1、8. 抗震地基基礎(chǔ),2,8.抗震地基基礎(chǔ),內(nèi)容提要,地震的基本概念 地基基礎(chǔ)的震害現(xiàn)象 地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)和方法 地基基礎(chǔ)抗震方案選擇 地基液化的判別與處理,3,8.抗震地基基礎(chǔ),8.1.1 地震的基本概念,地震的成因及地震帶的分布 成因：構(gòu)造；火山；陷落；激發(fā) 兩大地震帶：環(huán)太平洋地震帶、地中海-喜馬拉雅地震帶。 震源:地震發(fā)源處。 震中:震源在地表面的垂直投影點(diǎn)。,4,8.抗震地基基礎(chǔ),8.1.1 地震的基本概念,地震波及其特征 地震波 地殼內(nèi)積累的能量急劇釋放并以波的形式傳播。 地震波的形式及特征 橫波：波速快、衰減快。 縱波：較橫波次之。 面波：波速慢，攜帶大部分能量。,5,8.抗震

2、地基基礎(chǔ),8.1.2 震級(jí)與烈度,震 級(jí) 定義：對(duì)地震中釋放能量大小的度量，由記錄的地震波的最大振幅確定。 該定義由里希特（ 1935年）給出，其確定的地震震級(jí)稱為里氏震級(jí)，簡(jiǎn)稱震級(jí)，以M表示。,6,8.抗震地基基礎(chǔ),8.1.2 震級(jí)與烈度,烈 度 定義：某一地點(diǎn)在某次地震時(shí)所受影響程度。 基本烈度：一個(gè)地區(qū)在今后一定時(shí)期內(nèi)在一般場(chǎng)地條件下可能遇到的最大地震烈度。 場(chǎng)地烈度：指區(qū)域內(nèi)一個(gè)具體場(chǎng)地的烈度。 設(shè)防烈度：指按國(guó)家規(guī)定權(quán)限批準(zhǔn)的作為一個(gè)地區(qū)抗震設(shè)防依據(jù)的地震烈度。,7,8.抗震地基基礎(chǔ),8.2 地基基礎(chǔ)的震害現(xiàn)象,飽和砂土和粉土的振動(dòng)液化 地震滑坡和地裂 土的震陷 地 裂,8.1.2

3、地基的震害,8,8.抗震地基基礎(chǔ),飽和砂土和粉土的振動(dòng)液化,定義 周期性地震荷載作用下，孔隙水壓力逐漸累積， 甚至完全抵消有效應(yīng)力，使土粒懸浮而接近液體。 液化的宏觀標(biāo)志 地表裂縫中噴水冒砂，地面下陷，建筑物產(chǎn)生巨 大沉降和嚴(yán)重傾斜，甚至失穩(wěn)。 多發(fā)土層 飽和粉、細(xì)砂及塑性指數(shù)小于7的粉土中，因此類 土既缺乏粘聚力又排水不暢。,8.1.2 地基的震害,9,8.抗震地基基礎(chǔ),地震滑坡和地裂,滑坡產(chǎn)生原因 地震時(shí)邊坡滑楔承受附加慣性力，下滑力增大；另外，地震時(shí)孔隙水壓增高，有效應(yīng)力降低，減小了阻止滑動(dòng)的內(nèi)摩擦力，多出現(xiàn)于土中夾砂層情況。 地裂產(chǎn)生原因 震后地表產(chǎn)生大量裂縫成為地裂，其與地震滑坡引起

4、的地層相對(duì)錯(cuò)動(dòng)密切相關(guān)，也有因砂土液化等使地表沉降不均勻引起地裂的。,8.1.2 地基的震害,10,8.抗震地基基礎(chǔ),土的震陷,定義：地震時(shí)地面的巨大沉陷稱為震陷或震沉。 產(chǎn)生原因 松砂經(jīng)震動(dòng)后趨于密實(shí)而沉縮； 飽和砂土經(jīng)振動(dòng)液化后，涌向四周洞穴或從地 表縫中逸出而引起地面變形； 淤泥質(zhì)粘土經(jīng)震動(dòng)后，結(jié)構(gòu)受擾動(dòng)而強(qiáng)度顯著 降低，產(chǎn)生附加沉降。,8.1.2 地基的震害,11,8.抗震地基基礎(chǔ),沉降、不均勻沉降和傾斜 水平位移 受拉破壞,8.2.2 建筑基礎(chǔ)的震害,12,8.抗震地基基礎(chǔ),8.3.1 地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)和方法,目標(biāo)和方法 抗震設(shè)計(jì)目標(biāo) 三個(gè)水準(zhǔn)設(shè)計(jì)：小震不壞；中震可修；大震不倒。

