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地震破坏作用第1页，本讲稿共40页2.2 建筑地段的选择建筑地段的选择工程地质条件对地震破坏的影响很大。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，即常有地震烈度异常现象，即产生的原因是局部地区的产生的原因是局部地区的工程地质条件不同工程地质条件不同。“重灾区里有轻灾，轻灾区里由重灾重灾区里有轻灾，轻灾区里由重灾”地段划分地段划分地段划分地段划分 地段类别地段类别 地质、地形、地貌地质、地形、地貌有利地段有利地段稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等不利地段不利地段软软弱弱土土，液液化化土土，条条状状突突出出的的山山嘴嘴，高高耸耸孤孤立立的的山山丘丘，非非岩岩质质的的陡陡坡坡，河河岸岸和和边边坡坡的的边边缘缘，平平面面分分布布上上成成因因、岩岩性性、状状态态明明显显不不均均匀匀的的土土层层（如如古古河河道道、疏疏松松的的断断破破裂裂带带、暗暗埋埋的的塘浜沟谷和半填半挖地基）等塘浜沟谷和半填半挖地基）等危险地段危险地段地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震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断裂带上可能发生地表错位的部位第2页，本讲稿共40页 水边地的地下水位水边地的地下水位较高，土质也较松软，较高，土质也较松软，容易在地震时产生土壤容易在地震时产生土壤滑动或地层液化。滑动或地层液化。山坡地在地震时山坡地在地震时会产生土壤滑动会产生土壤滑动 用另外的土石來用另外的土石來填补地基，常有土壤填补地基，常有土壤密实度不足情形，导密实度不足情形，导致建筑物在地震时产致建筑物在地震时产生倾斜、沉陷。生倾斜、沉陷。冲积地的土质松冲积地的土质松软，地震时容易塌陷，软，地震时容易塌陷，如果此处有地下水层，如果此处有地下水层，还容易发生液化。还容易发生液化。第3页，本讲稿共40页临近悬临近悬崖，崖，容易滑容易滑落落 谷谷地地或或低低地地，这这里里的的建建筑筑物物容容易易在在地地震震发发生生时时，受受土石崩塌破坏。土石崩塌破坏。萨尔瓦多地震引发了一巨大的泥石流，萨尔瓦多地震引发了一巨大的泥石流，数百户人家被埋在泥石里，估计有数百户人家被埋在泥石里，估计有12001200多人遇难多人遇难地裂地裂第4页，本讲稿共40页地段选择地段选择地段选择地段选择1.1.选择有利地段；选择有利地段；2.2.避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；避开不利地段，当无法避开时，应采取适当的抗震措施；3.3.不在危险地段建设。不在危险地段建设。第5页，本讲稿共40页局部突出地形的影响局部突出地形的影响局部突出地形的影响局部突出地形的影响1.1.高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大；高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大；2.2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应相对减小；离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应相对减小；3.3.在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大；在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大；4.4.边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。第6页，本讲稿共40页发震断裂的影响发震断裂的影响第7页，本讲稿共40页 断裂带是地质上的薄弱环节断裂带是地质上的薄弱环节，发震断裂带附近地表，发震断裂带附近地表，在地震时可能产生新的错动，使建筑物遭受较大的破在地震时可能产生新的错动，使建筑物遭受较大的破坏，属于地震危险地段。坏，属于地震危险地段。建设时应避开建设时应避开。发震断裂带上。发震断裂带上可能发生地表错位的地段主要在高烈度区，全新世以来经常可能发生地表错位的地段主要在高烈度区，全新世以来经常活动的断裂上面。活动的断裂上面。第8页，本讲稿共40页 场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，场地内存在发震断裂时，应对断裂的工程影响进行评价，并应符合下列要求并应符合下列要求：1.1.