场地地基和基础
场地、地基和基础
2.1.1工程地质条件对震害的影响
主要包括地质构造和局部地形
1. 发震断裂的影响
局部地质构造：主要是指断裂。断裂是地质构造上的薄弱环节，分 为发震断裂和非发震断裂。 断裂带是地质上的薄弱环节，浅源地震多与断裂活动有关。
2.1.3 场地土类型
土的类型主要取决于土的刚度。
土的刚度可按土的剪切波速划分，土层剪切波速的测量，应按 下列要求进行（了解）：
1）在场地初步勘察阶段，对大面积的同一地质单元，测试土层 剪切波速的钻孔数量不宜少于3个。
2）在场地详细勘察阶段，对单幢建筑，测试土层剪切波速的钻 孔数量不宜少于2个，测试数据变化较大时，可适量增加；对小 区中处于同一地质单元内的密集建筑群，测试土层剪切波速的 钻孔数量可适量减少，但每幢高层建筑和大跨空间结构的钻孔 数量均不得少于1个。
山梁顶部，容易滑落
局部突出地形的影响
1.高突地形距离基准面的高度愈大，高处的反应愈大； 2.离陡坎和边坡顶部边缘的距离大，反应相对减小； 3.在同样地形条件下，土质结构的反应比岩质结构大； 4.高突地形顶面愈开阔，远离边缘的中心部位的反应明显
减小; 5.边坡愈陡，其顶部的放大效应相应加大。
局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数
2.2.2 山区建筑边坡设计要求
山区建筑的地基基础应符合下列要求：
（1）边坡设计应符合现行国家标准《建筑边坡工程技术 规范》GB 50330的要求；其稳定性验算时，有关的摩擦角 应按设防烈度的高低相应修正。 （2）边坡附近的建筑基础应进行抗震稳定性设计。建筑 基础与土质、强风化岩质边坡的边缘应留有足够的距离， 其值应根据设防烈度的高低确定，并采取措施避免地震时 地基基础破坏。
场地、地基和基础(简化版)资料
软弱地基上采用天然地基的单层厂房、单层空旷房屋; 7层及以上的民用框架及荷载相应的多层厂房; 其它超过规范规定的不验算范围的建筑均需进行地基和基础的抗震验算。
二、地基土抗震承载能力的调整 —— 拟静力法
§2.3 液化土与软土地基
一、场地土的液化现象 这是1964年日本新泻地震中被认识并备受关注的现象。处于地下水位以下的饱和砂土和粉土, 在地震时容易发生液化现象。 1.原因（机理）
n — 15（20）m深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数 Ni, Ncri — 实测值与临界值 di — i点代表的土层厚度（m）, 一般考虑15m深。 wi — 第i层土的影响权函 数值
10m
0
Wi 10
5m
（15m）
当经过上述两步判别证实地基土确实存在液化趋势后, 应进一步定量分析、评价液化土可能造成的危害程度。这 一工作通常是通过计算地基液化指数来实现的。
GB50011-2010液化等级和对建筑物的相应危害程度
等级
液化指数 IlE （20m）
地面喷水 冒沙情况
对建筑的 危害情况
轻微
IlE ≤ 6
无喷水冒沙或仅 有零星点
危害性小，不引起明显震害
中等
6<IlE≤18
喷水冒沙可能性大，多数属中等
危害性大可造成不均匀沉陷开裂
场地自振周期（卓越周期）和类共振现象 地震波放大最多分量: 单一土层T=4H/Vse 多土层T＝
4Hi/Vi
放大器
滤波器
地震波
基岩
T1
Tg
当结构的基本自振周期与场地自振周期接近或相等时结构的地震反应最大, 使建筑物震害加大。
有利地段
稳定基岩，坚硬土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等
建筑抗震设计-第2章-场地、地基与基础
中硬 土
中软
500≥ vs >250 250≥ vs >140
中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中砂， fak>200的粘性土和粉土，坚硬黄土
稍密的砾、粗、中砂，除松散外的细、粉砂， fak
土
≤200的粘性土和粉土， fak ≥130的填土 ，可塑黄土
软弱 vs ≤140
淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土和粉土，
1、液化判别和处理的一般原则：
建
筑 抗 震 设
1）对存在饱和砂土和粉土（不含黄土）的地基， 除6度外，应进行液化判别。对6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 建筑可按7度的要求进行判别和处理。
计
2）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
