?
4.?3 : 液化?土和软土地》。基
《
《
4.3.1—。。 本条规》。定主:要依据液化》场地:的震害调查结果许多!资料表明在》6度区液化对—房屋结构所造成的】震害是比较》轻的因此本条规定】除,对液化沉陷》敏感的乙类》。建筑外6《度区的一般建筑可不!考,虑液化影响当然【6度的甲类》建筑的液化》。问题也需要专门研究!
【 关《于黄土的液化可能性!及其危?害在:我,国的历史地震中虽】不乏报导但缺乏【较详细的评价—资,料在20世纪—5,0年代以来的多次】地震中黄土液化现】象很少见到对黄土】。的液化判别》尚缺乏?经验但值《得重视近年来—的国:内外震害《与,研究还表明砾—石在一定条件下也】会液化但《是由于黄土与—砾石液化《研究:资料还不够充分暂不!列入规范《有待进一《步研究
》
,
4《。.3:.2 本》条是有?关液化判别》。和处理的强制性条】文
:
!本条较全面地规定】了减少地《基液:化危害的对策—首,先,液,化判:别,的范围为《除6度设防外存【在饱和?砂土:和饱:和粉土的土》层;其次一旦属【于液化土《应确定?地基的液《化等级;最后—根据液化等级和【建,筑抗震设防分—类选择合适的处【理措施?包括地基处理和【对上部结构采取【。加强整体性的相应措!施等
4!.3.3 —89规?范初:判的:提法是根据20世】纪50年《代以:。来历次?地,震对液化与非液化】场,地的实?。际考察、《。测试分析结果得出】。。来的从地貌》。单元来讲这些地【震现场主《要为河流冲》洪积:形成的地层没—有包括黄土分布区】及其他沉《积类:型如唐?山地震震《。中区:(,路北区)为滦河【二级阶?。。地地层?年,代为晚更新》世(Q3《)地层对地震烈度1!0度区?考察钻探测试表明】地下水位为》3m~4m表层为】3m左右的》黏性土?其下:即为饱和砂层在10!度情况下没有发【。生液化?而在一级阶地及高】河漫滩等地分布的】地质年代较新的地层!地震烈度虽然—。只有:7度和8度却—也发生了大面积【液化其他震区的河】。流冲积地层在—地质年代较老的【地层中也未发现液】化,实例:。。国外学者T.L.】Youd和P—erkins的研】。究结果表明饱—和松散的水力冲填】土,差不多总会液化【而且全新世的—无黏性土沉积层对】液化:也,是很敏感的更新世沉!积层发生《液化的情况很—。罕见前更新世沉积】层发生?液化则更是罕见这些!结论是?根据1?。9,75年以前》世界范围的地震液】化资料给出的—并已被1978年日!本的两次大地—震,以及1977—年罗马尼亚地—震液:化现:象所:证,实,
,
?
:。 89规范】颁发后在执行中不断!有些单?位和学?者提出?液化初步判别—中第1款在有些地】区不适合从》。举出的实例来—。看多为高烈度区(】10度?以上)黄土高原【的黄土状土很—多是古地震从描【述等方面《判定:为,。液化的没有现代地震!液化与否的》实际数据有些—。例,。子是用现行公式判】别的结果
—
?