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：影响：1 1）抗震设防烈度小于）抗震设防烈度小于8 8度；度；2 2）非全新世活动断裂；）非全新世活动断裂；3 3）抗震设防烈度为）抗震设防烈度为8 8度和度和9 9度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于度分别大于60m60m和和90m90m。2.2.对不符合本条对不符合本条1 1款规定的情况，应避开主断裂带。其避让距款规定的情况，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。离不宜小于下表对发震断裂最小避让距离的规定。_ 300m 500m 专门研究专门研究 9 _ 200m 300m 专门研究专门研究 8 丁丁 丙丙 乙乙 甲甲建筑抗震设防类别建筑抗震设防类别烈度烈度发震断裂的最小避让距离发震断裂的最小避让距离发震断裂的最小避让距离发震断裂的最小避让距离(m)(m)(m)(m)一个一个很复很复杂的杂的问题问题第9页，本讲稿共40页2.3 2.3 建筑场地的类别划分建筑场地的类别划分 建筑场地建筑场地指建筑所在地，大体相当于厂区、居民点和自然指建筑所在地，大体相当于厂区、居民点和自然村的区域范围。村的区域范围。为什么进行场地类别划分？为什么进行场地类别划分？建建筑筑场场地地按按地地震震对对建建筑筑的的影影响响划划分分为为4 4类类，建建筑筑场场地地分分类类指指标标是以是以场地剪切波速场地剪切波速（或场地土类型）和（或场地土类型）和覆盖层厚度覆盖层厚度。场地土层的场地土层的卓越卓越周期的简化计算公式为周期的简化计算公式为单一土层时单一土层时多层土时多层土时-覆盖层厚度覆盖层厚度-土的剪切波速土的剪切波速-土层总数土层总数-i i层厚度层厚度-i i层剪切波速层剪切波速一、场地土层的卓越周期与场地的地震效应一、场地土层的卓越周期与场地的地震效应1.1.场地土层的场地土层的卓越周期卓越周期(什么概念？什么概念？)第10页，本讲稿共40页2.2.场地的地震效应场地的地震效应场地土对于从基岩传来的地震波具有场地土对于从基岩传来的地震波具有防大防大和和滤波滤波作用。作用。坚硬土层上的刚性建筑、软弱土上的柔性建筑破坏严重。坚硬土层上的刚性建筑、软弱土上的柔性建筑破坏严重。二二二二.建筑场地的类别建筑场地的类别建筑场地的类别建筑场地的类别场地土的类型场地土的类型淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，和粉土，的填土，流塑黄土的填土，流塑黄土软弱土软弱土稍密的的砾、粗、中砂稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂除松散外的细、粉砂,可可塑黄土塑黄土,的粘性土和粉土的粘性土和粉土,的的填土填土中软土中软土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，砂，的粘性土和粉土，坚硬黄土的粘性土和粉土，坚硬黄土中硬土中硬土稳定岩石，密实的碎石土稳定岩石，密实的碎石土坚硬土坚硬土或岩石或岩石土层剪切波土层剪切波速范围速范围(m/s)岩土名称和性状岩土名称和性状土的土的类型类型-地基土静承载力标准值地基土静承载力标准值第11页，本讲稿共40页场地类别场地类别场地覆盖层厚度的确定：场地覆盖层厚度的确定：1.1.一般情况下，应按地面至剪切波速大于一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s500m/s的土层顶面；的土层顶面；2.2.当地面当地面5m5m以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速以下存在剪切波速大于相邻上层土剪切波速2.52.5倍倍 的下卧土层，且下卧土层的剪切波速不小于的下卧土层，且下卧土层的剪切波速不小于400m/s400m/s时，时，可按地面至该下卧土层顶面的距离确定；可按地面至该下卧土层顶面的距离确定；3.3.剪切波速大于剪切波速大于500m/s500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层；的孤石、透镜体，应视同周围土层；4.4.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的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖 土层中扣除。土层中扣除。