场地、地基与基础

液化，否则判为不液化。
N c rN 0 [ 0 .9 0 .1 ( d s d w )3 ]/c ( d s 1 m ) 5 N c rN 0 ( 2 .4 0 .1 d w )3 /c ( 1 d 5 s 2 m ) 0
d w ---地下水位深度（m)
d s ---饱和土标准贯入试验点深度（m)
场地、地基与基础
土层地质年代
代纪
世
距今 (百万年)
地史主要特点
第
全新世(Q4)
0.012
近代各种类型的 人类出现并急
堆积
剧发展
四更
新 生
纪 (Q)
新 世
晚期(Q3) 中期(Q2) 早期(Q1)
地球发育为现代
地形、冰川广布、
1
黄土生成
代
晚 上新世(N2)
12
哺乳动物全盛
(Kz)
第 三
(N) 中新世(N1)
场地、地基与基础
土层液化的判别方法
当建筑场地有饱和的砂土和粉土时，应进行液 化判别。
液化判别可分两步进行： 初步判别 标准贯入试验判别
场地、地基与基础
初判考虑的因素
当符合下列条件之一时，则判别为不液化或不考虑液 化影响： ① 基本烈度为6度的地区。 ② 土层地质年代属Q3或Q3以前的。 ③ 粉土的粘粒含量百分率： 7度 时 c (% ) 10 8度 时 c (% ) 13 9度 时 c (% ) 16
25
第三纪山系形成， 地势分异显著陆
期到猿、人分 枝
纪 早 渐新世(E3) (R) (E) 始新世(E2)
40 相沉积的砂岩、 哺乳动物分化
60 页岩及砾石
被子植物繁盛
古新世(E1)
70
场地、地基与基础
哺乳动物出现
④ 地下水位深度dw ：dw>do+db-3 ⑤ 覆盖非液化土层厚度du ：du>do+db-2
喷水冒砂可能性大， 危害性较大，可造成不均 从轻微到严重均有， 匀沉陷和开裂，有时不均 多数液化等级属中 匀沉陷可达200mm 等
一般喷水冒砂都很 危害性大，不均匀沉陷可
严重，地面变形很 能大于200～300mm，高重
明显
心结构可能产生不允许的
倾斜
场地、地基与基础
2.3.3、可液化地基的抗震措施
当液化土层较平坦、均匀时，可按下表选用抗液化措施
1.20
砾砂
场地、地基与基础
剪切波速 Vs(m/s)
200 280 310 510
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。
层底深度(m) 9.5
土层厚度 (m)
9.5
土的名称 砂
剪切波速 m/s
170
37.8
28.3
淤泥质粘 130
土
43.6
5.8
砂
240
60.1
16.5
或 du+dw>1.5do+2db-4.5 其中： db —基础埋深。不超过2米时按2米计。 do—液化土特征深度，见下表。
饱和土类别
液化土特征深度 do
7度
8度
9度
粉土
6m
7m
8m
砂土
场地、7m地基与基础
8m
9m
标准贯入试验判别
标准贯入试验设备（如图）
由三部分组成：
标准贯入器 触探杆 重63.5kg穿心锤
场地、地基与基础
影响场地土液化的因素
土层的地质年代和组成：地质年代越古老，越 不易液化；细砂较粗砂易液化等。
土层的相对密度：土的密实程度越大，越不易 液化；土的粘性颗粒含量越高，越不易液化。
土层的埋深和地下水位的深度：土的埋深越大 ，地下水位越深，越不易液化。
地震烈度和地震持续时间：地震烈度越高，持 续时间越长，饱和砂土越易液化。
属于Ⅲ类场地
地基基础抗震验算
可不进行天然地基及基础抗震验算的建筑 《规范》4.2.1规定： 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；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
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
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。
场地、地基与基础
地震引发了一巨大的泥石 流，数百户人家被埋在泥 石里
场地、地基与基础
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
液化指数与液化等级
采用土层柱状液化等级判定。
液化指数 IlEi n11N N ciridiwi
n ---判别深度内每一个钻孔标准贯入试验点总数；
Ni , Ncri---分别为i点标准贯入锤击数的实测值和临界值，当实测值
大于临界值时取临界值的数值；
d i ---第i点所代表的土层厚度（m)；
W i ---第i层考虑单位土层厚度的层位影响权函数
d i — —计算深度范围内第 i 层土的厚度（m）； n — — 计算深度范围内土层的 分层数；
vsi — 计算深度范围内第 i层土的剪切波速（m/ s）.