上覆非液化土层厚度du=5.5m
db=2m
其下为砂土，地下水位深度
dw=6m
为dw=6m.基础埋深db=2m,该
场地为8度区。确定是否考
建
虑液化影响。
筑 解：按土层液化判别图确定
抗 震
du=5.5m
设
dw=6m
du (m)
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1
2
须进一步判别区
计
3
需要考虑液化影响。
抗
会加重。
震 • 在软弱地基上，建筑物的破坏有时是结构破坏所造成
设
，有时是由于沙土液化、软土震陷和地基不均匀沉降
计
等造成的地基失效所致。
• 就地面建筑物总的破坏现象来说，在软弱地基上的比 坚硬地基上的要严重。
• 场地土的刚性一般用土的剪切波速表示。
场地、地基和基础
dw=6m
du=5.5m
dw=6m dw(m)
1 2 3 4
1
2
3
4
d u (m)
5 6
7
8
9
10
须进一步判别区
需要考虑液化影响。
7度
5
6 7 8 9 10
8度
9度
不考虑液化影响区
砂土
2、标准贯入试验判别
钻孔至试验土层上15cm处,用63.5公 斤穿心锤，落距为76cm，打击土层，打 入30cm所用的锤击数记作N63.5，称为标 贯击数。用N63.5与规范规定的临界值Ncr 比较来确定是否会液化。
场地覆盖层厚度两个指标综合确定的。
等效剪切波速 （m/s）
场 Ⅰ 0 Ⅱ
地
类
型 Ⅲ Ⅳ
vse 500
500 vse 250
5m 250 vse 140 3m 3m 140 vse
5m
3~50
50
3~15
15 ~80
80
土层等效剪切波速
vse
d0 n di i 1 v si
du dw 1.5d0 2db 4.5
查液化土特征深度表
dw=6m
饱和土 类别
烈度
7 6m 7m
8 7m 8m
9 8m 9m
粉土 砂土
d 0 8m 1.5d0 2db 4.5 11.5m du d w 11.5m
需要考虑液化影响。
例1 图示为某场地地基剖面图 上覆非液化土层厚度du=5.5m 其下为砂土，地下水位深度 为dw=6m.基础埋深db=2m,该 场地为8度区。确定是否考 虑液化影响。 解：按土层液化判别图确定
地基和基础区分,常用地基处理方式
地基和基础区分，常用地基处理方式一、区分一下地基与基础的概念建筑物由上部结构、基础与地基三部分组成。
建筑物的全部荷载均由其下的地层来承担。
受建筑物影响的那一部分地层称为地基。
所以地基是指基础底面以下，承受基础传递过来的建筑物荷载而产生应力和应变的土壤层。
建筑物向地基传递荷载的下部结构称为基础，是建筑物的墙或柱埋在地下的扩大部分，是建筑物的“脚”。
作用是承受上部结构的全部荷载，把它传给地基。
二、地基分类三、地基的处理方式（一）天然地基天然地基是指自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求，不需要人工处理的地基。
天然地基土分为四大类：岩石、碎石土、砂土、粘性土。
（二）人工地基天然地基的承载力不能承受基础传递的全部荷载，需经人工处理后作为地基的土体称为人工地基。
处理的方法有：换填法、预压法、强夯法、振冲法、砂石桩法、石灰桩法、柱锤冲扩桩法、土挤密桩法、水泥土搅拌法（含深层搅拌法、粉体喷搅法、深层搅拌法简称湿法，粉体喷搅法简称干法）、高压喷射注浆法、单液规划法、碱液法等。
1、换填法当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换土垫层法来处理软弱土地基，即将基础下一定深度内的土层挖去，然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。
实践证明：换土垫层可以有效地处理某些荷载不大的建筑物地基问题。
换土垫层按其回填的材料可分为砂垫层、碎石垫层、灰土垫层等。
垫层的主要作用：1）提高地基承载力；2）减少沉降量；3）加速软弱土层的排水固结；4）防止冻胀；5）消除膨胀土的胀缩作用。
换填法适用于浅层地基处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土等。
换填法还适用于一些地域性特殊土的处理，例如在西安地区可消除黄土的湿陷性，用于山区地基可处理岩面倾斜、破碎、高低差，软硬不匀以及岩溶等，用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。
2、强夯法强夯法是用几吨至几十吨的重锤从高处落下，反复多次夯击地面，对地基进行强力夯实。
场地平整工程施工方案基础工程施工与地基处理
