建筑結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)第2章

建筑(jiànzhù)結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)

Seismicdesignofbuildings

共八十五頁第2章場(chǎng)地(chǎngdì)、地基與基礎(chǔ)2.1場(chǎng)地（重點(diǎn)掌握）2.2天然地基與基礎(chǔ)的抗震驗(yàn)算(yànsuàn)（重點(diǎn)掌握）2.3液化土與軟土地基（重點(diǎn)掌握）2.4樁基的抗震設(shè)計(jì)（了解內(nèi)容）共八十五頁2.1場(chǎng)地(chǎngdì)幾個(gè)不能混淆的概念：場(chǎng)地——指工程群體所在地，具有相似的反應(yīng)譜特征，其范圍大體相當(dāng)于廠區(qū)、居民小區(qū)和自然村或不小于1.0km2

的平面面積。場(chǎng)地土——指場(chǎng)地范圍內(nèi)的地基土。地基——建筑基礎(chǔ)下受力范圍內(nèi)的土層。多次震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，同一烈度區(qū)，不同場(chǎng)地上的建筑的震害不同，工程地質(zhì)條件對(duì)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)里有重災(zāi)”。為了合理地選擇建筑場(chǎng)地和合理估計(jì)場(chǎng)地的動(dòng)力(dònglì)放大效應(yīng)以達(dá)到經(jīng)濟(jì)和安全的目的，必須對(duì)場(chǎng)地所在地段的抗震危險(xiǎn)性及場(chǎng)地類別進(jìn)行劃分。共八十五頁2.1場(chǎng)地(chǎngdì)——續(xù)地段劃分

《抗震規(guī)范》按場(chǎng)地上建筑物的震害輕重程度把建筑場(chǎng)地劃分為對(duì)建筑抗震有利、不利和危險(xiǎn)的地段。地段選擇1.選擇有利地段；2.宜盡量避開不利地段，當(dāng)無法避開時(shí)，應(yīng)采取適當(dāng)?shù)目拐鸫胧?.不應(yīng)(bùyīnɡ)在危險(xiǎn)地段建造甲、乙、丙類建筑。

地段類別

地質(zhì)、地形、地貌有利地段穩(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(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)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯(cuò)位的部位共八十五頁建筑抗震設(shè)防類別，應(yīng)根據(jù)(gēnjù)其使用功能的重要性分為甲類、乙類、丙類、丁類四個(gè)抗震設(shè)防類別。

甲類建筑應(yīng)屬于重大建筑工程和地震時(shí)可能發(fā)生嚴(yán)重此生災(zāi)害的建筑。

乙類建筑應(yīng)屬于地震時(shí)使用功能不能中斷或需盡快恢復(fù)的建筑。

丙類建筑應(yīng)屬于除甲、乙、丁類建筑以外的建筑。

丁類建筑應(yīng)屬于抗震次要筑。

甲類建筑在地震破壞后會(huì)產(chǎn)生巨大社會(huì)影響或造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。嚴(yán)重次生災(zāi)害指地震破壞后可能引發(fā)水災(zāi)、火災(zāi)、爆炸、劇毒或強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)大量泄漏和其他嚴(yán)重次生災(zāi)害。

乙類建筑屬于地震破壞后會(huì)產(chǎn)生較大社會(huì)影響或造成相當(dāng)大的經(jīng)濟(jì)損失，包括城市的重要生命線工程和人流密集的多層的大型公共建筑等。

