教學第二章場地地基和基礎課件

第一章場地、地基和基礎

第一節(jié)場地

一、場地及其對地震破壞的影響

場地：指工程群體所在地，其范圍相當于廠區(qū)、居民小區(qū)、然村或不小于1.0km2的平面面積。場地土：是指在場地范圍內(nèi)的地基土。

地震的震害現(xiàn)象表明，建筑場地的地質(zhì)條件與地形地貌對建筑物震害有顯著影響。在不同工程地質(zhì)條件的場地上的建筑物在地震中的破壞程度是明顯不同的；大致相同的工程地質(zhì)條件，對不同類型建筑物的震害也是不同的。

第一章場地、地基和基礎第一節(jié)場地一、場地及其對地1

斷裂帶是地質(zhì)上的薄弱環(huán)節(jié)，淺源地震多與斷裂活動有關。

發(fā)震斷裂帶附近地表，在地震時可能產(chǎn)生新的錯動，使建筑物遭受較大的破壞，屬于地震危險地段。

建設時應避開。

發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的地段主要在高烈度區(qū)，全新世以來經(jīng)?；顒拥臄嗔焉厦?。斷裂帶是地質(zhì)上的薄弱環(huán)節(jié)，淺源地震多與斷裂活動有關。2

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，前第四紀基巖隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大于60m和90m。2.

對不符合本條1款規(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。烈度建筑抗震設防類別甲乙丙丁8專門研究300m200m—9專門研究500m300m—發(fā)震斷裂的最小避讓距離(m)

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3二、場地類別的劃分

建筑場地的類別劃分，以土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度為評價指標的。

等效剪切波速(m/s)場地類別ⅠⅡⅢⅣυse＞5000———500≥υse＞250＜5≥5——250≥υse＞140＜33～50＞50—υse≤140＜33～15＞15～80＞80二、場地類別的劃分建筑場地的類別劃分，以4覆蓋層厚度

覆蓋層厚度是指從地表面至地下基巖面的距離。建筑場地覆蓋層厚度的確定，應符合下列要求：一般情況下，應按地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面的距離確定。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倍的土層，且其下臥巖土的剪切波速均不小于400m/s時，可按地面至該土層頂面的距離確定。剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應視同周圍土層。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。

覆蓋層厚度覆蓋層厚度是指從地表面至地下基巖面的5土層等效剪切波速

土層的等效剪切波速，應按下列公式計算：式中

d0——計算深度(m)，取覆蓋層厚度和20m二者的較小值；

di——計算深度范圍內(nèi)第i土層的厚度(m)；

υsi——計算深度范圍內(nèi)第i土層的剪切波速(m/s)；

n——計算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)。土層等效剪切波速土層的等效剪切波速，應按下列公式計算：式中6

對丁類建筑及層數(shù)不超過10層且高度不超過30m的丙類建筑，當無實測剪切波速時，可根據(jù)巖土名稱和性狀，按下表劃分土的類型。土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍(m/s)堅硬土或巖石穩(wěn)定巖石、密實的碎石土υs＞500中硬土中密、稍密的碎石土，密實、中密的礫、粗、中砂，fak＞200的粘性土和粉土，堅硬黃土500≥υs＞250中軟土稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細粉砂，fak≤200的粘性土和粉土，fak＞130的填土、可塑黃土250≥υs＞140軟弱土淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的粘性土和粉土，fak≤130kPa的填土，流塑黃土υs≤140對丁類建筑及層數(shù)不超過10層且高度不超過307第二節(jié)天然地基和基礎的抗震驗算

一、天然地基和基礎的抗震設計原則

我國《建筑抗震設計規(guī)范》規(guī)定，下列建筑可不進行天然地基及基礎的抗震承載力驗算：

砌體房屋。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：①一般的單層廠房和單層空曠房屋；②不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋及與其基礎荷載項相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房。規(guī)范中規(guī)定可不進行上部結(jié)構(gòu)抗震驗算的建筑。