场地平整工程施工方案基础工程施工与地基处理为了确保场地平整工程施工的质量和效果，须要进行合理的基础工程施工与地基处理。
本文将以场地平整工程为背景，根据实际情况和需求，提出一套基础工程施工方案，并详细介绍地基处理的方法和步骤。
一、基础工程施工方案1.方案背景在场地平整工程中，基础工程施工是整个工程的关键环节，直接影响到后续施工的稳定性和可持续性。
因此，制定科学合理的基础工程施工方案至关重要。
2.方案内容（1）确定施工范围：根据场地平整工程设计图纸确定施工范围，确保施工过程中不发生拓展或减少工程范围的情况。
（2）清理现场：在开始施工前，清理现场，包括清除垃圾、杂草等，为施工提供整洁的工作环境。
（3）设置围栏：根据施工安全要求，设置围栏，确保施工区域与非施工区域的有效隔离。
（4）制定安全施工措施：根据现场具体情况，制定安全施工措施，包括安全通道设置、施工人员安全培训等。
（5）确定施工队伍：组织专业的施工队伍，并确保施工人员具备相关资格证书和技术经验。
二、地基处理方法和步骤1.地基调查在进行地基处理前，需要对场地进行详细的地基调查，包括土壤类型、土壤层位、地下水位等。
通过调查结果，可以制定针对性的地基处理方案。
2.土方开挖按照施工图纸要求，对场地进行土方开挖，确保地基平整。
开挖过程中要注意避免损坏地下管线，确保施工安全。
3.土方均匀填筑在土方开挖后，进行土方均匀填筑。
为了确保填筑质量，可以采取辅助设备进行振动压实，提高地基的稳定性和承载力。
4.土壤改良如果地基土质较差，需要进行土壤改良。
常用的土壤改良方法包括灰浆处理、水泥搅拌桩等，可根据实际情况选择合适的土壤改良方法。
5.地基平整地基完成填筑和改良后，需要进行地基平整。
可以采用机械摊铺和人工修整相结合的方法，确保地基表面平坦光滑。
6.场地排水为了保证场地的干燥和排水功能，需要进行有效的场地排水处理。
可以设置排水系统，确保雨水及时排出，避免场地积水。
综上所述，基础工程施工方案和地基处理是场地平整工程中不可忽视的部分。
场地、地基及基础之间的联系
场地、地基及基础之间的联系地基是场地内的一部分，是专指承托建筑物基础基础的这一部分范围微乎其微的场地。
建筑物上部结构的荷载通过基础传至岩体土体后，便继续向应力深部扩散，由于土体是一个半无限室内空间体，土中应力随扩散的深度而表面张力迅速减缓。
到某一深度后，由于下端荷载所增加的土中尚未应力已甚小，对工程一般性已无意义，因此，一般将基础平均海拔底部标高至该范围内的土体统称为地基。
对地基承载力及变形起脚手架主要作用的土体简称为地基主要受力层。
当地基主要受力数层较好时，建筑物的安全利于保证;当主要受力层为软弱土层时，地基事故相对减小，地基处理费用也增多。
《岩土工程勘察进行规范》（GB50021—94）中规定，根据地基的复杂程度，地基（对开挖工程为岩土流体）分为三个等级。
一级地基的条件是∶（1）岩土种类多，性质变化大，地下水对工程影响大点，且需特殊处理;（2）多年冻土、湿陷、膨胀、盐渍、污染严重的特殊性岩土，以及其他情况复杂，需作专门处理的岩土。
对地基类别的评定，从一级开始，向二级、三级推定，以最先满足的一览表。
基础是指有承受上部结构的荷载，并将荷载传递到下卧土层的结构。
它具有承上启下的作用，处于上部结构的荷载及钢筋反力的相互作用下，承受由此而产生的内力（轴力、剪力和弯矩）。
另外，基础底面的压力作为钢筋上底面的荷载，使地基土产生表面张力和变形。
房屋建筑皆由上部结构和基础俩大部分组成。
一般来说我们以室外地面标高为划分标准，地面标高以上的以上部分为上部结构，地面标高以下的部分为主。
上部结构传来的荷载通过扩大的基础底板或桩基础等形式传递到下卧土层上去，以房顶满足地基土的承载力要求。
设计合理的基础，可以最大限度地减少地基土可能产生的变形，并使上部结构不致产生过多的四次次应力。
场地、关联挡土墙及基础三者是相互关联的。
我们从事工程建设，在前期工作的可行性研究中要尤其重视对场地评价。
应尽可能选择在地质条件良好的场地有的放矢从事工程建设，如果选择在地质条件不好的场地进行修建，地基承载力和满足用户抖动等不能满足设计要求，就必须对地基土进行加固处理，这样就会提高工程造价，另外也增大了施工难度。
场地、地基及基础的抗震计算
场地、地基及基础的抗震计算13.3.1 场地的概念场地是指工程群体所在地，其范围相当于厂区、居民小区和自然村或不小于1.0km2的平面面积。
场地土则是指在场地范围内的地基土。
一般规律是：土质愈软，覆盖层愈厚，建筑物震害愈重。
因此，场地条件对建筑物震害影响的主要因素是：场地土的刚性和场地覆盖层厚度。
