场地地基和基础简化

1、 第二章 场地、地基和基础内容：场地的地震影响、 场地的分类、 地基抗震措施、 地基抗震验算、 液化问题。12.1 场地场地：是指建筑物建筑的地点，一般大体相当于一个厂区，居民点或自然村的范围。 为什么要研究场地？ 震害调查发现，同一烈度区，不同场地上的建筑的震害不同。因地震的大小和工程地质条件不同而不同。一、场地土及场地覆盖层厚度1、 场地土的类型： 根据场地土的坚硬程度划分为四类。 2土的坚硬程度的判别方法：A、实测剪切波速法：实测地面下20m（但不深于覆盖层厚度）土层的等效剪切波速。 Vs 500 m/s 坚硬场地土250 Vs 500 中硬场地土140 Vs 250 中软场地土Vs14

2、0 软弱场地土剪切波速土层厚度剪切波穿过土层的时间3B、近似划分法：根据土层的性状近似划分， 见P17表2-1。2.场地覆盖层厚度一般意义上的覆盖层厚度：从地面到基岩顶面的距离。这种确定在技术上现在较为困难，因为该厚度可能大几百米深。规范的定义：当剪切波Vs 500时， 即认为是基岩，其上部到地表的厚度为 场地覆盖层厚度。 43、 震害表现： 在软弱的地基上，柔性结构（长周期）破坏较重，刚性好的表现较好； 在坚硬的地基上，柔性结构表现较好，而刚性结构表现不一。在坚硬的地基上，一般是结构破坏，在软弱的地基上有结构破坏，也有地基破坏。什么原因呢？这与场地的地震效应有关.5 场地自振周期（卓越周期）

3、和类共振现象 单一土层层 T=4H/Vse 多土层T4hi/Vi放大器过滤器地震波 基岩 T1 T 当结构的基本自振周期与场地自振周期接近或相等时结构的地震反应最大，使建筑物震害加大。 类共振现象表土6 地震波软弱地基 以长周期为主，放大。坚硬地基 以短周期为主，放大。 当建筑的自振周期与场地的周期相近时，振动会放大，使破坏更大，相反则小。 场地 （放大器，滤波器）场地的地震效应共振效应7软弱地基上建筑震害较重的原因1）建筑的破坏有一个过程，当建筑开裂后结构的自振周期将加大，对于坚硬场地上的建筑来说，由于结构的周期将远离场地的周期，故结构的地震作用将减小。2）而软弱场地上的建筑开裂后，自振周期

4、将靠近场地的周期，使结构的地震作用进一步加大，故破坏严重。8二、场地的类别 由于地震效应与场地有关，为了进行抗震设计，有必要对场地进行分类，以便区别对待。 建筑场地的类别与场地土的类型和场地土的覆盖层厚度有关。分为I、类。等效剪切波速（m/s)场 地 类 别Vse5000-500 Vse 25014050-Vse 140158080各类场地的覆盖层厚度表（m)92-2 天然地基与基础的抗震验算 一般情况下，地基发生震害的情况很少。但高压缩性饱和软粘土和强度较低的淤泥质土，在地震中发生不同程度的震陷、倾斜。杂填土、回填土，在地震中也会发生震陷。还有较严重的是地基的液化。抗震措施：对软弱粘性土采用

5、桩基和地基加固。10天然地基抗震验算 一、不验算的范围：抗震规范建议了不需进行抗震验算的范围。（1）砌体房屋；（2）地基主要持力层内不存在软弱粘性土层的 一般单层厂房和单层空旷房屋、 不超过8层且高度在25m以下的民用框架 及基础荷载相当的多层框架厂房；（3）可不进行上部结构抗震验算的建筑。11抗震验算的范围软弱地基上采用天然地基的单厂、单层空旷房屋、7层及以上的民用框架及荷载相应的多层厂房，超过规范规定的不验算范围的建筑均需进行地基和基础的抗震验算。12二、地基土抗震承载能力的调整 除十分软弱土之外，地震作用下一般土的动强度皆比静强度高。 地基抗震承载力:faE=afa a 抗震承载力调整系