丁類建筑，其地震破壞不致影響甲、乙、丙類建筑，且社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失輕微。一般為儲(chǔ)存物品價(jià)值低、人員活動(dòng)少、無次生災(zāi)害的單層倉庫等。共八十五頁2.1.1場(chǎng)地(chǎngdì)土及場(chǎng)地(chǎngdì)覆蓋層厚度1、場(chǎng)地土的類型根據(jù)震害調(diào)查，即使在同一烈度區(qū)內(nèi)，由于場(chǎng)地土質(zhì)條件的不同，建筑物的震害也有很大差異。在軟弱的地基上，柔性結(jié)構(gòu)（長(zhǎng)周期）破壞較重，剛性好的表現(xiàn)較好；在堅(jiān)硬的地基上，柔性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)較好，而剛性結(jié)構(gòu)表現(xiàn)不一。在堅(jiān)硬的地基上，一般是結(jié)構(gòu)破壞，在軟弱的地基上有結(jié)構(gòu)破壞，也有地基破壞。多層土?xí)r，如夾有硬土層，使土層自振周期縮短，剛性建筑(jiànzhù)震害重；如夾有軟土層，則相反。共八十五頁結(jié)構(gòu)(jiégòu)按照剛度劃分共八十五頁共八十五頁共八十五頁（剪切波重復(fù)(chóngfù)反射理論）共八十五頁共八十五頁2.1.1場(chǎng)地(chǎngdì)土及場(chǎng)地(chǎngdì)覆蓋層厚度——續(xù)場(chǎng)地土類型：為確定場(chǎng)地類別而對(duì)場(chǎng)地土剛度所作的類型劃分。主要研究地面以下(yǐxià)20m且不超過場(chǎng)地覆蓋層厚度以內(nèi)的各層土。場(chǎng)地土對(duì)建筑物震害的影響，主要與場(chǎng)地土的堅(jiān)硬程度和土層的組成有關(guān)，而對(duì)于場(chǎng)地土類型的劃分，則有兩種劃分方法：基本劃分法——定量指標(biāo)，根據(jù)常規(guī)勘探資料按其等效剪切波速劃分；綜合劃分法——定性指標(biāo)，參照一般巖土狀態(tài)描述來分類。共八十五頁2.1.1場(chǎng)地(chǎngdì)土及場(chǎng)地(chǎngdì)覆蓋層厚度——續(xù)土層的等效(děnɡxiào)剪切波速：----土層的等效剪切波速；----計(jì)算深度（m)，取覆蓋層厚度和20m二者的較小值；----剪切波在地面至計(jì)算深度之間的傳播時(shí)間；----計(jì)算深度范圍內(nèi)第i土層的厚度(m)；----計(jì)算深度范圍內(nèi)第i土層的剪切波速(m/s)；----計(jì)算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)。基本劃分法:共八十五頁共八十五頁I0：巖石場(chǎng)地(chǎngdì)；I1:堅(jiān)硬土共八十五頁2.1.1場(chǎng)地(chǎngdì)土及場(chǎng)地(chǎngdì)覆蓋層厚度——續(xù)綜合劃分法使用范圍：

對(duì)丁類建筑及層數(shù)不超過10層和高度在30m以下的丙類建筑，當(dāng)無實(shí)測(cè)(shícè)剪切波速資料時(shí)，可根據(jù)巖土名稱和性狀按下表規(guī)定劃分土的類別。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,的粘性土和粉土,的填土，可塑黃土,

中軟土中密、稍密的碎石土，密實(shí)、中密的礫、粗、中砂，的粘性土和粉土，堅(jiān)硬黃土中硬土穩(wěn)定巖石，密實(shí)的碎石土堅(jiān)硬土或巖石土層剪切波速范圍(m/s)

巖土名稱和性狀土的類型---地基土靜承載力標(biāo)準(zhǔn)值

土的類別劃分和剪切波速范圍共八十五頁2.1.1場(chǎng)地(chǎngdì)土及場(chǎng)地(chǎngdì)覆蓋層厚度——續(xù)劃分步驟：（1）由各層土的名稱和性狀，并根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，在表中的范圍內(nèi)估計(jì)各層土的剪切波速，如取中間值：

