场地,地基与基础
场地、地基和基础
2.1.1工程地质条件对震害的影响
主要包括地质构造和局部地形
1. 发震断裂的影响
局部地质构造：主要是指断裂。断裂是地质构造上的薄弱环节，分 为发震断裂和非发震断裂。 断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活动有关。
2.1.3 场地土类型
土的类型主要取决于土的刚度。
土的刚度可按土的剪切波速划分，土层剪切波速的测量，应按 下列要求进行（了解）：
1）在场地初步勘察阶段，对大面积的同一地质单元，测试土层 剪切波速的钻孔数量不宜少于3个。
2）在场地详细勘察阶段，对单幢建筑，测试土层剪切波速的钻 孔数量不宜少于2个，测试数据变化较大时，可适量增加；对小 区中处于同一地质单元内的密集建筑群，测试土层剪切波速的 钻孔数量可适量减少，但每幢高层建筑和大跨空间结构的钻孔 数量均不得少于1个。
山梁顶部，容易滑落
局部突出地形的影响
1.高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大； 2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应相对减小； 3.在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大； 4.高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明显
减小; 5.边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。
局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数
2.2.2 山区建筑边坡设计要求
山区建筑的地基基础应符合下列要求：
（1）边坡设计应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术 规范》GB 50330的要求；其稳定性验算时，有关的摩擦角 应按设防烈度的高低相应修正。 （2）边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑 基础与土质、强风化岩质边坡的边缘应留有足够的距离， 其值应根据设防烈度的高低确定，并采取措施避免地震时 地基基础破坏。
场地、地基和基础(简化版)资料
软弱地基上采用天然地基的单层厂房、单层空旷房屋; 7层及以上的民用框架及荷载相应的多层厂房; 其它超过规范规定的不验算范围的建筑均需进行地基和基础的抗震验算。
二、地基土抗震承载能力的调整 —— 拟静力法
§2.3 液化土与软土地基
一、场地土的液化现象 这是1964年日本新泻地震中被认识并备受关注的现象。处于地下水位以下的饱和砂土和粉土, 在地震时容易发生液化现象。 1.原因（机理）
n — 15（20）m深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数 Ni, Ncri — 实测值与临界值 di — i点代表的土层厚度（m）, 一般考虑15m深。 wi — 第i层土的影响权函 数值
10m
0
Wi 10
5m
（15m）
当经过上述两步判别证实地基土确实存在液化趋势后, 应进一步定量分析、评价液化土可能造成的危害程度。这 一工作通常是通过计算地基液化指数来实现的。
GB50011-2010液化等级和对建筑物的相应危害程度
等级
液化指数 IlE （20m）
地面喷水 冒沙情况
对建筑的 危害情况
轻微
IlE ≤ 6
无喷水冒沙或仅 有零星点
危害性小，不引起明显震害
中等
6<IlE≤18
喷水冒沙可能性大，多数属中等
危害性大可造成不均匀沉陷开裂
场地自振周期（卓越周期）和类共振现象 地震波放大最多分量: 单一土层T=4H/Vse 多土层T＝
4Hi/Vi
放大器
滤波器
地震波
基岩
T1
Tg
当结构的基本自振周期与场地自振周期接近或相等时结构的地震反应最大, 使建筑物震害加大。
有利地段
稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等
场地、地基和基础
dw=6m
du=5.5m
dw=6m dw(m)
1 2 3 4
1
2
3
4
d u (m)
5 6
7
8
9
10
须进一步判别区
需要考虑液化影响。
7度
5
6 7 8 9 10
8度
9度
不考虑液化影响区
砂土
2、标准贯入试验判别
