場地地基和基礎(chǔ)簡化

1、 第二章 場地、地基和基礎(chǔ)內(nèi)容：場地的地震影響、 場地的分類、 地基抗震措施、 地基抗震驗算、 液化問題。12.1 場地場地：是指建筑物建筑的地點，一般大體相當(dāng)于一個廠區(qū)，居民點或自然村的范圍。 為什么要研究場地？ 震害調(diào)查發(fā)現(xiàn)，同一烈度區(qū)，不同場地上的建筑的震害不同。因地震的大小和工程地質(zhì)條件不同而不同。一、場地土及場地覆蓋層厚度1、 場地土的類型： 根據(jù)場地土的堅硬程度劃分為四類。 2土的堅硬程度的判別方法：A、實測剪切波速法：實測地面下20m（但不深于覆蓋層厚度）土層的等效剪切波速。 Vs 500 m/s 堅硬場地土250 Vs 500 中硬場地土140 Vs 250 中軟場地土Vs14

2、0 軟弱場地土剪切波速土層厚度剪切波穿過土層的時間3B、近似劃分法：根據(jù)土層的性狀近似劃分， 見P17表2-1。2.場地覆蓋層厚度一般意義上的覆蓋層厚度：從地面到基巖頂面的距離。這種確定在技術(shù)上現(xiàn)在較為困難，因為該厚度可能大幾百米深。規(guī)范的定義：當(dāng)剪切波Vs 500時， 即認為是基巖，其上部到地表的厚度為 場地覆蓋層厚度。 43、 震害表現(xiàn)： 在軟弱的地基上，柔性結(jié)構(gòu)（長周期）破壞較重，剛性好的表現(xiàn)較好； 在堅硬的地基上，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。什么原因呢？這與場地的地震效應(yīng)有關(guān).5 場地自振周期（卓越周期）

3、和類共振現(xiàn)象 單一土層層 T=4H/Vse 多土層T4hi/Vi放大器過濾器地震波 基巖 T1 T 當(dāng)結(jié)構(gòu)的基本自振周期與場地自振周期接近或相等時結(jié)構(gòu)的地震反應(yīng)最大，使建筑物震害加大。 類共振現(xiàn)象表土6 地震波軟弱地基 以長周期為主，放大。堅硬地基 以短周期為主，放大。 當(dāng)建筑的自振周期與場地的周期相近時，振動會放大，使破壞更大，相反則小。 場地 （放大器，濾波器）場地的地震效應(yīng)共振效應(yīng)7軟弱地基上建筑震害較重的原因1）建筑的破壞有一個過程，當(dāng)建筑開裂后結(jié)構(gòu)的自振周期將加大，對于堅硬場地上的建筑來說，由于結(jié)構(gòu)的周期將遠離場地的周期，故結(jié)構(gòu)的地震作用將減小。2）而軟弱場地上的建筑開裂后，自振周期

4、將靠近場地的周期，使結(jié)構(gòu)的地震作用進一步加大，故破壞嚴(yán)重。8二、場地的類別 由于地震效應(yīng)與場地有關(guān)，為了進行抗震設(shè)計，有必要對場地進行分類，以便區(qū)別對待。 建筑場地的類別與場地土的類型和場地土的覆蓋層厚度有關(guān)。分為I、類。等效剪切波速（m/s)場 地 類 別Vse5000-500 Vse 25014050-Vse 140158080各類場地的覆蓋層厚度表（m)92-2 天然地基與基礎(chǔ)的抗震驗算 一般情況下，地基發(fā)生震害的情況很少。但高壓縮性飽和軟粘土和強度較低的淤泥質(zhì)土，在地震中發(fā)生不同程度的震陷、傾斜。雜填土、回填土，在地震中也會發(fā)生震陷。還有較嚴(yán)重的是地基的液化?？拐鸫胧簩浫跽承酝敛捎?/p>

5、樁基和地基加固。10天然地基抗震驗算 一、不驗算的范圍：抗震規(guī)范建議了不需進行抗震驗算的范圍。（1）砌體房屋；（2）地基主要持力層內(nèi)不存在軟弱粘性土層的 一般單層廠房和單層空曠房屋、 不超過8層且高度在25m以下的民用框架 及基礎(chǔ)荷載相當(dāng)?shù)亩鄬涌蚣軓S房；（3）可不進行上部結(jié)構(gòu)抗震驗算的建筑。11抗震驗算的范圍軟弱地基上采用天然地基的單廠、單層空曠房屋、7層及以上的民用框架及荷載相應(yīng)的多層廠房，超過規(guī)范規(guī)定的不驗算范圍的建筑均需進行地基和基礎(chǔ)的抗震驗算。12二、地基土抗震承載能力的調(diào)整 除十分軟弱土之外，地震作用下一般土的動強度皆比靜強度高。 地基抗震承載力:faE=afa a 抗震承載力調(diào)整系

