场地、地基和基础3,4).ppt

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1、2 场地、地基和基础,2.1场地 2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度 2.1.2 场地类别2.2天然地基与基础的抗震验算 2.2.1 不进行天然地基及基础抗震验算的建筑 2.2.2 天然地基在地震作用下的抗震承载力验算2.3液化土与软土地基 2.3.1 地基土的液化 2.3.2 液化的判别 2.3.3 可液化地基的抗震措施 2.3.4 软土地基的抗震措施2.4 桩基的抗震设计 2.4.1 可不进行桩基的抗震验算的条件 2.4.2 桩基的抗震设计,1,液化判别和处理的一般原则：对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基，除6度外，应进行液化判别。对6度区一般情况下可不进行判别和处理，但对液化沉陷敏感

2、的乙类建筑可按7度的要求进行判别和处理。,2.3.2 液化的判别,存在液化土层的地基，应根据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。,凡经初步判别为不液化或不考虑液化影响的场地土，原则上可不进行标准贯入判别试验的判别。,为了减少判别场地土液化的勘察工作量，饱和砂土液化的判别可分两步进行，即初步判别和标准贯入试验判别。,抗震规范GB50011-2010 4.3,2,两大步骤：1.初步判别；2.标准贯入试验判别,初步判别,以地质年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土层厚度等作为判断条件,（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

3、粒（粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率，7度、8度和9度时分别不小于10、13和16时，可判为不液化土；,液化的判别,抗震规范,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：,3,地质年代表（附）,4,（3）浅埋天然地基的建筑，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：,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,液化土特征深度，按表4.3.3采用,上覆非液化土层厚度（m），计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除,基础埋置深度（m），不超过2m时应采用2m,表4.3.3 液化土特征深

4、度（m）,5,上面判别式（db=2)亦可用右图表示：,db2时，在du、dw中减去（db-2)后再查图确定。,6,图示为某场地地基剖面图，上覆非液化土层厚度du=5.5m，其下为砂土，地下水位深度为dw=6m，基础埋深db=2m，该场地为8度区。确定是否考虑液化影响。,查液化土特征深度表,需要考虑液化影响。,解：按判别式确定,例题2-4,(符合下列条件之一时可不考虑液化影响),7,初判条件均不能满足时，即地基土存在液化可能,采用标准贯入试验进一步判别其是否液化,标准贯入试验设备：由穿心锤、触探杆、贯入器等组成,二、标准贯入试验判别,1-穿心锤2-锤垫3-触探杆4-贯入器头5-出水孔6-贯入器身

5、7-贯入器靴,钻孔至试验土层上15cm处,用63.5公斤穿心锤，落距为76cm，打击土层，打入30cm所用的锤击数记作N63.5，称为标贯击数。用N63.5与规范规定的临界值Ncr比较来确定是否会液化。,抗震规范,8,N63.5Ncr时，应判为液化土，否则为不液化土。,-地下水位深度（m)；,-饱和土标准贯入试验点深度（m)；,-粘粒含量百分率，当小于3或是砂土时，均应取3。,-液化判别标准贯入锤击数基准值，按下表采用；,抗震规范,液化判别标准贯入锤击数临界值,在地面下20m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值,-液化判别标准贯入锤击数临界值；,-调整系数，设计地震第一组取0.80，第二组

6、取0.95，第三组取1.05；,9,一、评价的意义,液化地基的评价,地基土液化程度不同，对建筑物的危害也不同，采取的 抗液化措施也不同。,为了衡量地基土液化的危害程度，抗震规范通过液化指 数来划分场地的液化等级，以反映场地液化可能造成的 危害程度。,10,二、液化指数,液化指数,-判别深度内每一个钻孔标准贯入试验点总数；,-分别为i点标准贯入锤击数的实测值和临界值，当实测值大于临界值时应取临界值；当只需要判别15m范围以内的液化时，15m以下的实测值可按临界值采用；,-第i点所代表的土层厚度（m)，可采用与该标准贯入试验点相邻的上下两标准贯入试验点深度差的一半，但上届不高于地下水位深度，下界不

7、深于液化深度；,-第i层考虑单位土层厚度的层位影响权系数（单位为m-1)。当该层中点深度不大于5m时采用10，等于20m时应取零值，520m时应按线性内插值法取值。,抗震规范,11,由液化指数，按下表确定液化等级,抗震规范,三、液化等级,12,某工程按8度设防，其工程地质年代属Q4，钻孔资料自上向下为：砂土层至2.1m，砂砾层至4.4m，细砂至8.0m，粉质粘土层至15m；砂土层及细砂层粘粒含量均低于8；地下水位深度1.0m；基础埋深1.5m；设计地震场地分组属于第一组。试验结果如表2-9，试对该工程场地液化可能作出评价。,例题2-5,13,1）初判,解,Q4;,砂土层及细砂层粘粒含量均低于8