80 315 3050 0 等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场 地地 类类 型型第12页，本讲稿共40页土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速-土层的等效剪切波速土层的等效剪切波速-计算深度（计算深度（m)m)，取覆盖层厚度和，取覆盖层厚度和20m20m二者的较小值二者的较小值-剪切波在地面至计算深度之间的传播时间剪切波在地面至计算深度之间的传播时间-计算深度范围内第计算深度范围内第i i土层的厚度土层的厚度(m)(m)-计算深度范围内第计算深度范围内第i i土层的剪切波速土层的剪切波速(m/s)(m/s)-计算深度范围内土层的分层数计算深度范围内土层的分层数场地类别场地类别 80 315 3050 0 等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场 地地 类类 型型第13页，本讲稿共40页例：已知某建筑场地的钻孔土例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建层资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。筑场地的类别。层底深度层底深度(m)土层厚度土层厚度(m)土的名称土的名称剪切波速剪切波速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥质粘土淤泥质粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥质粘土淤泥质粘土200632.9细砂细砂31069.56.5砾混粗砂砾混粗砂520解：解：（1 1）确定地面下）确定地面下20m20m表层土的场表层土的场地土类型地土类型淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，和粉土，的填土，流塑黄土的填土，流塑黄土软弱土软弱土稍密的的砾、粗、中砂稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂除松散外的细、粉砂,可可塑黄土塑黄土,的粘性土和粉土的粘性土和粉土,的的填土填土中软土中软土中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂，砂，的粘性土和粉土，坚硬黄土的粘性土和粉土，坚硬黄土中硬土中硬土稳定岩石，密实的碎石土稳定岩石，密实的碎石土坚硬土坚硬土或岩石或岩石土层剪切波土层剪切波速范围速范围(m/s)岩土名称和性状岩土名称和性状土的土的类型类型第14页，本讲稿共40页例：已知某建筑场地的钻孔土例：已知某建筑场地的钻孔土层资料如表所示，试确定该建层资料如表所示，试确定该建筑场地的类别。筑场地的类别。层底深度层底深度(m)土层厚度土层厚度(m)土的名称土的名称剪切波速剪切波速m/s9.59.5砂砂17037.828.3淤泥质粘土淤泥质粘土13043.65.8砂砂24060.116.5淤泥质粘土淤泥质粘土200632.9细砂细砂31069.56.5砾混粗砂砾混粗砂520解：解：（1 1）确定地面下）确定地面下20m20m表层土的场表层土的场地土类型地土类型 80 315 3050 0 等效剪切波速等效剪切波速（m/s）场场 地地 类类 型型（2 2）确定覆盖层厚度）确定覆盖层厚度（3 3）确定建筑场地类别）确定建筑场地类别属于中软土属于中软土属于属于类场地类场地第15页，本讲稿共40页2.4 2.4 天然地基和基础天然地基和基础 地基在地震作用下的稳定性对基础及上部结构的内力分布是比较敏地基在地震作用下的稳定性对基础及上部结构的内力分布是比较敏感的，因此确保地震时地基基础能够承受上部结构传下来的感的，因此确保地震时地基基础能够承受上部结构传下来的竖向竖向和和水水平地震作用平地震作用以及以及倾覆力矩倾覆力矩而而不发生过大变形不发生过大变形和和不均匀沉降不均匀沉降是地基是地基基础抗震设计的基本要求。基础抗震设计的基本要求。一、天然地基的震害特点一、天然地基的震害特点一、天然地基的震害特点一、天然地基的震害特点1.1.高压缩性饱和软粘土和承载力较低的淤泥质土在地震高压缩性饱和软粘土和承载力较低的淤泥质土在地震 中产生不同程度的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏；中产生不同程度的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏；2.2.杂填土、回填土和冲填土等松软填土地基，土质松软杂填土、回填土和冲填土等松软填土地基，土质松软 且承载力较低，易产生沉陷，使结构开裂；且承载力较低，易产生沉陷，使结构开裂；3.3.沟、坑、古河道、坡地办挖半填等非匀质地基在地震沟、坑、古河道、坡地办挖半填等非匀质地基在地震 中的不均匀沉降或地裂缝引起上部结构破坏。中的不均匀沉降或地裂缝引起上部结构破坏。第16页，本讲稿共40页二二二二.天然地基的抗震措施天然地基的抗震措施天然地基的抗震措施天然地基的抗震措施1.1.