地基基礎(chǔ)抗震

地基基礎(chǔ)抗震第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第十章地基與基礎(chǔ)抗震第五節(jié)動力機器基礎(chǔ)第四節(jié)橋梁墩臺基礎(chǔ)的抗震驗算及抗震措施第三節(jié)建筑地基基礎(chǔ)的抗震設(shè)計和抗震措施第二節(jié)地震及地震反應(yīng)第一節(jié)概述第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一、動荷載類型及其對土體作用特點二、動荷載對建筑物的影響三、土的動應(yīng)力一應(yīng)變關(guān)系第一節(jié)概述第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第二節(jié)地震及地震反應(yīng)地震是內(nèi)力地質(zhì)作用和外力地質(zhì)作用能夠引起的地殼震動現(xiàn)象的總稱，它是地殼運動在某些階段發(fā)生急劇變化時的一種自然現(xiàn)象。對建筑工程而言，地震是一種不良地質(zhì)條件。我國處在世界上最活躍的地震帶，東瀕環(huán)太平洋地震帶，西部和西南部是歐亞地震帶所經(jīng)過的地區(qū)，是世界上多震國家之一。第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一．地震成因地震按其產(chǎn)生的原因，主要可分為四類：1．構(gòu)造地震2．火山地震3．陷落地震4．誘發(fā)地震第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一二．震級與烈度1．震級震級是衡量地震本身強度的等級標(biāo)準(zhǔn)度。震級用以說明某次地震的大小，以符號M表示。2．地震烈度地震烈度是用來衡量地震后果的一種度量。它表示受震動地區(qū)地面影響和破壞的強烈程度。第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一三．地震波體波：介質(zhì)密度越大，傳播速度越快。

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縱波（P波）：震源向外傳遞的壓縮波，質(zhì)點的振動方向與波的前進方向一致，一般表現(xiàn)出周期短、振幅小的特點。

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橫波（S波）：由震源向外傳遞的剪切波，質(zhì)點的振動方向與波的前進方向垂直，一般表現(xiàn)出周期長、振幅大的特點。第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一面波：體波經(jīng)過各界面的折射、反射，形成的主要沿地表傳播的地震波。

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瑞雷波：體波到達地表面后反射疊加而形成，在震中附近并不出現(xiàn)。質(zhì)點僅在豎直平面內(nèi)運動，其軌跡為逆進橢圓。

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洛夫波：表面覆蓋著一松軟水平覆蓋層的半無限空間中產(chǎn)生的SH型面波。質(zhì)點沿水平方向振動，與波傳播方向垂直。第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第三節(jié)建筑地基基礎(chǔ)的抗震設(shè)計和抗震措施一、地基基礎(chǔ)的震害現(xiàn)象二、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)三、地基基礎(chǔ)抗震概念設(shè)計四、地基基礎(chǔ)抗震驗算五、地基基礎(chǔ)的抗震措施第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一、地基基礎(chǔ)的震害現(xiàn)象（一）地基的震害1．震陷2．地基土液化3．地震滑坡4．地裂（二）基礎(chǔ)的震害1．沉降、不均勻沉降和傾斜2．水平位移3．受拉破壞第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一二、設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行《抗震規(guī)范》確定抗震設(shè)防三個水準(zhǔn)的要求：

“當(dāng)建筑遭受低于本地區(qū)設(shè)防烈度的多遇地震影響時，一般不受損壞或不需修理仍可繼續(xù)使用，當(dāng)遭受本地區(qū)設(shè)防烈度的地震影響時，可能損壞，經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用，當(dāng)遭受高于本地區(qū)設(shè)防烈度的預(yù)估的罕遇地震影響時，不致倒塌或發(fā)生危及生命的嚴(yán)重破壞?！薄靶≌鸩粔模姓穑ㄔO(shè)防烈度）可修，大震不倒?！?/p>

第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一《鐵路工程抗震設(shè)計規(guī)范》規(guī)定：經(jīng)抗震設(shè)防后的鐵路工程，當(dāng)遭受相當(dāng)于基本烈度的地震影響時，Ⅰ,Ⅱ級鐵路的損壞部份稍加整修后即可正常使用；Ⅲ級鐵路及工級工企鐵路經(jīng)短期搶修后即能恢復(fù)通車；Ⅱ、Ⅲ級工企鐵路的橋梁、隧道等工程不發(fā)生嚴(yán)重破壞。