》根据诸多现代地震液!化资料分析》认,为89规范中有关地!质年代的判》断条文?除高烈度区中—的黄土液化外都【能适:用,为慎重起见20【01规?范将此款的》适用范围《改为局限于7—、8度区
】
4.3.4 】 89规范》关于地基液化—判别方?法在地震区工—程项目地基勘察中】已,广,泛,应用2?001?规范的?砂土:液化:判别公式在地面【下1:5m:范围内与《89规范完全相【同是对7《8版液化判别公【式加以改《进,得到:的,保持了15m—。内随深度直线变化的!简化但?减少了随深》度变化的斜率(由0!.,125?改为0?.1:0)增?。。加了随水位变化的】。斜率(?由0.05改为0.!10)使液化判别】的成:。功率比?78规范有》。所增加
《
》 , , 随着高层及【超,。高层建筑《的不断发《展基础?埋,。深越来越大高大的】建,筑采用桩基和深基】础要求判别》液化的深《度也:相应加大判别深度为!15m已不能满足这!。些工程的《需,要由:于15m以》下深层液化资料【较,少从实际液化与非】液化资料中》进行统计分析尚不】具备:条件在20世纪5】0,。年代以来的》历次地震中尤其是】唐山地震《液化资料均在1【5m以内《图,8中:15m下的曲线【是根据统计得到的经!验公式外推得—到的结果国外虽有】零星深层液化资料】但,也,。不太:确切根据唐山地震】资料及美国H.【B.S?eed教授资—料进行分析的结果其!。液化临?界值沿深度变化均】为非线性变》化为了解决15m以!。下液:化判别2001规】范对唐山地》震,砂土液?化研究资料、美国】H.B.See【d教授研究资—。。料和我国铁路—工程抗震设计规范】中的远震液化判别】方法与89建—筑规:范判别方法》的液化临《界值(?Ncr)沿深—度的变化情》况以8度区为例做了!对比见图8
【
?。
《
》 从图《。8可以明显》看出在设《计地震一组》(,或89规《范,的近震情况N0=1!0)深度为12m】以上时?各种方法的》临界锤击数》。较接近相《差不大;深》。度,1,5m~20m范围内!铁路抗震规》范方法比H.B.S!eed资料要—大1.2击》~1.5击89规】范由于是线》性延伸比铁路抗震】规范方法《。要大1.8》击~8.4》击是偏于《保守的经过比—较分析2001规】范考虑?到判别方法的—延,续性及广大》工程技术人》员熟悉程《度仍采用《线性判别方法—15m~20—m深度?范,围内取15m深度】处的Ncr值进行】判别这样处理—与,非线性判《别方法也较为—接,近铁路抗震规范N】0值如8度》取10则Ncr值在!15m~2》0m范?。围内比20》。01规?范小1.4击~1.!8,击经过全《面分析?对比后认为这样调整!方案既简便又与其他!方法接近
—
— 本次修订的【变化如?下
《
— 1 液化判【别深度一般》要求将液化判别深】度加深?到2:0m对?。于本规范第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
?
,。
》 , 2 《 液化判《别公:。式,自1994年美国N!o,。rthr《。id:ge地震《和,1995年日本Ko!。b,。e地震以来北—美和日本都》对其:。使用的地震液—化简化判别方—法进行了改》进与完善1996、!199?7年美国举行了【专题研讨会200】0年左右日本的【几本规范《皆对:液化判别《方,法进行了修》。订考虑到《。影响:土,。壤液化的因》素,很多而且它们具有显!著的不确《定性采用概率—方法进行液化判别是!一种合理《的,选择自1988【年以来特别是—20:世纪末和2》1世纪初《国内:。外在砂土液化判别】概率方法的研究都】有了长足的进展【我,国学者在H.B.】Se:ed的?简化液?化判别方法的框架下!根据人工神经网络】模型与我国大量的】液化:和未液化现》场观测数据可得到极!限状态时的液—化,强度比函数建立安】全裕量方《程利用结构》系统的可靠度理【论可得到液化概率与!安全系数的映—射,函数并可给出任一震!级不同概率水平、不!同地面加速度以及】不同地下水位—。。和,埋深的液化临界【锤击数式(4.3.!4)是基于以上研究!结果并考虑》规,范延续性修》改而成?。的选用?对数曲线的形式来】表示:液化临界锤击数随】深度的变化比200!1规范折线形—式更为合理
【
— 考虑一般结构可!接,受,的液化风险》水平以?及,国际惯例选用震级M!=7.5《。液化:概率PL=0.【32水位为2m【埋,。深为3m处的—液化临?界锤击?数作为液化判别【。标准贯入锤击数基准!值见正?。文表4.3.4【不,同地震分组乘以调】整系数研究表明【。理想的调整系—数β与震《级,大小有关可近似【用式β=0》.,25:M-0.89表示鉴!于本规范《规定按设计地震分组!进行抗震《设计而各地震分组】之间又没有明—确的震级关系因此本!条依据2《001规《范两个地震组的液化!判别标准以及β值】所对应的震》级大小的代表性规定!了三:个地:震组的β数值
!
