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\((Q_3)\)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678
    砂土789
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。