場地、地基與基礎.ppt

1、2.1 場地,場地：建筑物的所在地。 不同場地上的建筑物震害的差異是十分明顯的。主要的因素有：場地土的剛性（堅硬和密實程度）的大小和場地土覆蓋層厚度。,場地地段劃分,水邊地的地下水位較高，土質(zhì)也較松軟，容易在地震時產(chǎn)生土壤滑動或地層液化。,山坡地在地震時會產(chǎn)生土壤滑動 沖積地的土質(zhì)松軟，地震時容易塌陷，如果此處有地下水層，還容易發(fā)生液化。,用另外的土石來填補地基，常有土壤密實度不足情形，導致建筑物在地震時產(chǎn)生傾斜、沉陷。,臨近懸崖，容易滑落,谷地或低地，這里的建筑物容易在地震發(fā)生時，受土石崩塌破壞。,地震引發(fā)了一巨大的泥石流，數(shù)百戶人家被埋在泥石里,地裂,地段選擇,1.選擇有利地段； 2.避開

2、不利地段，當無法避開時，應采取適當?shù)目拐鸫胧?3.不在危險地段建設。,場地土類型的劃分,按土層剪切波速大小，場地土分4類：,等效剪切波速,多層土與均質(zhì)土在剪切波速的傳播時間上相等，計算公式,場地覆蓋層厚度的確定,一般情況下，應按地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面； 2. 當?shù)孛?m以下存在剪切波速大于相鄰上層土剪切波速2.5倍的下臥土層，且下臥土層的剪切波速不小于400m/s時，可按地面至該下臥土層頂面的距離確定； 3. 剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應視同周圍土層； 4. 土層中的火山巖硬夾層，應視為剛體，其厚度應從覆蓋土層中扣除。,場地類別,規(guī)范）規(guī)定： 建筑場地類別應根

3、據(jù)土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度劃分為四類：,發(fā)震斷裂的影響,與地下斷裂構造直接相關的地裂,與發(fā)震斷裂間接相關的受應力場控制所產(chǎn)生的地裂,場地內(nèi)存在發(fā)震斷裂時，應對斷裂的工程影響進行評價，并應符合下列要求： 對符合下列規(guī)定之一的情況，可忽略發(fā)震斷裂錯動對地面建筑的影響： 1）抗震設防烈度小于8度； 2）非全新世活動斷裂； 3）抗震設防烈度為8度和9度時隱伏斷裂， 前第四紀基巖以上的土層覆蓋厚度分別大于60m和90m。,主斷裂帶避讓距離,對不符合上述規(guī)定的情況，應避開主斷裂帶。其避讓距離不宜小于下表對發(fā)震斷裂最小避讓距離的規(guī)定。,某場地鉆孔地質(zhì)資料如下表，試確定該建筑場地類別。,例：已知某建筑

4、場地的鉆孔土層資料如表所示，試確定該建筑場地的類別。,解：,（1）確定覆蓋層厚度為63米,（2）確定計算深度,（3）計算等效剪切波速,（4）確定建筑場地類別,屬于類場地,地基基礎抗震驗算,可不進行天然地基及基礎抗震驗算的建筑 規(guī)范4.2.1規(guī)定： 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：一般的單層廠房；單層空曠房屋；不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋及基礎荷載相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房。 3、可不進行上部結構抗震驗算的建筑,天然地基及基礎抗震承載力驗算,：調(diào)整后的地基土抗震承載力設計值 ：地基土抗震承載力調(diào)整系數(shù)，應按表 2-6采用 ：深寬修正后的地基承載力特征

5、值,表2-6 地基抗震承載力調(diào)整系數(shù),2、天然地基的抗震驗算 認為基底壓應力呈直線分布，則： ：地震作用效應標準組合的基礎底面的平均壓應力 ：地震作用效應組合的基礎邊緣的最大壓應力。,注意點： （1）對于高寬比大于4的高層建筑，在地震作用下基礎底面不宜出現(xiàn)拉應力。 （2）其它建筑基礎底面與地基土之間零應力區(qū)面積不應超過基底面積的15%，即 b0.85b,液化土和軟土地基,當飽和的砂土和粉土受到地震時，因土顆粒之間變密，在短時間內(nèi)孔隙中的水來不及排出，使土顆粒處于懸浮狀態(tài)如同液體一樣，這種現(xiàn)象即為土的液化。,液化的宏觀標志是在地表出現(xiàn)噴砂冒水。,處于地下水位以下的飽和砂土和粉土在地震時容易出現(xiàn)液

6、化現(xiàn)象,唐山地震時，嚴 重液化地區(qū)噴水高度 可達8米，廠房沉降 可達1米。 天津地震時，海 河故道及新近沉積土 地區(qū)有近3000個噴水 冒砂口成群出現(xiàn)，一 般冒砂量0.1-1立方 米，最多可達5立方 米。有時地面運動停 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。,影響場地土液化的因素,土層的地質(zhì)年代和組成：地質(zhì)年代越古老，越不易液化；細砂較粗砂易液化等。 土層的相對密度：土的密實程度越大，越不易液化；土的粘性顆粒含量越高，越不易液化。 土層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