》 , 以8度第一—组地下水位2m为】例本次?修订后的液化临界值!随深度?变化也在图8中给出!可以看到其临界【锤击数与20—。01规?。范相差不大
!
4.《3.:5 本条提—供了一个简化的预】。估,液化危?害的方法可对场地】的喷水冒砂程度、一!般浅基?。础建筑的可能损坏】作粗略的预》估以便为采取工程】措施提?供依:据
】 1 液化】指数表达《式的特点是》为使液化指数—为无量纲参》数权函数W具有量】纲m:-1;权函数沿深度!。。分布为梯形其图形面!积判别深度20【m时:为125
—
— 2 《 液化等《级的名称《为轻微、中》等、严重三级;各】。级的:。液化指数、》地面喷水冒砂—情,况以:及对建筑危害程度】的描述见《表4系?根据我国百》余个液化震害—资料得出《的
【
:
】2001规》范中层?位影响权函数值Wi!的确定?考虑了?判别深度为15m和!。2,0m两种《。情况本次修订明【确采用20m判【别深度因《此只保留《。原条文?中的判别深度为【20m?情况的Wi确定方】案和液化等》级与液化《指数的对应关系对本!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【筑计算液《化指:数时:15m地《面下的土《层均视为不液化【
4.】3,.6 抗》液化:措施是对液》化,地,基的综合治理89】。规范已说明》要注意以《下几点
》
《 1 倾斜!场地:的,土层液化往往带来】。大面积土体滑动造成!严重后果而水—平场地土《层液化的后》果一般?只造成建筑》的不均匀下沉—和倾斜本条的规定不!适用于?坡度大?于10°的倾斜【场,地和液化土层严重】不均的?情况:;
—
》2 液化等级属】于轻微者除甲、乙】类建筑由于》其重要性需确保安】全外一般不作—特殊处理《因为这类场地—可能不发生喷水冒】砂即使?发生也不致造成建筑!的,。严重震害;》
《
? ?3, 对于《液化等级属于中等】的场地?尽量多?考虑采用较易实施】的基础与上部结构处!理的构造措》施不一定要》加固处理液化土【层;
】 , 4 在液】化层深厚的情况【下,消除:部分液化沉陷的【措施即?处理深?度不:一定达?到液:化下:界,而残留部分未经处】理的液化层
—
!本次修订继续—保持20《01规范针对89】规范的修改内容【
! 1 《89规范中不允许】液化地基作持—力层的规定有些偏】严改为不《宜将未?加处:。理的液化土层作为天!然地基的持力层因为!理论:分析与振动台试验均!已证明液化的—主要危害《。来自基础外侧—液化持力层范围内】位于基础直下方的部!位其:实,。。。最难液化由于最先液!化,区域对基础直—下方未液化》部分的影响使—之失去侧边土压力】支持在?外,侧易液化区的—。影响得到控制的情况!下轻微液化的—。土,层是:可以作为基础的【持力层的《例,如
?
?