建筑场地的类别划分以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准，共分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四类。
13.3.2 地基及基础的抗震计算一、不进行天然地基及基础抗震承载力验算的建筑根据我国多次强地震中建筑遭受破坏资料的分析，下列建筑在天然地基上极少产生地基破坏从而引起结构破坏的，故可不进行地基抗震承载力的验算：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一般单层厂房、单层空旷房屋和不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋及与其基础荷载相当的多层框架厂房。
所谓软弱粘性土层主要是指7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80、100和120KPa的土层；3．抗震规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。
二、天然地基在地震作用下的抗震验算1．地基土的抗震承载力《抗震规范》规定，天然地基基础抗震验算时，应采用地震作用效应标准值组合，且地基抗震承载力应取地基承载力特征值乘以地基抗震承载力调整系数计算。
地基抗震承载力按下式计算：(13—1)式中：——调整后的地基抗震承载力；一一地基抗震承载力调整系数，按表13—1采用；——深宽修正后的地基承载力特征值，按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB50007采用。
2．地震作用下天然地基的抗震验算当验算天然地基作用下的竖向承载力时，按地震作用效应标准组合的基础底面平均压力和边缘最大压力应符合下式要求：(13-2)(13-3)式中：p—地震作用效应标准组合的基础底面平均压力；p max—地震作用效应标准组合的基础边缘的最大压力。
为保证建筑物的抗震稳定性，对高宽比大于4的高层建筑，在地震作用下基础底面不宜出现拉应力；其他建筑，基础底面与地基土之间的零应力区面积不应超过基础底面面积的15％。
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❖ 一般地，软弱地基对建筑物有增长周期、 2 改变振型和增大阻尼的作用。
２.１场地
土的 类型
岩土名称和性状
土层剪切波 速范围(m/s)
坚硬土 稳定岩石，密实的碎石土 或岩石
fak v 200 s 500
5
２.２天然地基与基础的抗震验算
（２）杂填土地基： 换土夯实；地基加固；
（３）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结构布局、
地基抗震措施。 地基加固处理方法：
换土垫层法；重锤夯实法；挤密桩法；沉井预压法 ３.地基基础抗震设计
地基基础抗震设计是通过选择合理的基础体系和抗震验算来保 证其抗震能力的。 （１）地基基础抗震设计的一般要求
《建筑地基基础设计规范》GB50007采用。 地基土抗震承载力调整系数
岩土名称和性状
a
岩石，稍密的碎石土，密实的砾、粗、中砂，fk 300的kP粘a 性土和粉土
（２）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：
①只有少数房屋是由地基的原因而导致上部结构的破坏
②导致上部结构破坏的地基大多是液化地基、易产生震陷的软土地 基和严重不均匀地基。
③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 不够而产生震害。
④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算，
和粉土，fak 130 的填土，流塑黄土
140 vs
---地基土静承载力标准值
v （２）场地覆盖层厚度v一般来讲，震害随覆盖层厚度的增加而加重3 。
２.１场地
❖ 场地覆盖层厚度的确定：：
❖ ①一般情况下，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
２.１场地
v １.建筑地段的选择
v （１）建筑地段的划分 v 工程地质条件对地震破坏的影响很大。
v 常有地震烈度异常现象，即“重灾区里有轻灾， 轻灾区里由重灾”
v 地产段生类别的原因是局部地地质、区地形的、工地貌程地质条件不同。
