场地、地基与基础2

岩土名称和性状
稳定岩石，密实的碎石土 中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中 砂， f ak 200 的粘性土和粉土，坚硬黄土
中软土
软弱土
稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂,可 250 v s 140 塑黄土,ak 200 的粘性土和粉土,ak 130 的填 f f 土 淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土 140 v s 和粉土， f ak 130 的填土，流塑黄土
i 1
vse d0
----土层的等效剪切波速
t
di v si
n
----计算深度（m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值 ----剪切波在地面至计算深度之间的传播时间 ----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) ----计算深度范围内土层的分层数
2 场地覆盖层厚度 场地覆盖层厚度是指从地面至剪切波速大于规定值的土 层或坚硬土顶面的距离。 场地覆盖层厚度的确定： 1. 一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面； 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 的下卧土层，且下卧土层的剪切波速不小于400m/s时， 可按地面至该下卧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。
甲 8 9 专门研究 专门研究
建筑抗震设防类别
乙 300m 500m 丙 200m 300m 丁
－ －
当符合下列条件之一者，可忽略发震断裂带错动对地面 建筑的影响； 抗震设防烈度小于8度； 非全新世活动断裂； 抗震设防烈度为8度和9度时，前第四纪基岩的隐伏断裂 的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。
2 场地、地基与基础
学习目标
了解场地、地基与基础对房屋抗震影响； 掌握场地类别的化分方法和地基基础抗震验算方法；
了解地基土液化土的概念以及抗液化措施；
了解软土地基抗震措施。
2.1. 场地
场地：建筑物的所在地，其在平面上大体相当于 厂区、居民区或自然村的区域范围。
2.1.1 场地地段划分 工程地质条件对地震破坏的影响很大。 地段划分
土的 类型 坚硬土 或岩石 中硬土 中软土 软弱土
岩土名称和性状
稳定岩石，密实的碎石土 中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中 f 砂， ak 200 的粘性土和粉土，坚硬黄土 稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂,可 塑黄土, f ak 200 的粘性土和粉土, 130 f ak 的填土 淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土 和粉土， f ak 130 的填土，流塑黄土
地段类别 有利地段 不利地段 地质、地形、地貌 稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等 软弱土，液化土，条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，非 岩质的陡坡，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、 状态明显不均匀的土层（如故河道、疏松的断破裂带、暗 埋的塘浜沟谷和半填半挖地基）等 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发 震断裂带上可能发生地表错位的部位
液化的宏观标志是在 地表出现喷砂冒水。
2. 危害
唐山地震时，严 重液化地区喷水高度 可达8米，厂房沉降 可达1米。 天津地震时，海 河故道及新近沉积土 地区有近3000个喷水 冒砂口成群出现，一 般冒砂量0.1-1立方 液化的震害：喷水冒砂淹没农田， 米，最多可达5立方 淤塞渠道，淘空路基；沿河岸出现 米。有时地面运动停 裂缝、滑移，造成桥梁破坏，等等。 止后，喷水现象可持 续30分钟。
砂
淤泥质粘土 砂 淤泥质粘土
170
130 240 200
63
69.5
2.9
6.5
细砂
砾混粗砂
310
520
v
i 1
n
di
si
9.5 / 170 10.5 / 130
146.3577m/s
土层剪切波 速范围(m/s)
v s 500 500 v s 250
土的 类型 坚硬土 或岩石 中硬土
谷地或低地，这里的 建筑物容易在地震发生时， 受土石崩塌破坏。
萨尔瓦多地震引发了一巨大的 泥石流，数百户人家被埋在泥 石里，估计有1200多人遇难
地裂
地段选择