《 例119!75年?海城地震中》营口宾?馆筏基以液化—土层为?持力层震后无震【害基础下液》化层厚度为4—.2m为筏》基宽度的1/3左】右液化?土层的标贯锤击数】N=2~5烈—度为7度在此—情况下基础外侧液】化对地基中间部分】的影响很小》
:
》 例】21995年—日本阪神地震中有数!座建筑位于液—化严重的六甲人工】岛上地基未加处理而!未遭液化《危害的工程》实,录(见松尾雅夫等】。人论文载“基础【工”96年1—1期P54》。)
】。 :。 》 ①》仓库二栋平》。面均为3《。6m×?24:m设计中《采用了补偿》式基础即使仓库满载!时的基底压力—也只是与移去—。的土自重相当地基】为欠固结的可—液化砂?砾震后有《震陷但建筑物无损据!认为无震害》的原因是液化—后的减震效果使输】入,基底的?地震作用削弱;【补偿式筏式》。基础防止了表—层土:喷砂冒水;》良好的基础刚度可】使不均匀沉降减【小;采用了吊—车轨道调平》地脚螺栓加长—等构造措施以减少不!均匀:沉降的影响》
《
》 《 ②—平面为116.8m!。×5:4.:5m的仓《库建在六甲人—工岛厚15m的可】液化土上设计时预期!建成后欠固结的【黏土下?卧,层尚可能产生1【.1m?~1.4m的—沉降为?防止:不均:匀沉降及液化设计】。中采用了三方—。面的措施补偿式基础!+基础下2m—深,度内以水泥土加固液!。化层+防《止不均匀沉降的构】造措施?地震使该房屋产【生震陷但情况良好
!
?。
! 例3震害调查与】有,。限元分析显》示,当基础宽《度与液化层厚之比】大于:3时则液化震陷不】超过液化层》厚的1%不致—引起结构严重破坏
!
,。
》。 : 因此将轻微—和中等液化》的土层作为持力层】不是绝对不允—。许但应?经,过严:密的论?证
:。
》。 ? 2 液化的危】害主要来自震—陷特别?是不均匀震陷震【陷量:主,要决定于土层的【液化程度和上部【结构的荷载》由于液化指数不【能反映上部结构【的,。荷载影响《。因此有趋势直接采用!震陷量?来评:价液化?的危害程《度例如?对4层以下的民【用,建筑当?精细计算的平均震】陷值SE<5c【m时可不采取抗液化!措施:当SE=5cm~】1,5cm时可优先【考虑采取结构和【基础的构造措施【当S:E>15cm时需】要进:行地基处理基本消】除液:化震陷?;在同样震陷量下乙!类建筑应该》采取较丙类建筑更高!的抗液化措施
!。
依据!实测震陷、振动台试!验以:及有限元法对—一,系列典型《液化地基计算得出】的震陷变化规律发】现震:陷量取决于》液化土的密度(或承!。载力)、《。基底压力、基底宽度!、液化层底》面,和顶面的位》置和地震震级等因】素曾提出《估计砂土与粉土液化!。平均震?陷量的经验方法如】下
—
式】。。中SE一一液化震】陷量平均《值;液化层为多层时!先按各层《次分别计算后再【相,加;
?
! B一《一基础?。宽度(m《);:对住房等密集型基础!取建筑平《面宽:度;:当B<0.44【d1时取B=0【.44d1;
】
?
S】0一一经验系数【。。对第一组7》。、8、9度分别取0!.05、0》.15及《。0.3?;
?
【 d1一一由地!面算起的液化深度】(m);
》
《
? ? d2由地面—。。算起的上覆非液化】土层深度《(m);《液,化层为持力层取d2!=0;
》
,
— p宽度为B】。的基:础底面地震作用【。效应标准组合—的压力(kPa);!
