建筑场地、地基与基础

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1、第2章建筑场地、地基与基础教学目标与要求1.掌握建筑场地类别的的划分标准及其影响因素，能够根据地质钻孔资料确定建筑场地类别。2.熟悉建筑场地卓越周期的概念。3.掌握地基、基础抗震验算的原则以及天然地基抗震承载力验算的方法。4.了解地基土液化的概念和液化的判别方法。5.了解抗地基液化的措施。导入案例1964年日本新泻地震中，某公寓住宅群普遍发生倾斜，最严重的倾角竟达800之多；1995年阪神大地震中，日本神户建设在山坡、斜坡及填海场地上的房屋破坏严重。为什么会产生上述现象呢？这是由于地基土在强震下发生了液

2、化、塌陷、变形等，导致上部结构倾斜、不均匀沉降等。可见场地地基条件对抗震影响很大，应给予足够的重视。2.1建筑场地建筑场地（site）是建筑物所在地，在平面上大体相当于厂区、住宅小区、自然村的范围。建筑场地2．1．1场地土类型场地土，是指场地范围内的地基土。《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）根据场地土层剪切波速大小及范围，将场地土划分为四种类型:坚硬土或岩石，中硬土，中软土，软弱土。2．1．2场地类别1．覆盖层厚度场地覆盖层厚度，原意是指从地表面至地下基岩面的距离。我国抗震设计规范中按如下

3、原则确定场地覆盖层厚度：（1）一般情况下，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，且其下卧岩土层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。2．土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速反映各土层的平均刚度。可以按下列公式计算：3．场地类别抗震设计规范根据场地土层的等效剪切波速和

4、覆盖层厚度将建筑场地划分为四类场地：Ⅰ类，Ⅱ类，Ⅲ类，Ⅳ类。表2-2各类建筑场地的覆盖层厚度（m）等效剪切波速（m/s）场地类别Ⅰ类Ⅱ类Ⅲ类Ⅳ类0—__<5≥5__<33~50＞50_<33~15＞15~80＞80[例2-1]已知某拟建办公写字楼的建筑场地，其钻孔地质资料如表2-3所示，试确定该场地的类别。（板书讲解）2．1．3场地卓越周期场地卓越周期或固有周期是场地的重要地震动参数之一，它的长短随场地土类型、地质构造、震级、震源深度、震中距大小等多种因素而变化。场地卓越周期可根据剪切波重复反射理论按下

5、式计算：卓越周期长，则场地土软；反之，卓越周期短，则场地土就硬。2.2地基与基础的抗震验算2．2．1抗震验算的一般原则下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：（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。这里，软弱粘性土层指设防烈度为7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80kPa、100kPa和120kPa的土层。（3）抗震规范规定可不进行上部结

6、构抗震验算的建筑。除上述规定之外的地基与基础应进行抗震验算。2．2．2天然地基基础抗震验算1．地基抗震承载力地基抗震承载力的计算，采用地基静承载力特征值乘以抗震承载力调整系数的方法。我国建筑抗震规范规定，在进行天然地基基础抗震验算时，地基抗震承载力按下式计算：2．天然地基抗震承载力验算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：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区面积不应超过

7、基础底面面积的15%，对矩形底面基础，则有2.3地基土的液化2．3．1地基土液化概述由饱和松散的砂土或粉土颗粒组成的土层，在强烈地震下，土颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度等于零，形成了“液体”的现象，称为地基土的液化。2．3．2液化的判别地基土液化采用两步判别方法，即初步判别法和标准贯入判别法。第一步：初步判别法。抗震设计规范规定，对饱和状态的砂土或粉土（不含黄土），当抗震设防烈度为6度时，一般情况下可不进行判别和处理；7度及7度以上设防地区，应进行液化判别。当符合下列条件之一时，可初步判别为

8、不液化或可以不考虑液化影响：（1）地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前且设防烈度为7度、8度时。（2）粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒）含量百分率，当设防烈度为7度、8度、9度时分别不小于10%、13%和16%。(3)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某一条件时。第二步：标准贯入试验判别法。当上述所有条件均不能满足时，地基土存在液化可能。此时，应进行第二步判别，即采用标准贯入试验法判别土层是否液化。（1）