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精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)專心---專注---專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上專心---專注---專業(yè)課程教案模塊模塊二實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目項(xiàng)目項(xiàng)目一場(chǎng)地、地基和基礎(chǔ)學(xué)習(xí)情境學(xué)習(xí)情境三液化土和軟土地基教學(xué)時(shí)數(shù)2教學(xué)方法與手段教學(xué)方法:講授、工程實(shí)例教學(xué)手段:板書、多媒體、圖片庫、視頻庫目的要求了解地基土液化的概念以及抗液化措施;掌握軟土地基抗震措施。教學(xué)內(nèi)容一、地基土液化的原因及其危害二、地基土液化的判別及液化等級(jí)1、地基土液化的初步判別2、標(biāo)準(zhǔn)灌入試驗(yàn)判別法液化地基的評(píng)價(jià)1、液化等級(jí)2、不同液化等級(jí)的震害3、不同液化地基的處理辦法重點(diǎn)難點(diǎn)思考題重點(diǎn):地基土液化的概念;軟土地基抗震措施;難點(diǎn):地基土液化的判別;思考題:怎樣判別土的液化?參考文獻(xiàn)劉明.建筑結(jié)構(gòu)抗震.北京:中國建筑工業(yè)出版社豐定國,王社良.抗震結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,2001建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范(GB50011—2010).北京:中國建筑工業(yè)出版社,2010教案附頁一、地基土液化及其危害飽和松散的砂土或粉土(不含黃土),地震時(shí)易發(fā)生液化現(xiàn)象,使地基承載力喪失或減弱,甚至噴水冒砂,這種現(xiàn)象一般稱為砂土液化或地基土液化。其產(chǎn)生的機(jī)理是:地震時(shí),飽和砂土和粉土顆粒在強(qiáng)烈振動(dòng)下發(fā)生相對(duì)位移,顆粒結(jié)構(gòu)趨于壓密,顆粒間孔隙水來不及排泄而受到擠壓,因之使孔隙水壓力急劇增加。當(dāng)孔隙水壓力上升到與土顆粒所受到的總的正壓應(yīng)力接近或相等時(shí),土粒之間因摩擦產(chǎn)生的抗剪能力消失,土顆粒便形同“液體”一樣處于懸浮狀態(tài),形成所謂液化現(xiàn)象。液化使土體的抗震強(qiáng)度喪失,引起地基不均勻沉陷并引發(fā)建筑物的破壞甚至倒塌。發(fā)生于1964年的美國阿拉斯加地震和日本新瀉地震,都出現(xiàn)了因大面積砂土液化而造成的建筑物的嚴(yán)重破壞,從而,引起了人們對(duì)地基土液化及其防治問題的關(guān)切。在我國,1975年海城地震和1976年唐山地震也都發(fā)生了大面積的地基液化震害。我國學(xué)者在總結(jié)了國內(nèi)外大量震害資料的基礎(chǔ)上,經(jīng)過長期研究,并經(jīng)大量實(shí)踐工作的校正,提出了較為系統(tǒng)而實(shí)用的液化判別及液化防治措施。二、液化的判別地基土液化判別過程可以分為初步判別和標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別兩大步驟。1.初步判別飽和的砂土或粉土(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:(1)地質(zhì)年代為第四紀(jì)晚更新世(Q3)及其以前時(shí)且處于7度或8度區(qū);(2)粉土的粘粒(粒徑小于0.005mm的顆粒)含量百分率(%)當(dāng)烈度為7度、8度、9度時(shí)分別大于10、13、16時(shí);(3)地下水位深度和上覆蓋非液化土層厚度滿足式(2-6)、(2-7)或(2-8)之一時(shí);(2-6)(2-7)(2-8)式中——地下水位深度(m),按建筑設(shè)計(jì)基準(zhǔn)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;——基礎(chǔ)埋置深度(m),小于2m時(shí)應(yīng)采用2m;——液化土特征深度,按表2-5采用?!细采w非液化土層厚度(m),計(jì)算時(shí)應(yīng)注意將淤泥和淤泥質(zhì)土層扣除。表2-5液化土特征深度(m)飽和土類別烈度789粉土678砂土7892.標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別當(dāng)上述所有條件均不能滿足時(shí),地基土存在液化可能。此時(shí),應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)進(jìn)一步判別其是否液化。標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備由穿心錘(標(biāo)準(zhǔn)重量63.5Kg)、觸探桿、貫入器等組成(圖2-3)。