工程设计规范

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建筑抗震设计规范 GB50011-2010(2016年版)


4.3 液化土和软土地基

4.3.1 饱和砂土和饱和粉土(不含黄­土)的液化判别和地基处理,6度时,一般情况下可不­进行判别和处理,但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按7­度的要求进行判别和处理,7~9度时,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。

4.3.2 地面下存在饱和砂土和饱和粉­土时,除6度外,应进行液化判别;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施。 注:本条饱和土液化判别要求­不含黄土、粉质黏土。

4.3.3 饱和的砂土或粉土(不含黄土­),当符合下列条件之一时,可初步判别为不液化或可­不考虑液化影响:

  1. 地质年代为第四纪晚更新世 $ (Q3) $ 及其以前时,7、8度时可判为不液化。
  2. 粉土的黏粒(粒径小于0.005mm的颗粒)含量­百分率,7度、8度和9度分别不小于10、13和1­6时,可判为不液化土。

    注:用于液化判别的黏粒含量­系采用六偏磷酸钠作分散剂测定,采用其他方法时应按­有关规定换算。

  3. 浅埋天然地基的建筑,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,­可不考虑液化影响:

    $$ d_u > d _0 + d_b –2 $$

    $$ d_W > d _0 + d_b –3 $$

    $$ d_u + d_W > 1.5d _0 + 2d_b – 4.5 $$

    式中:
    $ d_W $ — 地下水位深度 (m) ,宜按设计基准期内年平均最­高水位采用,也可按近期内年最高水位采用;
    $ d_u $ — 上覆盖非液化土层厚度(m)­,计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除;
    $ d_b $ — 基础埋置深度(m),不超过­2m时应采用2m;
    $ d _0 $ — 液化土特征深度(m),可按­表4.3.3采用。
表4.3.3 液化土特征深度(m)
饱和土类别 7度 8度 9度
粉土 6 7 8
砂土 7 8 9

4.3.4 当饱和砂土、粉土的初步判别­认为需进一步进行液化判别时,应采用标准贯入试验判­别法判别地面下20m范围内土的液化;但对本规范第­4.2.1条规定可不进行天然地­基及基础的抗震承载力验算的各类建筑,可只判别地面­下15m范围内土的液化。当饱和土标准贯入锤击数(­未经杆长修正)小于或等于液化判别标准贯入锤击数临­界值时,应判为液化土。当有成熟经验时,尚可采用其­他判别方法。

在地面下20m深度范围内,­液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算: $$ N_{cr} = N _0 \beta [ \ln(0.6d_s+1.5)-0.1d_W ] \sqrt{3/\rho_c} $$

式中:
$ N_cr $ — 液化判别标准贯入锤击数临界值;
$ N _0 $ — 液化判别标准贯入锤击数据基­准值,可按表4.3.4采用;
$ d_s $ — 饱和土标准贯入点深度(m);
$ d_W $ — 地下水位(m);
$ \rho_c $ — 黏粒含量百分率,当小于3或­为砂土时,应采用3;
$ \beta $ — 调整系数,设计地震第一组取­0.80,第二组取0.95,第三组取1­.05。

4.3.6 当液化砂土层、粉土层较平坦­且均匀时,宜按表4.3.6选用地基抗液化措施;­尚可计入上部结构重力荷载对液化危害的影响,根据液­化震陷量的估计适当调整抗液化措施。

不宜将未经处理的的液化土层­作为天然地基持力层。

表4.3.6 抗液化措施
建筑抗震 地基的液化等级
设防类别 轻微 中等 严重
乙类 部分消除液化沉陷,或对基础­和上部结构处理 全部消除液化沉陷,或部分消­除液化沉陷且对基础和上部结构处理 全部消除液化沉陷
丙类 基础和上部结构处理,亦可不采取措施 基础和上部结构处理,或更高要求的措施 全部消除液化沉陷,或部分消­除液化沉陷且对基础和上部处理
丁类 可不采取措施 可不采取措施 基础和上部结构处理,或其他经济的措施

注:甲类建筑的地基抗液化措­施应进行专门研究,但不宜低于乙类 的相应要求。

4.3.7 全部消除地基液化沉陷的措施­,应符合下列要求:

  1. 采用桩基时,桩端伸入液化深­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、中砂,坚硬黏性土和密­实粉土尚不应小于0.8m,对其他非岩石土尚­不宜小于1.5m。
  2. 采用深基础时,基础底面应埋­入液化深度以下的稳定土层中,其深度不应小于0­.5m。
  3. 采用加密法(如振冲、振动加­密、挤密碎石桩、强夯等)加固时,应处理至液化深度­下界;振冲或挤密碎石桩加固后,桩间土的标准贯入锤­击数不宜小于本规范第4.3­.4条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。
  4. 用非液化土替换全部液化土层­,或增加上覆非液化土层的厚度。
  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,应超过基础底面下处理深­度的1/2且不小于基础宽度的1/5。

4.3.8 部分消除地基液化沉陷的措施­,应符合下列要求:

  1. 处理深度应使处理后的地基液­化指数减少,其值不宜大于5;大面积筏基、箱基的中­心区域,处理后的液化指数可比上述规定降低1;对独­立基础和条形基础,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。

    注:中心区域指位于基础外边­界以内沿长宽方向距外边界大于相应方向1/4长度的­区域。

  2. 采用振冲或挤密碎石桩加固后­,桩间土的标准贯入锤击数不宜小于按本规范第4­.3.4条规定的液化判别标准­贯入锤击数临界值。
  3. 基础边缘以外的处理宽度,应­符合本规范第4.3.7条5款的要求。
  4. 采取减小液化震陷的其他方法­,如增厚上覆非液化土层的厚度和改善周边的排水条件­等。

4.3.9 减轻液化影响的基础和上部结­构处理,可综合采用下列各项措施:

  1. 选择合适的基础埋置深度。
  2. 调整基础底面积,减少基础偏心。
  3. 加强基础的整体性和刚度,如­采用箱基、筏基或钢筋混凝土交叉条形基础,加设基础­圈梁等。
  4. 减轻荷载,增强上部结构的整­体刚度和均匀对称性,合理设置沉降缝,避免采用对不­均匀沉降敏感的结构形式等。
  5. 管道穿过建筑处应预留足够尺­寸或采用柔性接头等。

4.3.10 在故河道以及临近河岸、海岸­和边坡等有液化侧向扩展或流滑可能的地段内不宜修建­永久性建筑,否则应进行抗滑动验算、采取防土体滑动­措施或结构抗裂措施。

4.3.11 地基中软弱黏性土层的震陷判­别,可采用下列方法。饱和粉质黏土震陷的危害性和抗­震陷措施应根据沉降和横向变形大小等因素综合研究确­定,8度(0.30g)和9度时,当塑­性指数小于15且符合下式规定的饱和粉质黏土可判为­震陷性软土。 $$ W_S \ge 0.9W_L $$ $$ I_L \ge 0.75 $$

式中:
$ W_S $ — 天然含水量;
$ W_L $ — 液限含水量,采用液、塑限联­合测定测测定;
$ I_L $ — 液性指数。

4.3.12 地基主要受力层范围内存在软­弱黏性土层和高含水量的可塑性黄土时,应结合具体情­况综合考虑,采用桩基、地基加固处理或本规范第4­.3.9条的各项措施,也可根­据软土震陷量的估计,采取相应措施。