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。
场地覆盖层厚度两个指标综合确定的。
等效剪切波速 （m/s）
场 Ⅰ 0 Ⅱ
地
类
型 Ⅲ Ⅳ
vse 500
500 vse 250
5m 250 vse 140 3m 3m 140 vse
5m
3~50
50
3~15
15 ~80
80
土层等效剪切波速
vse
d0 n di i 1 v si
du dw 1.5d0 2db 4.5
查液化土特征深度表
dw=6m
饱和土 类别
烈度
7 6m 7m
8 7m 8m
9 8m 9m
粉土 砂土
d 0 8m 1.5d0 2db 4.5 11.5m du d w 11.5m
需要考虑液化影响。
例1 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。 解：按土层液化判别图确定
抗震结构设计 场地地基基础
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 n di
v i1 si
20
9.5 /170 10.5 /130
146.3577m/s
层底深度(m) 土层厚度(m) 土的名称
9.5
9.5
砂
37.8
28.3
场地的卓越周期：指的是引起建筑场地振动最显著的某条或 某类地震波的一个谐波分量的周期，该周期与场地覆土厚度 及土的剪切波速有关。对同一个场地而言，不同类型的地震 波会得出不同的卓越周期。
场地的特征周期：是指抗震设计用的地震影响系数曲线中， 反应地震震级、震中距和场地类型等因素的下降段起始点所 对应的周期值，简称特征周期。 几点说明：
一般地段 不属于有利、不利和危险地段
不利地段 危险地段
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
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
由多层土组成的厚度很大的沉积层，当深部传来的剪切波通 过它向地面传播时就会发生多次反射，由于波的叠加而增强，使 长周期的波尤为卓越。巨厚冲积层上低加速度的远震，可以使自 振周期较长的高层建筑物遭受破坏的主要原因就是共振。
卓越周期的实质是波的共振，即当地震波的振动周期与地表 岩土体的自振周期相同时，由于共振作用而使地表振动加强。
土层的等效剪切波速（4.1.5条）
vse d0 / t
n
t di / vsi i 1
地基与基础 pdf
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地基与基础是建筑工程中非常重要的概念。
地基是指建筑物所依托的地面或地表的一部分，它起着承载建筑物荷载、分散荷载和保证建筑物稳定的作用。
地基的类型包括浅基础和深基础。
浅基础是指地基的下沉程度相对较浅的基础，常见的有筏形基础、板桩基础、连续墙基础等。
浅基础适用于地层较为坚实、稳定的场地，负载能力较小的建筑物。
深基础是指地基的下沉程度相对较深的基础，常见的有桩基础、摩擦桩基础、钻孔灌注桩基础等。
深基础适用于地层较为松软、不稳定或者需要承受较大荷载的场地，能够通过深入地下来获得更好的承载能力。
基础是指建筑物底部的结构，是将建筑物的荷载传递到地基上的一部分。
基础的种类很多，常见的有承台基础、隔离基础、条形基础等。
基础的设计需要考虑建筑物的荷载特点、地基的承载能力以及周围环境等因素。
地基与基础的设计和施工都需要严格按照相关规范和标准进行，以确保建筑物的安全稳定。
在建筑工程中，地基与基础的选择和设计是一个非常重要的环节，需要充分考虑地质条件、荷载特点和建筑物的要求等因素。
场地、地基及基础之间的联系
场地、地基及基础之间的联系地基是场地内的一部分，是专指承托建筑物基础基础的这一部分范围微乎其微的场地。
建筑物上部结构的荷载通过基础传至岩体土体后，便继续向应力深部扩散，由于土体是一个半无限室内空间体，土中应力随扩散的深度而表面张力迅速减缓。
到某一深度后，由于下端荷载所增加的土中尚未应力已甚小，对工程一般性已无意义，因此，一般将基础平均海拔底部标高至该范围内的土体统称为地基。
对地基承载力及变形起脚手架主要作用的土体简称为地基主要受力层。
当地基主要受力数层较好时，建筑物的安全利于保证;当主要受力层为软弱土层时，地基事故相对减小，地基处理费用也增多。
《岩土工程勘察进行规范》（GB50021—94）中规定，根据地基的复杂程度，地基（对开挖工程为岩土流体）分为三个等级。