第二節(jié)天然地基和基礎的抗震驗算一、天然地基和基礎的抗震8二、天然地基和基礎的抗震驗算

地基抗震承載力應按下式計算：

faE＝ξa

fa

式中faE——調(diào)整后的地基抗震承載力；ξa——地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)，應按下表采用；fa——深寬修正后的地基承載力特征值，應按《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007)采用。

巖土名稱和性狀ξa巖石，密實的碎石土，密實的礫、粗、中砂，fak≥300kPa的粘性土和粉土1.5中密、稍密的碎石土，中密和稍密的礫、粗、中砂，密實和中密的細、粉砂，150kPa≤fak＜300的粘性土和粉土，堅硬黃土1.3稍密的細、粉砂，100≤fak＜150的粘性土和粉土，可塑黃土1.1淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的砂，雜填土，新近堆積黃土及流塑黃土1.0二、天然地基和基礎的抗震驗算地基抗震承載力應按下式計算：9

驗算天然地基地震作用下的豎向承載力時，按地震作用效應標準組合的基礎底面平均壓力和邊緣最大壓力應符合下列各式要求：

P≤faE

Pmax≤1.2faE

式中P—地震作用效應標準組合的基礎底面平均壓力(kPa)Pmax—地震作用效應標準組合的基礎邊緣的最大壓力(kPa)

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；其他建筑，基礎底面與地基土之間零應力區(qū)面積不應超過基礎底面面積的15%。驗算天然地基地震作用下的豎向承載力時，按地10第三節(jié)液化土和軟土地基

一、液化土地基

飽和松散的砂土或粉土(不含黃土)，地震時土顆粒在強烈振動下發(fā)生相對位移，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，因而使孔隙水壓力急劇增加，當孔隙水壓力上升到與土顆粒所受到的總的正壓應力接近或相等時，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。液化土地基的承載力喪失或減弱，引起地基不均勻沉陷并引發(fā)建筑物的破壞甚至倒塌。第三節(jié)液化土和軟土地基一、液化土地基11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，設備基礎上浮或下沉。影響場地土液化的主要因素：

1.土層的地質(zhì)年代和組成

；

2.土層的相對密度

；

3.土層的埋深

；

4.地下水位

。

5.地震烈度大小和地震持續(xù)時間

。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)12地基土液化的判別

1.液化判別和處理的一般原則：

對于飽和砂土和飽和粉土(不含黃土)地基，6度時，一般情況下可不進行液化判別和地基處理，但對液化沉陷敏感的乙類建筑可按7度的要求進行判別和處理，7～9度時，乙類建筑可按本地區(qū)抗震設防烈度的要求進行判別和處理。

存在液化土層的地基，應根據(jù)建筑的抗震設防類別、地基的液化等級結(jié)合具體情況采取相應的措施。

地基土液化判別過程可以分為初步判別和標準貫入試驗判別兩大步驟。

地基土液化的判別1.液化判別和處理的一般原則：131.初步判別

飽和的砂土或粉土(不含黃土)，當符合下列條件之一時，可初步判別為不液化或可不考慮液化影響：

(1)地質(zhì)年代為第四紀晚更新世(Q3)及其以前時，7、8度時可判為不液化。

(2)粉土的粘粒(粒徑小于0.005mm的顆粒)含量百分率，7度8度和9度分別不小于10、13、和16時，可判為不液化土。

(3)天然地基的建筑，當上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時，可不考慮液化影響：

du＞d0＋db－2

dw＞d0＋db－3

du＋dw＞1.5d0＋2db－4.5

1.初步判別飽和的砂土或粉土(不含黃土)，14du＞d0＋db－2

dw＞d0＋db－3

du＋dw＞1.5d0＋2db－4.5

式中dw——地下水位深度(m)，宜按設計基準期內(nèi)年平均最高水位采用，也可按近期內(nèi)年最高水位采用；

du——上覆蓋非液化土層厚度(m)，計算時宜將淤泥和淤泥質(zhì)土層扣除；

db——基礎埋置深度(m)，不超過2m時應采用2m；

d0——液化土特征深度(m)，可按下表采用。飽和土類別7度8度9度粉土678砂土789du＞d0＋db－2dw＞d0＋db－3du＋dw＞1.152.標準貫入試驗判別