6、數(shù) 1.0 根據(jù)巖土的性質(zhì)不同， a 在1-1.5之間fa深寬修正后的地基承載力特征值。三、驗算 地基平均壓力設(shè)計值 P faE 地基最大壓力設(shè)計值 Pmax 1.2 faE 零應(yīng)力區(qū)不大于底面積的15%。132.3 液化土與軟土地基一、場地土的液化現(xiàn)象 處于地下水位以下的飽和砂土和粉土，在地震時容易發(fā)生液化現(xiàn)象。1.原因 砂土和粉土的土顆粒結(jié)構(gòu)受到地震作用時將趨于密實。這種趨于密實的作用使空隙水壓力急劇上升，在地震作用的短暫時間內(nèi)，孔隙水壓力來不及消散，使土顆粒處于懸浮狀態(tài)。14 2.危害 砂土和粉土液化時，其強度完全喪失從而導(dǎo)致地基失效。 場地液化將使建筑整體傾斜，下沉，墻體開裂，地面噴水

7、、冒砂、裂縫等。153. 液化導(dǎo)致地基失效的條件）、砂土或粉土的密實度低）、地振動劇烈）、土的微觀結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性差）、地下水位高）、高壓水不易滲透）、上覆非液化土層較薄，或者有薄弱部位（前5條是導(dǎo)致液化的條件，后一條是導(dǎo)致地基失效的條件）164.影響液化的因素1），土層的地質(zhì)年代，古老的不易液化，新近的易液化。2），土層土粒的組成和密實度，細砂較粗砂易液化，松散的較密實的易液化。3），沙土的埋深和地下水位深度，埋深越深、地下水越深越不易液化。4），地震烈度和地震持續(xù)時間。17二、場地液化的判別方法 1、初步判別1） 土的年代，老于第四紀(jì)晚更新世以前的土，不液化。2） 粉土的粘粒含量。7度、8度、

8、9度分別不小于10%、13%、16%時不液化。 3）上覆非液化土層厚度和地下水位深度滿足下列條件之一時，可不考慮液化。du d0+ db-2dw d0+ db-3上覆非液化土層厚度基礎(chǔ)埋置深度，小于2m時取2m液化土特征深度地下水位深度18以基礎(chǔ)埋置深度為2m時可不考慮液化影響的上覆非液化土層厚度值為基準(zhǔn)值（此值稱為液化土特征深度），地下水位深度判別再減一，再加上基礎(chǔ)埋深不等于2m時的相對差值。以上的公式和表格為建筑抗震設(shè)計規(guī)范的表達方式，與公路工程抗震設(shè)計規(guī)范的圖2.2.2是完全等效的。當(dāng)不滿足上述要求時，需進一步判別。（若滿足上述判別條件，無須進行下述工作。）192、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗判別 貫入

9、試驗判別：在地面以下15m深度范圍內(nèi)，飽和砂土或粉土液化的標(biāo)準(zhǔn)貫入實驗判別公式：（滿足該式為液化）N63.5 標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)實測值（未經(jīng)桿長修正）N0 標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值20 標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值Nods 飽和砂土或粉土的標(biāo)準(zhǔn)貫入點深度rc 粘粒含量的百分率，小于3時取3 由此公式可判斷每層土層是否液化三、液化場地的危害性分析與抗液化措施 1、用相對貫入錘擊數(shù)之比 F來表示液化的沉降比。21 2、液化指數(shù) n 15（20）m深度范圍內(nèi)每一個鉆孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗點的總數(shù)Ni，Ncri 實測值與臨界值di i點代表的土層厚度（m），只考慮15m深。wi 第i層土的影響權(quán)函數(shù)值10m0Wi 105m（

10、15m）22液化等級的判別： IlE 5（6） 輕微液化 5(6)IlE15（18）中度液化 IlE 15（18） 嚴(yán)重液化 （ ）中數(shù)字用于判別深度為20M。233、抗液化措施規(guī)范將處理措施分為三個檔次，根據(jù)液化等級和建筑類別選取。這三個檔次為：全部消除地基液化沉降的措施樁基、深基礎(chǔ)、加密法、挖除液化層等。部分消除地基液化沉降的措施一定深度范圍內(nèi)處理，使錘擊數(shù)大于臨界值通過對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理，減輕液化沉降的影響。24 抗液化措施的選?。寒?dāng)液化土層較平坦且均勻時，可按規(guī)范中表4.3.6選用；不應(yīng)將未經(jīng)處理的液化土層作為天然地基的持力層。 抗液化措施 表4.3.6 地基的液化等級建筑類別 輕微

11、 中等 嚴(yán)重 乙類 或 或且 丙類 或無 或更高 或且 丁類 可不采取措施 可不采取措施 或其他25 第二章 小結(jié)1、建筑場地是指建筑物建筑的地點，一般大體相當(dāng)于一個廠區(qū)，居民點或自然村的范圍。 2、規(guī)范按場地震害輕重程度把建筑物場地分成三種地段即對建筑物抗震有利、不利和危險的地段 ，從宏觀上指導(dǎo)設(shè)計人員合理選擇場地。為了能定量地進行抗震計算和有選擇地采取抗震措施，又根據(jù)場地土的等效剪切波速和覆蓋層厚度，將建筑場地分成分為I、四類。 3、考慮到地震作用的偶然性與短暫性以及工程結(jié)構(gòu)的經(jīng)濟性，地基在地震作用下的可靠性可以比靜力荷載下適當(dāng)降低，故在確定地基土的抗震承載力時，其取值在地基土靜承載力的基礎(chǔ)上乘以一個大于1的抗震承載力系數(shù)，但軟弱土的抗震承載能力不予提高。264、處于地下水位以下的飽和砂土和粉土，