一级地基的条件是∶（1）岩土种类多，性质变化大，地下水对工程影响大点，且需特殊处理;（2）多年冻土、湿陷、膨胀、盐渍、污染严重的特殊性岩土，以及其他情况复杂，需作专门处理的岩土。
对地基类别的评定，从一级开始，向二级、三级推定，以最先满足的一览表。
基础是指有承受上部结构的荷载，并将荷载传递到下卧土层的结构。
它具有承上启下的作用，处于上部结构的荷载及钢筋反力的相互作用下，承受由此而产生的内力（轴力、剪力和弯矩）。
另外，基础底面的压力作为钢筋上底面的荷载，使地基土产生表面张力和变形。
房屋建筑皆由上部结构和基础俩大部分组成。
一般来说我们以室外地面标高为划分标准，地面标高以上的以上部分为上部结构，地面标高以下的部分为主。
上部结构传来的荷载通过扩大的基础底板或桩基础等形式传递到下卧土层上去，以房顶满足地基土的承载力要求。
设计合理的基础，可以最大限度地减少地基土可能产生的变形，并使上部结构不致产生过多的四次次应力。
场地、关联挡土墙及基础三者是相互关联的。
我们从事工程建设，在前期工作的可行性研究中要尤其重视对场地评价。
应尽可能选择在地质条件良好的场地有的放矢从事工程建设，如果选择在地质条件不好的场地进行修建，地基承载力和满足用户抖动等不能满足设计要求，就必须对地基土进行加固处理，这样就会提高工程造价，另外也增大了施工难度。
场地地基和基础抗震设计
场地地基和基础抗震设计4.1 场地4.1.1选择建筑场地时，应按表4.1.1划分对建筑抗震有利、不利和危险的地段。
4.1.2建筑场地的类别划分，应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。
4.1.3土层剪切波速的测量，应符合下列要求：1 在场地初步勘察阶段，对大面积的同一地质单，测量土层剪切波速的钻孔数量，应为控制性钻孔数量的1/3～1/5，山间河谷地区可适量减少，但不宜少于3个。
2 在场地详细勘察阶段，对单幢建筑，测量土层剪切波速的钻孔数量不宜少于2个,数据变化较大，时可适量增加；对小区中处于同一地质单元的密集高层建筑群，测量土层剪切波速的钻孔数量可适量减少，但每幢高层建筑下不得少于一个。
3 对丁类建筑及层数不超过10层且高度不超过30m的丙类建筑，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状，按表 4.1.3划分土的类型，再利用当地经验在表4.1.3的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速。
注：fak为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa)：υs为岩土剪切波速。
4.1.4建筑场地覆盖层厚度的确定应，符合下列要求：1 一般情况下，应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，且其下卧岩土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4.1.5土层的等效剪切波速应按下列公式计算：式中υse-土层等效剪切波速(m/s)；d0-计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；t-剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；di-计算深度范围内第i土层的厚度(m)；υsi-计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)；n-计算深度范围内土层的分层数。
4.1.6建筑的场地类别,应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表 4.1.6划分为四类。
场地地基和基础资料
（3）确定建筑场地类别：
属于Ⅲ类场地
2.1.6 场地选择
1. 抗震有利、一般、不利及危险地段的划分
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
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
2. 局部地形的影响
位于局部孤立突出的地形 ，如孤立的小山包上的建 筑，其震害一般较平地同 类建筑严重。位于非岩质 地基的建筑又较岩质地基 的震害严重。
山梁顶部，容易滑落
局部突出地形对地震的放 大作用：