《
,。
《 ?。Dr:砂土相对密实度【(,%)可依《。据标贯锤击》数N取
—
【 k一《一与粉土《承,载力有?关的经验系数当【承载力特征值不大于!80kPa》时取0.30—当不小?。于30?0kPa《 时取0.08【其,余可:内,。插取值;
】
: —。ξ,修正:系,数直接位于基—础下的非液化厚度满!足本规范第》4.3.3条—第3:款对上覆非液—化土层厚度du的要!求ξ=0;无非液化!层ξ=1《;中间情况内插确】定
《
—。 采用?以上:经验方法计算得【到的震?陷值与日本的实【测震陷基本符合【。。;但与国内资料的】符合:程,度较差主要》。的原因可《能是:国内资?。料中实测震陷值【常常:是,相对值如相对于车间!某个柱子或相—对于室外地面的【震陷;?地质剖面则往往是附!近的而?不是针对所考察【的,基础的?;有的震陷值(如天!津上古林的场地)】含有震前沉降及【软土震陷;》。不明确沉降值—是最大沉降或—平均沉降《
:
:
? : ,鉴于震陷量的评价】方法目前还不够【成熟因此《本,条只:是给:出了必要时可以【根据液化震》陷量的评《价,结,果适当调整》。抗液化措施的原【则规定
《
?
4.《3.7~《。4.3.9 在】这几条中规定—了消除液化震陷和】减轻液?化影响的《具体措施这些措施都!是在震害调查和分析!判断的基础上提【出来的
》
采!用振冲加固或挤【密碎石桩《加固后构成了复合】地基此时如桩间土】的实测标贯值仍低】于本规范4.3.】。4条规定的临界值不!能简单判为液化许】。多文献或《工程实践《均已指出振冲桩或】挤密碎石桩》有挤密、排水和【增大桩身刚》。度等多重作用而实测!的桩间土标贯值不能!反,。映排水的作用因此】89规范要求加【固后的?桩间土?的标贯值《应大于临界标贯值是!偏保守?。的,
?
》 , 新的研究成—果与工程实践中【已提出了一些考【虑桩身?强度与排水效—应,的方法以及根据桩】的面积?置换率和《桩土应力比》适当降低《复合地基桩间—土液化判《别的临界标贯值的】经验方?法2001规—范将“桩间土的实】测标贯值不应小于临!界标贯锤击数”的要!求改为“不宜”【本次修订《继续保持
】
注意到!历次地震的震—害经验表明》筏基、箱基》等整体性《好的基础对抗液化】十分有利例如1【975年海城地震中!营口市营口饭店【直接坐落在4.【2m厚的液化土层】上震:后,仅沉降缝(筏基【。与,裙房间)《有错位;197【。6年唐山地震中【天津医院1》2.:8m宽?的筏基下有2—.3m的液化粉土液!化层距基底》3.5m未做—抗液化处理震—后,室外:有喷水?冒砂但房屋基本【不受影响199【5年日本神户地【震中也有许多类似】。的实例实验和理论】。分析结果也表明【。液化往往最先—发生在房屋》基础下外侧的地方】基础中部以下是【最不容易液化的【因,此对大面积箱—形基础中部》区域的抗液化—措施可以适当—放宽要求《
:
4.3【.10 本—条规:定了有可能发—生侧:扩或流动时滑动土】体的最危险》范围并要求采取土体!抗,滑,和结构抗裂措施【
《
? , 1 》液化侧扩《地段的宽度来自19!75年海城地震、1!976?年唐山?。。地,。震及19《95年日本阪—神地震对液化侧扩】区的大量调查根【据对阪神地震的调】。查在距水线50m范!围内水平《位移及竖向位移【均,。。很大;在《5,0m~150m【范围内水平地面位移!仍较显著《;大于150m以】后水平位移趋于减】小基本不构》成震害上述调查【结果与?我国海?城、唐山地震—后的调查结》果基:本一致海河》故道、滦运河、【新滦河?。、,陡河岸波滑坍—范围约距《水线:10:0m~150—m辽河、黄河等则可!达500m
】。
,
,
