第2章场地地基和基础
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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的土层。
2.天然地基抗震验算
• (1)确定地震作用下地基土的承载力： • 采用在地基静承载力设计值基础上乘以抗震调整系数来
计算
faE a fa
• 地震作用下一般土的动强度高于静强度。 • 地震作用下地基的可靠度可比静力荷载下有所降低。
p faE
• 式中：
pmax 1.2 faE
• 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。
2.天然地基抗震验算
• (4)地基稳定性要求： • 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
建筑地段
建筑地段
建筑地段的选用原则
•宜选择有利地段 •避开不利地段
•当无法避开不利地段时，应采取有效措施， •不应在危险地段建造甲乙丙类建筑
建筑场地的地震影响
• 建筑场地的地震影响：
• 不ຫໍສະໝຸດ Baidu场地上的建筑物的震害差异明显：
• 在软弱地基上，柔性结构容易遭到破坏，刚性 结构表现较好；结构破坏有时是由于地基破坏 而产生；
fa为深宽修正后的地基静承载力特征值(KPa)
覆盖层厚度
• 场地覆盖层厚度：
• ①一般指的是地面至坚硬土顶面的距离。
• 坚硬土通常是指剪切波速大于500m/s的土层和岩石；
• ②但当地面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，且下卧岩层的剪切波速均 不小于400m/s时，也可按该层土顶面至地面的距 离作为覆盖层厚度。
1.可不进行地基及基础抗震验算的情况
• 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《抗震规范》规定可不进行上部结构抗震验算的 建筑
区面积不应超过基础底面面积的15%。
§2.3 液化地基的判别与处理
• 1.地基液化： • 处于地下水位以下的饱和砂土和饱和粉土，在地震作
用时容易发生液化现象。 • 原因： • 地震引起的强烈振动使得饱和砂土或粉土颗粒间发生
相对位移，趋于密实，短时间内孔隙水压力急剧增加， 使原先由土颗粒通过其接触点传递的压力（有效压力） 减小，当有效压力完全消失时，沙土颗粒局部或全部 处于悬浮状态。此时土体抗剪强度为零，形如液体， 产生冒水喷砂现象。 • S=（σ-μ）tanφ
建筑结构系列电子教案
建筑结构抗震设计
Reinforced Concrete Structure
2.场地与地基
Building Site and foundations
主讲：张自荣 2010－10
第二章 场地与地基
§2.1 建筑场地 §2.2 天然地基的抗震验算 §2.3 液化地基的判别与处理
§2.1 建筑场地
土层剪切波速范 围m/s
υs>500
中硬土
中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、 500 ≥ υs >250 粗、中砂，fa＞200的粘性土和粉土，坚 硬黄土
中软土
稍密的砾、粗、中砂，不属松散类的细 250 ≥ υs >140 粉砂，fa≤200的粘性土和粉土，
fa＞130的填土，可塑黄土
软弱土
淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积 υs<140 的粘性土、 fa≤130的填土，可塑黄土
t di / vsi
深于剪场切地波覆速盖的层计厚算度深度d0是取地面下20m，且不
3.场地类别的划分
《抗震规范》按照等效剪切波速和场地覆盖层厚 度两个因素，将建筑场地划分为四种类别：
• 对丁要建筑和≤10层且高度≤30m丙类建筑，当无实测剪切波速时， 可参考岩土性状来划分。
§2.2 地基抗震验算
• 注：剪切波速均大于500m/s的孤石、透镜体不计，火山 岩硬夹层不计厚度。
• 土层越厚，震害越严重
等效剪切波速
• 当土层物理力学指标明显不同时（分层）， 可采用等效剪切波速
• 等效剪切波速以剪切波在地面至计算深度 各层土中的传播的时间不变的原则，来定 义的土层平均剪切波速：
