1.一般原则
抗震设计应贯彻执行“以预防为主”的方针。使建筑经抗震设防后,减轻建筑的地震破坏,避免人员伤亡,减少经济损失。
抗震设防是以现有的科学水平和经济条件为前提,要求“小震不坏,中震可修,大震不倒”。即当遭受低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,一般不受损坏或不需修理,仍可继续使用;当遭受本地区设防烈度的地震影响时,可能损坏,经一般修理或不需修理,仍可继续使用;当遭受高于本地区设防烈度预估的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。从地基基础的角度出发,可考虑以下方面:
(1)选择有利的建筑场地。尽量选择对抗震有利的地段,避开不利的地段,禁止在危险地段建设。
1)对建筑抗震有利的地段。稳定基岩,坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等。
2)对建筑抗震不利的地段。软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘,非岩质的陡坡,河岸和边坡边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(如故河道、断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷及半填半挖地基)等。
3)对建筑抗震危险的地段。地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等以及地震断裂带上可能发生地表错位的部位。
为保证建筑物的安全,还应考虑建筑物的基本周期避开地层的卓越周期,以防止共振危害。
(2)加强基础的防震设计。在建筑物设计中,将基础埋在土中一定的深度,周围土体会对基础起约束的作用,因此,地震时基础的振幅小、灾害轻。若地基良好,在7 度与8度地震烈度区,基础本身的强度可不进行核算。做好基础设计,不仅为基础本身的抗震所需要,而且可以减轻上部结构的震害。在设计时可适当加大基础埋深、选择较好的基础类型等保持基础的稳定性。(www.xing528.com)
(3)加强建筑物整体性。在设计中加强基础与上部结构的整体性,对建筑物抗震十分有利。例如,砖混结构条形基础,在基础上面设置一道钢筋混凝土地梁,把内外墙的基础连成整体。必要时在楼房层与层之间设置钢筋混凝土圈梁,或隔层设一道圈梁。同时,在建筑物的四角与内外墙交接设置竖向钢筋混凝土构造柱,并与地梁和各层之间的圈梁牢固连接,将上部结构与基础连成整体,这对抗震极为有效。
2.地基基础抗震措施
(1)软弱粘性土。软粘土的承载力较低,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储备。此外,软粘土的特点是: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,对软粘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粘性土层时,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型式,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、有故河道或暗沟通过及半挖半填地带。土质软弱部分可参照上述软粘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滑坡防治,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凌空面。要尽量填平不必要的残存沟渠,在明渠两侧适当设置支挡,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5 m 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,使处理后土层的标准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(如采用联系梁、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。
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