? 2 侧—向流:。动土体对结》构的侧向推力根据阪!神地震后对受害【结构:的反算结《果得到的1)非液】化上:覆,土层施加于结—构的:。侧压相?当于:被,动土压力破坏—土楔的运动》方向:是,土楔向上滑而—楔后土体向下与被动!土压发?生时的运动方—向,一致;2)液化层中!的,侧压相当于竖向总压!的1/3;3—)桩基承受侧压【的面积相当于垂【直于流?动方向桩《排的宽度
—。
》。 : 3 减小地裂】对结构影响》的措施包括1)将】建筑:的主轴沿平行河流放!置;2)使》建筑的长高比小于】。3;:3):采用筏基或箱基【基础板内应根—据需要?加配抗拉裂》钢筋筏基内的抗弯】钢筋:。可兼:作抗拉裂钢筋—抗拉裂钢筋可由中】部向基础边缘逐【段减少当土体产生】。引张裂缝《并流:向河心或《海岸线时《基础:底面的极限摩阻【力形成?对基:础的撕拉力理—论,上其最大《值等于建筑物重【力荷载之半乘以【土与:基础间的《。摩擦系数实际上常】因基础底面与土有】部,分脱离接触而减【少
4】.3:。.11、《4,.3.1《2 : 从1976—年唐山地震、19】99年我国台湾和土!耳,其地震中《。的破坏实《例分析软《。土震陷确《是,造成震害的》重要:原因实有明确判别】。。标准和抗御》措施之必要
!
我国】构,筑物抗震设计规范G!B 501》91:的1993年版根】。据唐山地震经—。验,规定:7度:。区不:考虑软土震陷;8】度区fak》大于100k—Pa9度《区fak大于1【20kPa的土亦可!。不考虑但上述规【定有:以下不足
】
《 (1)缺—少系统的震陷试【验研:究资料
! (2)震】陷实录局限于津塘】8,、9度地《区7度区是》未知:的空白?;不:少,7度区的软》。土,比津塘地区(唐山】地震时为8、9度区!)要:差,津塘地区的多层建】筑在8、《9度地震时产生了】15cm~30【cm的震陷比—它们:差的土在7》度时是?否会产生大于—5cm的震陷初步认!为,对7度区fk<7】0,k,Pa的软土还—。是应该考虑震陷【的可能性并宜—采,用室内?动,三轴试验和H.【B.See》d简化方法加以判定!
》
: (3》)对8、9度规定】的fak值偏—于保守根据天津【实,际震陷资料并考【。虑地震的偶发—性及所需的设—防,费用暂时规定软土】震陷量小于》5c:m者可不采取—措施:则8度区fak【>90kPa及9】度区fak>—。100k《P,。a的软土均可不考虑!震陷的影响
!
? , 对少黏性土的】液化判别我国学者】最早给出了判别方法!。1980年汪闻韶院!士提出根据液限、】塑限:判别少黏《性土的地震液化【此方法在国内已【获得普遍认可在【国际上也有一定影】响我国水利和电【力部门的《地质勘察规范已将】此写入条《文虽然近《几年国外《学,者[:Bra?y et《 ,al.(《2004)、See!d et al.】(2003)、Ma!。r,tin 《et al.(2】000)等]—对此判别《。方法进行了改进但基!本,思路和框架没变【本次修订借》鉴和:。考虑了?国内外学者对该判】别法的修改意见及水!利水电工《。程地质勘察规范GB! 50478和水】工建筑物抗震—设计规范D》L 5073—的有关规定》增加了软弱》粉质土震陷的判【别,法
【 ? 对自重湿陷性【黄土或黄土》状,。土研究表明具有震陷!性,若孔:隙比:大于0.8当含水】。量在缩?限(指固体与—半固体的界》限)与25%之【间时应该根据需【要评估其震陷量对含!水量:在,25%以上的黄土】或黄土状土》的震陷量可》按一般软土评—估关于?软土及黄土的可能震!。陷目:前已有了一》些研究成果》可以参考例如当建筑!基础底?面以下非软土层厚】度符合?表5:中的要求时》可不采?取,消除软土《地基:。的震:陷影响措施
—
【