1.选择有利地段； 2.避开不利地段，当无法避开时，应采取适 当的抗震措施； 3.不在危险地段建设。
2.1.2 场地土类型的划分 土的类型是按土层剪切波速大小划分的。 速度检层法是在原位测试土层剪切波速的一种最常用的方法。
dw ds
c
N0
---地下水位深度（m) ---饱和土标准贯试验点深度（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。
设计地震分组 第一组 第二、三组 烈度 7 6（8） 8（10) 8 10(13) 12(15) 9 16 ---
2. 地基土液化等级 液化场地危害程度的确定根据液化指数判定。 液化指数
2.3. 液化土和软土地基 2.3.1. 地基土液化的原因及其危害
1. 地基土液化 处于地下水位以下的饱和砂土 和粉土的土颗粒结构受到地震作用 时将趋于密实，使空隙水压力急剧 上升，而在地震作用的短暂时间内， 这种急剧上升的空隙水压力来不及 消散，使原有土颗粒通过接触点传 递的压力减小，当有效压力完全消 失时，土颗粒处于悬浮状态之中。 这时，土体完全失去抗剪强度而显 示出近于液体的特性。这种现象称 为液化。
例：已知某建筑场地的钻孔 土层资料如表所示，试确定 该建筑场地的类别。 解： （1）确定地面下20m表层土 的场地土类型
vse d 0 / t
d0 20
层底深度 (m)
土层厚度 (m)
土的名称
剪切波速m/s
9.5
37.8 43.6 60.1
9.5
28.3 5.8 16.5
砂
淤泥质粘土 砂 淤泥质粘土
2.3.2. 地基土液化的判别及液化等级 1. 地基土液化的判别
规范规定：按初步判别法和标准贯入试验判别法二个步骤。 （1）. 地基土液化的初步判别 1）. 根据地质条件判别 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）. 根据土质条件判别 当粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分 率在7、8和9度时分别大于10、13和16可判为不液化； 3）. 根据地震条件判别 烈度越高的地区，地面运动强度越大，土层越容易液化。 地震烈度小于6度时，一般不考虑液化。
危险地段
水边地的地下 水位较高，土质也 较松软，容易在地 震时产生土壤滑动 或地层液化。
山坡地在地震 时会产生土壤滑动 冲积地的土质 松软，地震时容易 塌陷，如果此处有 地下水层，还容易 发生液化。
用另外的土石 來填补地基，常有 土壤密实度不足情 形，导致建筑物在 地震时产生倾斜、 沉陷。
临近 悬崖， 容易 滑落
3~15
80
例：已知某建筑场地的钻孔 土层资料如表所示，试确定 该建筑场地的类别。 解： （1）确定地面下20m表层土 的场地土类型
vse d0 / t
d0 20
层底深度 (m)
土层厚度 (m)
土的名称
剪切波速m/s
9.5
37.8 43.6 60.1
9.5
28.3 5.8 16.5
场
地
类
型
Ⅰ
0
5m
3m 3m
Ⅱ
5m
Ⅲ
Ⅳ
（3）确定建筑场地类别 属于Ⅲ类场地
140 v se
30~50 3~15
50
15~80
80
2.1.4 主断裂带避让距离 发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动， 使建筑物遭受较大的破坏，在场地选择时，尽量避开，其 让距离按下表采用： 烈度
2.2. 地基基础抗震验算 2.2.1. 可不进行天然地基及基础抗震承载力验算的建筑 1) 砌体房屋； 软弱粘性土是指7，8，9度 时，地基土静承载力特征值分别 小于80、100、120kPa的土层
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) 规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。
1.1 1.0
淤泥，淤泥质土，松散的砂，填土
验算天然地基地震作用下的竖向承载力时，荷载分项 系数应取为1.0，基础底面平均压力和边缘最大压力应符 合下式要求：
p f aE
p max 1 . 2 f aE
式中 p----基础底面平均压力（kPa) pmax—基础底面边缘最大压力(kPa) faE---地基土抗震允许承载力 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；其它建筑，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%。
规范规定，建筑场地类别应根据土层等效剪切波 速和场地覆盖层厚度划分为以下四类：
等效剪切波速 （m/s）
v se 500 500 v se 250 250 v se 140 140 v se
场 Ⅰ 0 Ⅱ
地
类
型 Ⅲ Ⅳ
5m 3m 3m
5m
30~50
50
1515 ~80
170
130 240 200
63
69.5
2.9
6.5
细砂
砾混粗砂
310
520
v
i 1
n
di
si
9.5 / 170 10.5 / 130
146.3577m/s
属于中软土 （2）确定覆盖层厚度