场地、地基和基础.ppt

第3章场地、地基和基础教学提示：场地是指工程群体所在地，为了考虑场地条件对建筑抗震设计的定量影响，通常是将场地按场地土的等效剪切波速和场地覆盖厚度划分为四类，以便采取合理的设计参数和有关的抗震构造措施。为确定地震时地基基础不发生过大变形和不均匀沉降，不仅需选择合理的基础体系，同时还需进行必要的抗震验算。液化使地基土抗剪强度丧失，往往造成建筑物大量下沉或不均匀沉降，并引发建筑物的破坏甚至倒塌，必须加以判别，并对可能液化的地基采取相应的措施。教学要求：本章让学生了解场地类别的划分、天然地基承载力的抗震验算、地基土液化的概念、液化判别及消除液化的措施和桩基的验算等。3.1.1场地选择场地是指工程群体所在地，具有相似的反应谱特征。其范围相当于厂区、居民小区和自然村的区域，范围不应太小，大致在0.5km2～1.0km2。在强震区选择建筑场地时，应考虑局部地形、地质构造、地基土质等对建筑物抗震的影响。宜选择对抗震有利地段，避开不利地段，当无法避开时应采取适当的抗震措施。不应在危险的地段建造甲、乙、丙类建筑。GB50011—2001《建筑抗震设计规范》对地段类别划分标准见表3-1。表3-1有利、不利和危险地段的划分3.1.2场地类别划分在一次地震中，同一类建筑在不同的场地条件下所受的破坏作用明显不同，在相同场地条件下，不同建筑物的破坏程度也不同。因此，为了考虑场地条件对建筑抗震设计的定量影响，通常是将场地按场地土的等效剪切波速和场地覆盖厚度划分为四类，以便选用合理的设计参数和采取相应的抗震构造措施。场地类别划分是地震区的岩土工程勘察中的一项重要内容。1.场地土剪切波速场地土是指场地范围内深度在20m左右的地基土。场地土层的软硬对场地反应有较大影响，而它的软硬一般用其剪切波速来反应。(1)对丁类建筑及层数不超过10层且高度不超过30m的丙类建筑，可不进行剪切波速测定，但应根据岩土名称和性状按表3-2估计各层土的剪切波速。表3-2土的类型划分和剪切波速范围(2)土层剪切波速测试孔的数量要求。在初步勘察阶段，对大面积的同一地质单元，测量土层剪切波速的钻孔数为控制性孔数的1/5～1/3，山间谷地可减少，但不少于3个；详勘时单幢建筑孔数不少于2个，对同一地质单元的密集建筑群孔数可减少，但每幢高层建筑不得少于一个。剪切波速试验方法可采用跨孔法、单孔法和面波法。各试验方法及要求详见有关的岩土工程勘察设计手册。(3)根据各层土剪切波速计算场地土等效剪切波速。对于场地土为分层土时，需计算其等效剪切波速，等效剪切波速是规范规定的计算深度范围内的一个假想波速。它通过计算深度所需的时间与计算深度范围内各层土对应的波速穿过相同深度的累计时间相同，即土层的等效剪切波速可按下列公式计算：(3-1)(3-2)式中：——土层等效剪切波速(m/s)；——计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m两者的较小值；——计算深度范围内第i土层的厚度(m)；n——计算深度范围内土层的分层数；——计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)。2.场地覆盖层厚度一般情况下，场地覆盖层厚度是指由地面至剪切波速大于500m/s的土层或坚硬土(不应是孤石)顶面厚度。具体确定时应符合下列要求。(1)当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速的2.5倍的土层且剪切波速及其以下各层的剪切波速均不小于400m/s时，可取地面至该土层顶面的距离和地面至剪切波速大于500m/s的坚硬土层基或岩层顶面距离二者中的较小值。(2)剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。(3)厚度不大于5m、剪切波速大于500m/s和剪切波速大于400m/s且大于相邻上层土剪切波速2.5倍的硬夹层，应视为刚体，从覆盖层中扣除，其厚度也不计入。3.场地类别根据上述确定的场地土等效剪切波速和场地覆盖层厚度，按表3-3确定建筑场地类别。场地类别划分的原则是按地面加速度反应谱相近者划为一类。这样，对同一类的场地就可以用一个标准反应谱确定建筑上的地震作用以进行抗震设计。但是，按表3-3确定场地类别时存在一个缺陷，就是当等效剪切波速与覆盖层厚度的值在分界线附近时，会因微小的差值得出不同的场地类别，从而导致地震作用的巨大差别，为了弥补这一缺陷，GB50011—2001《建筑抗震设计规范》容许当有可靠的和值且其值在分界线附近(与分界线相差15%范围内)时，可以用插入法确定对应的值。表3-3建筑场地类别划分3.1.3发震断裂对工程影响的评价建筑场地范围内存在发震断裂时，应对发震断裂的工程影响进行评价。对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响。(1)抗震设防烈度小于8度。(2)非全新世活动断裂。(3)抗震设防烈度为8度和9度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m、90m。对不符合本条(1)款规定的情况，