液化與基礎(chǔ)抗震設(shè)計

第4講地基抗震驗(yàn)算&地基土液化及防治地基基礎(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。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，宜

加強(qiáng)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(yàn)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)。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。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。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)超過基礎(chǔ)底面面積的15%。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)可比靜載時降低；多數(shù)土在有限次的動載下，強(qiáng)度較靜載下稍高。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)1.1場地霞土液薦化>液化污現(xiàn)象處于堡地下窄水位孝以下播的飽筑和砂糊土和健粉土遼的土搬顆粒匹結(jié)構(gòu)爆受到癥地震濃作用才時將澆趨于巖密實(shí)崇，使古空隙拴水壓使力急符劇上驢升，不而在近地震枝作用帥的短鋼暫時士間內(nèi)授，這裙種急沈劇上席升的春空隙領(lǐng)水壓懼力來聞不及顛消散侄，使漠原有牙土顆溪粒通雙過接坊觸點(diǎn)疑傳遞安的壓挑力減藏小，適當(dāng)有之效壓供力完若全消謙失時罪，土哥顆粒畏處于食懸浮準(zhǔn)狀態(tài)醋之中稱。這竟時，嘩土體俯完全姑失去廣抗剪粒強(qiáng)度詠而顯纖示出智近于崗液體勺的特昏性。畫這種眾現(xiàn)象怕稱為液化。液化留的宏軋觀標(biāo)猜志是豬在地遞表出朝現(xiàn)噴顛砂冒染水。場地汁土液償化>液化念現(xiàn)象唐山運(yùn)地震誦時，幻玉嚴(yán)重液隨化地貫區(qū)噴漲水高皮度可達(dá)涉8米典，廠共房沉巷降可達(dá)室1米蜘。天津傳地震竭時，爆海河故鏡道及陶新近潮沉積始土地區(qū)叛有近五30謠00呀個噴巨水冒砂疾口成寧群出進(jìn)現(xiàn)，愉一般冒箱砂量仁0.趣1-渡1立俯方米，押最多汗可達(dá)罰5立幸方米。息有時抓地面刃運(yùn)動筋停止后翻，噴蒙水現(xiàn)蝦象可甜持續(xù)3唱0分掀鐘。液化雪的震出害：某噴水棚冒砂昂淹沒脾農(nóng)田迫，淤啄塞渠懲道，廈淘空容路基辦；沿光河岸逮出現(xiàn)巨裂縫得、滑繳移，縱造成渾橋梁艙破壞憲，等嶼等。場地扮土液茫化>液化悼危害液化啟使建爽筑物術(shù)產(chǎn)生億下列擔(dān)震害教：地面道開裂棄下沉輛使建評筑物蠟產(chǎn)生頃過渡震下沉壞或整裕體傾綿斜；不均右勻沉紗降引般起建印筑物池上部磚結(jié)構(gòu)詢破壞乖，使犁梁板享等水喪平構(gòu)司件及雅其節(jié)點(diǎn)破騙壞，廳使墻燈體開哄裂和織建筑轎物體獲形變看化處循開裂中；室內(nèi)蓄地坪孕上鼓瞎、開皇裂，冒設(shè)備米基礎(chǔ)暫上浮仿或下怒沉。影響燦場地獎土液疤化的夾主要跳因素眨：土層冬的地敲質(zhì)年潤代；土層水的土腰粒的努組成諸和密岸實(shí)程頓度；砂土榆層埋雜置深們度和芳地下抓水位裝深度治；地震購烈度悉和地厘震持廉續(xù)時得間。場地球土液顛化>液化扒判別液化綢判別旅和處稼理的止一般父原則撇：對存妙在飽備和砂群土和話粉土血（不緣瑞含黃鬼土）瓶的地世基，杠除6共度外師，應(yīng)悼進(jìn)行液化予判別缺。對殼6度督區(qū)一斑般情兵況下獵可不蛋進(jìn)行石判別減和處違理，遇但對虹液化敏感姓的乙玩類建吼筑可演按7磁度的瘋要求鼓進(jìn)行脖判別誦和處擔(dān)理。存在堪液化遺土層戲的地蔥基，捎應(yīng)根晴據(jù)建刊筑的譽(yù)抗震煤設(shè)防管類別鬧、地給基的即液化等級升結(jié)合劉具體御情況拘采取港相應(yīng)粱的措新施。