v有建利地筑段地段稳定的基划岩，分坚硬：土，开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等 不利地段 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，河岸和边坡的边缘，平面分布上成因、岩性、状态明显不 均匀的土层（如故河道、疏松的断破裂带、暗埋的塘浜沟谷和半 填半挖地基）等
①同一结构单元不宜设置在性质截然不同的地基土层； 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； 6
２.２天然地基与基础的抗震验算
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 强基础的整体性和刚性；
④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，使之能反映地基基础在 不同阶段上的工作状态。
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。
7
２.２天然地基与基础的抗震验算
v 可不进行地基基础抗震验算的范围
v ①砌体房屋；
v ②地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的
一般的单层厂房、单层空旷房屋和不超过8层且
高度在25m以下的一般民用框架房屋及与其基础
危险地段 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂
带上可能发生地表错位的部位
1
２.１场地
❖ （２）地段的选择 ❖ ①选择有利地段；
❖ ②避开不利地段，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。 ❖ ２.场地土及场地覆盖层厚度 ❖ （１）场地土：场地范围内的地基土。
荷载相当的多层框架厂房；
v v
③规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。。
（３）p天然地f基aE地震作p用ma下x 的 1承.2载f力aE验算
v 规范p规定：基础底面平均压力和边缘最大压力应 符p合ma下x 式要求：
f aE
8
２.２天然地基与基础的抗震验算
v 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；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础底面面积的 15%。
❖ 的下卧土层，且下卧土层的剪切波速不小于 400m/s时，
❖ 可按地面至该等效（下剪m切/s）卧波速土层Ⅰ 顶面Ⅱ的场 距地 离类Ⅲ确型定；Ⅳ
❖ ③剪切波速大于vse 550000m/0 s的孤石、透镜体，应视
同周围土层；500 vse 250 5m
5m
❖ 度④应土从层覆中盖的火251山040v岩sve se 1硬40 夹 33层mm ，应330~~155视0 为1155刚~88005体0 ，其 8厚0 4
中产生不同程度的震陷，造成上部结构的倾斜或破坏； （２）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； （３）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。 ２.天然地基的抗震措施 （１）软弱粘性土地基：采用桩基，地基加固
v （４）地基土抗震承载力确定
v 地基抗震承载力在静力设计承载力基础上调 整。
v 调整的出发点： faE s fa
v ① 比 载fa地静下sE 载，震时强是降度偶低较发；静事载；件下，有地所基②提抗多高震数。承土载在力有安限全次系的数动可9
２.２天然地基与基础的抗震验算
v fa -----深宽修正后的地基承载力特征值，按
中硬土 中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中
砂，fak 200 的粘性土和粉土，坚硬黄土
500 vs 250
中软土 软弱土
稍密的的砾、粗、中砂,除松散外的细、粉砂,可塑
黄土, fak 200 的粘性土和粉土, fak 130 的填 250 vs 140
土
淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土
２.２天然地基与基础的抗震验算
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竖 向和水平地震作用以及倾覆力矩而不发生过大变形和不均匀沉降是 地基基础抗震设计的基本要求。 １.天然地基的震害特点 （１）高压缩性饱和软粘土和承载力较低的淤泥质土在地震