8、,14,两大步骤：1.初步判别；2.标准贯入试验判别,初步判别,以地质年代、粘粒含量、地下水位及上覆非液化土层厚度等作为判断条件,（1）地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及以前时，7、8度可判为不液化；,（2）当粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率在烈度为7、8和9度时分别大于10、13和16可判为不液化；,2.3.2 液化的判别,（3）采用天然地基的建筑，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。,15,1）初判,Q4;,故均不满足不液化条件，需进一步判别,解,砂土层及细砂层粘粒含量均低于8,16,2）计算层位影响函数,例如第一点，地下水位为1.0

9、m，故上界为1.0m，土层厚1.1m，故,第二点，上界为砂砾层层底深4.4m，代表土层厚1.1m，故,余类推。,第一点所在土层中点深度：,第一点所在土层中点深度：,17,(3)按式,最终给出ILE=12.16，据下表，液化等级为中等。,计算各层液化指数，结果见下表,18,图2-20为某办公楼地基柱状图。基础埋深为2m，地下水水位深度，设防烈度为8度，设计基本地震加速度为0.2，设计地震分组为第一组。其他条件见表2-13,。试求15m深度范围内地基液化指数和液化等级。,例题2-6,19,20,1）求标准贯入锤击数临界值,其余各点 值见表2-13,解：,例如：第1标准贯入点（）,设计基本地震加速度

10、为0.2，由表2-11差得,设计地震分组为第一组，故调整系数,将 及各标准贯入点 值代入上式，即可求得。,21,（2）求各标准贯入点所代表的土层厚度 及其中点的深度,（3）求 层中点所对应的权函数值,均不超过5m，故它们对应的权函数值,故它对应的权函数值由线性内插法得：,22,（4）求液化指数,（5）判定液化等级,上述计算过程可按表2-13进行,根据液化指数 在618之间，,故该地基的液化等级属于中等。,23,2 场地、地基和基础,2.1场地 2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度 2.1.2 场地类别2.2天然地基与基础的抗震验算 2.2.1 不进行天然地基及基础抗震验算的建筑 2.2.2 天然

11、地基在地震作用下的抗震承载力验算2.3液化土与软土地基 2.3.1 地基土的液化 2.3.2 液化的判别 2.3.3 可液化地基的抗震措施 2.3.4 软土地基的抗震措施2.4 桩基的抗震设计 2.4.1 可不进行桩基的抗震验算的条件 2.4.2 桩基的抗震设计,24,当液化砂土层、粉土层较平坦且均匀时，可按表选用抗液化措施；尚可计入上部荷载对液化危害的影响，根据液化震陷量的估计适当调整抗液化措施。不易将未经处理的液化土层作为天然地基持力层。,抗液化措施应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级，结合具体的工程情况综合确定。,2.3.3 可液化地基的抗震措施,注：甲类建筑的地基抗液化措施应进行专

12、门的研究，但不宜低于乙类的响应要求。,抗震规范,25,1、桩基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0.8m，对其他非岩石土不宜小于1.5m；2、深基础基础底面应埋人液化深度以下的稳定土层中，其深度不应小于0.5m；3、加密方法（如振冲、振动加密、挤密碎石桩、强夯等）应处理至液化深度下界，振冲和挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯人锤击数不宜小于本规范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，或增加上覆非液化土层的厚度；5、在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

13、底面下处理深度的1/2，且不小于基础宽度的1/5。,具体要求：,可采用桩基、深基础、土层加密法、挖除全部液化土层等措施,一、全部消除地基液化沉陷,抗震规范,26,具体要求：,1、处理深度应使处理后的地基液化指数减少，其值不宜大于5；大面积筏基、箱基的中心区域，处理后的液化指数可比上述规定降低1；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；注：中心区域指位于基础外边界以内沿长宽方向距外边界大于相应方向1/4长度的区域。2、采用振冲和挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯人锤击数不宜小于本规范第条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值；3、基础边缘以外的处理宽度，应符合本规范条

14、5款的要求；4、采取减小液化震陷的其他方法，如增厚上覆非液化土层的厚度和改善周边的排水条件等。,二、部分消除地基液化沉陷的措施应符合：,抗震规范,27,综合考虑采取如下措施：,1、选择合适的基础埋深；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。,三、基础和上部结构处理,抗震规范,28,2 场地、地基和基础,2.1场地 2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度 2.1.2 场

15、地类别2.2天然地基与基础的抗震验算 2.2.1 不进行天然地基及基础抗震验算的建筑 2.2.2 天然地基在地震作用下的抗震承载力验算2.3液化土与软土地基 2.3.1 地基土的液化 2.3.2 液化的判别 2.3.3 可液化地基的抗震措施 2.3.4 软土地基的抗震措施2.4 桩基的抗震设计 2.4.1 可不进行桩基的抗震验算的条件 2.4.2 桩基的抗震设计,29,地基主要受力层范围内存在软弱黏性土层和高含水量的可塑性黄土时，应结合具体情况考虑，采用桩基、地基加固处理或本规范第条的各项措施（减轻液化影响的基础和上部结构处理），也可根据对软土震陷量的估计，采用相应措施。,2.3.4 软土地基

