基础形式调研与基础抗震设计.docVIP

绪论 基础工程是在土木工程结构物的设计和施工过程，关于结构物的基础和地基及其相邻的岩土工程环境相互作用反学科。随着国家土木工程事业的不断发展，高层建筑、大型交通设施等的大量兴起，引起基础工程领域的新理论、新的基础形式及新施工的不断涌现。本人在这里主要讲述基础抗震设计规范要求以及新型基础形式的调研。 1.基础的抗震设计及规范要求 1.1 概述 我国是一个多地震的国家，地震给我们带来了难以估量的损失。而地基基础对于建筑物的抗震有很大的影响，地基基础的抗震设计显得尤为重要。 1.2震害的主要形式 地震灾害主要表现在以下几种形式： （1）地表断裂。地表断裂又称地裂缝。地裂缝分构造地裂缝和重力地裂缝。构造地裂缝隙是地震中断层错动。 在地表形成的痕迹，是极震区高烈度的标志。震级越高，断层破裂长度越长，错距就越大，出露于地表的裂缝也就越长。重力地裂缝隙是在地震动作用下，由于地貌重力影响或地表土质软硬不匀而形成的地面浅部开裂。 （2）滑坡。滑坡是山区和丘陵地区的震害特殊特点，地震时滑坡的发生与如下因素有关:震前的地貌形态、特征、边坡稳定性，岩石风化剥落程度，是否有雨水冲刷及渗入裂隙面情况，是否有老滑坡体，易于滑到的软岩夹层的分布情况等。滑坡现象还可出现在人工边坡的开挖面、平原地区的河岸以及土坝的迎水面等处。 （3）砂土液化。砂土液化最常见的表现是地表出现“砂沸”，俗称“喷水冒砂”。地震动使排列较软散的土颗粒产生变密趋势，从而在土体内部产生超静孔隙水压力。抬高压力的孔隙水寻找通道冲出地面，并将土颗粒也带了出来，在喷冒孔周围形成圆锥形沉积物，类似小型火山口。 （4）软土震陷。软土主要是指水下沉积的饱和黏性土，含水量高，孔隙水压力升高，土体的刚度和强度急剧降低，在动静剪应力作用下产生塑性流动，导致建筑物过大或不均匀的沉陷。 （5）其他震害。如沉降，包括均匀沉降和不均匀沉降，隆起等。 1.3 地基抗震强度验算 目前为止，地基基础的抗震设计都比上部结构的抗震设计要粗糙的多、原始的多。天然地基抗震验算采用“拟静力法”，即假定地震作用如同静力，采用地震作用效应组合验算地基的承载力和稳定性。 其中下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震验算: （1）砌体房屋，多层内框架房屋，水塔。 （2）地基主要受力层范围内不存在软弱黏性土层的一般单层厂房、单层空旷房屋和多层民用框架房屋及与其基础相当的多层框架厂房。 天然地基抗震强度验算和加固处理地基按弹性设计验算，地基竖向承载力应该满足下列要求： 式中 ——基础底面平均压力值； ——基底边缘处最大压力值； ——地基上净承载力值； ——地基抗震承载力调整系数。 天然地基抗震承载力可以通过天然地基承载力特征值乘以抗震承载力调整系数得到： 。 式中 ——调整后的天然地基抗震承载力； ——地基抗震承载力调整系数，按表采用； ——深度修正后的地基抗震承载力特征值应按国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB 50007-2002）采用。 地基土抗震承载力调整系数 表1-1 岩土名称和性状 调整系数 岩石，密实的碎石土，密实砺、粗、中砂，的黏性土和粉土 1.5 中密，稍密的碎石土，中密，稍密的砾、粗、中砂，密实和中密的细、粉 砂，150的黏性土和粉土，坚硬黄土 1.3 稍密的细、粉砂，的黏性土和粉上，可塑黄土 1.1 淤泥，淤泥质土，松散的砂，杂填土，新近堆积黄土及流塑黄土 1.0 为避免基础倾覆，要求基础底面的零应力区面积不超过基底总面积的25%，也就是基础底面荷载的偏心距离不大于地震作用方向基础宽度的1/4，地基土抗震承载力调整系数可按上表取用。这实际上是地基土承载力在抗震验算中的提高系数。地基土的静力承载力的安全系数一般均取2，而且多数是由地基长期变形值所控制，考虑到地震作用的偶然性和短时性，抗震承载力的安全度适当降低是合理的。由于地基土承载力和土的动强规律的复杂性，关于土的动承载研究结果，目前还难应用于工程设计之中。当需要验算天然地基的水平抗滑时，可考虑基础底面的摩擦力及基础前面的被动压力，当独立基础之间存在混凝土刚性地坪时还 可以考虑地坪断面的抗力，当存在地下室基础埋深较大时，还可以计入基础侧面摩擦力的作用。土与基础表面的摩擦系数的标准值可以参考表1-2。 土对基底的摩擦系数 表1-2 土的类别 摩擦系数 黏性土 可塑 0.25-0.30 硬塑 0.30-0.35 坚塑 0.35-0.45 粉土 0.30-0.40 中、粗、砺砂 0.40-0.50 碎石土 0.40-0.60 软质岩石 0.40-0.60 表面粗糙的硬质岩石 0.65-0.75 对于黏性