用鉆具鉆至試驗土層標高以上15cm，再將標準貫入器打至試驗土層標高位置，然后，在錘的落距為76cm的條件下，連續(xù)打人土層30cm，記錄所得錘擊數(shù)為N63.5。當飽和土標準貫入錘擊數(shù)(未經(jīng)桿長修正)小于液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值時，應判為液化土。當有成熟經(jīng)驗時，尚可采用其他判別方法。

1---穿心錘2---錘墊3---觸探桿4---貫入器頭5---出水孔6---貫入器身7---貫入器靴2.標準貫入試驗判別用鉆具鉆至試驗土層標16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。括號內(nèi)數(shù)值用于設計基本地震加速度為0.15和0.3g的地區(qū)(ds≤15)

(15≤ds≤20)

式中Ncr——液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值；

N0——液化判別標準貫入錘擊數(shù)基準值，按下表采用；ds——飽和土標準貫入點深度(m)；ρc——粘粒含量百分率，當小于3或為砂土時，應采用3。

設計地震分組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173.地基土液化的評價

液化指數(shù)：式中n——判別深度范圍內(nèi)每一個鉆孔標準貫入試驗點總數(shù)；Ni、Ncri——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應取臨界值的數(shù)值；di——i點所代表的土層厚度(m)，可用與該標準貫入試驗點相鄰的上、下兩標準貫入試驗點深度差的一半，上界不高于地下水位深度，下界不深于液化深度；Wi——i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，當該層中點深度不大于5m時應采用10，等于15m時應采用零值，5～15m時應按線性內(nèi)插法取值；若判別深度為20m，當該層中點深度不大于5m時應采用10，等于20m時應采用零值，5～20m時應按線性內(nèi)插法取值。3.地基土液化的評價液化指數(shù)：式中n——判別深度范圍18根據(jù)液化指數(shù)IlE，可按下表劃分液化地基的等級。

液化等級輕微中等嚴重判別深度為15m時的液化指數(shù)0＜IlE≤55＜IlE≤15IlE＞15判別深度為20m時的液化指數(shù)0＜IlE≤66＜IlE≤18IlE＞184.液化地基的處理

建筑抗震設防類別地基的液化等級輕微中等嚴重乙類部分消除液化沉陷，或?qū)A和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對基礎和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷丙類基礎和上部結(jié)構(gòu)處理，亦可不采取措施基礎和上部結(jié)構(gòu)處理，或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基礎和上部結(jié)構(gòu)處理丁類可不采取措施可不采取措施基礎和上部結(jié)構(gòu)處理，或其他經(jīng)濟的措施根據(jù)液化指數(shù)IlE，可按下表劃分液化地基的等級。液化等級輕192.采用深基礎時，基礎底面應埋入液化深度以下的穩(wěn)定土層中，其深度不應小于0.5m。

3.采用加密法(如振沖、振動加密、擠密碎石樁、強夯等)加固時，應處理至液化深度下界；振沖或擠密碎石樁加固后，樁間土的標準貫入錘擊數(shù)不宜小于規(guī)范規(guī)定的液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值。

4.用非液化土替換全部液化土層。

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。1.采用樁基時，樁端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，對其他非巖石土尚不宜小于1.5m。

全部消除地基液化沉陷的措施應符合：2.采用深基礎時，基礎底面應埋入液化深度以下的穩(wěn)定土層中，其20部分消除地基液化沉陷的措施，應符合下列要求：

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；對獨立基礎和條形基礎，尚不應小于基礎底面下液化土特征深度和基礎寬度的較大值。