試驗(yàn)時(shí),先用鉆具鉆至試驗(yàn)土層標(biāo)高以上15cm,再將標(biāo)準(zhǔn)貫入器打至試驗(yàn)土層標(biāo)高位置,然后,在錘的落距為76cm的條件下,連續(xù)打入土層30cm,記錄所得錘擊數(shù)為N63.5。當(dāng)?shù)孛嫦?5m深度范圍土的實(shí)測(cè)標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)N63.5小于按式(2-9)確定的下限值Ncr時(shí),則應(yīng)判為液化土,否則為不液化土。圖2-3標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)設(shè)備示意圖=1\*GB3①穿心錘;=2\*GB3②錘墊;=3\*GB3③觸探桿;=4\*GB3④貫入器頭;=5\*GB3⑤出水孔;=6\*GB3⑥貫入器身;=7\*GB3⑦貫入器靴()(2-9)式中——液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)下限值;——液化判別標(biāo)準(zhǔn)錘擊數(shù)基準(zhǔn)值,按表2-6采用;——飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入點(diǎn)深度(m);——土體粘粒含量百分率,當(dāng)(%)小于3或?yàn)樯巴習(xí)r,?。?。一般情況下,僅要判別地面下15m深度范圍內(nèi)土的液化可能性。而當(dāng)采用樁基或埋深大于5m的深基礎(chǔ)時(shí),尚應(yīng)判別15~20m范圍內(nèi)土的液化可能性。此時(shí),標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值為:()(2-10)表2-6標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值設(shè)計(jì)地震分組7度8度9度第一組6(8)10(13)16第二、三組8(10)12(15)18注:括號(hào)內(nèi)數(shù)值用于設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.15g和0.3g的地區(qū)。從式(2-9)與式(2-10)可以看出,地基土液化的臨界指標(biāo)的確定主要考慮了土層所處的深度、地下水位深度、飽和土的粘粒含量以及地震烈度等影響土層液化的要素。三、液化地基的評(píng)價(jià)當(dāng)經(jīng)過上述兩步判別證實(shí)地基土確實(shí)存在液化趨勢(shì)后,應(yīng)進(jìn)一步定量分析、評(píng)價(jià)液化土可能造成的危害程度。這一工作,通常是通過計(jì)算地基液化指數(shù)來實(shí)現(xiàn)的。地基土的液化指數(shù)可按下式確定:(2-11)式中——液化指數(shù);——在判別深度范圍內(nèi)每一個(gè)鉆孔標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)的總數(shù);——分別為第點(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)應(yīng)取臨界值的數(shù)值;——第點(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、下兩標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)深度差的一半,但上界不高于地下水位深度,下界不深于液化深度;——第土層單位土層厚度的層位影響權(quán)函數(shù)值(單位為m-1)。若判別深度為15m,當(dāng)該層中點(diǎn)深度不大于5m時(shí)應(yīng)采用10,等于15m時(shí)應(yīng)采用零值,5~15m時(shí)應(yīng)按線性內(nèi)插法取值;若判別深度為20m,當(dāng)該層中點(diǎn)深度不大于5m時(shí)應(yīng)采用10,等于20m時(shí)應(yīng)采用零值,5~20m時(shí)應(yīng)按線性內(nèi)插法取值。根據(jù)液化指數(shù)的大小,可將液化地基劃分為三個(gè)等級(jí),見表2-7。表2-7液化等級(jí)液化等級(jí)輕微中等嚴(yán)重判別深度為15m時(shí)的液化指數(shù)0<≤55<≤15>15判別深度為20m時(shí)的液化指數(shù)0<≤65<≤18>18不同等級(jí)的液化地基,地面的噴砂冒水情況和對(duì)建筑物造成的危害有著顯著的不同,見表2-8。