软弱粘性土地基软弱粘性土地基采用桩基，地基加固；采用桩基，地基加固；2.2.杂填土地基杂填土地基换土夯实；地基加固；换土夯实；地基加固；3.3.不均匀地基不均匀地基综合建筑体型、荷载、烈度、结构类型等采取合理的综合建筑体型、荷载、烈度、结构类型等采取合理的结构布局、地基抗震措施。结构布局、地基抗震措施。地基加固处理方法地基加固处理方法换土垫层法换土垫层法重锤夯实法重锤夯实法挤密桩法挤密桩法沉井预压法沉井预压法第17页，本讲稿共40页三、三、地基基础抗震设计地基基础抗震设计1 1）同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上；）同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层上；2)2)同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；同一结构单元不宜部分采用天然地基而另外部分采用桩基；3)3)地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时，宜加强基地基有软弱土、可液化土、新近填土或严重不均匀土层时，宜加强基础的整体性和刚性；础的整体性和刚性；4)4)根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算根据具体情况，选择对抗震有利的基础类型，在抗震验算 时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响，使之能时应尽量考虑结构、基础和地基的相互作用影响，使之能 反映地基基础在不同阶段上的工作状态。反映地基基础在不同阶段上的工作状态。地基基础抗震设计是通过地基基础抗震设计是通过选择合理的基础体系选择合理的基础体系和和抗震验算抗震验算来保来保证其抗震能力的。证其抗震能力的。1.1.1.1.地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求地基基础抗震设计的一般要求第18页，本讲稿共40页2.2.2.2.可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围由震害调查得到下面结论：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。大量的只有少数房屋是由地基的原因而导致上部结构的破坏。大量的一般性地基具有良好的抗震性能，极少发现因地基承载力不够而产一般性地基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。生震害。导致上部结构破坏的地基大多是导致上部结构破坏的地基大多是液化地基液化地基、易产生震陷的软土地易产生震陷的软土地基基和和严重不均匀地基严重不均匀地基。我国抗震设计规范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。匀地基规定了相应的抗震措施，以避免或减轻震害。第19页，本讲稿共40页2.2.2.2.可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围可不进行地基基础抗震验算的范围1)1)砌体房屋；砌体房屋；2)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：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 1）一般的单层厂房和单层空旷房屋；）一般的单层厂房和单层空旷房屋；2 2）不超过）不超过8 8层且高度在层且高度在25m25m以下的一般民用框架房屋；以下的一般民用框架房屋；3 3）基础荷载与）基础荷载与2 2）项相当的多层框架厂房。）项相当的多层框架厂房。3)3)规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。第20页，本讲稿共40页3.3.3.3.天然地基地震作用下的承载力验算天然地基地震作用下的承载力验算天然地基地震作用下的承载力验算天然地基地震作用下的承载力验算采用采用“拟静力法拟静力法”规范规定：基础底面规范规定：基础底面平均压力平均压力和和边缘最大压力边缘最大压力应符合下式要求应符合下式要求式中式中p p-基础底面平均压力（基础底面平均压力（kPa)kPa)p pmaxmax基础底面边缘最大压力基础底面边缘最大压力(kPa)(kPa)f faEaE-地基土抗震允许承载力地基土抗震允许承载力 高高宽宽比比大大于于4 4的的高高层层建建筑筑，在在地地震震作作用用下下基基础础底底面面不不宜宜出出现现拉拉应应力力；其其它它建建筑筑，基基础础底底面面与与地地基基土土之之间间零零应应力力区区面面积积不不应应超超过过基础底面面积的基础底面面积的15%15%。