•
vse d0 / t
• 场地：是指范围相当于厂区、居民点、自然村 或平面面积不小于0.5km2，具有相似的反映谱 特征的工程群所在地。（建筑物所在地）
• 建筑在不同地质条件的场地上的建筑物，在地 震时的破坏程度明显不同。
• 有必要将建筑场地按其对建筑物地震作用的强 弱和特征进行分类，以便根据不同的建筑场地 类别采用相应的设计参数，进行建筑物的抗震 设计和采取相应的抗震措施。
2.天然地基抗震验算
• (2)上部荷载效应应采用地震作用效应标准组合，即各作 用分项系数均取1.0的组合。
• (3)采用拟静力法，假定地震作用如同静力作用，验算地 基的承载力和稳定性。
• 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：
1.建筑地段类别的划分
按震害轻重程度将建筑场地地段分三类
地段类别
地质 、地形、 地貌
有利地段
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 不利地段 的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡边缘，平
面分布土成因、岩性、状态明显不均匀的土层
地震是可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥 危险地段 石流等及发震断带上可能发生地表位错的部位
• 大量的一般性地基具有很好的抗震性能，极少有因地 基承载力不足而导致的震害。
• 原因： • 一般天然地基在静力荷载作用下具有相当大的安全 储备。
• 地基在建筑物自重长期作用下产生固结，使承载力 提高
• 动载短期荷载作用下，地基动承载力也有所提高 • 大量的一般地基具有良好的抗震性能，按地基静力承
载力设计的地基能够满足抗震要求，规范规定了相当 大部分的建筑物可不进行天然地基及基础的抗震承载 力验算。
• 在坚硬地基上，柔性结构表现较好，而刚性结 构表现不一，有好有坏；建筑物的破坏通常是 因结构破坏而产生；
• 总体来说，在软弱地基上的破坏比坚硬地基上 的破坏要严重。
2. 场地土类型和覆盖层厚度
• 场地土类型是指土层本身的刚度特性，根据土层剪 切波速将土的类型划分为四种：
土的类型
岩土名称和性质
坚硬土或岩石 稳定岩石，密实的碎石土
2.天然地基抗震验算
• (1)确定地震作用下地基土的承载力： • 采用在地基静承载力设计值基础上乘以抗震调整系数来
计算
faE a fa
• 地震作用下一般土的动强度高于静强度。 • 地震作用下地基的可靠度可比静力荷载下有所降低。
p faE
• 式中：
pmax 1.2 faE
• 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。
2.天然地基抗震验算
• (4)地基稳定性要求： • 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
建筑地段
建筑地段
建筑地段的选用原则
•宜选择有利地段 •避开不利地段
•当无法避开不利地段时，应采取有效措施， •不应在危险地段建造甲乙丙类建筑
建筑场地的地震影响
• 建筑场地的地震影响：
• 不ຫໍສະໝຸດ Baidu场地上的建筑物的震害差异明显：
• 在软弱地基上，柔性结构容易遭到破坏，刚性 结构表现较好；结构破坏有时是由于地基破坏 而产生；
fa为深宽修正后的地基静承载力特征值(KPa)
覆盖层厚度
• 场地覆盖层厚度：
• ①一般指的是地面至坚硬土顶面的距离。
• 坚硬土通常是指剪切波速大于500m/s的土层和岩石；
• ②但当地面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，且下卧岩层的剪切波速均 不小于400m/s时，也可按该层土顶面至地面的距 离作为覆盖层厚度。
1.可不进行地基及基础抗震验算的情况
• 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《抗震规范》规定可不进行上部结构抗震验算的 建筑
区面积不应超过基础底面面积的15%。
§2.3 液化地基的判别与处理
• 1.地基液化： • 处于地下水位以下的饱和砂土和饱和粉土，在地震作