中硬土：375m/s

中軟土：200m/s

軟弱土：100m/s（2）計(jì)算(jìsuàn)等效剪切波速。（3）按等效剪切波速再查表確定土類型。共八十五頁2.1.1場(chǎng)地(chǎngdì)土及場(chǎng)地(chǎngdì)覆蓋層厚度——續(xù)２、場(chǎng)地覆蓋層厚度覆蓋層厚度：是指從地表到地下基巖面的垂直距離，也就是基巖的埋深。覆蓋層厚度的大小直接影響地面反應(yīng)譜的周期及強(qiáng)度。當(dāng)基巖埋深小時(shí)，對(duì)地面運(yùn)動(dòng)中的短周期分量有明顯放大作用；相反，基巖埋深大時(shí)，能使地面運(yùn)動(dòng)中的長(zhǎng)周期分量有所加強(qiáng)。震害隨場(chǎng)地覆蓋層厚度的增加(zēngjiā)而加重。共八十五頁2.1.1場(chǎng)地(chǎngdì)土及場(chǎng)地(chǎngdì)覆蓋層厚度——續(xù)我國規(guī)范(guīfàn)取值規(guī)定：一般情況下，地面到剪切波速大于500m/s的堅(jiān)硬土層頂面的距離為場(chǎng)地覆蓋層厚度。土層中夾有剪切波速大于500m/s的孤石等當(dāng)?shù)孛?m以下存在剪切波速大于上層土剪切波速2.5倍的土層且下臥巖土層的剪切波速不小于400m/s時(shí)，也可取地面至該土層頂面的距離作為覆蓋層厚度。，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)從覆蓋層厚度中扣除。共八十五頁構(gòu)造透鏡體，構(gòu)造地質(zhì)學(xué)名詞。是巖石因構(gòu)造作用而擠壓破裂成的不連續(xù)塊體，多呈透鏡狀或扁豆?fàn)?，大小不一，其長(zhǎng)軸均與擠壓面大致平行。簡(jiǎn)單說，一種砂巖(shāyán)結(jié)構(gòu),有透鏡的曲率結(jié)構(gòu),故名透鏡體.共八十五頁2.1.2場(chǎng)地(chǎngdì)類別建筑場(chǎng)地類別是場(chǎng)地條件的基本表征，地震效應(yīng)與場(chǎng)地有關(guān)，為了進(jìn)行抗震設(shè)計(jì)，有必要對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行分類，以便區(qū)別對(duì)待?！犊拐鹨?guī)范(guīfàn)》指出：建筑場(chǎng)地類別應(yīng)根據(jù)土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度劃分為4類(見下表)。各類建筑場(chǎng)地的覆蓋層厚度共八十五頁例題(lìtí)例：已知某建筑場(chǎng)地(chǎngdì)的鉆孔土層資料如表所示，試確定該建筑場(chǎng)地(chǎngdì)的類別。層底深度(m)土層厚度(m)土的名稱剪切波速m/s9.59.5砂17037.828.3淤泥質(zhì)粘土13043.65.8砂24060.116.5淤泥質(zhì)粘土200632.9細(xì)砂31069.56.5礫混粗砂520共八十五頁例題(lìtí)例：已知某建筑場(chǎng)地的鉆孔土層資料(zīliào)如表所示，試確定該建筑場(chǎng)地的類別。層底深度(m)土層厚度(m)土的名稱剪切波速m/s9.59.5砂17037.828.3淤泥質(zhì)粘土13043.65.8砂24060.116.5淤泥質(zhì)粘土200632.9細(xì)砂31069.56.5礫混粗砂520解：（1）確定地面下20m表層土的場(chǎng)地土類型：查表：屬于中軟土（2）確定覆蓋層厚度（3）查表確定建筑場(chǎng)地類別屬于Ⅲ類場(chǎng)地共八十五頁共八十五頁2.2天然地基與基礎(chǔ)的抗震(kàngzhèn)驗(yàn)算天然地基的震害特點(diǎn)：1）一般情況下，地基具有較好的抗震能力，震害較少。一般天然地基在靜力作用下具有相當(dāng)大的安全儲(chǔ)備，地基承載能力在長(zhǎng)期自重作用下有所提高；地震時(shí)，荷載增大，但短時(shí)效應(yīng)使其承載能力也有提高。2）不同基礎(chǔ)類型，震害差異明顯。樁基比筏基好，深基比淺基好，條基比獨(dú)基好3）但高壓縮性飽和軟粘土和強(qiáng)度較低的淤泥質(zhì)土，在地震中發(fā)生不同程度(chéngdù)的震陷、傾斜。雜填土、回填土，在地震中也會(huì)發(fā)生震陷。還有較嚴(yán)重的是地基的液化。地基一旦發(fā)生破壞，震后的修復(fù)加固就相當(dāng)困難，有時(shí)甚至是不可能的，所以也應(yīng)對(duì)地基的震害現(xiàn)象進(jìn)行深入分析，并在設(shè)計(jì)時(shí)采取相應(yīng)的抗震措施。