2.采用振沖或擠密碎石樁加固后，樁間土的標準貫入錘擊數(shù)不宜小于規(guī)范規(guī)定的液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值。

3.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。

部分消除地基液化沉陷的措施，應符合下列要求：1.處理深度211.選擇合適的基礎埋置深度；5.管道穿過建筑處應預留足夠尺寸或采用柔性接頭等。減輕液化影響的基礎和上部結(jié)構(gòu)處理，可綜合考慮采用下列措施：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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式等；1.選擇合適的基礎埋置深度；5.管道穿過建筑處應預留足夠尺寸22二、軟土地基的抗震措施

軟土地基的抗震措施除了可采用前述減輕液化對基礎和上部結(jié)構(gòu)影響的各種方法外，還可采用采用樁基或其他人工地基。其他人工地基如：換土墊層，墊層材料可以為砂、碎石、灰土、礦渣等；化學加固法，即在粘性土中，用高壓旋噴法向四周土體噴射水泥漿、硅酸鈉等化學漿液；電硅化法，即借助于電滲作用，使注入軟土中的硅酸鈉(水玻璃)和氯化鈣溶液順利地進入土的孔隙中，形成硅膠，將土粒膠結(jié)起來。

對于液化等級為中等液化和嚴重液化的故河道、現(xiàn)代河濱、海濱，當有液化側(cè)向擴展或流滑可能時，在距常時水線約100m以內(nèi)不宜修建永久性建筑，否則應進行抗滑動驗算、采取防土體滑動措施或結(jié)構(gòu)抗裂措施。

二、軟土地基的抗震措施軟土地基的抗震措施除23第四節(jié)樁基的抗震設計

一、抗震設計的原則

承受豎向荷載為主的低承臺樁基，當?shù)孛嫦聼o液化土層，且樁承臺周圍無淤泥、淤泥質(zhì)土和地基承載力特征值不大于100kPa的填土時，下列建筑可不進行樁基抗震承載力驗算：

(1)砌體房屋和規(guī)范規(guī)定可不進行上部結(jié)構(gòu)抗震驗算的建筑。(2)7度和8度時的下列建筑：①一般的單層廠房和單層空曠房屋；②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與其相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房。

第四節(jié)樁基的抗震設計一、抗震設計的原則24二、樁基的抗震驗算

1.非液化土中低承臺樁基的抗震驗算，應符合下列規(guī)定：

(1)單樁的豎向和水平向抗震承載力特征值，可均比非抗震設計時提高25%。(2)當承臺周圍的回填土夯實至干密度不小于《建筑地基基礎設計規(guī)范》對填土的要求時，可由承臺正面填土與樁共同承擔水平地震作用；但不應計入承臺底面與地基土間的摩擦力。

二、樁基的抗震驗算1.非液化土中低承臺樁基的25

2.存在液化土層的低承臺樁基抗震驗算，應符合下列規(guī)定：

(1)對一般淺基礎，不宜計入承臺周圍土的抗力或剛性地坪對水平地震作用的分擔作用。(2)當樁承臺底面上、下分別有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土層或非軟弱土層時，可按下列二種情況進行樁的抗震驗算，并按不利情況設計：①樁承受全部地震作用，樁承載力按上述非液化土中低承臺樁基的抗震驗算規(guī)定取用，液化土的樁周摩阻力及樁水平抗力均應乘以表2-10的折減系數(shù)。②地震作用按水平地震影響系數(shù)最大值的10%采用，單樁的豎向和水平向抗震承載力特征值，可均比非抗震設計時提高25%，但應扣除液化土層的全部摩阻力及樁承臺下2m深度范圍內(nèi)非液化土的樁周摩阻力。