用时容易发生液化现象。 • 原因： • 地震引起的强烈振动使得饱和砂土或粉土颗粒间发生
相对位移，趋于密实，短时间内孔隙水压力急剧增加， 使原先由土颗粒通过其接触点传递的压力（有效压力） 减小，当有效压力完全消失时，沙土颗粒局部或全部 处于悬浮状态。此时土体抗剪强度为零，形如液体， 产生冒水喷砂现象。 • S=（σ-μ）tanφ
建筑结构系列电子教案
建筑结构抗震设计
Reinforced Concrete Structure
2.场地与地基
Building Site and foundations
主讲：张自荣 2010－10
第二章 场地与地基
§2.1 建筑场地 §2.2 天然地基的抗震验算 §2.3 液化地基的判别与处理
§2.1 建筑场地
土层剪切波速范 围m/s
υs>500
中硬土
中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、 500 ≥ υs >250 粗、中砂，fa＞200的粘性土和粉土，坚 硬黄土
中软土
稍密的砾、粗、中砂，不属松散类的细 250 ≥ υs >140 粉砂，fa≤200的粘性土和粉土，
fa＞130的填土，可塑黄土
软弱土
淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积 υs<140 的粘性土、 fa≤130的填土，可塑黄土
t di / vsi
深于剪场切地波覆速盖的层计厚算度深度d0是取地面下20m，且不
3.场地类别的划分
《抗震规范》按照等效剪切波速和场地覆盖层厚 度两个因素，将建筑场地划分为四种类别：
• 对丁要建筑和≤10层且高度≤30m丙类建筑，当无实测剪切波速时， 可参考岩土性状来划分。
§2.2 地基抗震验算
• 注：剪切波速均大于500m/s的孤石、透镜体不计，火山 岩硬夹层不计厚度。
• 土层越厚，震害越严重
等效剪切波速
• 当土层物理力学指标明显不同时（分层）， 可采用等效剪切波速
• 等效剪切波速以剪切波在地面至计算深度 各层土中的传播的时间不变的原则，来定 义的土层平均剪切波速：
•
vse d0 / t
• 场地：是指范围相当于厂区、居民点、自然村 或平面面积不小于0.5km2，具有相似的反映谱 特征的工程群所在地。（建筑物所在地）
• 建筑在不同地质条件的场地上的建筑物，在地 震时的破坏程度明显不同。
• 有必要将建筑场地按其对建筑物地震作用的强 弱和特征进行分类，以便根据不同的建筑场地 类别采用相应的设计参数，进行建筑物的抗震 设计和采取相应的抗震措施。
2.天然地基抗震验算
• (2)上部荷载效应应采用地震作用效应标准组合，即各作 用分项系数均取1.0的组合。
• (3)采用拟静力法，假定地震作用如同静力作用，验算地 基的承载力和稳定性。
• 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：
1.建筑地段类别的划分
按震害轻重程度将建筑场地地段分三类
地段类别
地质 、地形、 地貌
有利地段
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 不利地段 的山丘，非岩质的陡坡，河岸和边坡边缘，平
面分布土成因、岩性、状态明显不均匀的土层
地震是可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥 危险地段 石流等及发震断带上可能发生地表位错的部位
• 大量的一般性地基具有很好的抗震性能，极少有因地 基承载力不足而导致的震害。
• 原因： • 一般天然地基在静力荷载作用下具有相当大的安全 储备。
• 地基在建筑物自重长期作用下产生固结，使承载力 提高
• 动载短期荷载作用下，地基动承载力也有所提高 • 大量的一般地基具有良好的抗震性能，按地基静力承
载力设计的地基能够满足抗震要求，规范规定了相当 大部分的建筑物可不进行天然地基及基础的抗震承载 力验算。
• 在坚硬地基上，柔性结构表现较好，而刚性结 构表现不一，有好有坏；建筑物的破坏通常是 因结构破坏而产生；
• 总体来说，在软弱地基上的破坏比坚硬地基上 的破坏要严重。
2. 场地土类型和覆盖层厚度
• 场地土类型是指土层本身的刚度特性，根据土层剪 切波速将土的类型划分为四种：
土的类型
岩土名称和性质
坚硬土或岩石 稳定岩石，密实的碎石土