共八十五頁2.2.1不進(jìn)行天然地基及基礎(chǔ)抗震(kàngzhèn)驗(yàn)算的建筑我國抗震設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)量大面廣的一般地基和基礎(chǔ)不作抗震驗(yàn)算，對(duì)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，以避免或減輕震害?？刹贿M(jìn)行地基基礎(chǔ)抗震驗(yàn)算的范圍（1）砌體房屋。（2）地基主要受力范圍內(nèi)不存在軟弱粘土層的一般單層廠房、單層空曠(kōngkuàng)房屋和8度、高度24m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，其中軟弱粘土層主要指7度、8度和9度時(shí)，地基土靜承載力特征值分別小于80kPa、100kPa和120kPa的土層。（3）可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑。共八十五頁2.2.2天然地基在地震作用(zuòyòng)下的抗震

承載力驗(yàn)算1、地基土抗震承載力

地震作用是附加于原有靜荷載上的一種動(dòng)力作用，其性質(zhì)屬于不規(guī)則的低頻(1～5Hz)有限次數(shù)(10～40次)的脈沖作用，作用時(shí)間很短，所以只能使土層產(chǎn)生彈性變形而來不及發(fā)生永久變形，其結(jié)果是地震作用產(chǎn)生的地基變形要比相同條件靜荷載產(chǎn)生的地基變形小得多。因此，從地基變形的角度來說，有地震作用時(shí)地基土的抗震承載力應(yīng)比地基土的靜承載力大，即一般土的動(dòng)承載力都要比其靜承載力高。另外，考慮到地震作用的偶然性和短暫性以及(yǐjí)工程結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟(jì)性，地基在地震作用下的可靠性可以比靜力荷載下的適當(dāng)降低，故在確定地基土的抗震承載力時(shí)，其取值應(yīng)比地基土的靜承載力有所提高。共八十五頁2.2.2天然地基在地震作用(zuòyòng)下的抗震

承載力驗(yàn)算我國《規(guī)范》采用地基土靜承載力乘以調(diào)整系數(shù)(xìshù)后的值作為抗震承載力設(shè)計(jì)值：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)，在1.0～1.5之間；fa---深寬修正后的地基靜承載力特征值，按《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007采用。除了十分軟弱土層以外，國內(nèi)外對(duì)地基土抗震承載力取值都比其靜承載力有所提高。共八十五頁深度(shēndù)修正的原因共八十五頁深寬修正(xiūzhèng)后的地基靜承載力特征值公式共八十五頁共八十五頁2.2.2天然地基在地震作用下的抗震(kàngzhèn)

承載力驗(yàn)算——續(xù)2、地震作用下天然地基的抗震驗(yàn)算

天然地基抗震驗(yàn)算一般是采用擬靜力法，即等效靜力法，即先求出地震作用的等效靜力數(shù)值，然后按靜力設(shè)計(jì)計(jì)算的辦法來驗(yàn)算地基的強(qiáng)度(qiángdù)和穩(wěn)定性。驗(yàn)算內(nèi)容——豎向承載力驗(yàn)算（通常認(rèn)為：基礎(chǔ)抗水平地震作用能力足夠）在對(duì)地震區(qū)的建筑物進(jìn)行天然地基的抗震承載力驗(yàn)算時(shí)，作用于建筑物上的各類荷載在與地震作用組合后，可認(rèn)為其在基礎(chǔ)底面所產(chǎn)生的壓力是直線分布的，基礎(chǔ)底面的平均壓力和邊緣最大壓力應(yīng)符合下列各式要求：

共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁2.2.2天然地基在地震作用下的抗震(kàngzhèn)

承載力驗(yàn)算——續(xù)

規(guī)范規(guī)定：基礎(chǔ)(jīchǔ)底面平均壓力和邊緣最大壓力應(yīng)符合下式要求：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%。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共八十五頁2.3液化土與軟土地(tǔdì)基