2.存在液化土層的低承臺樁基抗震驗算，應符合下26實際標貫錘擊數(shù)/臨界標貫錘擊數(shù)深度ds(m)折減系數(shù)≤0.6ds≤10010＜ds≤201/3＞0.6～0.8ds≤101/310＜ds≤202/3＞0.8～10ds≤102/310＜ds≤201表2-10土層液化影響折減系數(shù)

(3)打入式預制樁及其他擠土樁，當平均樁距為2.5～4倍樁徑且樁數(shù)不少于5×5時，可計入打樁對土的加密作用及樁身對液化土變形限制的有利影響。當打樁后樁間土的標準貫入錘擊數(shù)值達到不液化的要求時，單樁承載力可不折減，但對樁尖持力層作強度校核時，樁群外側(cè)的應力擴散角應取為零。打樁后樁間土的標準貫入錘擊數(shù)宜由試驗確定，也可按下式計算：

實際標貫錘擊數(shù)/臨界標貫錘擊數(shù)深度ds(m)折減系數(shù)≤0.627式中N1——打樁后的標準貫入錘擊數(shù)；

ρ——打入式預制樁的面積置換率；Np——打樁前的標準貫入錘擊數(shù)。

處于液化土中的樁基承臺周圍，宜用非液化土填筑夯實，若用砂土或粉土則應使土層的標準貫入錘擊數(shù)不小于規(guī)范規(guī)定的液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值。液化土中樁的配筋范圍，應自樁頂至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求的深度，其縱向鋼筋應與樁頂部相同，箍筋應加密。在有液化側(cè)向擴展的地段，距常時水線100m范圍內(nèi)的樁基除應滿足上述規(guī)定外，尚應考慮土流動時的側(cè)向作用力，且承受側(cè)向推力的面積應按邊樁外緣間的寬度計算。

式中N1——打樁后的標準貫入錘擊數(shù)；處于液28第一章場地、地基和基礎

第一節(jié)場地

一、場地及其對地震破壞的影響

場地：指工程群體所在地，其范圍相當于廠區(qū)、居民小區(qū)、然村或不小于1.0km2的平面面積。場地土：是指在場地范圍內(nèi)的地基土。

地震的震害現(xiàn)象表明，建筑場地的地質(zhì)條件與地形地貌對建筑物震害有顯著影響。在不同工程地質(zhì)條件的場地上的建筑物在地震中的破壞程度是明顯不同的；大致相同的工程地質(zhì)條件，對不同類型建筑物的震害也是不同的。

第一章場地、地基和基礎第一節(jié)場地一、場地及其對地29

斷裂帶是地質(zhì)上的薄弱環(huán)節(jié)，淺源地震多與斷裂活動有關。

發(fā)震斷裂帶附近地表，在地震時可能產(chǎn)生新的錯動，使建筑物遭受較大的破壞，屬于地震危險地段。

建設時應避開。

發(fā)震斷裂帶上可能發(fā)生地表錯位的地段主要在高烈度區(qū)，全新世以來經(jīng)?；顒拥臄嗔焉厦?。斷裂帶是地質(zhì)上的薄弱環(huán)節(jié)，淺源地震多與斷裂活動有關。30

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，前第四紀基巖隱伏斷裂的土層覆蓋厚度分別大于60m和90m。2.

對不符合本條1款規(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。烈度建筑抗震設防類別甲乙丙丁8專門研究300m200m—9專門研究500m300m—發(fā)震斷裂的最小避讓距離(m)

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31二、場地類別的劃分

建筑場地的類別劃分，以土層等效剪切波速和場地覆蓋層厚度為評價指標的。

等效剪切波速(m/s)場地類別ⅠⅡⅢⅣυse＞5000———500≥υse＞250＜5≥5——250≥υse＞140＜33～50＞50—υse≤140＜33～15＞15～80＞80二、場地類別的劃分建筑場地的類別劃分，以32覆蓋層厚度