第21页，本讲稿共40页4.4.4.4.地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定 地基抗震承载力在静力设计承载力基础上调整。调整的出地基抗震承载力在静力设计承载力基础上调整。调整的出发点：发点：1 1）地震是偶发事件，地基抗震承载力安全系数可比静）地震是偶发事件，地基抗震承载力安全系数可比静载时降低；载时降低；2 2）多数土在有限次的动载下，强度较静载下稍高。）多数土在有限次的动载下，强度较静载下稍高。第22页，本讲稿共40页4.4.4.4.地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定地基土抗震承载力确定式中式中f faEaE-调整后的地基抗震承载力设计值调整后的地基抗震承载力设计值 -地基抗震承载力调整系数地基抗震承载力调整系数f fa a-深宽修正后的地基承载力特征值，按深宽修正后的地基承载力特征值，按建筑地基基础设计规范建筑地基基础设计规范GB50007GB50007采用采用1.0淤泥，淤泥质土，松散的砂，填土淤泥，淤泥质土，松散的砂，填土1.1稍密的细、粉砂，稍密的细、粉砂，的粘性土和粉土，新近沉积的粘性土和粉土的粘性土和粉土，新近沉积的粘性土和粉土1.3中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉砂，中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉砂，的粘性土和粉土的粘性土和粉土1.5岩石，稍密的碎石土，密实的砾、粗、中砂，岩石，稍密的碎石土，密实的砾、粗、中砂，的粘性土和粉土的粘性土和粉土 岩土名称和性状岩土名称和性状地基土抗震承载力调整系数地基土抗震承载力调整系数第23页，本讲稿共40页2.5 场地场地土的液化与抗液化措施土的液化与抗液化措施一一一一.场地土的液化现象与震害场地土的液化现象与震害场地土的液化现象与震害场地土的液化现象与震害 处处于于地地下下水水位位以以下下的的饱饱和和砂砂土土和和粉粉土土的的土土颗颗粒粒结结构构受受到到地地震震作作用用时时将将趋趋于于密密实实，使使空空隙隙水水压压力力急急剧剧上上升升，而而在在地地震震作作用用的的短短暂暂时时间间内内，这这种种急急剧剧上上升升的的空空隙隙水水压压力力来来不不及及消消散散，使使有有效效压压力力减减小小，当当有有效效压压力力完完全全消消失失时时，土土颗颗粒粒处处于于悬悬浮浮状状态态之之中中。这这时时，土土体体完完全全失失去去抗抗剪剪强强度度而而显显示示出出近近于于液体的特性。这种现象称为液化。液体的特性。这种现象称为液化。液化的宏观标志是在地表出现液化的宏观标志是在地表出现喷砂冒水喷砂冒水。第24页，本讲稿共40页 唐山地震时，严唐山地震时，严重液化地区喷水高度重液化地区喷水高度可达可达8 8米，厂房沉降米，厂房沉降可达可达1 1米。米。天津地震时，海天津地震时，海河故道及新近沉积土河故道及新近沉积土地区有近地区有近30003000个喷水个喷水冒砂口成群出现，一冒砂口成群出现，一般冒砂量般冒砂量0.1-10.1-1立方立方米，最多可达米，最多可达5 5立方立方米。有时地面运动停米。有时地面运动停止后，喷水现象可持止后，喷水现象可持续续3030分钟。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。出现裂缝、滑移，造成桥梁破坏，等等。第25页，本讲稿共40页液化的震害液化的震害：1.1.地面开裂下沉使建筑物产生过渡下沉或整体倾斜；地面开裂下沉使建筑物产生过渡下沉或整体倾斜；2.2.不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁板等不均匀沉降引起建筑物上部结构破坏，使梁板等 水平构件及其节点破坏，使墙体开裂和建筑物体水平构件及其节点破坏，使墙体开裂和建筑物体 形变化处开裂；形变化处开裂；3.3.室内地坪上鼓、开裂，设备基础上浮或下沉。室内地坪上鼓、开裂，设备基础上浮或下沉。影响场地土液化的主要因素影响场地土液化的主要因素：1.1.土层的地质年代；土层的地质年代；2.2.土层的土粒的组成和密实程度；土层的土粒的组成和密实程度；3.3.砂土层埋置深度和地下水位深度；砂土层埋置深度和地下水位深度；4.4.地震烈度和地震持续时间地震烈度和地震持续时间第26页，本讲稿共40页二二二二.液化判别与危害程度估计液化判别与危害程度估计液化判别与危害程度估计液化判别与危害程度估计 1 1、液化判别和处理的一般原则：、液化判别和处理的一般原则：1 1）对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基，）对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基，除除6 6度外，应进行液化判别。