烈度为8度
1994年云南昭通地震，芦家湾某 村坐落于山梁上，山梁长150m， 顶部最宽15m，最窄5m，高60m. 距震中18km。
我国《抗震规范》规定下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承 载力验算： （1）《抗震规范》规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。 （2）地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的下列建筑： ①一般的单层厂房和单层空旷房屋； ②砌体房屋； ③不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋； ④基础荷载与③项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。 注：上述软弱黏性土层指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。
2.2 地基与基础的抗震设计及验算
地基和基础抗震设计要求
地基和基础抗震设计应符合下列要求： （1） 同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上。 （2） 同一结构单元不宜部分采用天然地基部分采用桩基；当采用 不同基础类型或基础埋深显著不同时，应根据地震时两部分地基基 础的沉降差异，在基础、上部结构的相关部位采取相应措施。 （3）地基为软弱黏性土、液化土、新近填土或严重不均匀土时， 应根据地震时地基不均匀沉降和其他不利影响，采取相应的措施。
基础工程考试复习重点
基础工程复习要点一、地基勘察1、场地与地基的概念答：①场地：指工程建筑所处的和直接使用的土地.②地基：指场地范围内直接承托建筑物基础的岩土。
2、岩土工程勘察的分级答：3、地基勘探方法有哪些.答:①地球物理勘测:用物理的方法勘测地层分布、地质构造和地下水埋藏深度等得一种勘测方法。
②坑槽深：也称为掘深法,即在建筑场地开挖探井、探坑和探槽，直接观察地基岩土层情况，并从坑槽中取高质量原状土进行实验分析。
③钻探：用钻机向地下钻孔以进行地质勘探，是目前应用最广泛的勘探方法。
④触探：是一种勘探方法也是一种现场测试方法.分：动力触探和静力触探、二、浅基础1、地基（天然地基与人工地基)与基础(浅基础与深基础）的概念。
答：①天然地基：地基内是良好的土层或者上部有较厚的良好土层，一般将基础直接做在天然土层上。
人工地基：加固上部土层，提高土层的承载能力，再将基础做在这种经人工加固后的图层上。
②浅基础:置于天然地基上、埋置深度小于5m的一般基础（柱基或墙基)以及埋置深度超过5m，但小于基础宽度的大尺寸基础（箱形、筏型基础），不考虑侧面摩阻力.深基础：直接做在地基深处承载力较高的土层上,埋置深度超过m或大于基础宽度，计算时考虑摩阻力的基础。
2、地基基础的设计方法,荷载取值的规定。
答：①允许承载力设计方法 A≥S/[R] [R］地基允许承载力②极限状态设计方法 S/A=p≤ Pu/Fs Pk=（Fk+Gk)/A≤fa③可靠度设计方法3、地基基础设计等级划分，应符合的规定；答：①等级划分：甲乙丙三级高到低最根本规定：a.所有等级建筑物的地基设计都要满足承载力的要求b.设计等级甲级和乙级的建筑物均应该按地基变形设计.c。
丙级建筑物除规定的情况外,可以不做变形验算。
d.对经常收到水平荷载作用的高层建筑、高耸结构、水工结构和挡土结构，除了进行承载力验算和变形验算，还应该进行地基稳定性验算。
e.在确定基础或桩台的高度、支撑结构的截面、计算基础或支挡结构的内力,确定配筋和验算材料强度时,作用组合应按承载能力极限状态下的作用的基本组合,并采用相应的分项系数。
第二章 场地、地基与基础
0
500 vse250
5 5
250 vse150
3 3~50 50
vse 150
3 3~15 15~80 80
五、场地土层的固有周期
1．对单一性质土层
T 4d0v Vs
式中，d0v ——覆盖层厚度，m
2. 对于多层土
T n 4di
i 1 Vsi
式中，Vsi、di ——第i层土的剪切波速和土层厚度 n ——场地覆盖层中的土层总数
2．危害 地面喷水冒砂，地基不均匀沉陷，地裂滑坡，从而
造成建筑物的破坏。
二、影响地基土液化的因素
砂土、粉土、饱和度、振动是产生液化的必要条件 影响地基土液化的主要因素： 1．地质年代。年代愈久抗液化能力愈强。 2．土的组成。 （1）细砂较粗砂易液化，颗粒均匀的较颗粒级配良