覆蓋層厚度是指從地表面至地下基巖面的距離。建筑場地覆蓋層厚度的確定，應符合下列要求：一般情況下，應按地面至剪切波速大于500m/s的土層頂面的距離確定。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倍的土層，且其下臥巖土的剪切波速均不小于400m/s時，可按地面至該土層頂面的距離確定。剪切波速大于500m/s的孤石、透鏡體，應視同周圍土層。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。

覆蓋層厚度覆蓋層厚度是指從地表面至地下基巖面的33土層等效剪切波速

土層的等效剪切波速，應按下列公式計算：式中

d0——計算深度(m)，取覆蓋層厚度和20m二者的較小值；

di——計算深度范圍內(nèi)第i土層的厚度(m)；

υsi——計算深度范圍內(nèi)第i土層的剪切波速(m/s)；

n——計算深度范圍內(nèi)土層的分層數(shù)。土層等效剪切波速土層的等效剪切波速，應按下列公式計算：式中34

對丁類建筑及層數(shù)不超過10層且高度不超過30m的丙類建筑，當無實測剪切波速時，可根據(jù)巖土名稱和性狀，按下表劃分土的類型。土的類型巖土名稱和性狀土層剪切波速范圍(m/s)堅硬土或巖石穩(wěn)定巖石、密實的碎石土υs＞500中硬土中密、稍密的碎石土，密實、中密的礫、粗、中砂，fak＞200的粘性土和粉土，堅硬黃土500≥υs＞250中軟土稍密的礫、粗、中砂，除松散外的細粉砂，fak≤200的粘性土和粉土，fak＞130的填土、可塑黃土250≥υs＞140軟弱土淤泥和淤泥質(zhì)土，松散的砂，新近沉積的粘性土和粉土，fak≤130kPa的填土，流塑黃土υs≤140對丁類建筑及層數(shù)不超過10層且高度不超過3035第二節(jié)天然地基和基礎的抗震驗算

一、天然地基和基礎的抗震設計原則

我國《建筑抗震設計規(guī)范》規(guī)定，下列建筑可不進行天然地基及基礎的抗震承載力驗算：

砌體房屋。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：①一般的單層廠房和單層空曠房屋；②不超過8層且高度在25m以下的一般民用框架房屋及與其基礎荷載項相當?shù)亩鄬涌蚣軓S房。規(guī)范中規(guī)定可不進行上部結(jié)構(gòu)抗震驗算的建筑。

第二節(jié)天然地基和基礎的抗震驗算一、天然地基和基礎的抗震36二、天然地基和基礎的抗震驗算

地基抗震承載力應按下式計算：

faE＝ξa

fa

式中faE——調(diào)整后的地基抗震承載力；ξa——地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)，應按下表采用；fa——深寬修正后的地基承載力特征值，應按《建筑地基基礎設計規(guī)范》(GB50007)采用。

巖土名稱和性狀ξa巖石，密實的碎石土，密實的礫、粗、中砂，fak≥300kPa的粘性土和粉土1.5中密、稍密的碎石土，中密和稍密的礫、粗、中砂，密實和中密的細、粉砂，150kPa≤fak＜300的粘性土和粉土，堅硬黃土1.3稍密的細、粉砂，100≤fak＜150的粘性土和粉土，可塑黃土1.1淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的砂，雜填土，新近堆積黃土及流塑黃土1.0二、天然地基和基礎的抗震驗算地基抗震承載力應按下式計算：37

驗算天然地基地震作用下的豎向承載力時，按地震作用效應標準組合的基礎底面平均壓力和邊緣最大壓力應符合下列各式要求：

P≤faE

Pmax≤1.2faE

式中P—地震作用效應標準組合的基礎底面平均壓力(kPa)Pmax—地震作用效應標準組合的基礎邊緣的最大壓力(kPa)

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；其他建筑，基礎底面與地基土之間零應力區(qū)面積不應超過基礎底面面積的15%。驗算天然地基地震作用下的豎向承載力時，按地38第三節(jié)液化土和軟土地基

