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地基抗震设计原则-土力学与地基基础

时间:2023-08-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:加强基础的防震性能的目的主要是减轻上部结构的震害。土质偏弱部分可参照上述软黏土处理原则采取抗震措施。

地基抗震设计原则-土力学与地基基础

1.一般原则

1)选择有利的建筑场地

参照地震烈度区划资料结合地质调查和勘察,查明场地土质条件、地质构造和地形特征,尽量选择有利地段,避开不利地段,而不得在危险地段进行建设。实践证明,在高烈度地区往往可以找到低烈度地段作为建筑场地,反之亦然,不可不慎。

从建筑物的地震反应考虑,建筑物的自震周期应远离地层的卓越周期,以避免共震。为此,除须查明地震烈度外,尚要了解地震波的频率特性。各种建筑物的自振周期可根据理论计算或经验公式确定。地层的卓越周期可根据当地的地震记录加以判断。如经核查有发生共振的可能时,可以改变建筑物与基础的连接方式、建筑材料、结构类型和尺寸,以调整建筑物的基本周期。

2)加强基础和上部结构的整体性

加强基础与上部结构的整体作用可采用的措施有:① 对一般砖混结构的防潮层采用防水砂浆代替油毡;② 在内外墙下室内地坪标高处加一道连续的闭合地梁;③ 上部结构采用组合柱时,柱的下端应与地梁牢固连接;④ 当地基土质较差时,还宜在基底配置构造钢筋。

3)加强基础的防震性能

基础在整个建筑物中一般是刚度比较大的组成部分,又因处于建筑物的最低部位,周围还有土层的限制,因而振幅较小,故基础本身受到的震害总是较轻的。一般认为,如果地基良好,在7~8度烈度下,基础本身强度可不加核算。加强基础的防震性能的目的主要是减轻上部结构的震害。措施如下:① 合理加大基础的埋置深度;② 正确选样基础类型。

2.天然地基的抗震验算

天然地基的抗震承载力应按下式计算:

式中 fsE——调整后的地基抗震承载力设计值;

ξs——地基抗震承载力调整系数(表10.3);

表10.3 地基抗震承载力调整系数

fs——地基静承载力设计值。

对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、多层内框架砖房、底层框架砖房、水塔。

(2)地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层(指7度、8度和9度时地基静承载力分别小于80 kPa、100 kPa和120 kPa的土层)的一般单层厂房、单层空旷房屋和多层民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房。(www.xing528.com)

(3)7度和8度时,高度不超过100 mm的烟囱。

(4)规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。

3.地基基础抗震措施

1)软弱黏性土

黏土的承载力较低,地震引起的附加荷载与其经常承受的静荷载相比占有很大比例,往往超过了承载力的安全贮备。此外,软黏土的特点是:在反复荷载作用下,沉降量持续增加;当基底压力达到临塑荷载后,急速增加荷载将引起严重下沉和倾斜。地震对土的作用,正是快速而频繁的加荷过程,因而非常不利。因此,对软黏土地基要合理选择地基的承载力值,基底压力不宜过大,以保证留有足够的安全储备,地基的主要受力层范围内如有软弱黏性土层时,应结合具体情况综合考虑;采用桩基或各种地基处理方法、扩大基础底面积和加设地基梁、加深基础、减轻荷载、增加结构整体性和均衡对称性等。桩基是抗震的良好基础形式,但应补充说明的是,一般竖直桩抵抗地震水平荷载的能力较差,如承载力不够,可加斜桩或加深承台埋深并紧密回填;当地基为成层土时,松、密土层交界面上易于出现错动、为防止钻孔灌注桩开裂,在该处应配置构造钢筋。

2)不均匀地基

不均匀地基包括土质明显不均、有古河道或暗沟通过及半挖半境地带。土质偏弱部分可参照上述软黏土处理原则采取抗震措施。可能出现地震滑坡及地裂部位也可参照本章滑坡防治一节采取措施。鉴于大部分地裂来源于地层错动,单靠加强基础或上部结构是难以奏效的。地裂发生与否的关键是场地四周是否存在临空面。要尽量填平不必要的残存沟渠,在明渠两侧适当设置支挡,或代以排水暗渠;尽量避免在建筑物四周开沟挖坑,以防患于未然。

3)可液化地基

对可液化地基采取的抗液化措施应根据建筑物的重要性、地基的液化等级,结合具体情况综合确定,选择全部或部分消除液化沉陷、基础和上部结构处理等措施,或不采取措施等。

全部消除地基液化沉陷的措施有:采用底端伸入液化深度以下稳定土层的桩基或深基础,以振冲、振动加密、砂桩挤密、强夯等加密法加固(处理至液化深度下界)以及挖除全部液化土层等。

部分消除地基液化沉陷的措施应使处理后的地基液化等级为“轻微”。对单独基础与条形基础,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;处理深度范围内,应挖除其液化土层或采用加密法加固,使处理后土层的标堆贯入锤击数实测值大于相应的临界值

减轻液化影响的基础和上部结构处理,可以综合考虑埋深选择、调整基底尺寸、减小基础偏心、加强基础的整体性和刚度(如采用连系梁、加圈梁、交叉条形基础,筏板或箱形基础等),以及减轻荷载、增强上部结构刚度和均匀对称性、合理设置沉降缝等。

思考题

10.1 如何划分湿陷性黄土的类型和等级?

10.2 膨胀土的工程措施有哪些?

10.3 山区地基有哪些类型?结合本地特点,分析山区地基的处理措施。

10.4 什么是冻土?其地基处理应采取哪些措施?

10.5 地基常见的震害有哪些?如何抗震?

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