好的易液化 （2）粘性颗粒含量多不易液化，含量越少越易液化
基础和上部结构处理， 或更高要求的措施
可不采取措施
可不采取措施
严重 全部消除液化沉陷
全部消除液化沉陷，或 部分消除液化沉陷且对 基础和上部结构处理 基础和上部结构处理， 或其他经济的措施
二、软弱粘性土地基的抗震措施及处理
1．采用桩基或其他人工地基。 2．采用化学加固法。
三、不均匀地基的抗震措施及处理
操作方法： 实测标准贯入锤击数N63. 5：连续打入土层0.3m。 计算标准贯入锤击数临界值Ncr（地面下20m范围）
N cr N 0 ln0.6d s 1.5 0.1dw 3 c
其中，为调整系数，设计地震第一组取0.80，第二
组取0.95，第三组取1.05。
N63. 5< Ncr时，应判为可液化土，否则为不液化土。
1．不均匀地基。 2．半挖半填地基。 3．岩土地基。 4．杂填土地基。
场地地基与基础
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2. 土层剪切波速的测量
（1）现场测量——土层剪切波速测试孔的数量要求 在场地初步勘察阶段，对大面积的同一地质单元，
测试土层剪切波速的钻孔数量不宜少于3个； 在场地详细勘察阶段，对单幢建筑，测试土层剪切波
速的钻孔数量不宜少于2个，测试数据较大时，可适量增 加；对小区中处于同一地质单元的密集建筑群，测试土 层剪切波速的钻孔数量孔数可适量减少，但每幢高层建 筑和大跨空间结构的钻孔数量均不得少于1个。
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（2）估算 对丁类建筑及丙类建筑中层数不超过10层，高度不超过24
m的多层建筑，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状 ，按土的类型，再利用当地经验在下表的剪切波速范围内估算 各层土的剪切波速。
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土层的等效剪切波速 vse
vse
d0 t
t n di
v i1 si
就地面建筑物总的破坏现象来说，在软弱地基上的比坚硬地 基上的要严重。
解释: 类共振现象
➢ 场地覆盖土层的自振周期（固有周期、卓越周期）。
➢ 场地土将地震波中同周期的分量放大。
➢ 当建筑物的自振周期与卓越周期相近时，结构的地震反应将增
大。
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场地的地震效应
地震波 软弱地基
场地
（放大器，滤波器 ）
2.3 天然地基与基础
由震害调查得到下面结论： 只有少数房屋是由地基的原因而导致上部结构的破坏。 导致上部结构破坏的地基大多是液化地基、易产生震陷的软土地 基和严重不均匀地基。 天然地基一般都具有良好的抗震性能，极少发现因地基承载力不 够而产生震害。 我国抗震设计规范对量大面广的一般地基和基础不作抗震验算， 对容易产生地基基础震害的液化地基，软土地基和严重不均匀地 基规定了相应的抗震措施，以避免或减轻震害。
2场地地基和基础抗震
2.2工程地质条件对震害的影响
2.2.1局部地形的影响 震害表明：局部孤突地形对震害有较大影响 ——对地震强度有放大作用 1920年宁夏海原8.5级地震中，位于渭河河谷的姚 庄烈度为7度，相距仅2km的牛家山庄，坐落在高出 河谷100m左右的黄土山嘴上，烈度为9度。 1975年辽宁海城地震中，高差58m的两个测点， 地面加速度相差1.84倍。
2.1概述
建筑物震害原因 a:场地的震动作用。 b:场地、地基的破坏作用 b: 场地的震动作用是指由于强烈地面运动引起地面设施 振动而产生的破坏作用 如：结构承载力不足等 处理方法：合理的进行抗震设计和采取减震措施。 场地、地基的破坏作用一般是指造成建筑破坏的直接 原因是由于场地和地基稳定性（地基失效）引起的。 如：砂土液化、软土震陷等 量少 有区域性 难以修复 处理方法：场地选择和地基处理
2.4.3天然地基抗震验算
采用“拟静力法” ——即假定地震作用如同静力荷载恒定作用在地基 基础上。 • 《抗震规范》 4.2.4 ：基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：
式
2.4.3天然地基抗震验算
注意事项： 1)高宽比大于4的高层建筑，基底不宜出现拉应 力 2)其他建筑，基础底面与地基土之间零应力区 面积不应超过基底面积的15%。