5、 抗震設(shè)計(jì)的方法 兩階段設(shè)計(jì)：承載力驗(yàn)算；彈塑性變形驗(yàn)算。 地基基礎(chǔ)一般只進(jìn)行第一階段設(shè)計(jì)。 對(duì)于地基液化驗(yàn)算直接采用第二水準(zhǔn)烈度， 對(duì)判明存在液化土層的地基，采取相應(yīng)抗液化措施。 地基基礎(chǔ)第三水準(zhǔn)設(shè)防由概念設(shè)計(jì)和構(gòu)造措施滿足。,13,8.抗震地基基礎(chǔ),概念設(shè)計(jì) 指從宏觀上對(duì)建筑結(jié)構(gòu)作合理的選型、規(guī)劃和布置，選用合格的材料，采取有效的構(gòu)造措施等。 地震作用對(duì)地基基礎(chǔ)影響的研究，目前還很不足，故地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)更應(yīng)重視概念設(shè)計(jì)。 場(chǎng)地選擇與處理，地基-上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用，地基基礎(chǔ)類型的選擇等都是概念設(shè)計(jì)的重要方面。,8.3.1 地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)目標(biāo)和方法,14,8.抗震地基基礎(chǔ),8.3.2 場(chǎng)

6、地選擇,場(chǎng)地類別劃分 建筑場(chǎng)地的類別劃分，應(yīng)以土層等效剪切波速和場(chǎng)地覆蓋層厚度為準(zhǔn)，按下表劃分為四類：,15,8.抗震地基基礎(chǔ),場(chǎng)地選擇原則 影響建筑震害和地震動(dòng)參數(shù)的場(chǎng)地因素很多，其中包括有局部地形、地質(zhì)構(gòu)造、地基土質(zhì)等。 對(duì)抗震有利的地段，系指地震時(shí)地面無(wú)殘余變形的堅(jiān)硬土或開(kāi)闊平坦密實(shí)均勻的中硬土范圍或地區(qū)； 不利地段為可能產(chǎn)生明顯地基變形或失效的某一范圍或地區(qū)； 危險(xiǎn)地段指可能發(fā)生嚴(yán)重的地面殘余變形的某一范圍或地區(qū)。,8.3.2 場(chǎng)地選擇,16,8.抗震地基基礎(chǔ),場(chǎng)地選擇 抗震規(guī)范中將場(chǎng)地劃分為有利、不利和危險(xiǎn)地段的具體標(biāo)準(zhǔn)下表所示。,8.3.2 場(chǎng)地選擇,17,8.抗震地基基礎(chǔ),地基基

7、礎(chǔ)抗震基本措施 選擇有利的場(chǎng)地； 加強(qiáng)基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的整體性； 加強(qiáng)基礎(chǔ)的防震性能。,8.3.3 地基基礎(chǔ)方案選擇,地基基礎(chǔ)抗震設(shè)計(jì)基本要求 同一結(jié)構(gòu)單元不宜設(shè)置在性質(zhì)截然不同的地基上，尤其不要放在半挖半填的地基上； 同一結(jié)構(gòu)單元不宜部分采用天然地基而另外部分為樁基； 對(duì)軟弱粘性土、液化土、新近填土或嚴(yán)重不均勻土地基，應(yīng)估計(jì)不均勻沉降或其他不利影響，并采取相應(yīng)措施。,18,8.抗震地基基礎(chǔ),決定基礎(chǔ)類型和埋深時(shí)，還應(yīng)考慮 同一結(jié)構(gòu)單元的基礎(chǔ)不宜采用不同的基礎(chǔ)埋深； 深基礎(chǔ)通常比淺基礎(chǔ)有利，因其可減少來(lái)自基底的振動(dòng)能量輸入。 縱橫內(nèi)墻較密的地下室、箱基和筏基抗震性能較好。 地基較好、建筑層數(shù)不多

