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1、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
2、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
3、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
4、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
5、。（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
6、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0.005m
7、m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
8、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，可将液化地基划分为三个等级：轻微，中等，严重。,地基抗液化措施,本章小结1.场地土与场地是不同的,二者的分类方法不同2.场地类别的划分主要根据等效剪切波速及覆盖层厚度进行*3.地基抗震验算的原则和方法*4.地基液化的二步判别方法5.地基液化的抗震措施,