6、数 1.0 根据岩土的性质不同， a 在1-1.5之间fa深宽修正后的地基承载力特征值。三、验算 地基平均压力设计值 P faE 地基最大压力设计值 Pmax 1.2 faE 零应力区不大于底面积的15%。132.3 液化土与软土地基一、场地土的液化现象 处于地下水位以下的饱和砂土和粉土，在地震时容易发生液化现象。1.原因 砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实。这种趋于密实的作用使空隙水压力急剧上升，在地震作用的短暂时间内，孔隙水压力来不及消散，使土颗粒处于悬浮状态。14 2.危害 砂土和粉土液化时，其强度完全丧失从而导致地基失效。 场地液化将使建筑整体倾斜，下沉，墙体开裂，地面喷水

7、、冒砂、裂缝等。153. 液化导致地基失效的条件）、砂土或粉土的密实度低）、地振动剧烈）、土的微观结构的稳定性差）、地下水位高）、高压水不易渗透）、上覆非液化土层较薄，或者有薄弱部位（前5条是导致液化的条件，后一条是导致地基失效的条件）164.影响液化的因素1），土层的地质年代，古老的不易液化，新近的易液化。2），土层土粒的组成和密实度，细砂较粗砂易液化，松散的较密实的易液化。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），地震烈度和地震持续时间。17二、场地液化的判别方法 1、初步判别1） 土的年代，老于第四纪晚更新世以前的土，不液化。2） 粉土的粘粒含量。7度、8度、

8、9度分别不小于10%、13%、16%时不液化。 3）上覆非液化土层厚度和地下水位深度满足下列条件之一时，可不考虑液化。du d0+ db-2dw d0+ db-3上覆非液化土层厚度基础埋置深度，小于2m时取2m液化土特征深度地下水位深度18以基础埋置深度为2m时可不考虑液化影响的上覆非液化土层厚度值为基准值（此值称为液化土特征深度），地下水位深度判别再减一，再加上基础埋深不等于2m时的相对差值。以上的公式和表格为建筑抗震设计规范的表达方式，与公路工程抗震设计规范的图2.2.2是完全等效的。当不满足上述要求时，需进一步判别。（若满足上述判别条件，无须进行下述工作。）192、标准贯入试验判别 贯入

9、试验判别：在地面以下15m深度范围内，饱和砂土或粉土液化的标准贯入实验判别公式：（满足该式为液化）N63.5 标准贯入锤击数实测值（未经杆长修正）N0 标准贯入锤击数基准值20 标准贯入锤击数基准值Nods 饱和砂土或粉土的标准贯入点深度rc 粘粒含量的百分率，小于3时取3 由此公式可判断每层土层是否液化三、液化场地的危害性分析与抗液化措施 1、用相对贯入锤击数之比 F来表示液化的沉降比。21 2、液化指数 n 15（20）m深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数Ni，Ncri 实测值与临界值di i点代表的土层厚度（m），只考虑15m深。wi 第i层土的影响权函数值10m0Wi 105m（

10、15m）22液化等级的判别： IlE 5（6） 轻微液化 5(6)IlE15（18）中度液化 IlE 15（18） 严重液化 （ ）中数字用于判别深度为20M。233、抗液化措施规范将处理措施分为三个档次，根据液化等级和建筑类别选取。这三个档次为：全部消除地基液化沉降的措施桩基、深基础、加密法、挖除液化层等。部分消除地基液化沉降的措施一定深度范围内处理，使锤击数大于临界值通过对基础和上部结构处理，减轻液化沉降的影响。24 抗液化措施的选取：当液化土层较平坦且均匀时，可按规范中表4.3.6选用；不应将未经处理的液化土层作为天然地基的持力层。 抗液化措施 表4.3.6 地基的液化等级建筑类别 轻微

11、 中等 严重 乙类 或 或且 丙类 或无 或更高 或且 丁类 可不采取措施 可不采取措施 或其他25 第二章 小结1、建筑场地是指建筑物建筑的地点，一般大体相当于一个厂区，居民点或自然村的范围。 2、规范按场地震害轻重程度把建筑物场地分成三种地段即对建筑物抗震有利、不利和危险的地段 ，从宏观上指导设计人员合理选择场地。为了能定量地进行抗震计算和有选择地采取抗震措施，又根据场地土的等效剪切波速和覆盖层厚度，将建筑场地分成分为I、四类。 3、考虑到地震作用的偶然性与短暂性以及工程结构的经济性，地基在地震作用下的可靠性可以比静力荷载下适当降低，故在确定地基土的抗震承载力时，其取值在地基土静承载力的基础上乘以一个大于1的抗震承载力系数，但软弱土的抗震承载能力不予提高。264、处于地下水位以下的饱和砂土和粉土，