一、液化土地基

飽和松散的砂土或粉土(不含黃土)，地震時土顆粒在強烈振動下發(fā)生相對位移，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，因而使孔隙水壓力急劇增加，當孔隙水壓力上升到與土顆粒所受到的總的正壓應力接近或相等時，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。液化土地基的承載力喪失或減弱，引起地基不均勻沉陷并引發(fā)建筑物的破壞甚至倒塌。第三節(jié)液化土和軟土地基一、液化土地基39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，設備基礎上浮或下沉。影響場地土液化的主要因素：

1.土層的地質(zhì)年代和組成

；

2.土層的相對密度

；

3.土層的埋深

；

4.地下水位

。

5.地震烈度大小和地震持續(xù)時間

。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)40地基土液化的判別

1.液化判別和處理的一般原則：

對于飽和砂土和飽和粉土(不含黃土)地基，6度時，一般情況下可不進行液化判別和地基處理，但對液化沉陷敏感的乙類建筑可按7度的要求進行判別和處理，7～9度時，乙類建筑可按本地區(qū)抗震設防烈度的要求進行判別和處理。

存在液化土層的地基，應根據(jù)建筑的抗震設防類別、地基的液化等級結(jié)合具體情況采取相應的措施。

地基土液化判別過程可以分為初步判別和標準貫入試驗判別兩大步驟。

地基土液化的判別1.液化判別和處理的一般原則：411.初步判別

飽和的砂土或粉土(不含黃土)，當符合下列條件之一時，可初步判別為不液化或可不考慮液化影響：

(1)地質(zhì)年代為第四紀晚更新世(Q3)及其以前時，7、8度時可判為不液化。

(2)粉土的粘粒(粒徑小于0.005mm的顆粒)含量百分率，7度8度和9度分別不小于10、13、和16時，可判為不液化土。

(3)天然地基的建筑，當上覆非液化土層厚度和地下水位深度符合下列條件之一時，可不考慮液化影響：

du＞d0＋db－2

dw＞d0＋db－3

du＋dw＞1.5d0＋2db－4.5

1.初步判別飽和的砂土或粉土(不含黃土)，42du＞d0＋db－2

dw＞d0＋db－3

du＋dw＞1.5d0＋2db－4.5

式中dw——地下水位深度(m)，宜按設計基準期內(nèi)年平均最高水位采用，也可按近期內(nèi)年最高水位采用；

du——上覆蓋非液化土層厚度(m)，計算時宜將淤泥和淤泥質(zhì)土層扣除；

db——基礎埋置深度(m)，不超過2m時應采用2m；

d0——液化土特征深度(m)，可按下表采用。飽和土類別7度8度9度粉土678砂土789du＞d0＋db－2dw＞d0＋db－3du＋dw＞1.432.標準貫入試驗判別

用鉆具鉆至試驗土層標高以上15cm，再將標準貫入器打至試驗土層標高位置，然后，在錘的落距為76cm的條件下，連續(xù)打人土層30cm，記錄所得錘擊數(shù)為N63.5。當飽和土標準貫入錘擊數(shù)(未經(jīng)桿長修正)小于液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值時，應判為液化土。當有成熟經(jīng)驗時，尚可采用其他判別方法。

1---穿心錘2---錘墊3---觸探桿4---貫入器頭5---出水孔6---貫入器身7---貫入器靴2.標準貫入試驗判別用鉆具鉆至試驗土層標44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。括號內(nèi)數(shù)值用于設計基本地震加速度為0.15和0.3g的地區(qū)(ds≤15)

(15≤ds≤20)