2.3.1地基土的液化

1、液化的定義：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(shí)將趨于密實(shí)，使孔隙水壓力急劇上升，而在地震作用的短暫時(shí)間內(nèi)，這種急劇上升的孔隙水壓力來不及消散，使原有土顆粒通過接觸點(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(shīqù)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。共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁2.3.1地基(dìjī)土的液化——續(xù)2、液化震害引起地面噴水冒砂淹沒農(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；地基不均勻沉降、地裂滑坡(huápō)等等。液化使建筑物產(chǎn)生下列震害：

1.地面開裂下沉使建筑物產(chǎn)生過渡下沉或整體傾斜；

2.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，使墻體開裂和建筑物體形變化處開裂；

3.室內(nèi)地坪上鼓、開裂，設(shè)備基礎(chǔ)上浮或下沉。共八十五頁共八十五頁共八十五頁2.3.1地基(dìjī)土的液化——續(xù)3、液化的影響因素（1）土層的地質(zhì)年代和組成

土的地質(zhì)年代越古老，其基本性能越穩(wěn)定。（2）土層的相對(duì)密度

密實(shí)程度小則空隙比大，容易液化。（3）土的組成與性狀細(xì)砂與粗砂比較，由于細(xì)砂的透水性較差，地震(dìzhèn)時(shí)容易產(chǎn)生空隙水的超壓作用，故細(xì)砂比粗砂容易液化。土的粘性顆粒含量越高，則越不易液化。（4）土層的埋深和地下水位的深度砂土層的埋深越大，地下水位越深，其飽和砂土層上的有效覆蓋層壓力越大，則砂土層越不容易發(fā)生液化。（5）地震烈度和地震持續(xù)時(shí)間地震烈度越高，地震持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)，飽和的砂土越容易液化。共八十五頁2.3.2液化(yèhuà)的判別

當(dāng)建筑物的地基有飽和砂土或飽和粉土?xí)r，應(yīng)經(jīng)過勘察試驗(yàn)預(yù)測(cè)其在未來地震時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)液化，并確定是否需要采取相應(yīng)的抗液化措施（換填法、擠密法、化學(xué)法）?！犊拐鹨?guī)范》規(guī)定，當(dāng)基本烈度為6度時(shí)，一般情況下可不考慮對(duì)飽和砂土的液化判別和地基處理，但對(duì)液化沉陷敏感的乙類建筑，即由地基液化引起的沉陷可導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞或使結(jié)構(gòu)不能正常使用的，均應(yīng)按7度考慮；當(dāng)基本烈度為7～9度時(shí)，乙類建筑可按本地區(qū)抗震設(shè)防烈度的要求(yāoqiú)進(jìn)行判別和處理。為了減少判別場(chǎng)地土液化的勘察工作量，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(yàn)判別。凡經(jīng)初步判別定為不液化或不考慮液化影響的場(chǎng)地土，原則上可不進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)的判別。共八十五頁2.3.2液化(yèhuà)的判別——續(xù)1、初步判別《抗震規(guī)范》規(guī)定，對(duì)于飽和的砂土(shātǔ)或粉土（不含黃土），當(dāng)符合下列條件之一時(shí)，可初步判別為不液化或不考慮液化影響的場(chǎng)地土：（1）地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世(Q3)及其以前時(shí)，沖洪積形成的密實(shí)飽和砂土或粉土(不含黃土)，7～9度時(shí)可判為不液化土；（2）粉土的粘粒(粒徑小于0.005mm的顆粒)含量百分率

(％)在7度、8度和9度分別不小于l0、l3和16時(shí)（用六偏磷酸鈉測(cè)試：(NaPO3)6

），可判為不液化土。共八十五頁共八十五頁2.3.2液化(yèhuà)的判別——續(xù)（3）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(tiáojiàn)之一時(shí)，可不考慮液化影響：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(jì)算時(shí)宜將淤泥和淤泥質(zhì)土層扣除（

自地面至液化土層頂?shù)暮穸龋鄢倌嗪陀倌噘|(zhì)土））；---基礎(chǔ)埋置深度(m),不超過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)，按右上表采用.（我國規(guī)范液化初判條件中液化特征深度主要源于20世紀(jì)60－70年代我國幾次大地震的液化調(diào)查資料，深層砂土液化現(xiàn)象很少。）近20a的震害調(diào)查表明，埋深超過10m砂層液化已不是個(gè)例，有時(shí)還占有很多比重，因此我國規(guī)范液化初判條件液化特征深度已不適用，需要研究改進(jìn)。