场地、地基与基础
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；
场地、地基与基础
主断裂带避让距离
场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响 进行评价，并应符合下列要求： 对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动 对地面建筑的影响：
1）抗震设防烈度小于8度； 2）非全新世活动断裂； 3）抗震设防烈度为8度和9度时隐伏断裂， 前第 四纪基岩以上的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。
场地、地基与基础
天然地基及基础抗震承载力验算
faEa fa
faE ：调整后的地基土抗震承载力设计值
：地基土抗震承载力调整系数，应按表
a
a
2-6采用
f a ：深宽修正后的地基承载力特征值
场地、地基与基础
表2-6 地基抗震承载力调整系数
岩土名称和性状
a
土 岩和 石粉 ，土 密实 密的 实碎 的石 砾土 、 fa， 粗 30k、 0P的 a中 粘砂 性 1， .5
液化等级
判别深度15m时的液化指标 判别深度20m时的液化指标
轻微
0IlE 5 0IlE 6
中等Hale Waihona Puke 5IlE 15 6IlE 18
严重
IlE 15 IlE 18
场地、地基与基础
液化 等级
地面喷水冒砂情况
对建筑物的危害情况
轻微 中等 严重
地面无喷水冒砂， 或仅在洼地、河边 有零星的喷水冒砂 点
危害性小，一般不致引起 明显的沉降
场地、地基与基础
2、天然地基的抗震验算 认为基底压应力呈直线分布，则：
p faE pmax 1.2 faE
p ：地震作用效应标准组合的基础底面的平均压
应力
。pmax ：地震作用效应组合的基础边缘的最大压应力
场地、地基与基础
•注意点： （1）对于高宽比大于4的高层建筑，在地震作用下基 础底面不宜出现拉应力。 （2）其它建筑基础底面与地基土之间零应力区面积不 应超过基底面积的15%，即
危险地 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及
段
发震断裂带上可能发生地表错位的部位
场地、地基与基础
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 生液场化地。、地基与基础
中密、稍密中 的密 碎、 石稍 土密 ， 中 的砂 砾， 、密 粗实 、和中密
1.3
的细、 15粉 k0P砂 afa ， 30的 0 粘性土和黄 粉土 土，坚硬
稍密的砾、 10粗 k0P 、 afa中 15k砂 0P的 a ，粘性土和粉土，新
沉积的粘性可 土塑 和的 粉黄 土土 ，
1.1
淤泥和淤泥的 质砂 土，填 松土 散黄 ，土 新和 近流 堆塑 积的 1.0 黄土
适当的抗震措施； 3.不在危险地段建设。
场地、地基与基础
场地土类型的划分
按土层剪切波速大小，场地土分4类：
场地、地基与基础
等效剪切波速
多层土与均质土在剪切波速的传播时间上相等，计算公式
v se
d0 t
t n d i v i 1 si vse — —土层等效剪切波速( m/s）； d 0 — —计算深度(m)，取 覆盖层 厚度和20m中的小值 ； t — — 剪切波在地表与计算深 度之间传播的时间（s ）；
2.1 场地
场地：建筑物的所在地。 不同场地上的建筑物震害的差异是十分
明显的。主要的因素有：场地土的刚性 （坚硬和密实程度）的大小和场地土覆 盖层厚度。
场地、地基与基础
场地地段划分
地段 类别
地质、地形、地貌
有利地 稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土
段
等
不利地 段
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
① 使公式同时适用于饱和砂土和粉土的判别。 ② 常数3表示c(%) = 3是砂土与粉土的分界线。
当c(%) < 3时取c(%) = 3，则上述公式退回到 砂土液化的判别公式。 ③ 随着土中粘粒含量的增加，土层的相应标准贯 入锤击数临界值将减小，土层越不易液化，这 就反映了粉土的液化趋势。
场地、地基与基础
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。
场地、地基与基础
场地类别
《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
盖层厚度划分为四类：
场地、地基与基础
发震断裂的影响
与地下断裂构造直接相关的地裂 与发震断裂间接相关的受应力场控制所产生的地裂
值 (m 1)。若判别深度为15m，当该层中点深度不大
于5m时采用10，等于15m时应取零值,5～15m时应按
线性内插值法取值;若判别深度为20m，当该层中点
深度不大于5m时采用10，等于20m时应取零值，5
～
20m时应按线性内插值法取值。 场地、地基与基础
一般，液化指数越大，场地的喷水冒砂情况和 建筑物的液化震害就越严重，因此，可根据液化 指数的大小来区分液化危害程度，即地基的液化 等级。见表2.7
b´≥0.85b
场地、地基与基础
液化土和软土地基
当饱和的砂土和粉土受到地震时，因土颗粒之 间变密，在短时间内孔隙中的水来不及排出， 使土颗粒处于悬浮状态如同液体一样，这种现 象即为土的液化。
场地、地基与基础
液化的宏观标志是在 地表出现喷砂冒水。
➢处于地下水位以下 的饱和砂土和粉土在 地震时容易出现液化 现象
场地、地基与基础
钻孔至试验土层上15cm处,用 63.5kg穿心锤，落距为76cm，打击 土层，打入土层30cm，所用的锤击 数记作N63.5，称为标准贯入锤击数。 用N63.5与规范规定的临界值Ncr比 较来确定是否会液化。
场地、地基与基础
规范规定
当饱和可液化土的标贯击数N63.5的值小于Ncr值时，判为
c ---饱和土粘粒含量百分率，当小于3或是砂土时，均应取3。
N 0 ---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 7
烈度
8
9
第一组
6（8）
10(13)
16
第二、三组 8（10)
12(15)
---
括号内数值用于设计基本地场地震、加地速基与度基为础 0.15g和0.3g的地区
3 c 具有明显的物理意义：
淤泥质粘 200
土
63
2.9
细砂
310
69.5
6.5
砾混粗砂 520
场地、地基与基础
解：（1）确定覆盖层厚度为63米
（2）确定计算深度
d0 20m （3）计算等效剪切波速
vse d0 /t
nd0di
20
14.365m 77
9.5/1701.05/130
v i1 si
（4）确定建筑场地类别 场地、地基与基础
场地、地基与基础
对不符合上述规定的情况，应避开主断裂带。 其避让距离不宜小于下表对发震断裂最小避让距 离的规定。
场地、地基与基础
•某场地钻孔地质资料如下表，试确 定该建筑场地类别。
土层底部深度 (m)
土层厚度di(m)
岩土名称
2.50
2.50
杂填土
4.00
1.50
粉土
4.90
0.90
中砂
6.10
场地、地基与基础
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 米，最多可达5立方 米。有时地面运动停 止后，喷水现象可持 续30分钟。
液化的震害：喷水冒砂淹没农田，淤塞渠道，淘空路基； 沿河岸出现裂缝、滑移，造成桥梁破坏，等等。