液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)T28

第4講液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)12/3/20221第4講液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)抗震

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天然地基的震害特點(diǎn)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(kāi)裂；溝、坑、古河道、坡地辦挖半填等非勻質(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。12/3/20222第4講液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)抗震

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一般要求同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土層上;同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基而另外部分采用樁基；地基有軟弱粘性土、可液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土層時(shí)，宜

加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛性；根據(jù)具體情況，選擇對(duì)抗震有利的基礎(chǔ)類型，在抗震驗(yàn)算時(shí)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)。12/3/20223第4講液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)抗震

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抗震驗(yàn)算范圍砌體房屋；下列建筑可不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗(yàn)算：地基主要受力層范圍內(nèi)不存在軟弱粘性土層的下列建筑：(1)一般的單層廠房和單層空曠房屋；(2)不超過(guò)8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋；(3)基礎(chǔ)荷載與(2)項(xiàng)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(yàn)算的建筑。12/3/20224第4講液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)抗震

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天然地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算采用“擬靜力法”進(jìn)行驗(yàn)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：式中p----基礎(chǔ)底面平均壓力（kPa)pmax—基礎(chǔ)底面邊緣最大壓力(kPa)faE---地基土抗震允許承載力高寬比大于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(guò)基礎(chǔ)底面面積的15%。12/3/20225第4講液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)抗震

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地基土抗震承載力地基抗震承載力在靜力設(shè)計(jì)承載力基礎(chǔ)上調(diào)整。調(diào)整的出發(fā)點(diǎn)：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(shí)降低；多數(shù)土在有限次的動(dòng)載下，強(qiáng)度較靜載下稍高。12/3/20226第4講液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)地基基礎(chǔ)抗震

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地基土抗震承載力式中faE---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)整系數(shù)fa---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》GB50007采用1.0淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的砂，雜填土，新近堆積黃土及流塑黃土稍密的細(xì)、粉砂，的粘性土和粉土，可塑黃土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，的粘性土和粉土，堅(jiān)硬黃土1.5巖石，稍密的碎石土，密實(shí)的礫、粗、中砂，的粘性土和粉土

巖土名稱和性狀地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)1.112/3/20227第4講液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)場(chǎng)地土液化

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液化現(xiàn)象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(shí)將趨于密實(shí)，使空隙水壓力急劇上升，而在地震作用的短暫時(shí)間內(nèi)，這種急劇上升的空隙水壓力來(lái)不及消散，使原有土顆粒通過(guò)接觸點(diǎn)傳遞的壓力減小，當(dāng)有效壓力完全消失時(shí)，土顆粒處于懸浮狀態(tài)之中。這時(shí)，土體完全失去抗剪強(qiáng)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。12/3/20228第4講液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)場(chǎng)地土液化

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液化現(xiàn)象唐山地震時(shí)，嚴(yán)重液化地區(qū)噴水高度可達(dá)8米，廠房沉降可達(dá)1米。天津地震時(shí)，海河故道及新近沉積土地區(qū)有近3000個(gè)噴水冒砂口成群出現(xiàn)，一般冒砂量0.1-1立方米，最多可達(dá)5立方米。有時(shí)地面運(yùn)動(dòng)停止后，噴水現(xiàn)象可持續(xù)30分鐘。液化的震害：噴水冒砂淹沒(méi)農(nóng)田，淤塞渠道，淘空路基；沿河岸出現(xiàn)裂縫、滑移，造成橋梁破壞，等等。12/3/20229第4講液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)場(chǎng)地土液化

