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场地地基和基础抗震设计场地地基和基础抗震设计是建筑工程中非常重要的一环。
地基和基础是建筑物的重要组成部分，其稳定性直接关系到整个建筑物的安全性和稳定性。
在地震频发的地区尤其重要，因为抗震设计是保障建筑物在地震中不倒塌甚至不受损的关键。
场地地基的选择对基础的设计起着至关重要的作用。
在进行地基选择时，需要考虑多个因素，如场地的地质条件、土壤性质、地下水位、地震活动频率等。
合理的地基选择可以为基础的稳定性和抗震设计提供有力的支撑。
在地震设计中，一般采用的方法是按照设定的地震作用力进行计算和设计。
抗震设计需要考虑到建筑物的地震响应特性，并采取相应的设计措施来减少地震对建筑物的影响。
针对建筑物的形式、高度、用途等特点，抗震设计要根据建筑物的受力机理和承载力原理，选择适当的结构形式和支撑系统来提高建筑物的抗震能力。
基础抗震设计的主要目标是控制地震作用下地基的位移和扭转，从而减小地震对建筑物的破坏和损坏。
常见的基础抗震设计包括基础的型式、尺寸和布置、基础的配筋和钢筋的粘结等。
其中，基础的大小和配筋的均匀性是基础抗震设计的核心内容。
合理的基础抗震设计可以避免和减小地震作用对建筑物的影响，提高建筑物的抗震性能。
在实际工程中，基础抗震设计还需要制定相应的施工方案和施工方法。
特别是在复杂地质环境和特殊地质条件下，需要采取一些特殊的措施来加强地基和基础的抗震性能。
例如，在软土地基中可以采用加固方法，如振动加固、地下室压实、灌浆固结等。
在高盐碱土地区，则需要采取排水和土壤改良措施来提高地基和基础的稳定性和抗震性能。
总之，场地地基和基础抗震设计是建筑工程中非常重要的环节。
合理的地基选择和基础抗震设计可以有效提高建筑物的抗震能力，保障建筑物在地震中的安全性和稳定性。
因此，在进行建筑设计和施工时，必须充分考虑场地地基和基础的抗震性能，从而确保建筑物能够经受住地震的考验。
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％。
班级姓名成绩第二章场地与地基基础抗震（请双面打印）一、选择题1、选择建筑物场地时，首先应知道该场地的地质、地形、地貌对建筑抗震是否有利、一般、不利和危险，下列叙述正确的是[ ]A.坚硬土、液化土和地震时可能滑坡的地段分别是对建筑抗震有利、不利和危险地段；B.坚硬土、密实均匀的中硬土和液化土分布分别是对建筑抗震有利、不利和危险地段；C.密实的中硬土、软弱土和半填半挖地基分别是对建筑抗震有利、不利和危险地段；D.坚硬土、地震时可能发生崩塌的部位和地震时可能发生地裂的部位分别是对建筑抗震有利、不利和危险地段。
2、划分有利、不利和危险地段的因素有：I.地质 II.地形 III.地貌 IV.场地覆盖层厚度V.建筑物的重要性 VI.基础类型，其中正确的是：[ ]A.I、II、IIIB.IV、V、VIC.I、IV、VD.II、V、VI3、下列何种措施不能减轻液化对建筑物的影响？[ ]A.选择合适的基础埋深；B.调整基础底面积；C.加强基础强度；D.减轻荷载、增强上部结构的整体刚度和均匀对称性。
二、填空题1、我国将建筑场地划分为个类别，各类别根据和。
2、场地土的类型按土层剪切波速大小划分为、、、。
3、地基土液化判别过程可以分为初步判别和_ 判别两大步骤。
当饱和土标准贯入锤击数（未经杆长修正）大于液化判别标准贯入锤击数临界值时，应判别为_ _。
三、名词解释沙土液化：标准贯入试验判别：四、简答题1、建筑地段划分成几类；选址原则是什么？2、建筑场地的类别是如何划分的，共分几类？五、计算题1、已知某建筑场地的地质钻探资料如表2.1所示,要求：试确定该建筑场地的类别。
场地的地质钻探资料表2.1层底深度(m) 土层厚度(m) 土层名称土层剪切波速(m/s)9.5 9.5 砂17037.8 28.3 淤泥质粘土13548.6 10.8 砂24060.1 11.5 淤泥质粉质粘土20068.0 7.9 细砂33086.5 18.5 砾石夹砂5502、已知某建筑场地的地质钻探资料如表2.1所示,要求：试确定该建筑场地的类别。
场地地基和基础抗震设计4.1 场地4.1.1选择建筑场地时，应按表4.1.1划分对建筑抗震有利、不利和危险的地段。
