场地地基和基础抗震设计.docx

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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。

当有可靠的剪切波速和覆盖层厚度且其值处于表4.1.6所列场地类别的分界线附近时，应允许按插值方法确定地震作用计算所用的设计特征周期。

　　4.1.7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：

　　1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，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。

　　2对不符合本条1款规定的情况，应避开主断裂带。

其避让距离不宜小于表4.1.7对发震断裂最小避让距离的规定。

　　4.1.8当需要在条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段建造丙类及丙类以上建筑时，除保证其在地震作用下的稳定性外，尚应估计不利地段对设计地震动参数可能产生的放大作用，其地震影响系数最大值应乘以增大系数。

其值可根据不利地段的具体情况确定，但不宜大于1.6。

　　4.1.9场地岩土工程勘察，应根据实际需要划分对建筑有利、不利和危险的地段,提供建筑的场地类别和岩土地震稳定性（如滑坡、崩塌、液化和震陷特性等）评价，对需要采用时程分析法补充计算的建筑，尚应根据设计要求提供土层剖面、场地覆盖层厚度和有关的动力参数。

4.2天然地基和基础

　　4.2.1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。

　　3本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑

　　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。

　　4.2.2天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应标准组合，且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。

　　4.2.3地基抗震承载力应按下式计算：

　　式中faE-调整后的地基抗震承载力；

　　　　a－地基抗震承载力调整系数，应按表4.2.3采用；

　　　　fa－深宽修正后的地基承载力特征值应按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007采用。

　　4.2.4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：

　　式中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。

　　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基础底面面积的15%。

4.3液化土和软土地基

　　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。

　　4.3.2存在饱和砂土和饱和粉土（不含黄土）的地基，除6度设防外，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。

　　4.3.3饱和的砂土或粉土（不含黄土），当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或可不考虑液化影响：

　　1地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前时，7、8度时可判为不液化。

　　2粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒）含量百分率，7度8度和9度分别不小于10、13、和16时，可判为不液化土。

　　注:

用于液化判别的粘粒含量系采用六偏磷酸钠作分散剂测定，采用其他方法时应按有关规定换算。

　　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条件之一时，可不考虑液化影响：

　　式中dw－地下水位深度（m），宜按设计基准期内年平均最高水位采用，也可按近期内年最高水位采用；

　　　　du－上覆盖非液化土层厚度（m），计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除；

　　　　db－基础埋置深度（m），不超过2m，时应采用2m；

　　　　d0－液化土特征深度（m），可按表4.3.3采用。

　　4.3.4当初步判别认为需进一步进行液化判别时，应采用标准贯入试验判别法判别地面下15m深度范围内的液化；当采用桩基或埋深大于5m的深基础时,尚应判别15～20m范围内土的液化。

当饱和土标准贯入锤击数（未经杆长修正）小于液化判别标准贯入锤击数临界值时，应判为液化土。

当有成熟经验时，尚可采用其他判别方法。

　　在地面下15m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算：

　　在地面下15～20m范围内液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算：

　　式中Ncr－液化判别标准贯入锤击数临界值；

　　　　N0－液化判别标准贯入锤击数基准值，应按表4.3.4采用；

　　　　ds－饱和土标准贯入点深度（m）；

　　　　ρc－粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，应采用3。

　　注：

括号内数值用于设计基本地震加速度为0.15g和0.30g的地区。

　　4.3.5对存在液化土层的地基,应探明各液化土层的深度和厚度,按下式计算每个钻孔的液化指数,并按表4.3.5综合划分地基的液化等级：

　　式中IlE－液化指数；

　　　　n－在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数；

　　　　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应取临界值的数值；

　　　　di－i点所代表的土层厚度（m）可采用与该标准贯入试验点相邻的上、下两标准贯入试验点深度差的一半，但上界不高于地下水位深度，下界不深于液化深度；

　　　　Wi－i土层单位土层厚度的层位影响权函数值（单位为）。

若判别深度为15m，当该层中点深度不大于5m时，同应采用10，等于15m时应采用零值，5～15m时应按线性内插法取值；若判别深度为20m，当该层中点深度不大于5m时应采用10,等于20m时应采用零值，5～20m时应按线性内插法取值。

　　4.3.6当液化土层较平坦且均匀时，宜按表4.3.6选用地基抗液化措施；尚可计入上部结构重力荷载对液化危害的影响,根据液化震陷量的估计适当调整抗液化措施。

　　不宜将未经处理的液化土层作为天然地基持力层。

　　4.3.7全部消除地基液化沉陷的措施，应符合下列要求：

　　1采用桩基时，桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度（不包括桩尖部分），应按计算确定，且对碎石土，砾、粗、中砂，坚硬粘性土和密实粉土尚不应小于0.5m，对其他非岩石土尚不宜小于1.5m。