WOＲLDEAＲTHQUAKEENGINEEＲING–Vol.30No.2Jun．2014共八十五頁2.3.2液化(yèhuà)的判別——續(xù)例圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液化土層厚度du=5.5m其下為砂土，地下水位深度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2m,該場(chǎng)地為8度區(qū)。確定是否(shìfǒu)考慮液化影響。dw=6mdu=5.5mdb=2m9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別共八十五頁2.3.2液化(yèhuà)的判別——續(xù)查液化(yèhuà)土特征深度表：例圖示為某場(chǎng)地地基剖面圖上覆非液化土層厚度du=5.5m其下為砂土，地下水位深度為dw=6m.基礎(chǔ)埋深db=2m,該場(chǎng)地為8度區(qū)。確定是否考慮液化影響。解：按判別式確定故需要考慮液化影響。dw=6mdu=5.5mdb=2m9m8m7m砂土8m7m6m粉土987烈度飽和土類別共八十五頁2.3.2液化(yèhuà)的判別——續(xù)2、

標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別當(dāng)初步判別認(rèn)為需要進(jìn)一步進(jìn)行液化判別時(shí)，應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)方法進(jìn)行場(chǎng)地土的液化判別。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備由標(biāo)準(zhǔn)貫入器、觸探桿和重63.5kg的穿心錘3部分組成。標(biāo)貫試驗(yàn)過程為：第一步：用鉆具鉆孔(zuànkǒnɡ)至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上15cm處。第二步：將標(biāo)準(zhǔn)貫入器打至標(biāo)高位置。第三步：以76cm的落距，用63.5公斤穿心錘打入土層30cm，記錄所用的錘擊數(shù)為N63.5稱為標(biāo)貫擊數(shù)。貫入試驗(yàn)須判別地面下l5m深度范圍內(nèi)的液化，當(dāng)采用樁基或埋深大于5m的深基礎(chǔ)時(shí)，尚應(yīng)判別l5～20m范圍內(nèi)土的液化。

共八十五頁標(biāo)準(zhǔn)貫入器：長(zhǎng)度51厘米、外徑5.1厘米、內(nèi)徑3.49厘米；觸探桿：直徑(zhíjìng)為42毫米的鉆桿共八十五頁標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)多與鉆探相配合使用，操作要點(diǎn)是:①鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上約15厘米處，以避免下層土受擾動(dòng)。②貫入前，應(yīng)檢查觸探桿的接頭，不得松脫(sōnɡtuō)。貫入時(shí)，穿心錘落距為76厘米，使其自由下落，將貫入器直打入土層中15厘米。以后每打入土層30厘米的錘擊數(shù)，即為實(shí)測(cè)錘擊數(shù)N。③提出貫入器，取出貫入器中的土樣進(jìn)行鑒別描述。④若需繼續(xù)進(jìn)行下一深度的貫入試驗(yàn)時(shí)，即重復(fù)上述操作步驟進(jìn)行試驗(yàn)。⑤當(dāng)鉆桿長(zhǎng)度大于3米時(shí)，錘擊數(shù)應(yīng)按下式進(jìn)行鉆桿長(zhǎng)度修正:N63.5=αN，式中N63.5為標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)，α為觸探桿長(zhǎng)度校正系數(shù)，如觸探桿長(zhǎng)分別為≤3、≤6、≤9、≤12、≤15、≤18、≤21米時(shí)，則α相應(yīng)分別為1、0.92、0.86、0.81、0.77、0.73、0.70。共八十五頁測(cè)定：根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)錘擊數(shù)測(cè)定各類砂的地基承載力(公斤(ɡōnɡjīn)/平方厘米)，一般為:①當(dāng)擊數(shù)大于30時(shí)，密實(shí)的礫砂、粗砂、中砂(孔隙比均小于0.60)為4公斤/平方厘米;②當(dāng)擊數(shù)小于或等于30而大于15時(shí)，中密的礫砂、粗砂、中砂(孔隙比均大于0.60而小于0.75)為3公斤/平方厘米，細(xì)砂、粉砂(孔隙比均大于0.70而小于0.85)為1.5-2公斤/平方厘米;③當(dāng)擊數(shù)小于或等于15而大于或等于10時(shí)，稍密的礫砂、粗砂、中砂(孔隙比均大于0.75而小于0.85)為2公斤/平方厘米，細(xì)砂、粉砂(孔隙比均大于0.85而小于0.95)為1-1.5公斤/平方厘米。對(duì)于老粘土和一般粘性土的容許承載力，當(dāng)錘擊數(shù)分別為3、5、7、9、11、13、15、17、19、21、23時(shí)，則其相應(yīng)的容許承載力分別為1.2、1.6、2.0、2.4、2.8、3.2、3.6、4.2、5.0、5.8、6.6公斤/平方厘米。共八十五頁共八十五頁2.3.2液化(yèhuà)的判別——續(xù)共八十五頁引入物理意義：