2.5.2液化的判别
液化判别和处理的一般原则： 《抗震规范》4.3.1： 饱和砂土和饱和粉土（不含黄土） 的液化判别和地基处理，6度时，一般情况下可不进行判 别和处理，但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按7度的要求 进行判别和处理，7～9度时，乙类建筑可按本地区抗震设 防烈度的要求进行判别和处理。 《抗震规范》 4.3.2 ： 地面下存在饱和砂土和饱和粉土 时，除6度外，应进行液化判别；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。 注：本条饱和土液化判别要求不含黄土、粉质黏土。
地基、基础的概念
第一章绪论第一节地基、基础的概念地基是指承托建筑物基础的这一部分范围很小的场地。
也就是说承受由基础传来荷载的土层（或岩）称为地基。
位于基础底面下第一层称为持力层，在其以下的土层统称为下卧层。
我国土地辽阔、幅员广大、自然地理环境不同，土质各异、地质条件区域性较强，因而使地基基础这门学科特别复杂。
随着当前经济建设的蓬勃发展，不仅事先要选择在地质条件良好的场地从事建设，而且有时也不得不在地质条件不好的场地进行建设，为此必须对地基进行地基处理。
建筑物的地基所面临的问题有以下四方面：1、地基承载力及稳定性.地基承载力及稳定性是指地基在建（构）筑物荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下能否保持稳定，若地基承载力不能满足要求，在建（构）筑物荷载作用下地基将会产生局部或整体剪切破坏，影响建（构）筑物的安全与正常使用，严重的会引起建（构）筑物的破坏。
天然地基承载力主要与土的抗剪强度有关，也与基础型式和埋深有关。
天然地基承载力不能满足要求时，需要进行地基处理，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基承载力的要求。
2、沉降、水平位移及不均匀沉降.在建（构）筑物的荷载（包括静、动荷载的各种组合）作用下，地基沉降，或水平位移，或不均匀沉降会超过相应的允许值。
若地基变形超过允许值，将会影响建（构）筑物的安全与正常使用，严重的会引起建（构）筑的破坏。
天然地基变形主要与荷载大小和土的变形特性有关，也与基础型式有关。
若天然地基变形不能满足要求，则需要进行地基处理，形成人工地基，以满足建（构）筑物对地基变形的要求。
3、渗漏.渗漏主要分两类：一类是堤坝蓄水构筑物地基渗流量超过其允许值时，其后果是造成较大水量损失；另一类是地基中水力比降超过其允许值时，地基土会潜蚀和管涌产生破坏而导致建（构）筑物破坏造成工程事故。
天然地基渗漏问题主要与土的渗透性有关。
若天然地基不能满足要求，则需对地基进行改良，减小土的渗透性，或在地基中设置止水帷幕，阻截渗流。
场地、地基和基础抗震
地基处理方法
压实法
通过压实土壤，提高其密实度， 增强地基的承载力和稳定性。
换土法
将软弱土层去除，换填为强度较 高的材料，如砂石、碎石等。
桩基法
通过设置桩基，将建筑物荷载传 递到深层土壤或岩石中，提高地
基的承载能力。
地基抗震加固技术
增设增设抗震墙，提高建筑 物的抗侧向刚度，减小地震作用下的 变形。
场地分类、地基处理、基础设计等方面 究和解决，如地震动特性、土-结构相
的研究。
互作用、复杂地质条件下的场地评估等。
未来研究方向与展望
未来研究应进一步加强地震动特性、 土-结构相互作用等方面的研究，以 提高对地震作用下的场地、地基和基 础行为的认知和理解。
在基础设计方面，应探索更为高效、 可靠和环保的基础设计方法和技术， 以提高建筑物的抗震性能。
维护社会稳定
良好的场地、地基和基础 抗震工作可以减少地震对 社会的影响，维护社会稳 定。
02 场地选择与抗震
场地分类与抗震性能
场地分类
根据地质构造、地形地貌、地震活动等特征，将场地分为有 利、一般、不利和危险等类别。不同类别的场地抗震性能不 同，危险场地抗震性能最差，容易发生地震灾害。
场地抗震性能
05 工程实例分析
场地抗震实例分析
场地地质勘查
在地震多发区进行场地地质勘查，了解场地地质构造、岩土性质 和地下水位等情况，为抗震设计提供依据。
场地分类与评价
根据场地地质勘查结果，对场地进行分类和评价，确定场地的抗震 设防等级和设计地震动参数。
场地抗震措施
根据场地分类与评价结果，采取相应的抗震措施，如加强地基、加 固结构、设置隔震沟等，以提高建筑物的抗震能力。