4.1.2建筑场地的类别划分，应以土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度为准。
4.1.3土层剪切波速的测量，应符合下列要求：1 在场地初步勘察阶段，对大面积的同一地质单，测量土层剪切波速的钻孔数量，应为控制性钻孔数量的1/3～1/5，山间河谷地区可适量减少，但不宜少于3个。
2 在场地详细勘察阶段，对单幢建筑，测量土层剪切波速的钻孔数量不宜少于2个,数据变化较大，时可适量增加；对小区中处于同一地质单元的密集高层建筑群，测量土层剪切波速的钻孔数量可适量减少，但每幢高层建筑下不得少于一个。
3 对丁类建筑及层数不超过10层且高度不超过30m的丙类建筑，当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状，按表 4.1.3划分土的类型，再利用当地经验在表4.1.3的剪切波速范围内估计各土层的剪切波速。
注：fak为由载荷试验等方法得到的地基承载力特征值(kPa)：υs为岩土剪切波速。
4.1.4建筑场地覆盖层厚度的确定应，符合下列要求：1 一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s的土层顶面的距离确定。
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倍的土层，且其下卧岩土的剪切波速均不小于400m/s时,可按地面至该土层顶面的距离确定。
3 剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。
4 土层中的火山岩硬夹层应视为刚体其厚度，应从覆盖土层中扣除4.1.5土层的等效剪切波速应按下列公式计算：式中υse-土层等效剪切波速(m/s)；d0-计算深度(m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值；t-剪切波在地面至计算深度之间的传播时间；di-计算深度范围内第i土层的厚度(m)；υsi-计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)；n-计算深度范围内土层的分层数。
4.1.6建筑的场地类别,应根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表 4.1.6划分为四类。
第2章场地、地基和基础抗震2.1概述场地：工程群体的所在地，其在平面上大体相当于厂区、居民点、自然村或不小于1.0km2的区域范围。
地震作用下，场地下的土层，双重作用。
地震波传播介质，将地震动传给结构物；结构物的地基，具有一定强度和稳定性。
建筑物的震害按照破坏性质可以分成两大类：一类震害是由上部结构振动破坏引起的;一类建筑物的震害是由地基失效引起的.地面振动可使地基土丧失稳定，发生砂土液化或软土震地面振动可使地基土丧失稳定发生砂土液化或软土震陷，引起结构倾斜倒塌。
历史震害资料表明，建筑物震害还与场地的地质条件有关。
2.2.1局部地形的影响震害表明：局部孤突地形对地震有放大作用，震害加重。
1920年宁夏海原地震位于渭河河谷的姚庄烈度为7度2.2工程地质条件对震害的影响1920年宁夏海原地震，位于渭河河谷的姚庄烈度为7度，相距2km的牛家庄，坐落在100m的黄土山嘴上，烈度9度。
1975年辽宁海城地震中，高差58m的两个测点，地面加速度相差1.84倍。
1994年云南昭通地震，芦家湾山梁长150m，顶部宽15m。
一端高60m，一端高50m，中烈度为8度间呈鞍较高端部的最大加速度0.632g, （9度）鞍部为0.257g （7度），较低端部为0.431g （8度）。
烈度为9度烈度为7度高突地形地震反应的总体趋势：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；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。
对条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段，对设计地震动参数产生的放大作用（增大系数）。