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液化危害液化使建筑物產(chǎn)生下列震害：地面開(kāi)裂下沉使建筑物產(chǎn)生過(guò)渡下沉或整體傾斜；不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(diǎn)破壞，使墻體開(kāi)裂和建筑物體形變化處開(kāi)裂；室內(nèi)地坪上鼓、開(kāi)裂，設(shè)備基礎(chǔ)上浮或下沉。影響場(chǎng)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(shí)程度；砂土層埋置深度和地下水位深度；地震烈度和地震持續(xù)時(shí)間。12/3/202210第4講液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)場(chǎng)地土液化>液化判別液化判別和處處理的一般原原則：對(duì)存在飽和砂砂土和粉土（（不含黃土））的地基，除除6度外，，應(yīng)進(jìn)進(jìn)行液化判判別。。對(duì)6度區(qū)一一般情情況下下可不不進(jìn)行行判別別和處處理，，但對(duì)對(duì)液化化敏感的的乙類類建筑筑可按按7度的要要求進(jìn)進(jìn)行判判別和和處理理。存在液液化土土層的的地基基，應(yīng)應(yīng)根據(jù)據(jù)建筑筑的抗抗震設(shè)設(shè)防類類別、、地基基的液液化等級(jí)結(jié)結(jié)合具具體情情況采采取相相應(yīng)的的措施施。11/26/202211第4講講液液化與與基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震震設(shè)計(jì)計(jì)場(chǎng)地土土液化化>判別方方法對(duì)一般般工程程項(xiàng)目目砂土土或粉粉土液液化判判別及及危害害程度度估計(jì)計(jì)可按按以下下步驟驟進(jìn)行行：初判以地質(zhì)質(zhì)年代代、粘粘粒含含量、、地下下水位位及上上覆非非液化化土層層厚度度等作作為判判斷條條件。。（1）地質(zhì)質(zhì)年代代為第第四紀(jì)紀(jì)晚更更新世世（Q3）及以前前時(shí)，，7、8度可判判為不不液化化；（2）當(dāng)粉粉土的的粘粒粒（粒粒徑小小于0.005mm的顆粒粒)含量百百分率率在7、8和9度時(shí)分分別大大于10、13和16可判為為不液液化；；11/26/202212第4講液液化與與基礎(chǔ)抗抗震設(shè)計(jì)計(jì)場(chǎng)地土液液化>判別方法法（3）采用天天然地基基的建筑筑，當(dāng)上上覆非液液化土層層厚度和和地下水水位深度度符合下下列條件件之一時(shí)時(shí)，可不不考慮液液化影響響。---上覆非液化土層厚度（m)，計(jì)算時(shí)宜將淤泥和淤泥質(zhì)土層扣除；---基礎(chǔ)埋置深度(m),不超過(guò)2m時(shí)采用2m；---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；---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11/26/202213第4講液液化與與基礎(chǔ)抗抗震設(shè)計(jì)計(jì)---上覆非液化土層厚度（m)；---基礎(chǔ)埋置深度(m)；---地下水位深度（m)；---液化土特征深度(m).上面判別別式（db=2)亦可用下下圖表示示：db>2時(shí)，在du、dw中減去（db-2)后再查圖圖確定。。砂土1234567891012345678910dw(m)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)du(m)7度8度9度1234567891012345678910dw(m)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)粉土du(m)7度9度8度11/26/202214第4講液液化與與基礎(chǔ)抗抗震設(shè)計(jì)計(jì)查液化土土特征深深度表例1圖示為某某場(chǎng)地地地基剖面面圖。上上覆非液液化土層層厚度du=5.5m，其下為為砂土，，地下水水位深度度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深深db=2m,該場(chǎng)地為為8度區(qū)。確確定是否否考慮慮液液化影響響。解：按判別式式確定9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別結(jié)論：需需要考慮慮液化影影響。dw=6mdu=5.5mdb=2m11/26/202215第4講液液化與基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)計(jì)例1圖示為某場(chǎng)場(chǎng)地地基剖剖面圖。上上覆非液化化土層厚度度du=5.5m，其下為砂砂土，地下下水位深度度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2m,該場(chǎng)地為8度區(qū)。確定定是否考慮慮液液化影響。。dw=6mdu=5.5mdb=2m解：按土層層液化判別別圖確定結(jié)論：需要要考慮液化化影響。1234567891012345678910dw(m)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)砂土7度8度9度du=5.5mdw=6m11/26/202216第4講液液化與基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)計(jì)查液化土特特征深度表表解：按判別別式確定9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別結(jié)論：不滿滿足判別式式，需要進(jìn)進(jìn)一步判別別是否考慮慮液化影響響。例2圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液化土層厚度du=5.5m其下為沙土，地下水位深度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2.5m,該場(chǎng)地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。dw=6mdu=5.5mdb=2.5m11/26/202217第4講液液化與基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)計(jì)例2圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液化土層厚度du=5.5m其下為沙土，地下水位深度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2.5m,該場(chǎng)地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。dw=6mdu=5.5mdb=2.5m解：按土層層液化判別別圖確定結(jié)論：需要要進(jìn)一步判判別是否考考慮液化影影響。1234567891012345678910dw(m)不考慮液化影響區(qū)須進(jìn)一步判別區(qū)砂土7度8度9度11/26/202218第4講液液化與基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)計(jì)場(chǎng)地土液化化>判別方法細(xì)判采用標(biāo)準(zhǔn)貫貫入試驗(yàn)判判別鉆孔至試驗(yàn)驗(yàn)土層上15cm處,用63.5公斤穿心錘錘，落距為為76cm，打擊土層，，打入30cm所用的錘擊擊數(shù)記作N63.5，稱為標(biāo)貫擊擊數(shù)。用N63.5與規(guī)范規(guī)定定的臨界值值Ncr比較來(lái)確定定是否會(huì)液液化。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11/26/202219第4講液液化與基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)計(jì)規(guī)范規(guī)定當(dāng)飽和可液液化土的標(biāo)標(biāo)貫擊數(shù)N63.5的值小于Ncr值時(shí)，判為為液化，否否則判為不不液化。---地下水位深度（m)---飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)深度（m)---液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值，按下表采用。---粘粒含量百分率，當(dāng)小于3或是砂土?xí)r，均應(yīng)取3。括號(hào)內(nèi)數(shù)值值用于設(shè)計(jì)計(jì)基本地震震加速度為為0.15和0.3g的地區(qū)12(15)---8（10)第二、三組1610(13)6（8）第一組987設(shè)計(jì)地震分組烈度11/26/202220第4講液液化與基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)計(jì)液化場(chǎng)地危危害程度采用土層柱柱狀液化等等級(jí)判定。。---判別深度內(nèi)每一個(gè)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)總數(shù)；---分別為i點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的實(shí)測(cè)值和臨界值，當(dāng)實(shí)測(cè)值大于臨界值時(shí)取臨界值的取值；---第i點(diǎn)所代表的土層厚度（m)；---第i層考慮單位土層厚度的層位影響權(quán)系數(shù)。若判別深度為15m，當(dāng)該層中點(diǎn)深度不大于5m時(shí)采用10，等于15m時(shí)應(yīng)取零值,5—15m時(shí)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(diǎn)深度不大于5m時(shí)采用10，等于20m時(shí)應(yīng)取零值，5—20m時(shí)應(yīng)按線性內(nèi)插值法取值。液化指數(shù)11/26/202221第4講液液化與基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)計(jì)液化場(chǎng)地危危害程度由液化指數(shù)數(shù)，按下表表確定液化化等級(jí)判別深度20m時(shí)的液化指標(biāo)判別深度15m時(shí)的液化指標(biāo)