对度外，应进行液化判别。对6 6度区一般情况度区一般情况 下可不进行判别和处理，但对液化敏感的乙类下可不进行判别和处理，但对液化敏感的乙类 建筑可按建筑可按7 7度的要求进行判别和处理。度的要求进行判别和处理。7 79 9度时，度时，乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求进行判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！别和处理！2 2）存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类）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别、地基的液化等级结合具体情况采取相应的措 施。施。第27页，本讲稿共40页2 2 2 2、液化判别和危害性估计方法、液化判别和危害性估计方法、液化判别和危害性估计方法、液化判别和危害性估计方法 对一般工程项目，砂土或粉土液化判别及危害程度估计可对一般工程项目，砂土或粉土液化判别及危害程度估计可按以下步骤进行：按以下步骤进行：1 1 1 1）初判）初判）初判）初判 以以地质年代地质年代、粘粒含量粘粒含量、地下水位地下水位及及上覆非液化土层厚度上覆非液化土层厚度等作为判断条件。等作为判断条件。（1 1）地质年代为第四纪晚更新世（地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及以前时，）及以前时，7、8 度可判为不液化度可判为不液化；（2 2）当粉土的粘粒（粒径小于当粉土的粘粒（粒径小于0.005mm的颗粒的颗粒)含量百分含量百分 率在率在7、8和和9度时分别大于度时分别大于10、13和和16可判为不液化；可判为不液化；第28页，本讲稿共40页（3 3）采用天然地基的建筑，当上覆非液化土层厚度和）采用天然地基的建筑，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，可不考虑液地下水位深度符合下列条件之一时，可不考虑液 化影响。化影响。-上覆非液化土层厚度（上覆非液化土层厚度（m)，计算时宜将淤泥和淤泥，计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除；质土层扣除；-基础埋置深度基础埋置深度(m),),不超过不超过2m时采用时采用2m；-地下水位深度（地下水位深度（m)，宜按建筑使用期内年平均最，宜按建筑使用期内年平均最 高水位采用，也可按近期内年最高水位采用；高水位采用，也可按近期内年最高水位采用；-液化土特征深度（液化土特征深度（m)，按右表采用。按右表采用。9m8m7m砂土砂土8m7m6m粉土粉土987烈度烈度饱和土饱和土类别类别不考虑液化时的覆盖层的界限厚度不考虑液化时的覆盖层的界限厚度第29页，本讲稿共40页-上覆非液化土层厚度（上覆非液化土层厚度（m)m)；-基础埋置深度基础埋置深度(m)(m)；-地下水位深度（地下水位深度（m)m)；-液化土特征深度液化土特征深度(m).(m).上面判别式（上面判别式（d db b=2)=2)亦可用亦可用图形图形表示：表示：1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910dw(m)不考虑液化影响区不考虑液化影响区须进一步判别区须进一步判别区砂土砂土1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910dw(m)不考虑液化影响区不考虑液化影响区须进一步判别区须进一步判别区粉土粉土7 7度度9 9度度8 8度度7 7度度8 8度度9 9度度d db b22时，在时，在du、dw中减去（中减去（d db b-2)-2)后再查图确定。后再查图确定。第30页，本讲稿共40页查液化土特征深度表查液化土特征深度表例例1 1 图示为某场地地基剖面图图示为某场地地基剖面图 上覆非液化土层厚度上覆非液化土层厚度d du u=5.5m=5.5m 其下为砂土，地下水位深度其下为砂土，地下水位深度 为为d dw=6m.=6m.基础埋深基础埋深d db b=2m,=2m,该该 场地为场地为8 8度区。确定是否考度区。确定是否考 虑液化影响。虑液化影响。解：按判别式确定解：按判别式确定9m8m7m砂土砂土8m7m6m粉土粉土987烈度烈度饱和土饱和土类别类别需要考虑液化影响。需要考虑液化影响。d dw=6m=6md du u=5.5m=5.5md db b=2m=2m第31页，本讲稿共40页例例1 1 图示为某场地地基剖面图图示为某场地地基剖面图 上覆非液化土层厚度上覆非液化土层厚度d du u=5.5m=5.5m 其下为砂土，地下水位深度其下为砂土，地下水位深度 为为d dw=6m.