8、時(shí)，可采用單獨(dú)基礎(chǔ)，但最好用地基梁聯(lián)成整體，或采用交叉條形基礎(chǔ)； 樁基和沉井基礎(chǔ)抗震性能較好，是防止因地基液化或嚴(yán)重震陷而造成震害的有效方法。 樁基宜采用低承臺(tái)，以發(fā)揮承臺(tái)周圍土體阻抗作用。,8.3.3 地基基礎(chǔ)方案選擇,19,8.抗震地基基礎(chǔ),基底平均壓力和邊緣最大壓力應(yīng)符合下列要求： pfaE pmax1.2 faE p 地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基礎(chǔ)底面平均壓力； pmax 地震作用效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合的基礎(chǔ)底面邊緣最大壓力； faE 調(diào)整后的地基抗震承載力， 按下式計(jì)算： faE=afa a 地基抗震承載力調(diào)整系數(shù)，可查表； fa 深寬修正后的地基承載力特征值。,8.3.4 天然地基承載力驗(yàn)算,2

9、0,8.抗震地基基礎(chǔ),液化判別和處理的一般原則： 對(duì)飽和砂土和飽和粉土（不含黃土）地基，除6度外，應(yīng)進(jìn)行液化判別； 6度區(qū)一般可不判別和處理，但對(duì)液化沉陷敏感的乙類建筑可按7度要求進(jìn)行判別和處理； 存在液化土層的地基，應(yīng)根據(jù)建筑抗震設(shè)防類別、地基液化等級(jí)，結(jié)合具體情況采取措施。,8.3.5 地基液化的判別與處理,21,8.抗震地基基礎(chǔ),8.3.5 地基液化的判別與處理,液化判別和危險(xiǎn)性估計(jì)方法 地面以下15m范圍內(nèi)，液化判別標(biāo)貫擊數(shù)臨界值Ncr按下式計(jì)算： 地面以下1520m深度范圍內(nèi)， Ncr按下式計(jì)算： 式中 Ncr液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)臨界值； N0液化判別標(biāo)準(zhǔn)貫入錘擊數(shù)基準(zhǔn)值，按表9-

10、8采用； ds飽和土標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)點(diǎn)深度（m）； dw地下水位深度（m）； c粘粒含量百分率，當(dāng)小于3或是砂土?xí)r，均應(yīng)取3。,22,8.抗震地基基礎(chǔ),8.3.5 地基液化的判別與處理,地基的抗液化措施及選擇 液化土層較平坦且均勻時(shí)，宜按下表選用地基抗液化措施； 尚可計(jì)入上部結(jié)構(gòu)重力荷載對(duì)液化危害的影響，根據(jù)對(duì)液化震陷量的估計(jì)適當(dāng)調(diào)整抗液化措施。,23,8.抗震地基基礎(chǔ),地基的抗液化措施及選擇 全部消除地基液化沉陷的措施應(yīng)符合下列要求： 采用樁基時(shí)，樁端伸入液化深度以下穩(wěn)定土層中的長(zhǎng)度（不包括樁尖部分）應(yīng)按計(jì)算確定； 采用深基礎(chǔ)時(shí)，基礎(chǔ)底面應(yīng)埋入液化深度以下的穩(wěn)定土層中，其深度不應(yīng)小于0.5m； 采用振沖或擠密碎石樁等地基處理方法加密; 用非液化土替換全部液化土層。,8.3.5 地基液化的判別與處理,24,8.抗震地基基礎(chǔ),地基的抗液化措施及選擇 部分消除地基液化沉陷的措施應(yīng)符合下列要求： 處理深度應(yīng)使處理后的地基液化指數(shù)減?。?采用振沖或擠密碎石樁加固后，樁間土的標(biāo)貫擊數(shù)不宜小于前述 液化判別標(biāo)貫擊數(shù)的臨界值； 基礎(chǔ)邊緣以外的處理寬度應(yīng)超過(guò)基礎(chǔ)地面以下處理深度的1/2，且不小于基礎(chǔ)寬度的1/5。,8.3.5 地基液化的判別與處理,25,8.抗震地基基礎(chǔ),地基的