式中Ncr——液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值；

N0——液化判別標準貫入錘擊數(shù)基準值，按下表采用；ds——飽和土標準貫入點深度(m)；ρc——粘粒含量百分率，當小于3或為砂土時，應采用3。

設計地震分組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453.地基土液化的評價

液化指數(shù)：式中n——判別深度范圍內(nèi)每一個鉆孔標準貫入試驗點總數(shù)；Ni、Ncri——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應取臨界值的數(shù)值；di——i點所代表的土層厚度(m)，可用與該標準貫入試驗點相鄰的上、下兩標準貫入試驗點深度差的一半，上界不高于地下水位深度，下界不深于液化深度；Wi——i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，當該層中點深度不大于5m時應采用10，等于15m時應采用零值，5～15m時應按線性內(nèi)插法取值；若判別深度為20m，當該層中點深度不大于5m時應采用10，等于20m時應采用零值，5～20m時應按線性內(nèi)插法取值。3.地基土液化的評價液化指數(shù)：式中n——判別深度范圍46根據(jù)液化指數(shù)IlE，可按下表劃分液化地基的等級。

液化等級輕微中等嚴重判別深度為15m時的液化指數(shù)0＜IlE≤55＜IlE≤15IlE＞15判別深度為20m時的液化指數(shù)0＜IlE≤66＜IlE≤18IlE＞184.液化地基的處理

建筑抗震設防類別地基的液化等級輕微中等嚴重乙類部分消除液化沉陷，或?qū)A和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且對基礎和上部結(jié)構(gòu)處理全部消除液化沉陷丙類基礎和上部結(jié)構(gòu)處理，亦可不采取措施基礎和上部結(jié)構(gòu)處理，或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基礎和上部結(jié)構(gòu)處理丁類可不采取措施可不采取措施基礎和上部結(jié)構(gòu)處理，或其他經(jīng)濟的措施根據(jù)液化指數(shù)IlE，可按下表劃分液化地基的等級。液化等級輕472.采用深基礎時，基礎底面應埋入液化深度以下的穩(wěn)定土層中，其深度不應小于0.5m。

3.采用加密法(如振沖、振動加密、擠密碎石樁、強夯等)加固時，應處理至液化深度下界；振沖或擠密碎石樁加固后，樁間土的標準貫入錘擊數(shù)不宜小于規(guī)范規(guī)定的液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值。

4.用非液化土替換全部液化土層。

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。1.采用樁基時，樁端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，對其他非巖石土尚不宜小于1.5m。

全部消除地基液化沉陷的措施應符合：2.采用深基礎時，基礎底面應埋入液化深度以下的穩(wěn)定土層中，其48部分消除地基液化沉陷的措施，應符合下列要求：

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；對獨立基礎和條形基礎，尚不應小于基礎底面下液化土特征深度和基礎寬度的較大值。

2.采用振沖或擠密碎石樁加固后，樁間土的標準貫入錘擊數(shù)不宜小于規(guī)范規(guī)定的液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值。

3.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。

部分消除地基液化沉陷的措施，應符合下列要求：1.處理深度491.選擇合適的基礎埋置深度；5.管道穿過建筑處應預留足夠尺寸或采用柔性接頭等。減輕液化影響的基礎和上部結(jié)構(gòu)處理，可綜合考慮采用下列措施：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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)形式等；1.選擇合適的基礎埋置深度；5.管道穿過建筑處應預留足夠尺寸50二、軟土地基的抗震措施

軟土地基的抗震措施除了可采用前述減輕液化對基礎和上部結(jié)構(gòu)影響的各種方法外，還可采用采用樁基或其他人工地基。其他人工地基如：換土墊層，墊層材料可以為砂、碎石、灰土、礦渣等；化學加固法，即在粘性土中，用高壓旋噴法向四周土體噴射水泥漿、硅酸鈉等化學漿液；電硅化法，即借助于電滲作用，使注入軟土中的硅酸鈉(水玻璃)和氯化鈣溶液順利地進入土的孔隙中，形成硅膠，將土粒膠結(jié)起來。

對于液化等級為中等液化和嚴重液化的故河道、現(xiàn)代河濱、海濱，當有液化側(cè)向