第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一三、地基基礎(chǔ)抗震概念設(shè)計結(jié)構(gòu)的抗震設(shè)計包括計算設(shè)計和概念設(shè)計兩個方面。計算設(shè)計是指確定合理的計算簡圖和分析方法，對地震作用效應(yīng)作定量計算及對結(jié)構(gòu)抗震進行驗算。概念設(shè)計是指從宏觀上對建筑結(jié)構(gòu)作合理的選型、規(guī)劃和布置、選用合格的材料、采取有效的構(gòu)造措施等。

（一）選擇合適場地（二）選擇合適的地基基礎(chǔ)類型第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（一）選擇合適場地1、場地分類2、場地選擇第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一場地類別的劃分。選擇建筑物場地時，應(yīng)根據(jù)工程需要，掌握地震活動情況和工程地質(zhì)有關(guān)資料，作出綜合評估，宜選擇有利的地段，避開不利地段。場地土的類型場地土的烈性按場地土的剛度劃分，可分為堅硬場地土、中硬場地土、中軟場地土、軟弱場地土。第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一場地覆蓋層厚度。覆蓋層厚度是指從地面到堅硬土地面的距離。場地類別將場地劃分為四類堅硬場地、中硬場地、中軟場地、軟弱場地。第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一選擇建筑場地時，應(yīng)按表4.1.1劃分對建筑抗震有利、不利和危險的地段。第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（二）選擇合適的地基基礎(chǔ)類型

1．同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基土上，尤其不要放在半挖半填的地基上。2．同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基部分采用樁基。3．地基有軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土層，宜采取措施加強基礎(chǔ)的整體性和剛性。4.同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜采用不同的基礎(chǔ)埋深。5.深基礎(chǔ)通常比淺基礎(chǔ)有利?？蓽p少來自基底的地震動輸入，因為土中的水平地震加速度一般在地表下5m以內(nèi)減少很多，四周土對基礎(chǔ)振動能起阻抗作用．，有利于將更多的振動能量耗散到周圍土層中去。6.縱橫內(nèi)墻較密的地下室、箱形基礎(chǔ)和筏板基礎(chǔ)的抗震性能較好。對軟弱地基，宜優(yōu)先考慮設(shè)置全地下室，采用箱形基礎(chǔ)或筏板基礎(chǔ)。7．對地基較好、建筑物層數(shù)不多時，可采用單獨基礎(chǔ)，但最好用地基梁聯(lián)成整體，或采用交叉條形基礎(chǔ)。8．樁基礎(chǔ)和沉井基礎(chǔ)實踐證明抗震性能較好。而且樁基和沉井可穿透可液化土層或軟弱土層，把建筑物的荷載直接傳到下部穩(wěn)定土層中是防止因地基液化或嚴(yán)重震陷而造成震害的有效方法。但要求樁尖和沉井底面埋人穩(wěn)定土層不應(yīng)小于1—2m，并進行必要的抗震驗算（詳見下述）。樁基宜采用低承臺樁基，可發(fā)揮承臺四周土的阻抗作用。橋梁墩臺基礎(chǔ)中普遍采用這兩類基礎(chǔ)。第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一四、地基基礎(chǔ)抗震驗算（一）天然地基抗震驗算（二）樁基礎(chǔ)抗震驗算第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一下列建筑可不進行天然地基及基礎(chǔ)的抗震承載力驗算:1砌體房屋；2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)項相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房。（一）天然地基抗震驗算第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一3本規(guī)范規(guī)定可不進行上部結(jié)構(gòu)抗震驗算的建筑。注:軟弱粘性土層指7度、8度和9度時，地基承載力特征值分別小于80、100和120kPa的土層。第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一當(dāng)不符合不進行天然地基和基礎(chǔ)的抗震承載力驗算的條件時,應(yīng)按下式進行地基土抗震承載力驗算.調(diào)整后的地基土抗震承載力設(shè)計值.地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù).地基土靜承載力設(shè)計值.第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一驗算豎向承載力:基礎(chǔ)底面地震組合的平均壓力設(shè)計值.基礎(chǔ)邊緣地震組合的最大壓力設(shè)計值.第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（二）樁基礎(chǔ)抗震驗算第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一五、地基基礎(chǔ)的抗震措施（一）軟弱粘土（二）不均勻地基（三）可液化土層（四）基礎(chǔ)工程抗震措施第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（一）軟弱粘土1.采用樁基2.地基加固處理3.改進基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)設(shè)計第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（二）不均勻地基1．巖土地基2．半挖半填地基3.雜填土地基4.古河道不均勻地基抗震設(shè)計的基本原則第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（三）可液化土層第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一建筑地基抗液化措施當(dāng)液化土層較平坦且均勻時，宜按表4.3.6選用地基抗液化措施。不宜將未經(jīng)處理的液化土層作為天然地基持力層。第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一1.

