建筑场地、地基与基础.ppt

第2章 建筑场地、地基与基础,教学目标与要求 1.掌握建筑场地类别的的划分标准及其影响因素， 能够根据地质钻孔资料确定建筑场地类别。 2.熟悉建筑场地卓越周期的概念。 3.掌握地基、基础抗震验算的原则以及天然地基抗 震承载力验算的方法。 4.了解地基土液化的概念和液化的判别方法。 5.了解抗地基液化的措施。,导入案例 1964年日本新泻地震中，某公寓住宅群普遍发生倾斜，最严重的倾角竟达800之多；1995年阪神大地震中，日本神户建设在山坡、斜坡及填海场地上的房屋破坏严重。为什么会产生上述现象呢？这是由于地基土在强震下发生了液化、塌陷、变形等，导致上部结构倾斜、不均匀沉降等。可见场地地基条件对抗震影响很大，应给予足够的重视。,2.1 建筑场地 建筑场地（site）是建筑物所在地，在平面上大体相当于厂区、住宅小区、自然村的范围。,建筑场地,211场地土类型 场地土，是指场地范围内的地基土。建筑抗震设计规范（GB50011-2001）根据场地土层剪切波速大小及范围，将场地土划分为四种类型 :坚硬土或岩石，中硬土，中软土，软弱土。,212场地类别,1覆盖层厚度 场地覆盖层厚度，原意是指从地表面至地下基岩面的距离。我国抗震设计规范中按如下原则确定场地覆盖层厚度： （1）一般情况下，按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的 距离确定。 （2）当地面5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.5倍 的土层，且其下卧岩土层的剪切波速均不小于400m/s时， 可按地面至该土层顶面的距离确定。 （3）剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。 （4）土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层 中扣除。,2土层的等效剪切波速 土层的等效剪切波速反映各土层的平均刚度。可以按下列公式计算：,3场地类别 抗震设计规范根据场地土层的等效剪切波速和覆盖层厚度将建 筑场地划分为四类场地：类，类，类，类。,表2-2 各类建筑场地的覆盖层厚度（m）,例2-1 已知某拟建办公写字楼的建筑场地，其钻孔地质资料如表2-3所示，试确定该场地的类别。 （板书讲解）,213场地卓越周期 场地卓越周期或固有周期是场地的重要地震动参数之一，它的长短随场地土类型、地质构造、震级、震源深度、震中距大小等多种因素而变化。场地卓越周期可根据剪切波重复反射理论按下式计算：,卓越周期长，则场地土软；反之，卓越周期短，则场地土就硬。,2.2 地基与基础的抗震验算,221抗震验算的一般原则 下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算： （1）砌体房屋。 （2）地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列 建筑： 一般的单层厂房和单层空旷房屋；不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋；基础荷载与项相当的多层框架厂房。这里，软弱粘性土层指设防烈度为7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80kPa、100kPa和120kPa的土层。 （3）抗震规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。 除上述规定之外的地基与基础应进行抗震验算。,222天然地基基础抗震验算,1地基抗震承载力 地基抗震承载力的计算，采用地基静承载力特征值乘以抗震承载力调整系数的方法。我国建筑抗震规范规定，在进行天然地基基础抗震验算时，地基抗震承载力按下式计算：,2天然地基抗震承载力验算 验算天然地基地震作用下的竖向承载力时，按地震作用效应标 准组合的基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下列各式要 求：,高宽比大于4的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力；其他建筑，基础底面与地基土之间零应力区面积不应超过基础底面面积的15%，对矩形底面基础，则有,2.3 地基土的液化,231地基土液化概述 由饱和松散的砂土或粉土颗粒组成的土层，在强烈地震下，土颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度等于零，形成了“液体”的现象，称为地基土的液化。,232 液化的判别,地基土液化采用两步判别方法，即初步判别法和标准贯入判别法。,第一步：初步判别法。 抗震设计规范规定，对饱和状态的砂土或粉土（不含黄土），当抗震设防烈度为6度时，一般情况下可不进行判别和处理；7度及7度以上设防地区，应进行液化判别。当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或可以不考虑液化影响： （1）地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前且设防烈度为7度、8度时。 （2）粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒）含量百分率，当设防烈度为7度、8度、9度时分别不小于10%、13%和16%。 (3) 天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度 和地下水位深度 符合下列某一条件时。,第二步：标准贯入试验判别法。 当上述所有条件均不能满足时，地基土存在液化可能。此时，应进行第二步判别，即采用标准贯入试验法判别土层是否液化。 （1）进行标准贯入试验。 标准贯入试验的设备，主要由标准贯入器、触探杆、穿心锤（标准质量为63.5kg）三部分组成（图2-2）。试验时，先用钻具钻至试验土层标高以上15cm 处，再将标准贯入器打至标高位置，然后，在锤落距为76cm的条件下，连续打入30cm，记录所需锤击数为N63.5。,标准惯入试验设备示意,（2）液化判别。 根据判别深度的不同，可以考虑两种情况： 1）一般情况下，应判别地面下15m深度范围内的液化。当饱和状态的砂土或粉土的实测标准贯入锤击数（未经杆长修正）小于液化判别标准贯入锤击数临界值，即满足式（2-10）条件，则应判为液化土：,2）当采用桩基或埋深大于5m的深基础时，尚应判别地面下1520m范围内土的液化当满足式（2-11）时，则应判为液化土：,233液化地基的评价,通常是通过计算地基液化指数来实现的。 地基土的液化指数可按下式确定：,根据液化指数的大小，可将液化地基