=6m.基础埋深基础埋深d db b=2m,=2m,该该 场地为场地为8 8度区。确定是否考度区。确定是否考 虑液化影响。虑液化影响。解：按土层液化判别图确定解：按土层液化判别图确定需要考虑液化影响。需要考虑液化影响。d dw=6m=6md du u=5.5m=5.5md db b=2m=2m1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 12345678910dw(m)不考虑液化影响区不考虑液化影响区须进一步判别区须进一步判别区砂土砂土7 7度度8 8度度9 9度度d du u=5.5m=5.5md dw=6m=6m第32页，本讲稿共40页2 2 2 2）细判细判细判细判采用标准贯入试验判别采用标准贯入试验判别 钻孔至试验土层上钻孔至试验土层上15cm处处,用用63.5公斤穿心公斤穿心锤，落距为锤，落距为76cm，打击土层，打入，打击土层，打入30cm所用的所用的锤击数记作锤击数记作N63.5，称为标贯击数。用，称为标贯击数。用N63.5与规范与规范规定的临界值规定的临界值Ncr比较来确定是否会液化。比较来确定是否会液化。1-1-穿心锤穿心锤2-2-锤垫锤垫3-3-触探杆触探杆4-4-贯入器头贯入器头5-5-出水孔出水孔6-6-贯入器身贯入器身7-7-贯入器靴贯入器靴标准贯入试验设备第33页，本讲稿共40页规范规定规范规定当饱和可液化土的标贯击数当饱和可液化土的标贯击数N N63.563.5的值小于的值小于N Ncrcr值时，判为液化，值时，判为液化，否则判为不液化。否则判为不液化。-地下水位深度（地下水位深度（m)m)-饱和土标准贯入试验点深度（饱和土标准贯入试验点深度（m)m)-液化判别标准贯入锤击数基准值，按下表采用液化判别标准贯入锤击数基准值，按下表采用-粘粒含量百分率，当小于粘粒含量百分率，当小于3 3或是砂土时，均应取或是砂土时，均应取3 3括号内数值用于设计基本地震加速度为括号内数值用于设计基本地震加速度为0.150.15和和0.3g0.3g的地区的地区 12(15)-8（10)第二、三组第二、三组 16 10(13)6（8）第一组第一组 9 8 7设计地震分组设计地震分组烈度烈度第34页，本讲稿共40页3.3.3.3.液化场地危害程度的确定液化场地危害程度的确定液化场地危害程度的确定液化场地危害程度的确定 同同一一烈烈度度下下，液液化化层层的的厚厚度度愈愈厚厚愈愈浅浅，地地下下水水位位愈愈高高，实实测测标标准准贯贯入入锤锤击击数数与与临临界界标标准准贯贯入入锤锤击击数数相相差差愈愈大大，液液化化愈愈严严重重，带来的危害也愈大带来的危害也愈大液化指数液化指数-判别深度内每一个钻孔标准贯入试验点总数；判别深度内每一个钻孔标准贯入试验点总数；-分别为分别为i i点标准贯入锤击数的实测值和临界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取值；值，当实测值大于临界值时取临界值的取值；-第第i i点所代表的土层厚度（点所代表的土层厚度（m)m)；-第第i i层考虑单位土层厚度的层位影响权系数层考虑单位土层厚度的层位影响权系数 。若判别深度为。若判别深度为15m15m，当该层中点深度不大于，当该层中点深度不大于5m5m时采用时采用1010，等于，等于15m15m时应取零值时应取零值,5,515m15m时应按线时应按线性内插值法取值性内插值法取值;若判别深度为若判别深度为20m20m，当该层中点，当该层中点深度不大于深度不大于5m5m时采用时采用1010，等于，等于20m20m时应取零值，时应取零值，5 520m20m时应按线性内插值法取值。时应按线性内插值法取值。液化指数液化指数第35页，本讲稿共40页由液化指数，按下表确定液化等级由液化指数，按下表确定液化等级判别深度判别深度20m时的液化指标时的液化指标判别深度判别深度15m时的液化指标时的液化指标 严重严重 中等中等 轻微轻微 液化等级液化等级液化等级与相应的震害液化等级与相应的震害液化等级液化等级 地面喷水冒砂情况地面喷水冒砂情况 对建筑物的危害情况对建筑物的危害情况轻微轻微地面无喷水冒砂，或仅在洼地、地面无喷水冒砂，或仅在洼地、诃边有零星的喷水冒砂点诃边有零星的喷水冒砂点危害性小，一般不致引起明显的震害危害性小，一般不致引起明显的震害中等中等喷水冒砂可能性大，从轻微到严喷水冒砂可能性大，从轻微到严重均有，多数属中等重均有，多数属中等危害性较大，可造成不均匀沉陷和开裂，危害性较大，可造成不均匀沉陷和开裂，有时不均匀沉陷可达有时不均匀沉陷可达200mm严重严重一般喷水冒砂都很严重，地面变一般喷水冒砂都很严重，地面变形很明显形很明显危害性大，不均匀沉陷可能大于危害性大，不均匀沉陷可能大于200mm，高重心结构可能产生不允许的倾斜高重心结构可能产生不允许的倾斜第36页，本讲稿共40页三、抗液化措施及选择三