地基抗震实例分析
建筑结构抗震设计第2章 场地
第2章 场地、地基与基础
2.1 场地 （重点掌握） 2.2 天然地基与基础的抗震验算 （重点掌握） 2.3 液化土与软土地基 （重点掌握） 2.4 桩基的抗震设计（了解内容）
2.1 场地
几个不能混淆的概念： • 场 地——指工程群体所在地，具有相似的反应谱特征，
• 两种划分方法： 基本划分法——定量指标，根据常规勘探资料按其等效 剪切波速划分； 综合划分法——定性指标，参照一般岩土状态描述来分 类。
2.1.1 场地土及场地覆盖层厚度——续
基本划分法:
土层的等效剪切波速：
vse d0 / t
n
t di / vsi
i 1
vse ----土层的等效剪切波速； d0 ----计算深度（m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；
20
146.3577m/s
9.5 /170 10.5 /130
v i1 si
（2）确定覆盖层厚度
砾混粗砂
520
查表：属于中软土
d0 63m
（3）查表确定建筑场地类别属于Ⅲ类场地
2.2 天然地基与基础的抗震验算
天然地基的震害特点： 1）一般情况下，地基具有较好的抗震能力，震害较少。 • 一般天然地基在静力作用下具有相当大的安全储备，地
其范围大体相当于厂区、居民小区和自然村或不小于 1.0km2 的平面面积。 • 场地土——指场地范围内的地基土。 • 地 基——建筑基础下受力范围内的土层。
多次震害调查发现，同一烈度区，不同场地上的建 筑的震害不同，工程地质条件对地震破坏的影响很大。常 有地震烈度异常现象，即“重灾区里有轻灾，轻灾区里有 重灾” 。
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二、场地液化的判别方法
土的坚硬程度的判别方法：
A、实测剪切波速法：实测地面下20m（但不深于覆 盖层厚度）土层的等效剪切波速。 土层厚度 剪切波速
v
se
do / t ;
n
t (di / vsi )
i 1
剪切波穿过土 层的时间
Vs 500 m/s 250 Vs ≤500 140 Vs ≤250 Vs≤140
二、场地的类别 由于地震效应与场地有关，为了进行抗震设计，有必要对场地进行 分类，以便区别对待。 建筑场地的类别与场地土的类型和场地土的覆盖层厚度有关。分 为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类。
各类场地的覆盖层厚度表（m)
等效剪切 波速（m/s)
Vse>500 500 ≥Vse >250 250≥ Vse >140 Vse ≤140
3. 液化导致地基失效的条件
1 2 3 4
）、砂土或粉土的密实度低
）、地振动剧烈
）、土的微观结构的稳定性差 ）、地下水位高
5
6
）、高压水不易渗透
）、上覆非液化土层较薄，或者有薄弱部位 （前5条是导致液化的条件，后一条是导致地基失效的条 件）
4.影响液化的因素 1），土层的地质年代，古老的不易液化，新近的易液化。 2），土层土粒的组成和密实度，细砂较粗砂易液化，松 散的较密实的易液化。 3），沙土的埋深和地下水位深度，埋深越深、地下水越 深越不易液化。 4），地震烈度和地震持续时间。
以长周期为主，放大。 以短周期为主，放大。
当建筑的自振周期与场地的周期相近时，振动会放大， 使破坏更大，相反则小。 共振效应
软弱地基上建筑震害较重的原因
1）建筑的破坏有一个过程，当建筑开裂后结构的自振周 期将加大，对于坚硬场地上的建筑来说，由于结构的周 期将远离场地的周期，故结构的地震作用将减小。 2）而软弱场地上的建筑开裂后，自振周期将靠近场地的 周期，使结构的地震作用进一步加大，故破坏严重。
解： （1）确定地面下20m表层土的 (9.5 / 170 10.5 / 130 )
vse值位于250 vse >140m/s之间，故表层土属于中软场地 土。 （2）确定覆盖层厚度dov 由表中数据知，63m以下的vsi=520m/s>500m/s，故 dov=63m。 （3）确定建筑场地的类别 由于表层土为中软场地土，以及dov>50m，查规范表4.1.6 知，该建筑场地类别为III类。
3、 震害表现：
在软弱的地基上，柔性结构（长周期）破坏较重，刚 性好的表现较好； 在坚硬的地基上，柔性结构表现较好，而刚性结构表现 不一。在坚硬的地基上，一般是结构破坏，
在软弱的地基上有结构破坏，也有地基破坏。
什么原因呢？ 这与场地的地震效应有关.
