第二章 场地地基基础

第二章建筑场地、地基与基础学习的主要内容及要求1.掌握建筑场地类别的划分标准及其影响因素。2.熟悉建筑场地卓越周期的概念。3.掌握地基、基础抗震验算的原则以及天然地基抗震承载力验算的方法。4.了解地基土液化的概念和液化的判别方法和抗地基液化的 措施 《全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观全国民用建筑工程设计技术措施》规划•建筑•景观软件质量保证措施下载工地伤害及预防措施下载关于贯彻落实的具体措施 。*请思考：图中的两座建筑在经历不同周期特点的地震作用下，那座建筑更易破坏？**§2.1建筑场地建筑场地（site）是建筑物所在地，在平面上大体相当于厂区、住宅小区、自然村的范围。区别于地基*2．1．1场地土类型场地土，是指场地范围内的地基土。《建筑抗震 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 规范》（GB50011-2001）根据场地土层剪切波速大小及范围，将场地土划分为五种类型:岩石，坚硬土或软质岩石，中硬土，中软土，软弱土。*2.1.2场地类别1．覆盖层厚度场地覆盖层厚度，原意是指从地 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面至地下基岩面的距离。我国抗震设计规范中按如下原则确定场地覆盖层厚度：（1）一般情况下，按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定。（2）当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.5倍的土层，且其下卧岩土层的剪切波速均不小于400m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定。（3）剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。（4）土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。*第4.1.4条第4款所指的硬夹层，是指剪切波速大于500m／s的土层(不包括规范第4.1.4条第3款中提到的孤石、透镜体)，且其下层土的剪切波速小于500m／s，这样的土层不论厚度多少均应从覆盖层中扣除。*2．土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速反映各土层的平均刚度。可以按下列公式计算：3．场地类别抗震设计规范根据场地土层的等效剪切波速和覆盖层厚度将建筑场地划分为四类场地：Ⅰ类（Ⅰ0和Ⅰ1亚类），Ⅱ类，Ⅲ类，Ⅳ类。计算深度（m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值**例：已知某建筑场地的钻孔土层 资料 新概念英语资料下载李居明饿命改运学pdf成本会计期末资料社会工作导论资料工程结算所需资料清单 如表所示，试确定该建筑场地的类别。* 层底深度/m) 土层厚度/m) 土的名称 剪切波速m/s 9.5 9.5 砂 170 37.8 28.3 淤泥质粘土 130 43.6 5.8 砂 240 60.1 16.5 淤泥质粘土 200 63 2.9 细砂 310 69.5 6.5 砾混粗砂 520解：（2）确定地面下20m表层土的场地土类型（1）确定覆盖层厚度（3）确定建筑场地类别属于Ⅲ类场地* 层底深度/m) 土层厚度/m) 土的名称 剪切波速m/s 9.5 9.5 砂 170 37.8 28.3 淤泥质粘土 130 43.6 5.8 砂 240 60.1 16.5 淤泥质粘土 200 63 2.9 细砂 310 69.5 6.5 砾混粗砂 520**2．1．3场地卓越周期场地卓越周期或固有周期是场地的重要地震动参数之一，它的长短随场地土类型、地质构造、震级、震源深度、震中距大小等多种因素而变化。场地卓越周期可根据剪切波重复反射理论按下式计算：卓越周期长，则场地土软；反之，卓越周期短，则场地土就硬。**§2.2地基与基础的抗震验算2．2．1抗震验算的一般原则下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：（1）抗震规范 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 可不进行上部结构抗震验算的建筑。（2）地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：①一般的单层厂房和单层空旷房屋；②砌体房屋；③不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋；④基础荷载与③项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。这里，软弱粘性土层指设防烈度为7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80kPa、100kPa和120kPa的土层。除上述规定之外的地基与基础应进行抗震验算。*2．2．2天然地基基础抗震验算1．地基抗震承载力地基抗震承载力的计算，采用地基静承载力特征值乘以抗震承载力调整系数的方法。我国建筑抗震规范规定，在进行天然地基基础抗震验算时，地基抗震承载力按下式计算：2．天然地基抗震承载力验算验算天然地基地震作用下的竖向承载力时，按地震作用效应标准组合的基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下列各式要求：*高宽比大于4的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力；其他建筑，基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%，对矩形底面基础，则有*§2.3地基土的液化2．3．1地基土液化由饱和松散的砂土或粉土颗粒组成的土层，在强烈地震下，土颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度等于零，形成了“液体”的现象，称为地基土的液化。液化的宏观标志是在地表出现喷水冒砂。 