16、的抗震措施,抗震规范,软弱黏土地基：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的黏土层所组成的地基。,软弱黏土地基特点：地基承载力低，压缩性大。,软弱黏土地基抗震措施：,30,地基中软弱黏性土层的震陷判别：,抗震规范,地基中软弱黏性土层的震陷判别，可采用下列方法。饱和粉质黏土震陷的危害性和抗震陷措施应根据沉降和横向变形大小等因素综合研究确定，8度（0.30g）和9度时，当塑性指数小于15且符合下式规定的饱和粉质黏土可判为震陷性软土。,式中：,31,2 场地、地基和基础,2.1场地 2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度 2.1.2 场地类别2.2天然地基与基础的抗震验

17、算 2.2.1 不进行天然地基及基础抗震验算的建筑 2.2.2 天然地基在地震作用下的抗震承载力验算2.3液化土与软土地基 2.3.1 地基土的液化 2.3.2 液化的判别 2.3.3 可液化地基的抗震措施 2.3.4 软土地基的抗震措施2.4 桩基的抗震设计 2.4.1 可不进行桩基的抗震验算的条件 2.4.2 桩基的抗震设计,32,.桩基的抗震设计,33,2.4.1 可不进行桩基的抗震验算的条件,抗震规范,承受竖向荷载为主的低承台桩基，当地面下无液化土层，且桩承台周围无淤泥、淤泥质土和地基承载力特征值不大于100kPa的填土时，下列建筑可不进行桩基抗震承载力验算：,1、7度和8度时的下列建

18、筑：1）一般的单层厂房和单层空旷房屋；2）不超过8层且高度在24m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和多层混凝土抗 震墙房屋；2、本规范第条之1款规定的建筑及砌体房屋。,可不进行上部结构抗震验算的建筑,34,2 场地、地基和基础,2.1场地 2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度 2.1.2 场地类别2.2天然地基与基础的抗震验算 2.2.1 不进行天然地基及基础抗震验算的建筑 2.2.2 天然地基在地震作用下的抗震承载力验算2.3液化土与软土地基 2.3.1 地基土的液化 2.3.2 液化的判别 2.3.3 可液化地基的抗震措施 2.3.4 软土地基的抗震措施2.4

19、桩基的抗震设计 2.4.1 可不进行桩基的抗震验算的条件 2.4.2 桩基的抗震设计,35,2.4.2 低承台桩基的抗震验算,抗震规范,非液化土中低承台桩基的抗震验算，应符合下列规定：,一、非液化土中低承台桩基的抗震验算,1.单桩的竖向和水平向抗震承载力特征值，可均比非抗震设计时提高25%。2.当承台周围的回填土夯实至干密度不小于现行国家标准建筑地基基础 设计规范对填土的要求时，可由承台正面填土与桩共同承担水平地震 作用；但不应计入承台底面与地基土间的摩擦力。,36,二、存在液化土层的低承台桩基的抗震验算,抗震规范,存在液化土层的低承台桩基的抗震验算，应符合下列规定：,1.承台埋深较浅时，不宜

20、计入承台周围土的抗力或刚性地坪对水平地震作用的分担作用；2.当桩承台底面上、下分别有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土层或非软弱土层时，可按下列二种情况进行桩的抗震验算，并按不利情况设计：,37,2）余震时，地震作用按水平地震影响系数最大值的10%取用，桩承载力仍按本规范第条1款取用，但应扣除液化土层的全部摩阻力及桩承台下2m深度范围内非液化土的桩周摩阻力。,1）主震时，桩承受全部地震作用，桩承载力按本规范第条取用，液化土的桩周摩阻力及桩水平抗力均应乘以表的折减系数。,表4.4.3 土层液化影响折减系数,单桩的竖向和水平向抗震承载力特征值，可均比非抗震设计时提高25%。,非液化土中低承台桩

21、基的抗震验算,38,3.打入式预制桩及其他挤土桩，当平均桩距为2.54倍桩径且桩数不少于 55时，可计入打桩对土的加密作用及桩身对液化土变形限制的有利 影响。当打桩后桩间土的标准贯入锤击数值达到不液化的要求时，单 桩承载力可不折减，但对桩尖持力层作强度校核时，桩群外侧的应力 扩散角应取为零。打桩后桩间土的标准贯入锤击数宜由试验确定，也 可按下式计算：,39,三、桩基抗震验算的其他一些规定,抗震规范,处于液化土中的桩基承台周围，宜用密实干土填筑夯实，若用砂土或粉土则应使土层的标准贯入锤击数不小于本规范第条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。,液化土和震陷软土中桩的配筋范围，应自桩顶至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求的深度，其纵向钢筋应与桩顶部相同，箍筋应加粗和加密。,在有液化侧向扩展的地段，桩基除应满足本节中的其他规定外，尚应考虑土流动时的侧向作用力，且承受侧向推力的面积应按边桩外缘间的宽度计算。,40,一、概念解释场地、场地土、覆盖层厚度、场地土的液化二、简答1、场地土分几类？如何划分的？2、如何确定场地类别？3、场地选择的原则？4、液化指数的作用？5、场地土液化产生的震害？6、怎样进行天然地基的抗震验算？三、计算1、会判定建筑场地的类型?2、会进行液化的初步判别？,本 章 重 点,41,