全部消除地基液化沉陷的措施:采用樁基、采用深基礎(chǔ)、采用加密法、挖除全部液化土層。第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（1）樁基用于主要受力層為較厚的液化土層時，樁端伸入液化深度以下穩(wěn)定土層中長度（不包括樁尖部分）應(yīng)按計算確定，對碎石、礫、粗、中砂、堅硬粘性土不應(yīng)小于500mm，其他非巖石土不應(yīng)小于2m.（2）采用深基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)底面深入液化土層之下，埋入穩(wěn)定土層中的深度不應(yīng)小于500mm。第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（3）采用加密法。如采用振沖、振動加密、砂樁擠密、強夯等力法對可液化地基進行加固時，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，應(yīng)大于相應(yīng)的臨界值。第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（4）當(dāng)直接位于基底下的可液化土層較薄時，可采用挖除全部液化土層的辦法，即先采用局部降水，挖除液化土層，然后分層回填砂、礫、碎石、礦渣等并逐層夯實。第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（5）采用加密法或換土法處理時，在基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度，應(yīng)超過基礎(chǔ)底面下處理深度的1/2且不小于基礎(chǔ)寬度的1/5。第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一2.

部分消除地基液化沉陷的措施:（1）對地基進行處理時，其處理深度應(yīng)使處理后的地基液化指數(shù)不大于4，對獨立基礎(chǔ)與條形基礎(chǔ)尚不應(yīng)小于基礎(chǔ)底面下5m和基礎(chǔ)寬度的較大值。第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（2）在處理深度范圍內(nèi)應(yīng)挖除液化土層或采用加密加固，使處理后土層的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)的實測值大于相應(yīng)的臨界值。第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一3.基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理為減輕液化對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的影響，可對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)采取如下措施：（1）選擇合適的基礎(chǔ)埋置深度，調(diào)整基礎(chǔ)底面積，減小基礎(chǔ)偏心。（2）加強基礎(chǔ)的整體性和剛性，如采用基箱、筏基或鋼筋混凝土十字形基礎(chǔ)，加設(shè)基礎(chǔ)圈梁、基礎(chǔ)連系梁等。第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（3）減輕荷載，增強上部結(jié)構(gòu)的整體剛度和均勻?qū)ΨQ性，合理設(shè)置沉降縫，避免采用對不均勻沉降敏感的結(jié)構(gòu)形式。（4）管道穿過建筑處應(yīng)留足夠尺寸或采用柔性接頭等。第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一液化機理及其危害土的液化是指飽和土由固態(tài)轉(zhuǎn)化為液態(tài)的物質(zhì)存在狀態(tài)的轉(zhuǎn)換.液化引起的危害主要有:噴水冒砂.地基失效.土體滑塌和變形.