場地閃土液暗化>判別障方法對一勝般工您程項按目砂商土或?qū)弁潦∫夯迸袆e公及危茶害程恢度估愁計可職按以針下步抗驟進(jìn)鄉(xiāng)豐行：初判以地隆質(zhì)年特代、挎粘粒五含量象、地垂下水張位及幅上覆燒非液思化土路層厚甩度等層作為凍判斷蜻條件旅。（1齒）地寬質(zhì)年青代為下第四返紀(jì)晚戒更新匯世（咳Q3督）及潤以前常時，膛7、蘋8度潮可判欠為不玻液化唇；（2蠟）當(dāng)里粉土輪的粘敲粒（殺粒徑愁小于歸0.惹00喂5m津m的組顆粒長)含鹿量百唇分率葵在7垮、8奏和9從度時緒分別布大于斃10貸、1塊3和亞16逗可判我為不霸液化換；場地厲土液盒化>判別夸方法（3鈔）采喪用天磨然地舉基的已建筑根，當(dāng)污上覆聚非液朽化土愁層厚撓度和徐地下憂水位蓋深度劍符合要下列疼條件轉(zhuǎn)之一萬時，梢可不猶考慮娃液化灘影響夏。9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別---上覆非液化土層厚度（m)，計算時宜將淤泥和淤泥質(zhì)土層扣除；---基礎(chǔ)埋置深度(m),不超過2m時采用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。上面脅判別陷式（完db=2印)亦穿可用拳下圖斯表示健：db>2時，餡在du、dw中減阿去（db-2)后再貪查圖六確定及。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---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).查液竄化土泛特征改深度眾表例1雨圖誰示為皮某場機(jī)地地復(fù)基剖乓面圖殘。上胞覆非泉液化釣土層舒厚度直du=5棵.5恒m，信其下?lián)錇樯皵赝?，西地下渴水位宵深度體為dw=6吐m.曠基礎(chǔ)露埋深嘴db=2扮m,壞該場影地為寸8度輩區(qū)。棄確定舅是否佛考距慮液莊化影竊響。解：按判額別式塵確定9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別結(jié)論蝦：需悼要考磚慮液偵化影腹響。dw=6mdu=5.5mdb=2m例1幻玉圖寧示為漆某場迫地地絡(luò)基剖鮮面圖奧。上司覆非眉液化把土層深厚度炮du=5摸.5托m，恨其下憑為砂源土，擋地下右水位儉深度嘩為dw=6醉m.羽基礎(chǔ)院埋深旨db=2只m,稻該場住地為嶼8度率區(qū)。局確定喚是否伴考葵慮液評化影澇響。dw=6mdu=5.5mdb=2m解：鍵按土政層液憤化判翠別圖鎮(zhèn)確定結(jié)論面：需斷要考代慮液挪化影待響。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筑.5辦mdw=6潛m查液絹化土季特征士深度犧表解：曉按判睬別式糖確定9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別結(jié)論希：不村滿足座判別諸式，屋需要朵進(jìn)一轟步判遵別是暑否考蹈慮液虛化影兆響。例2圖示為某場地地基剖面圖上覆非液化土層厚度du=5.5m其下為沙土，地下水位深度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2.5m,該場地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。dw=6mdu=5.5mdb=2.5m例2圖示為某場地地基剖面圖上覆非液化土層厚度du=5.5m其下為沙土，地下水位深度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2.5m,該場地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。dw=6mdu=5.5mdb=2.5m解：勢按土烏層液浩化判廈別圖寺確定結(jié)論仍：需坐要進(jìn)音一步含判別券是否嚼考慮驢液化序影響朗。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度場地律土液斑化>判別曉方法細(xì)判采用接標(biāo)準(zhǔn)匯貫入蜘試驗(yàn)全判別鉆孔全至試料驗(yàn)土姑層上拌15循cm島處,其用6北3.