　　2采用深基础时，基础底面应埋入液化深度以下、的稳定土层中，其深度不应小0.5m。

　　3采用加密法（如振冲、振动加密、挤密碎石桩强夯等）加固时，应处理至液化深度下界；振冲或挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯入锤击数不宜小于本节第4.3.4条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。

　　4用非液化土替换全部液化土层。

　　5采用加密法或换土法处理时，在基础边缘以外的处理宽度，应超过基础底面下处理深度的1/2且不小于基础宽度的1/5。

　　4.3.8部分消除地基液化沉陷的措施，应符合下列要求：

　　1处理深度应使处理后的地基液化指数减少，当判别深度为15m时，其值不宜大于4，当判别深度为20m时，其值不宜大于5；对独立基础和条形基础，尚不应小于基础底面下液化土特征深度和基础宽度的较大值。

　　2采用振冲或挤密碎石桩加固后，桩间土的标准贯入锤击数不宜小于按本节第4.3.4条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。

　　3基础边缘以外的处理宽度，应符合本节第4.3.7条5款的要求。

　　4.3.9减轻液化影响的基础和上部结构处理，可综合采用下列各项措施：

1选择合适的基础埋置深度。

　　2调整基础底面积，减少基础偏心。

　　3加强基础的整体性和刚度，如采用箱基、筏基或钢筋混凝土交叉条形基础，加设基础圈梁等。

　　4减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝，避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等。

　　5管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。

　　4.3.10液化等级为中等液化和严重液化的故河道、现代河滨、海滨，当有液化侧向扩展或流滑可能时,在距常时水线约100m以内不宜修建永久性建筑，否则应进行抗滑动验算、采取防土体滑动措施或结构抗裂措施。

　　注：

常时水线宜按设计基准期内年平均最高水位采用，也可按近期年最高水位采用。

　　4.3.11地基主要受力层范围内存在软弱粘性土层与湿陷性黄土时，应结合具体情况综合考虑，采用桩基、地基加固处理或本节第4.3.9条的各项措施，也可根据软土震陷量的估计，采取相应措施。

4.4桩基

　　4.4.1承受竖向荷载为主的低承台桩基，当地面下无液化土层，且桩承台周围无淤泥、淤泥质土和地基承载力特征值不大于100kPa的填土时，下列建筑可不进行桩基抗震承载力验算:

　　1本章第4.2.1条之1、3款规定的建筑；

　　27度和8度时的下列建筑：

　　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。

　　4.4.2非液化土中低承台桩基的抗震验算，应符合下列规定:

　　1单桩的竖向和水平向抗震承载力特征值，可均比非抗震设计时提高25%。

　　2当承台周围的回填土夯实至干密度不小于《建筑地基基础设计规范》对填土的要求时，可由承台正面填土与桩共同承担水平地震作用；但不应计入承台底面与地基土间的摩擦力。

　　4.4.3存在液化土层的低承台桩基抗震验算，应符合下列规定：

　　1对一般浅基础，不宜计入承台周围土的抗力或刚性地坪对水平地震作用的分担作用。

　　2当桩承台底面上、下分别有厚度不小于1.5m、1.0m的非液化土层或非软弱土层时，可按下列二种情况进行桩的抗震验算，并按不利情况设计：

　　1）桩承受全部地震作用，桩承载力按本节第4.4.2条取用，液化土的桩周摩阻力及桩水平抗力均应乘以表4.4.3的折减系数。

　　2）地震作用按水平地震影响系数最大值的10%采用，桩承载力仍按本节第4.4.2条1款取用,但应扣除液化土层的全部摩阻力及桩承台下2m深度范围内非液化土的桩周摩阻力。

　　3打入式预制桩及其他挤土桩当平均桩距为2.5～4倍桩径且桩数不少于5×5时，可计入打桩对土的加密作用及桩身对液化土变形限制的有利影响.当打桩后桩间土的标准贯入锤击数值达到不液化的要求时，单桩承载力可不折减，但对桩尖持力层作强度校核时,桩群外侧的应力扩散角应取为零．打桩后桩间土的标准贯入锤击数宜由试验确定，也可按下式计算：

　　式中N1－打桩后的标准贯入锤击数；

　　　　ρ-打入式预制桩的面积置换率；

　　　　Np－打桩前的标准贯入锤击数。

　　4.4.4处于液化土中的桩基承台周围,宜用非液化土填筑夯实，若用砂土或粉土则应使土层的标准贯入锤击数不小于本章第4.3.4条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。

　　4.4.5液化土中桩的配筋范围应自桩顶至液化深度以下符合全部消除液化沉陷所要求的深度其纵向钢筋应与桩顶部相同箍筋应加密。

　　4.4.6在有液化侧向扩展的地段，距常时水线100m范围内的桩基除应满足本节中的其他规定外尚应考虑土流动时的侧向作用力，且承受侧向推力的面积应按边桩外缘间的宽度计算。