7、度和地震持續(xù)時間：地震烈度越高，持續(xù)時間越長，飽和砂土越易液化。,土層液化的判別方法,當建筑場地有飽和的砂土和粉土時，應進行液化判別。 液化判別可分兩步進行： 初步判別 標準貫入試驗判別,初判考慮的因素,當符合下列條件之一時，則判別為不液化或不考慮液化影響： 基本烈度為6度的地區(qū)。 土層地質(zhì)年代屬Q(mào)3或Q3以前的。 粉土的粘粒含量百分率：,土層地質(zhì)年代, 地下水位深度dw ：dwdo+db-3 覆蓋非液化土層厚度du ：dudo+db-2 或 du+dw1.5do+2db-4.5 其中： db 基礎埋深。不超過2米時按2米計。 do液化土特征深度，見下表。,標準貫入試驗判別,標準貫入試驗設備（

8、如圖）,鉆孔至試驗土層上15cm處,用63.5kg穿心錘，落距為76cm，打擊土層，打入土層30cm，所用的錘擊數(shù)記作N63.5，稱為標準貫入錘擊數(shù)。用N63.5與規(guī)范規(guī)定的臨界值Ncr比較來確定是否會液化。,規(guī)范規(guī)定,當飽和可液化土的標貫擊數(shù)N63.5的值小于Ncr值時，判為液化，否則判為不液化。,-地下水位深度（m),-飽和土標準貫入試驗點深度（m),-飽和土粘粒含量百分率，當小于3或是砂土時，均應取3。,-液化判別標準貫入錘擊數(shù)基準值，按下表采用。,括號內(nèi)數(shù)值用于設計基本地震加速度為0.15g和0.3g的地區(qū),具有明顯的物理意義：, 使公式同時適用于飽和砂土和粉土的判別。 常數(shù)3表示c(

9、%) = 3是砂土與粉土的分界線。當c(%) 3時取c(%) = 3，則上述公式退回到 砂土液化的判別公式。 隨著土中粘粒含量的增加，土層的相應標準貫 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。,液化指數(shù)與液化等級,采用土層柱狀液化等級判定。,液化指數(shù),-判別深度內(nèi)每一個鉆孔標準貫入試驗點總數(shù)；,-分別為i點標準貫入錘擊數(shù)的實測值和臨界值，當實測值 大于臨界值時取臨界值的數(shù)值；,-第i點所代表的土層厚度（m)；,-第i層考慮單位土層厚度的層位影響權函數(shù)值 。若判別深度為15m，當該層中點深度不大于5m時采用10，等于15m時應取零值,515m時應按線性內(nèi)插值法取值;若判

10、別深度為20m，當該層中點深度不大于5m時采用10，等于20m時應取零值，5 20m時應按線性內(nèi)插值法取值。,一般，液化指數(shù)越大，場地的噴水冒砂情況和建筑物的液化震害就越嚴重，因此，可根據(jù)液化指數(shù)的大小來區(qū)分液化危害程度，即地基的液化等級。見表2.7,2.3.3、可液化地基的抗震措施,當液化土層較平坦、均勻時，可按下表選用抗液化措施,1、全部消除地基液化沉陷的措施應符合：規(guī)范4.3.7,1）采用樁基時，樁端深入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長度（不包括樁尖部分），應按計算確定，且對碎石土，礫、粗、中砂，堅硬粘性土和密實粉土尚不應小于0.5m，對其他非巖石尚不應小于1.5m；,2）采用深基礎時，基礎底

11、面埋入液化深度以下穩(wěn)定土層中的深度，不應小于0.5m；,3）采用加密法（如振沖、振動加密、砂樁擠密、強夯等）加固時，應處理至液化深度下界，且處理后土層的標準貫入錘擊數(shù)的實測值不宜大于相應的臨界值；,4）挖除全部液化土層，后分層回填砂、礫等并逐層夯實；,5）采用加密法或換土法處理時，在基礎邊緣以外的處理寬度，應超過基礎底面下處理深度的1/2且不小于基礎寬度的1/5。,2、部分消除地基液化沉陷的措施應符合：規(guī)范4.3.8,1）處理深度應使處理后的地基液化指數(shù)減少，當判別深度為15m時，其值不宜大于4，當判別深度為20m時，其值不宜大于5；對獨立基礎與條形基礎，尚不應小于基礎底面下液化特征深度和基礎

12、寬度的較大值。,2）處理深度范圍內(nèi)，應挖除其液化土層或采用加密法加固，使處理后土層的標準貫入錘擊數(shù)實測值不小于相應的臨界值。,3）基礎邊緣以外的處理寬度與全部清除地基液化沉陷時的要求相同。,3.減輕液化影響的基礎和上部結構處理，規(guī)范4.3.9 可綜合考慮采用下列措施：,1)選擇合適的基礎埋置深度；,2)調(diào)整基礎底面積，減少基礎偏心；,3)加強基礎的整體性和剛性，如采用箱基、筏基或鋼筋混凝土十字形基礎，加設基礎圈梁、基礎梁系等；,4)減輕荷載，增強上部結構的整體剛度和均勻?qū)ΨQ性，合理設置沉降縫，避免采用對不均勻沉降敏感的結構形式等；,5)管道穿過建筑處應預留足夠尺寸或采用柔性接頭等。,軟土地基的抗震措施,軟土地基的危害 :由于容許承載力低，壓縮性大，造成