局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数6.11<+=ξαλλ---局部突出地形顶部的地震影响系数的放大系数α---局部突出地形地震动参数的增大幅度，见表2.1ξ---附加调整系数H1L L 0.30.61.0ξ5.2/1<H L 5/5.21<≤H L5/1≥H L 2.2.2局部地质构造的影响断裂分为发震断裂和非发震断裂：（1）发震断裂：具有潜在地震活动的断裂，多与地震活动有关，地震时,发震断层可能出现很大的错动,建筑物严重破坏。
关震,发震断层能现很大错动,建筑物严坏（2）非发震断裂：与地震活动无关，震害未见加重。
彭州白鹿镇小学，位于9度区。
教学楼平行断裂带，在地震时，地面升高1米多，基本完好。
建筑物横跨断裂带，断层错动造成建筑物破坏。
《抗震规范》规定：对符合下列规定之一的情况，可忽略发震断裂错动对地面建筑的影响：1）抗震设防烈度小于8度；2）非全新世活动断裂；3）抗震设防烈度为8度和9度时前第四纪基岩隐伏断裂的3）抗震设防烈度为8度和9度时，前第四纪基岩隐伏断裂的土层覆盖厚度分别大于60m和90m。
若不符合上述情况，发震断裂最小避让距离应满足规定。
发震断裂的最小避让距离(m)__300m 500m 专门研究9__200m 300m 专门研究8丁丙乙甲建筑抗震设防类别烈度2.2.3地下水位的影响地下水位对建筑物的震害有明显影响（1）水位越浅，震害越严重地下水位深度在5m以内时，震害影响最明显（2）地基土的类型不同，地下水位的影响程度亦不同软弱土层影响最大，粉砂、细砂、淤泥质土等；粘性土影响次之；坚硬土影响最小，碎石、角砾、卵砾石等2.3 场地2.3.1场地条件对震害的影响场地条件对建筑物震害影响的主要因素：层（1）场地土的刚度（2）场地覆盖层的厚度1.不同土质上的震害分析震害现象：同一地震和震中距离时，软弱地基比坚硬地基震害加重。
1964年日本新潟地震，软土上木结构震害重于砖结构。
1985年墨西哥地震，软土上164栋高层倒塌或濒临倒塌。
力学观点：场地土软硬对地面运动有影响，地基土软地面的自振周期长（T＝4H/v），地面振幅大，振动持时长，震害重。
场地土软硬对地基稳定变形有影响，软弱地基残余变形大，易产生不均匀沉降，地基液化。
2.不同土厚上的震害分析震害现象：不同覆盖层厚度上的建筑物，其震害表现明显不同。
1967年委内瑞拉加拉加斯6.5级地震中，在冲积层厚度超1967年委内瑞拉加拉加斯65级地震中在冲积层厚度超过160m的地方，高层建筑破坏率很高；而建造在基岩和浅冲积层上的高层建筑，大多数无震害。
1976年唐山地震中也出现过类似的现象，即建筑物的震害随覆盖层厚度的变薄而减轻。
力学观点：场地土厚薄对地面运动有影响，地基土厚，土的自振周期长，与高层房屋共振，柔性结构震害重。
场地土厚薄对地基变形有影响，地基土薄，持力层残余变形小，不均匀沉降小。
结论：（1）软弱厚土上柔性结构易坏，刚性结构表现较好；（2）坚硬薄土上刚性结构有加重趋势，表现不一，柔性结构表现较好；（3）基岩上刚性结构和柔性结构普遍较轻；（4）坚硬地基结构破坏，软弱地基结构或地基破坏。
总趋势：软弱厚土地基上建筑物破坏比坚硬薄土地基上建筑物破坏要重。
2.3.2场地土类型场地土类别：按浅层岩土（地下20m）的软硬程度划分，取决于土的刚度，土的剪切刚度与剪切波速有关，按土的等效剪切波速划分。
土的等效剪切波速土的等效剪切波速：t d v se /0=sii ni v d t /1∑==se v 0d ----土层的等效剪切波速----计算深度（m)，取覆盖层厚度和20m二者的较小值d t i si v n ----剪切波在地面至计算深度之间的传播时间----计算深度范围内第i土层的厚度(m)----计算深度范围内第i土层的剪切波速(m/s)----计算深度范围内土层的分层数《建筑抗震规范》规定：取地面下20m深度，且不大于覆盖层厚度范围内土层平均性质分类，根据土的等效剪切波速，土的类型分为4类。
对丁类建筑及层数不超过10层且高度不超过30m的丙类建筑，当无实测剪切波速时可根据岩土名称和性状划分当无实测剪切波速时，可根据岩土名称和性状划分。
