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1、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,场地地段划分,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,还容易发生液化,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,地震引发了一巨大的泥石流,数百户人家被埋在泥石里,地裂,地段选择,1.选择有利地段; 2.避开不利地段,
2、当无法避开时,应采取适当的抗震措施; 3.不在危险地段建设,场地土类型的划分,按土层剪切波速大小,场地土分4类,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,场地覆盖层厚度的确定,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; 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,场地类别,规范)规定: 建筑场地类别应根据土层等效剪切波
3、速和场地覆盖层厚度划分为四类,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,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,主断裂带避让距离,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,某场地钻孔地质资料如下表,试确定该建筑场地类别,例:已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所
4、示,试确定该建筑场地的类别,解,1)确定覆盖层厚度为63米,2)确定计算深度,3)计算等效剪切波速,4)确定建筑场地类别,属于类场地,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,天然地基及基础抗震承载力验算,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 2-6采用 :深宽修正后的地基承载力特征值,表2-6 地基抗震承载力调整系数,
5、2、天然地基的抗震验算 认为基底压应力呈直线分布,则: :地震作用效应标准组合的基础底面的平均压应力 :地震作用效应组合的基础边缘的最大压应力,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 b0.85b,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,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,唐山地震时,严 重液化地区喷水高度
6、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,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
7、和砂土越易液化,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,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: 基本烈度为6度的地区。 土层地质年代属Q3或Q3以前的。 粉土的粘粒含量百分率,土层地质年代,地下水位深度dw :dwdo+db-3 覆盖非液化土层厚度du :dudo+db-2 或 du+dw1.5do+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,标准贯入试验判别,标准贯入试验设备(如图,钻孔至试验土层上15cm处,用63.5kg穿心锤,
8、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,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,判为液化,否则判为不液化,地下水位深度(m,饱和土标准贯入试验点深度(m,饱和土粘粒含量百分率,当小于3或是砂土时,均应取3,液化判别标准贯入锤击数基准值,按下表采用,括号内数值用于设计基本地震加速度为0.15g和0.3g的地区,具有明显的物理意义,使公式同时适用于饱和砂土和粉土的判别。 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
9、回到 砂土液化的判别公式。 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,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,判别深度内每一个钻孔标准贯入试验点总数,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,第i点所代表的土层厚度(m,第i层考虑单位土层厚度的层位影响权函数值 。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,515m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
10、取值,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2.7,2.3.3、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、全部消除地基液化沉陷的措施应符合:规范4.3.7,1)采用桩基时,桩端深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,对其他非岩石尚不应小于1.5m,2)采用深基础时,基础底面埋入液化深度以下稳定土层中的深度,不应小于0.5m,3)采用加密法(如振冲、振动加密、砂桩挤密、强夯等)
11、加固时,应处理至液化深度下界,且处理后土层的标准贯入锤击数的实测值不宜大于相应的临界值,4)挖除全部液化土层,后分层回填砂、砾等并逐层夯实,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1/5,2、部分消除地基液化沉陷的措施应符合:规范4.3.8,1)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;对独立基础与条形基础,尚不应小于基础底面下液化特征深度和基础宽度的较大值,2)处理深度范围内,应挖除其液化土层或采用加密法加固,使处理后土层的标准贯入锤击数实测值不小于相应的临界值,3)基础边缘以外的处理宽度与全部清除地基液化沉陷时的要求相同,3.减轻液化影响的基础和上部结构处理,规范4.3.9 可综合考虑采用下列措施,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性,如采用箱基、筏基或钢筋混凝土十字形基础,加设基础圈梁、基础梁系等,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,软土地基的抗震措施,软土地基的危害 :由于容许承载力低,压缩性大,造成
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