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1、地震场地的勘察与评价,岩土工程勘察规范及建筑抗震设计规范（GB500112010）规定抗震设防烈度等于或大于6度的地区（也称为强震区或高烈度地震区），在进行场地和地基的岩土工程勘察时，必须进行强震区的地震效应勘察,必须进行抗震设计。一般情况下，抗震设防烈度可采用中国地震烈度区划图的地震基本烈度（或与本规范设计基本地震加速度值对应的烈度值）。对已编制抗震设防区划的城市，可按批准的抗震设防烈度或设计地震动参数进行抗震设防。建筑抗震设计规范 GB500112010,一、设计反应谱1建筑抗震设计规范设计反应谱的确定方法按以下步骤进行：(1)场地分类场地主要以场地覆盖层厚度和土层等效剪切波速分为I，四类
2、(2)确定设防烈度和设计地震分组设计地震分组是在中国地震动反应谱特征周期区划图B1基础上略做的调整。一般情况下，设防烈度、设计地震分组可按GB500112010规范附录A采用确定。,建筑的场地类别,应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按下表划分为四类。当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表中所列场地类别的分界线附近时，应允许按插值方法确定地震作用计算所用的设计特征周期。,各类建筑场地的覆盖层厚度(m),GB500112001规范,GB500112010规范,土的类型划分和剪切波速范围,式中 土层等效剪切波速(m/s)；d0计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；t剪切波在地面至
3、计算深度之间的传播时间；di计算深度范围内第i土层的厚度(m)；计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)；n计算深度范围内土层的分层数。,建筑场地覆盖层厚度的确定应符合下列要求：1 一般情况下，应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。,(3)确定设计反应谱或地震影响系数 建筑结构的地震影响系数应根据地震烈度、场地
4、类别、设计地震分组和结构自振周期以及阻尼比确定。,水平地震影响系数最大值,注：括号中数值分别用于设计基本地震加速度为0.15g 和0.30g 的地区。,计算89度罕遇地震作用时，特征周期应增加0.05s。,除有专门规定外，建筑结构的阻尼比应取0.05。阻尼调整系数应取1.0。1）直线上升段，周期小于0.1s的区段。2）水平段，自0.1s至特征周期区段，应取最大值。3）曲线下降段，自特征周期至5倍特征周期区段，衰减指数应取0.90。4）直线下降段，自5倍特征周期至6s区段，下降斜率调整系数应取0.02。,当建筑结构的阻尼比按有关规定不等于0.05时，地震影响系数曲线的阻尼调整系数和形状参数应符合
5、下列规定：,1)曲线下降段的衰减指数应按下式确定：,式中 曲线下降段的衰减指数,2)直线下降段的下降斜率调整系数应按下式确定：,式中 直线下降段的下降斜率调整系数小于0时取0。,3)阻尼调整系数应按下式确定：,式中 阻尼调整系数当小于0.55时，应取0.55。,10.3.2 砂土地震液化的判别饱和砂土和饱和粉土(不含黄土)的液化判别和地基处理，6度时，一般情况下可不进行判别和处理，但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按7度的要求进行判别和处理，79度时乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求进行判别和处理。存在饱和砂土和饱和粉土(不含黄土)的地基，除6 度设防外，应进行液化判别；存在液化土层的地基，应根据
6、建筑的抗震设防类别、地基的液化等级，结合具体情况采取相应的措施。,10.2 地震液化评价,饱和的砂土或粉土(不含黄土)，当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或可不考虑液化影响：1、地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前时，7、8度时可判为不液化。2、粉土的粘粒(粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率，7度8度和9度分别不小于10、13、和16时，可判为不液化土。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条件之一时，可不考虑液化影响：,式中 dw地下水位深度(m)，宜按设计基准期内年平均最高水位采用，也可按近期内年最高水位采用；du上覆盖非液化土层厚度(m)，计算时宜
7、将淤泥和淤泥质土层扣除；db基础埋置深度(m)，不超过2m，时应采用2m；do液化土特征深度(m)，可按下表 采用。,液化土特征深度(m),抗液化措施,全部消除地基液化沉陷的措施，应符合下列要求：(1)采用桩基时，桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度(不包括桩尖部分)，应按计算确定，且对碎石土，砾、粗、中砂，坚硬粘性土和密实粉土尚不应小于0.5m，对其他非岩石土尚不宜小于1.5m。(2)采用深基础时，基础底面应埋入液化深度以下的稳定土层中，其深度不应小0.5m。(3)采用加密法(如振冲、振动加密、挤密碎石桩强夯等)加固时，应处理至液化深度下界；振冲或挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯入锤击数不宜
8、小于本节第条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。(4)用非液化土替换全部液化土层。(5)采用加密法或换土法处理时，在基础边缘以外的处理宽度，应超过基础底面下处理深度的1/2且不小于基础宽度的1/5。,部分消除地基液化沉陷的措施，应符合下列要求：(1)处理深度应使处理后的地基液化指数减少，当判别深度为15m时，其值不宜大于4，当判别深度为20m时，其值不宜大于5；对独立基础和条形基础，尚不应小于基础底面下液化土特征深度和基础宽度的较大值。(2)采用振冲或挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯入锤击数不宜小于按本节第条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。减轻液化影响的基础和上部结构处理，可综合采用下列措