冬5公蠢斤穿齒心錘查，落憲距為串76共cm濫，打慚擊土稈層，修打入鏟30碧cm道所用段的錘浸擊數(shù)斥記作N63王.5，稱峰為標(biāo)嫩貫擊詳數(shù)。用N63伯.5與規(guī)肥范規(guī)特定的追臨界熱值Ncr比較民來確詠定是坦否會妨液化。1-常--掩穿心思錘；炊2-屢--掩錘墊涼；3饑--蝴-觸已探桿失；4反--飾-貫扮入器盼頭5-米--鬧出水?dāng)偪祝话?-遍--競貫入會器身抹；7鐘--賊-貫求入器賠靴規(guī)范繳規(guī)定當(dāng)飽棟和可刷液化健土的糠標(biāo)貫澡擊數(shù)頂N63零.5的值茶小于奶N(yùn)cr值時表，判助為液考化，旋否則動判為窮不液沒化。---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。括號換內(nèi)數(shù)攜值用刑于設(shè)摔計基知本地竄震加糟速度秋為0他.1望5和脾0.嬌3g獄的地鏈區(qū)12(15)---8（10)第二、三組1610(13)6（8）第一組987設(shè)計地震分組烈度液化征場地需危害克程度采用伐土層就柱狀晃液化讀等級貫判定食。---判別深度內(nèi)每一個鉆孔標(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)測值和臨界值，當(dāng)實(shí)測值大于臨界值時取臨界值的取值；---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zi不大于5m時采用10，等于15m時應(yīng)取零值,5—15m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(diǎn)深度不大于5m時采用10，等于20m時應(yīng)取零值，5—20m時應(yīng)按線性內(nèi)插值法取值。液化朱指數(shù)液化因場地賢危害搶程度由液納化指撒數(shù)，愧按下掘表確含定液間化等泥級判別深度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

液化等級液化史等級采與相襲應(yīng)的許震害液化等級

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、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)生不允許的傾斜抗液竟化措的施當(dāng)液吹化土憂層較業(yè)平坦茫、均敢勻時勁，可匪按下斥表選嗓用抗難液化青措施地基和上部結(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建筑類別采用跳樁基喚時，挺樁端傲深入襖液化覽深度違以下除穩(wěn)定臣土層醬中的稻長度塘（不爽包括煎樁尖鈴部分股），銀應(yīng)按饑計算痕確定秋，且往對碎峰石土臨，礫地、粗我、中掙砂，計堅硬晚粘性師土和守密實(shí)劫粉土清尚不童應(yīng)小堵于0掛.5恒m，脊對其毫他非銀巖石疾尚不葛應(yīng)小僑于1田.5隱m；采用師深基儀礎(chǔ)時般，基民礎(chǔ)底芒面埋請入深撲度以咽下穩(wěn)陜定土攤層中庭的深窗度，筆不應(yīng)梁小于妹0.長5m甚；采用地加密犧法（線如振揮沖、襯振動籃加密序、砂假樁擠筑密、剪強(qiáng)夯斬等）砍加固壁時，炒應(yīng)處洲理至果液化爺深度和下界凈，且勿處理透后土叨層的料標(biāo)準(zhǔn)法貫入撿錘擊釣數(shù)的鎖實(shí)測貪值不拴宜大艙于相赤應(yīng)的陜臨界節(jié)值m跌；挖除度全部表液化魔土層膝；采用施加密禿法或鋒換土提法處恩理時企，在闖基礎(chǔ)抓邊緣徑以外幻玉的處艦理寬轉(zhuǎn)度，沿應(yīng)超卷過基貼礎(chǔ)底扮面下撇處理揮深度累的1鄙/2四且不莫小于逢基礎(chǔ)鉤寬度鹽的1撫/5罷。全部甘消除姿地基濾液化沉陷引的措杰施應(yīng)稈符合組：部分郊消除任地基親液化沉陷聾的措典施應(yīng)雨符合雙：(1分)處堤理深節(jié)度應(yīng)街使處嘴理后臘的地半基液享化指