处于地下水位以下的饱和砂土和粉土在地震时容易出现液化现象*唐山地震时，严重液化地区喷水高度可达8米，厂房沉降可达1米。天津地震时，海河故道及新近沉积土地区有近3000个喷水冒砂口成群出现，一般冒砂量0.1-1立方米，最多可达5立方米。有时地面运动停止后，喷水现象可持续30分钟。液化的震害：喷水冒砂淹没农田，淤塞渠道，淘空路基；沿河岸出现裂缝、滑移，造成桥梁破坏，等等。*Cratersofboilingsand日本阪神地震*2．3．2液化的判别地基土液化采用两步判别方法，即初步判别法和标准贯入判别法。第一步：初步判别法。抗震设计规范规定，对饱和状态的砂土或粉土（不含黄土），当抗震设防烈度为6度时，一般情况下可不进行判别和处理；7度及7度以上设防地区，应进行液化判别。当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或可以不考虑液化影响：（1）地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前且设防烈度为7度、8度时。（2）粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒）含量百分率，当设防烈度为7度、8度、9度时分别不小于10%、13%和16%。(3)天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合某一条件时。*地质年代表* 相对年代 绝对年龄（万年） 生物 宙 代 纪 世 显生宙 新生代 第四纪 全新世（统）Q4 1.112.87325065002250057000250000400000460000  更新世 晚更新世（统）Q3 中更新世（统）Q2 早更新世（统）Q1 第三纪（系） 中生代（界） 古生代（界） 隐生宙 元古代（界） 太古代（界） 地球天文时期*3、影响场地土液化的因素 土层的地质年代和组成：地质年代越古老，越不易液化；细砂较粗砂易液化等。 土层的相对密度：土的密实程度越大，越不易液化；土的粘性颗粒含量越高，越不易液化。 土层的埋深和地下水位的深度：土的埋深越大，地下水位越深，越不易液化。 地震烈度和地震持续时间：地震烈度越高，持续时间越长，饱和砂土越易液化。*查液化土特征深度表例1图示为某场地地基剖面图上覆非液化土层厚度du=5.5m其下为砂土，地下水位深度为dw=6.5m.基础埋深db=1.5m,该场地为8度区。确定是否考虑液化影响。解：按判别式确定不需要考虑液化影响。*第二步：标准贯入试验判别法。当上述所有条件均不能满足时，地基土存在液化可能。此时，应进行第二步判别，即采用标准贯入试验法判别土层是否液化。（1）进行标准贯入试验。香港新机场的标贯试验*（2）液化判别。标准贯入试验的设备，主要由标准贯入器、触探杆、穿心锤（标准质量为63.5kg）三部分组成（图2-2）。试验时，先用钻具钻至试验土层标高以上15cm处，再将标准贯入器打至标高位置，然后，在锤落距为76cm的条件下，连续打入30cm，记录所需锤击数为N63.5。**---第i层考虑单位土层厚度的层位影响权系数。当该层中点深度不大于5m时采用10，等于20m时应取零值,5—20m时应按线性内插值法取值。液化指数通常是通过计算地基液化指数来实现的。地基土的液化指数可按下式确定：2.3.3液化地基的评价根据液化指数的大小，可将液化地基划分为三个等级：轻微，中等，严重。*由液化指数，按下表确定液化等级液化等级与相应的震害* 液化等级 地面喷水冒砂情况 对建筑物的危害情况 轻微 地面无喷水冒砂，或仅在洼地、诃边有零星的喷水冒砂点 危害性小，一般不致引起明显的震害 中等 喷水冒砂可能性大，从轻微到严重均有，多数属中等 危害性较大，可造成不均匀沉陷和开裂，有时不均匀沉陷可达200mm 严重 一般喷水冒砂都很严重，地面变形很明显 危害性大，不均匀沉陷可能大于200mm，高重心结构可能产生不允许的倾斜当液化土层较平坦、均匀时，可按下表选用抗液化措施2.3.4地基液化的抗震措施*1．全部消除地基液化沉陷（1）采用桩基时，桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度（不包括桩尖部分）应按计算确定，且对碎石土，砾、粗、中砂，坚硬粘性土和密实粉土不应小于0.8m，对其他非岩石土尚不宜小于1.5m（2）采用深基础时，基础底面应埋入液化深度以下的稳定土层中，其深度不应小于0.5m。（3）采用加密法（如振冲、振动加密、挤密碎石桩、强夯等）对可液化地基进行加固时，应处理至液化深度下界，且处理后土层的标准贯入锤击数实测值不宜小于式（2-10）中的液化判别标准贯入锤击数临界值。（4）当直接位于基底下的可液化土层较薄时，可采用非液化土替换全部液化土层。（5）采用加密法或换土法处理时，在基础边缘以外的处理宽度，应超过基础底面下处理深度的1/2且不小于基础宽度的1/5。2.3.4地基液化的抗震措施*2.3.4地基液化的抗震措施2．部分消除地基液化沉陷（1）处理深度应使处理后的地基液化指数减小，其值不宜大于5。对独立基础和条形基础，尚不应小于基础底面下液化土特征深度和基础宽度的较大值。（2）采用振冲或挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯入锤击数大于相应的临界值。（3）基础边缘以外的处理宽度，应符合上面全部消除地基液化沉陷的第5条要求。*2．3．4地基液化的抗震措施3．减轻液化影响的基础和上部结构处理（1）选择合适的基础埋深。（2）调整基础底面积，减小基础偏心。（3）加强基础的整体性和刚度，如采用箱基、筏基，加设基础圈梁等。（4）减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝，避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等。（5）管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。*一、名词术语场地、场地土、地基、覆盖层厚度、场地土的液化二、简答1、场地土分几类？如何划分的？2、如何确定场地类别？3、如何判别地基土的液化？4、地基液化的抗震措施？5、场地土液化产生的震害？6、怎样进行天然地基的抗震验算？三、计算1、会判定建筑场地的类别?2、会进行液化的初步判别？本章重点*作业：2.1、2.2、2.3、2.7、2.10*