表2-8不同液化等級(jí)的可能震害液化等級(jí)地面噴水冒砂情況對(duì)建筑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,一般不至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)不均勻沉陷可能達(dá)到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)生不容許的傾斜[e2-2]某工程按8度設(shè)防,其工程地質(zhì)年代屬Q(mào)4,鉆孔資料自上向下為:砂土層至2.1m,砂礫層至4.4m,細(xì)砂至8.0m,粉質(zhì)粘土層至15m;砂土層及細(xì)砂層粘粒含量均低于8%;地下水位深度1.0m;基礎(chǔ)埋深1.5m;設(shè)計(jì)地震場(chǎng)地分組屬于第一組。試驗(yàn)結(jié)果如表2-9,試對(duì)該工程場(chǎng)地液化可能作出評(píng)價(jià)。[解](1)初判Q4;;du=0;;;故均不滿足不液化條件,需進(jìn)一步判別。(2)標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)判別:1)按式(2-9)計(jì)算,式中=10(8度、第一組),=1.0,題中已給出各標(biāo)準(zhǔn)貫點(diǎn)所代表土層厚度,計(jì)算結(jié)果見表2-9,可見4點(diǎn)為不液化土層;2)計(jì)算層位影響函數(shù)。第一點(diǎn),地下水位為1.0m,故上界為1.0m,土層厚1.1m,故,第二點(diǎn),上界為砂礫層,層底深4.4m,代表土層厚1.1m,故,余類推。3)按式(2-11)計(jì)算各層液化指數(shù),結(jié)果見表2-9。最終給出=12.16,據(jù)表2-7,液化等級(jí)為中等。表2-9液化分析表(例題2-2)測(cè)點(diǎn)測(cè)源深度(m)標(biāo)貫值測(cè)點(diǎn)土層厚(m)標(biāo)貫下限值的中點(diǎn)深度(m)11.451.19.41.55105.1525.071.1134.95105.0836.0111.0146.091.9347.0161.0152.3.4液化地基的抗震措施對(duì)于液化地基,要根據(jù)建筑物的重要性、地基液化等級(jí)的大小,針對(duì)不同情況采取不同層次的措施。當(dāng)液化土層比較平坦、均勻時(shí),可依據(jù)表2-10選取適當(dāng)?shù)目挂夯胧1?-10抗液化措施建筑類別地基的液化等級(jí)輕微中等嚴(yán)重乙類部分消除液化沉陷,或?qū)A(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理全部消除液化沉陷,或部分消除液化沉陷且對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理全部消除液化沉陷丙類對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理,亦可不采取措施對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理,或采用更高要求的措施全部消除液化沉陷,或部分消除液化沉陷且對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理丁類可不采取措施可不采取措施對(duì)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理,或采用其他經(jīng)濟(jì)的措施表2-10中全部消除地基液化沉陷、部分消除地基液化沉陷、已進(jìn)行基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理等措施的具體要求如下:1.全部消除地基液化沉陷(1)此時(shí),可采用樁基、深基礎(chǔ)、土層加密法或挖除全部液化土層等措施。采用樁基時(shí),樁基伸入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長度(不包括樁尖部分)應(yīng)按計(jì)算確定,對(duì)碎石土、礫、粗、中砂,堅(jiān)硬粘性土不應(yīng)小于0.5m,其他非巖石不宜小于1.5m;(2)采用深基礎(chǔ)時(shí),基礎(chǔ)底面埋人液化深度以下穩(wěn)定土層中的深度不應(yīng)小于0.5m;(3)采用加密方法(如振沖、振動(dòng)加密、擠密碎石樁、強(qiáng)夯等)對(duì)可液化地基進(jìn)行加固時(shí),應(yīng)處理至液化深度下界,且處理后土層的標(biāo)準(zhǔn)貫人錘擊數(shù)實(shí)測(cè)值應(yīng)大于相應(yīng)下限值;(4)當(dāng)直接位于基底下的可液化土層較薄時(shí),可采用全部挖除液化土層,然后分層回填非液化土。在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,應(yīng)超過基礎(chǔ)底面下處理深度的1/2,且不小于處理寬度的1/5。2.部分消除液化地基沉陷此時(shí),應(yīng)符合下列要求;(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2

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