中點深度不大于5m時采用10，等于15m時應(yīng)取零值,515m時應(yīng)按線性內(nèi)插值法取值;若判別深度為20m，當(dāng)該層中點深度不大于5m時采用10，等于20m時應(yīng)取零值，520m時應(yīng)按線性內(nèi)插值法取值。23.液化地基的判別與處理idi15m（20m）以內(nèi) wi10515m(20m) 24由液化指數(shù)，按下表確定液化等級判別深度20m時的液化指標(biāo)判別深度15m時的液化指標(biāo) 嚴(yán)重 中等 輕微 液化等級50lEI60lEI155lEI186lEI15lEI18lEI液化等級與相應(yīng)的震害液化等

19、級 地面噴水冒砂情況 對建筑物的危害情況輕微地面無噴水冒砂，或僅在洼地、河邊有零星的噴水冒砂點危害性小，一般不致引起明顯的震害中等噴水冒砂可能性大，從輕微到嚴(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，有時不均勻沉陷可達(dá)200mm嚴(yán)重一般噴水冒砂都很嚴(yán)重，地面變形很明顯危害性大，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252.3.地基抗液化措施當(dāng)液化土層較平坦、均勻時，可按下表選用抗液化措施（）全部消除地基液化沉陷的措施應(yīng)符合：采用樁基時，樁端深入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長度（不包括樁尖部分），應(yīng)按計算確定，且對碎石土，礫、粗、中砂，堅硬粘性土和密實粉土尚不應(yīng)小于

20、0.5m，對其他非巖石尚不應(yīng)小于1.5m；地基和上部結(jié)構(gòu)處理，或其它經(jīng)濟的措施可不采取措施可不采取措施丁類全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對地基和上部結(jié)構(gòu)處理基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，或更高要求的措施基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，亦可不采取措施丙類全部消除液化沉陷全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對地基和上部結(jié)構(gòu)處理部分消除液化沉陷，或?qū)Φ鼗蜕喜拷Y(jié)構(gòu)處理乙類嚴(yán)重中等輕微地基的液化等級地基的液化等級建筑建筑類別類別26采用深基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)底面埋入深度以下穩(wěn)定土層中的深度，不應(yīng)小于0.5m；采用加密法（如振沖、振動加密、砂樁擠密、強夯等）加固時，應(yīng)處理至液化深度下界，且處理后土層的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的實測值不宜大于相應(yīng)的臨界值m；挖除全部液化土層； 采用加密法或換土法處理時，在基礎(chǔ)邊