9、施：(1)选择合适的基础埋置深度。(2)调整基础底面积，减少基础偏心。(3)加强基础的整体性和刚度，如采用箱基、筏基或钢筋混凝土交叉条形基础，加设基础圈梁等。(4)减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝，避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等。(5)管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。,10.3 地震场地勘察与评价,抗震设防烈度等于或大于6度的地区，应进行场地和地基地震效应的岩土工程勘察，并应根据国家批准的地震动参数区划和有关的规范，提出勘察场地的抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计特征周期分区。在抗震设防烈度等于或大于6度的地区进行勘察时，应划分场地类别，划分
10、对抗震有利、一般地段、不利或危险的地段。对需要采用时程分析的工程，应根据设计要求，提供土层剖面、覆盖层厚度和剪切波速度等有关参数。任务需要时，可进行地震安全性评估或抗震设防区划。为划分场地类别布置的勘探孔，当缺乏资料时，其深度应大于覆盖层厚度。当覆盖层厚度大于80m时,勘探孔深度应大于80m，并分层测定剪切波速。10层和高度30m以下的丙类和丁类建筑，无实测剪切波速时，可按现行国家标准建筑抗震设计规范(GB50011)的规定，按土的名称和性状估计土的剪切波速。,土层剪切波速的测量，应符合下列要求：1 在场地初步勘察阶段，对大面积的同一地质单元，测量土层剪切波速的钻孔数量，应为控制性钻孔数量的1
11、/31/5，山间河谷地区可适量减少，但不宜少于3个。2 在场地详细勘察阶段，对单幢建筑，测量土层剪切波速的钻孔数量不宜少于2个,数据变化较大时可适量增加；对小区中处于同一地质单元的密集高层建筑群，测量土层剪切波速的钻孔数量可适量减少，但每幢高层建筑下不得少于一个。3 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，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状，按下表划分土的类型，再利用当地经验在下表的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速。,土的类型划分和剪切波速范围,抗震设防烈度为6度时，可不考虑液化的影响，但对沉陷敏感的乙类建筑，可按7度进行液化判别。甲类建筑应进行专门的液化勘察。场地地
12、震液化判别应先进行初步判别，当初步判别认为有液化可能时，应再作进一步判别。液化初步判别除按现行国家有关抗震规范进行外，尚宜包括下列内容进行综合判别；(1)分析场地地形、地貌、地层、地下水等与液化有关的场地条件；(2)当场地及其附近存在历史地震液化遗迹时，宜分析液化重复发生的可能性；(3)倾斜场地或液化层倾向水面或临空面时，应评价液化引起土体滑移的可能性。地震液化的进一步判别应在地面以下15m的范围内进行；对于桩基和基础埋深大于5m的天然地基,判别深度应加深至20m。对判别液化而布置的勘探点不应少于3个，勘探孔深度应大于液化判别深度。当采用标准贯入试验判别液化时，应按每个试验孔的实测击数进行。,
13、凡判别为可液化的土层应按现行国家标准建筑抗震设计规范(GB50011)的规定确定其液化指数和液化等级。勘察报告除应阐明可液化的土层、各孔的液化指数外，尚应根据各孔液化指数综合确定场地液化等级。抗震设防烈度等于或大于7 度的厚层软土分布区，宜判别软土震陷的可能性和估算震陷量。场地或场地附近有滑坡、滑移、崩塌、塌陷、泥石流、采空区等不良地质作用时，应进行专门勘察，分析评价在地震作用时的稳定性。,10.4天然地基和基础抗震承载力 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：(1)一般的单层厂房和单层空旷房屋；(2)不超过8层且高
14、度在25m以下的一般民用框架房屋；(3)基础荷载与2)项相当的多层框架厂房。3)本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑注：软弱粘性土层指7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80、100和120kPa的土,天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应标准组合，且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。地基抗震承载力应按下式计算：式中 faE-调整后的地基抗震承载力；a地基抗震承载力调整系数，应按下表采用；fa深宽修正后的地基承载力特征值应按现行国家标准建筑地基基础设计规范GB50007采用。,地基土抗震承载力调整系数,验算天然地基地震作用下的竖向承载力时，按地震
15、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：式中 p-地震作用效应标准组合的基础底面平均压力；pmax-地震作用效应标准组合的基础边缘的最大压力。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%。,实例一,某建筑场地土层波速测试成果如表，试计算该场地的覆盖厚度，计算深度，等效剪切波速并判断建筑场地类别。,实例二,如果抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第2组，工程结构周期为1s，阻尼比为0.06，试确定地震影响系数。,1.某城市（设计地震分组为一组）修建结构自振周期T为1s的建筑，地震烈度8度，阻尼比0.05，水平地震影响系数最大值为0.16，场地地下土层波速测试资料如下：填土，厚度3.5m，；粉质粘土，厚度4.5m，；粘土，厚度3.0m，；粉土，厚度3.5m，；粘土，厚度2.5m，；砾砂，厚度13m，；砂岩，厚度大于40m，。试求地震影响系数（设计反应谱）。,实例三,某工程所在地为抗震设防烈度为8度，设计基本地震加速度值为0.20g，设计地震分组为第2组，经勘察地层结构为013.40m为细砂层，细砂的粘粒含量为2.2%；13.40m以下为粘土层，地下水位为0.8m。对细砂层进行标贯试验结果如下，试判断该地基土层有无液化，列表求出液化指数，判定液化等级。,实例四,