飽和土液化判別地基土的液化等級通常是根據(jù)液化指數(shù)來判別液化等級,以確定液化的危害程度.第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（四）基礎(chǔ)工程抗震措施1.高層或多層建筑2.多層或低層建筑3.不良地基可采用樁基與石灰樁4.加強基礎(chǔ)與上部結(jié)構(gòu)的連接5.抗震工程的材料應(yīng)有足夠強度第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)橋梁墩臺基礎(chǔ)的抗震驗算及抗震措施一、橋梁墩臺震害二、橋梁墩臺抗震驗算三、抗震措施第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第五節(jié)動力機器基礎(chǔ)一、動力機器基礎(chǔ)概述二、動力機器基礎(chǔ)的動力計算簡介三、動力機器基礎(chǔ)設(shè)計的一般步驟四、動力機器基礎(chǔ)的減振措施第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一思考題：1、動力機器基礎(chǔ)與其它結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的主要區(qū)別是什么？2、目前規(guī)范規(guī)定的機器基礎(chǔ)的設(shè)汁，其目的是什么？3、動力機器按對基礎(chǔ)的動力作用形式如何分類？4、動力機器基礎(chǔ)的形式有哪些？5、動力機器基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)滿足的要求？6、動力機器基礎(chǔ)設(shè)計的一般步驟？7、動力機器基礎(chǔ)的減振措施有哪些？8、動力機器基礎(chǔ)的處理方案有哪些？9、闡述動力機器基礎(chǔ)下地基承載力核算式的物理意義。第53頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一1、動力機器基礎(chǔ)與其它結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的主要區(qū)別是什么？

運轉(zhuǎn)時會產(chǎn)生較大不平衡慣性力的一類機器，稱為動力機器。動力機器基礎(chǔ)與其他結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的主要區(qū)別，在于基礎(chǔ)上部作用有由機器傳來的動力（一般稱擾力），這種動力可以是瞬態(tài)的沖擊（如鍛錘或落錘基礎(chǔ)），也可以是穩(wěn)態(tài)的止弦波激勵。這種激勵會引起墓礎(chǔ)本身的振動，甚至影響到周圍建筑物的振動。第54頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一2、目前規(guī)范規(guī)定的機器基礎(chǔ)的設(shè)汁，其目的是什么？目前規(guī)范規(guī)定的機器基礎(chǔ)的設(shè)汁，其目的是使基礎(chǔ)由于動荷載而引起的振動幅值，不超過某一極限值，即規(guī)范所規(guī)定的最大允許幅值。這個限值主要取決于：保證機器的正常運轉(zhuǎn)，以及由于基礎(chǔ)振動波通過土體的傳播，對附近的人員、儀器設(shè)務(wù)及建筑物不產(chǎn)生有害的影響。第55頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一3、動力機器按對基礎(chǔ)的動力作用形式如何分類？4、動力機器基礎(chǔ)的形式有哪些？（一）往復(fù)運動的機器（二）間歇性作用或沖擊作用的機器（三）旋轉(zhuǎn)運動的機器第56頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一5、動力機器基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)滿足的要求？動力機器基礎(chǔ)設(shè)計應(yīng)滿足下列基本要求：地基和基礎(chǔ)不應(yīng)產(chǎn)生影響機器正常使用的變形；基礎(chǔ)本身應(yīng)具有足夠的強度、剛度和耐久性；基礎(chǔ)不產(chǎn)生影響工人身體健康及妨礙機器正常運轉(zhuǎn)和生產(chǎn)以及造成建筑物開裂和破壞的劇烈振動；基礎(chǔ)的振動不應(yīng)影響鄰近建筑物、構(gòu)筑物或儀器設(shè)備等的正常使用。還應(yīng)滿足：（1）對靜荷載，應(yīng)保證地基對剪切破壞的安全，基礎(chǔ)不應(yīng)有過大的沉降。（2）對動荷載，不應(yīng)產(chǎn)生共振，即機器—基礎(chǔ)—土系統(tǒng)的自振頻率不應(yīng)與機器的工作頻率重合。（3）工作頻率的振幅，應(yīng)不超過通常由機器制造廠所規(guī)定的振幅限值。第57頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一6、動力機器基礎(chǔ)設(shè)計的一般步驟？（一）收集設(shè)計技術(shù)資料（二）確定地基動力參數(shù)：P226—P230（三）選擇地基方案（四）確定基礎(chǔ)類型及材料機器基礎(chǔ)類型：實體式、墻式、框架式基礎(chǔ)的材料一般采用混凝土及鋼筋混凝土。（五）確定基礎(chǔ)的埋置深度及尺寸（六）校核地基承載力（七）進行動力計算確定固有頻率（自振頻率）和振動量〔位移、速度或加速度的幅值等），并控制這些振動量不超過一定的允許范圍第58頁，共61頁，2023