中密、稍密的碎石土，密实、中密的砾、粗、中坚硬土土层剪切波土的砂，的粘性土和粉土，坚硬黄土中硬土稳定岩石，密实的碎石土或岩石速范围(m/s)岩土名称和性状类型500>s v 250500>≥s v 200>f 淤泥和淤泥质土，松散的砂，新近沉积的粘性土稍密的的砾、粗、中砂和粉土，的填土，流塑黄土软弱土,除松散外的细、粉砂,可塑黄土, 的粘性土和粉土, 的填土中软土140250>≥s vsv ≥140ak 200≤ak f 130>ak f 130≤ak f ak f ---地基土静承载力标准值2.3.3场地覆盖层厚度：目前定义：绝对的：从地面到基岩顶的距离，日本大于500m/s，美国大于820m/s，当基岩。
相邻两土层波速比大于某一值，如2或25，当基岩。
相对的：相邻两土层波速比大于某值，如2或2.5，当基岩。
《抗震规范》，场地覆盖层厚度的确定：1.从地面至坚硬场地土顶的距离，坚硬场地土包括基岩和其他剪切波速大于500m/s的坚硬土；2.剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，不得作为基岩，应视同周围土层；3.土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层层其层中扣除。
4.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倍的土层，且其下卧土层的剪切波速不小于400m/s时，取地面至该土层顶面的距离。
2.3.4场地类别划分场地类别：既考虑浅层岩土刚度——场地土类别；又考虑深层土的影响——覆盖层厚度。
按地震作用效应划分:《规范》根据土层剪切波速和场地覆盖层厚度按下表划分为4类。
各类建筑场地的覆盖层厚度ⅣⅢⅡⅠ等效剪切波速（m/s ）场地类型~803~1530~500500>se v 250500>≥se v 140250>≥se v se v ≥1405m <5m≥3m <50>15>80>3m <2.3.5场地选择选择场地时，应对拟建场地作出评价。
《建筑抗震规范》把建筑场地划分为对建筑物抗震有利、不利和危险的地段。
在选择建筑场地时：对结构抗震有利的地段选择对结构抗震有利的地段；避开对结构抗震不利的地段；不得在抗震危险地段上建造工程结构。
地段类别地质、地形、地貌有利地段稳定基岩，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2.4地基基础抗震验算2.4.1地基不验算的范围震害表明：只有少数房屋是由地基失效而导致上部结构破坏；大量的般性地基具有良好的抗震性能，极少发现地基坏；大量的一般性地基具有良好的抗震性能，极少发现地基承载力不够导致上部结构破坏的震害现象。
导致上部结构破坏的大多是可液化地基、震陷软土地基和严重不均匀地基。
《抗震规范》规定：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；要受力层范围内不存在软弱粘性层的般的（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；（3）不超过8层且高度在25m以下的一般民用框架房屋及基础荷载相当的多层框架厂房。
（4）可不进行上部结构抗震验算的建筑。
2.4.2天然地基在地震作用下的抗震验算地震持续时间短只能使土层产生弹性变形而来不及发1.地基土抗震承载力：地震持续时间短，只能使土层产生弹性变形而来不及发生残余变形，所以一般土的动承载力比其静承载力高。
考虑到地震作用的偶然性和暂短性以及工程的经济性，地基土在地震作用下的可靠度可比静力荷载下有所降低。
地基土抗震承载力：地基土的静承载力乘以调整系数（提高）《抗震规范》规定，地基土抗震承载力按下式计算：aa aE f fζ=aE f ——调整后的地基土抗震承载力；a ζ——地基土抗震承载力调整系数a f ——深宽修正后的地基土静承载力特征值地基土抗震承载力调整系数岩土名称和性状岩石，密实的碎石土，密实的砾、粗、中砂，的粘性土和粉土 1.5 中密、稍密的碎石土，中密和稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉砂的粘性土和粉土坚硬黄土1.3 300ak >f 10aζ砂，的粘性土和粉土，坚硬黄土稍密的细、粉砂，的粘性土和粉土，可塑黄土 1.1 淤泥，淤泥质土，松散的砂，杂填土，新近堆积黄土及黄土 1.0 300150ak <≤f 150100ak <≤f 在进行天然地基基础抗震承载力验算时，软弱土的抗震承载力不予提高。