场地的地震效应 地震波
场地 （放大器，滤波器）
软弱地基 坚硬地基
§2-2
天然地基与基础的抗震验算
一般情况下，地基发生震害的情况很少。但高压缩 性饱和软粘土和强度较低的淤泥质土，在地震中发生不 同程度的震陷、倾斜。杂填土、回填土，在地震中也会
发生震陷。还有较严重的是地基的液化。
抗震措施：对软弱粘性土采用桩基和地基加固。
天然地基抗震验算 一、不验算的范围：抗震规范建议了不需进行抗震验算 的范围。 （1）砌体房屋； （2）地基主要持力层内不存在软弱粘性土层的 一般单层厂房和单层空旷房屋、
不超过8层且高度在25m以下的民用框架
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。
抗震验算的范围
软弱地基上采用天然地基的
单厂、单层空旷房屋、
7层及以上的民用框架
及荷载相应的多层厂房，
超过规范规定的不验算范围的建筑均需进行地基和基 础的抗震验算。
二、地基土抗震承载能力的调整 除十分软弱土之外，地震作用下一般土的动强度皆比 静强度高。 地基抗震承载力:faE=a•fa a — 抗震承载力调整系数 ≥1.0
根据岩土的性质不同， a 在1-1.5之间
fa—深宽修正后的地基承载力特征值。 三、验算 地基平均压力设计值 P≤ faE
地基最大压力设计值 Pmax ≤ 1.2 faE 零应力区不大于底面积的15%。
§2.3
液化土与软土地基
一、场地土的液化现象 处于地下水位以下的饱和砂土和粉土，在地震时容 易发生液化现象。 1.原因
砂土和粉土的土颗粒结构受 到地震作用时将趋于密实。这 种趋于密实的作用使空隙水压 力急剧上升，在地震作用的短 暂时间内，孔隙水压力来不及 消散，使土颗粒处于悬浮状态。
2.危害 砂土和粉土液化时，其强度完全丧失从而导致地 基失效。 场地液化将使建筑 整体倾斜，下沉，墙体 开裂，地面喷水、冒砂、 裂缝等。
场 地 类 别 Ⅰ
0 <5 <3 <3
Ⅱ
≥5 3~50 3~15
Ⅲ
>50 >15~80
Ⅳ
>80
例： 已知某建筑场地的钻孔土层资料如下表所示，试确定该建 筑场地的类别。 层底深度（m）土层厚度（m）土的名称 9.50 9.50 砂 37.80 28.30 淤泥质粘土 43.60 5.80 砂 60.10 16.50 淤泥质粘土 63.00 2.90 细 砂 69.50 6.50 砾混粗砂 土层剪切波速vsi 170 130 240 200 310 520
第二章 场地、地基和基础
内容： 场地的地震影响、 场地的分类、 地基抗震措施、 地基抗震验算、
液化问题。
§2.1
场地、地基和基础
场地：是指建筑物建筑的地点，一般大体相当于一个厂 区，居民点或自然村的范围。 为什么要研究场地？ 震害调查发现，同一烈度区，不同场地上的建筑的 震害不同。因地震的大小和工程地质条件不同而不同。 一、场地土及场地覆盖层厚度 1、 场地土的类型： 根据场地土的坚硬程度划分为四类。
坚硬场地土 中硬场地土 中软场地土 软弱场地土
B、近似划分法：根据土层的性状近似划分， 见P17表2-1。 2.场地覆盖层厚度 一般意义上的覆盖层厚度：从地面到基岩顶面的距离。 这种确定在技术上现在较为困难，
因为该厚度可能大几百米深。
《规范》的定义：当剪切波Vs 500时， 即认为是基 岩，其上部到地表的厚度为 场地覆盖层厚度。