①使公式同時(shí)適用于飽和砂土和粉土的判別。②常數(shù)3表示

c(%)=3是砂土與粉土的分界線。當(dāng)

c(%)<3時(shí)取

c(%)=3，則上述(shàngshù)公式退回到砂土液化的判別公式。③隨著土中粘粒含量的增加，土層的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值將減小，土層越不易液化，這就反映了粉土的液化趨勢(shì)。共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁2.3.2液化(yèhuà)的判別——續(xù)3、液化指數(shù)與液化等級(jí)為了(wèile)鑒別場(chǎng)地土液化危害的嚴(yán)重程度，《抗震規(guī)范》給出了液化指數(shù)的概念，采用土層柱狀液化等級(jí)判定?！袆e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)取等于臨界值；——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?！趇點(diǎn)所代表的土層厚度（m)；可采用與該標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)相鄰的上下兩點(diǎn)深度的一半，但上界不小于地下水位深度，下界不大于液化深度；共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁共八十五頁2.3.2液化(yèhuà)的判別——續(xù)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)(děngjí)與相應(yīng)的震害液化等級(jí)

地面噴水冒砂情況

對(duì)建筑物的危害情況輕微地面無噴水冒砂，或僅在洼地、河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(shí)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)生不允許的傾斜液化指數(shù)的物理意義：液化土層愈厚、埋藏愈淺，實(shí)測(cè)標(biāo)貫錘擊數(shù)與臨界錘擊數(shù)相差愈多，則液化指數(shù)愈大，液化就愈嚴(yán)重，危害性就愈大。由液化指數(shù)，按下表確定液化等級(jí)共八十五頁2.3.3可液化地基的抗震(kàngzhèn)措施為了保障建筑物的安全，應(yīng)根據(jù)建筑的抗震設(shè)防類別和地基的液化(yèhuà)等級(jí)，結(jié)合具體的工程情況綜合考慮，并選擇恰當(dāng)?shù)目挂夯?yèhuà)措施。

當(dāng)液化土層較平坦且均勻時(shí)，可按下表選用合理的抗液化措施。同時(shí)也可考慮上部結(jié)構(gòu)重力荷載對(duì)液化危害的影響，根據(jù)液化震陷量的估計(jì)適當(dāng)調(diào)整抗液化措施。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)建筑類別甲類建筑：要特殊考慮，但不得低于乙類共八十五頁2.3.3可液化地基的抗震(kàngzhèn)措施——續(xù)１、全部消除地基液化沉陷的措施應(yīng)符合：1）采用樁基時(shí)，樁端深入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長(zhǎng)度（不包括樁尖部分），應(yīng)按計(jì)算確定，且對(duì)碎石土，礫、粗、中砂，堅(jiān)硬粘性土和密實(shí)粉土尚不應(yīng)小于0.5m，對(duì)其他非巖石尚不應(yīng)小于1.5m；2）采用深基礎(chǔ)時(shí)，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；3）采用加密法（如振沖、振動(dòng)加密、砂樁擠密、強(qiáng)夯等）加固時(shí)，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(shí)測(cè)值不宜大于相應(yīng)的臨界值；4）挖除全部液化土層；5）采用加密法或換土法處理時(shí)，在基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度(kuāndù)，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。共八十五頁2.3.3可液化地基的抗震(kàngzhèn)措施——續(xù)2、部分消除地基液化沉陷的措施應(yīng)符合：1）處理深度應(yīng)使處理后的地基液化指數(shù)減少，當(dāng)判別深度為15m時(shí)，其值不宜大于4，當(dāng)判別深度為20m時(shí)，其值不宜大于5；對(duì)獨(dú)立基礎(chǔ)與條形基礎(chǔ)，尚不應(yīng)小于基礎(chǔ)底面下液化特征深度和基礎(chǔ)寬度的較大值。2）處理深度范圍內(nèi)，應(yīng)挖除其液化土層或采用加密法加固，使處理后土層的標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值不小于相應(yīng)的臨界值。