、抗液化措施及选择三、抗液化措施及选择三、抗液化措施及选择当液化土层较平坦、均匀时，可按下表选用抗液化措施当液化土层较平坦、均匀时，可按下表选用抗液化措施地基和上部结构处理，或地基和上部结构处理，或其它经济的措施其它经济的措施可不采取措施可不采取措施可不采取措施可不采取措施丁类丁类全部消除液化沉陷，或部全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对地基分消除液化沉陷且对地基和上部结构处理和上部结构处理基础和上部结构处理，或更高要求基础和上部结构处理，或更高要求的措施的措施基础和上部结构处理，基础和上部结构处理，亦可不采取措施亦可不采取措施丙类丙类全部消除液化沉陷全部消除液化沉陷全部消除液化沉陷，或部分消除液全部消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷且对地基和上部结构处理化沉陷且对地基和上部结构处理部分消除液化沉陷，或部分消除液化沉陷，或对地基和上部结构处理对地基和上部结构处理乙类乙类严重严重中等中等轻微轻微地基的液化等级地基的液化等级建筑建筑类别类别1 1、全部消除地基液化沉陷的措施应符合：、全部消除地基液化沉陷的措施应符合：1 1）采用桩基时，桩端深入液化深度以下稳定土层中的长度）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、（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中砂，坚硬粘性土和密实粉土尚不应小于0.5m0.5m，对其他非岩石，对其他非岩石尚不应小于尚不应小于1.5m1.5m；第37页，本讲稿共40页2 2）采用深基础时，基础底面埋入深度以下稳定土层中的深度，不应小）采用深基础时，基础底面埋入深度以下稳定土层中的深度，不应小于于0.5m0.5m；3 3）采采用用加加密密法法（如如振振冲冲、振振动动加加密密、砂砂桩桩挤挤密密、强强夯夯等等）加加固固时时，应应处处理理至至液液化化深深度度下下界界，且且处处理理后后土土层层的的标标准准贯贯入入锤锤击击数数的实测值不宜大于相应的临界值的实测值不宜大于相应的临界值m m；4 4）挖除全部液化土层；）挖除全部液化土层；5 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）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基础底面下处理深度的1/21/2且不小于基础宽度的且不小于基础宽度的1/51/5。第38页，本讲稿共40页2 2、部分消除地基液化沉陷的措施应符合：部分消除地基液化沉陷的措施应符合：1 1）处理深度应使处理后的地基液化指数减少，当判别深度）处理深度应使处理后的地基液化指数减少，当判别深度为为15m15m时，其值不宜大于时，其值不宜大于4 4，当判别深度为，当判别深度为20m20m时，其值不宜时，其值不宜大于大于5 5；对独立基础与条形基础，尚不应小于基础底面下液；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。化特征深度和基础宽度的较大值。2 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）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。后土层的标准贯入锤击数实测值不小于相应的临界值。3 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）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。同。第39页，本讲稿共40页1)1)选择合适的基础埋置深度；选择合适的基础埋置深度；5)5)管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。3.3.减轻液化影响的基础和上部结构处理，可综合考虑采用下减轻液化影响的基础和上部结构处理，可综合考虑采用下列措施：列措施：2)2)调整基础底面积，减少基础偏心；调整基础底面积，减少基础偏心；3)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；字形基础，加设基础圈梁、基础梁系等；4)4)减减轻轻荷荷载载，增增强强上上部部结结构构的的整整体体刚刚度度和和均均匀匀对对称称性性，合合理理设设置置沉降缝，避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等；沉降缝，避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等；第40页，本讲稿共40页