嚴(yán)重

中等

輕微

液化等級(jí)液化等級(jí)與與相應(yīng)的震震害液化等級(jí)

地面噴水冒砂情況

對(duì)建筑物的危害情況輕微地面無(wú)噴水冒砂，或僅在洼地、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(kāi)裂，有時(shí)不均勻沉陷可達(dá)200mm嚴(yán)重一般噴水冒砂都很?chē)?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11/26/202222第4講液液化與基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)計(jì)抗液化措施施當(dāng)液化土層層較平坦、、均勻時(shí)，，可按下表表選用抗液液化措施地基和上部結(jié)構(gòu)處理，或其它經(jīng)濟(jì)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(duì)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(duì)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(jí)建筑類別11/26/202223第4講液液化與基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)計(jì)采用樁基時(shí)時(shí)，樁端深深入液化深深度以下穩(wěn)穩(wěn)定土層中中的長(zhǎng)度（（不包括樁樁尖部分）），應(yīng)按計(jì)計(jì)算確定，，且對(duì)碎石石土，礫、、粗、中砂砂，堅(jiān)硬粘粘性土和密密實(shí)粉土尚尚不應(yīng)小于于0.5m，對(duì)其他非巖巖石尚不應(yīng)應(yīng)小于1.5m；采用深基礎(chǔ)礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)礎(chǔ)底面埋入入深度以下下穩(wěn)定土層層中的深度度，不應(yīng)小小于0.5m；采用加密法法（如振沖沖、振動(dòng)加加密、砂樁樁擠密、強(qiáng)強(qiáng)夯等）加加固時(shí)，應(yīng)應(yīng)處理至液液化深度下下界，且處處理后土層層的標(biāo)準(zhǔn)貫貫入錘擊數(shù)數(shù)的實(shí)測(cè)值值不宜大于于相應(yīng)的臨臨界值m；挖除全部液液化土層；；采用加密法法或換土法法處理時(shí)，，在基礎(chǔ)邊邊緣以外的的處理寬度度，應(yīng)超過(guò)過(guò)基礎(chǔ)底面面下處理深深度的1/2且不小于基基礎(chǔ)寬度的的1/5。全部消除地地基液化沉陷的措施施應(yīng)符合：：11/26/202224第4講液液化與基礎(chǔ)礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)計(jì)部分消除地地基液化沉陷的措施施應(yīng)符合：：(1)處理深度應(yīng)應(yīng)使處理后