3）基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度與全部清除(qīngchú)地基液化沉陷時(shí)的要求相同。共八十五頁2.3.3可液化地基的抗震(kàngzhèn)措施——續(xù)3.減輕液化影響的基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，可綜合考慮采用(cǎiyòng)下列措施：

1)選擇合適的基礎(chǔ)埋置深度；

2)調(diào)整基礎(chǔ)底面積，減少基礎(chǔ)偏心；

3)加強(qiáng)基礎(chǔ)的整體性和剛性，如采用箱基、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)梁系等；

4)減輕荷載，增強(qiáng)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(duì)不均勻沉降敏感的結(jié)構(gòu)形式等；

5)管道穿過建筑處應(yīng)預(yù)留足夠尺寸或采用柔性接頭等。共八十五頁2.4.樁基的抗震設(shè)計(jì)

2.4.1可不進(jìn)行樁基抗震驗(yàn)算(yànsuàn)的建筑全部消除地基液化沉陷的有效措施之一是采用樁基，因此，樁基的抗震設(shè)計(jì)也是建筑抗震設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容?？刹贿M(jìn)行樁基抗震驗(yàn)算的建筑范圍：《抗震規(guī)范》規(guī)定：對(duì)于承受豎向荷載為主的低承臺(tái)樁基，當(dāng)?shù)孛嫦聼o液化土層，且樁承臺(tái)周圍無淤泥、淤泥質(zhì)土地基土靜承載力特征值不大于100kPa的填土?xí)r，下列建筑可以不進(jìn)行樁基抗震承載力驗(yàn)算。（1）砌體(qìtǐ)房屋和可不進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)抗震驗(yàn)算的建筑。（2）7度和8度時(shí)，一般單層廠房、單層空曠房屋和8度、高度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。共八十五頁2.4.2樁基的抗震(kàngzhèn)設(shè)計(jì)

對(duì)于不符合上述條件的樁基，除了應(yīng)滿足《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的設(shè)計(jì)要求外，還應(yīng)進(jìn)行樁基的抗震驗(yàn)算。驗(yàn)算時(shí)應(yīng)根據(jù)場(chǎng)地土的組成情況，將其分為非液化土中的低承臺(tái)樁基和存在液化土層的低承臺(tái)樁基抗震驗(yàn)算兩大類。1、非液化地基中的低承臺(tái)樁基：?jiǎn)螛敦Q向和水平抗震承載力設(shè)計(jì)值可較靜載時(shí)提高25%。當(dāng)承臺(tái)側(cè)面的回填土夯實(shí)至干重度不小于16.5kN/m3時(shí)，可考慮承臺(tái)正面填土與樁共同(gòngtóng)承擔(dān)水平地震作用，但不應(yīng)計(jì)入承臺(tái)底面與地基土之間的摩擦力。共八十五頁2.4.2樁基的抗震(kàngzhèn)設(shè)計(jì)2、液化地基中的低承臺(tái)樁基（1）對(duì)于(duìyú)一般淺基礎(chǔ)，不宜計(jì)入承臺(tái)側(cè)面土抗力或剛性地坪對(duì)水平地震作用的分擔(dān)作用。（2）全部水平地震作用由樁承擔(dān)并按以下兩種狀態(tài)驗(yàn)算樁的豎向承載力和樁身的強(qiáng)度：①

地震