4.1地基土液化与抗液化措施在线视频

同学们

大家好

今天我们给大家带来天然地基和基础的抗震验算

本节的主要内容包括五个方面

首先是地基 基础的抗震设计原则

接下来介绍地基的抗震承载力计算和地基的抗震验算

最后介绍可不进行桩基验算的范围

以及低承台桩基的抗震验算方法

首先，我们认识一下地基基础抗震设计的相关原则

在建筑抗震设计规范当中

地基基础抗震设计应符合下列要求

一、同一结构单元的基础不宜设置在性质截然不同的地基上

而同一结构单元不宜部分采用天然地基

部分采用桩基

当采用不同基础类型或者是基础埋深显著不同的时候

应根据地震时两个部分地基基础的沉降差异，在基础上部结构的相关部位采取相应的措施

这些措施

包括设置抗震缝、沉降缝等措施

当地基为软弱

黏性土、可液化土、新近的填土或者是严重不均匀土层时

应根据地震时地基不均匀沉降

或者是其他不利的影响

采取相应的措施

对于软弱土地基在地震区

对于饱和的淤泥或者淤泥质土、冲填土、不均匀

地基土，我们不能不

加处理就直接采用其作为天然的地基

这一点大家需要特别注意

接下来，我们了解一下可不进行天然地基及基础抗震验算的相关建筑

首先是建筑抗震设计规范规定的可不进行上部

结构抗震验算的建筑

另外是地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土的

下列建筑

包括一般的单层厂房、单层空旷的厂房

砌体的房屋

不超过八层

且高度在二十四米以下的一般民用框架和框架抗震墙的房屋

这些建筑都可以不进行

天然地基和基础的抗震验算

另外还有基础荷载与第三项相同的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙的房屋

当需要进行天然地基基础抗震验算时

我们应该采用地震作用效应的标准组合

此时

需要对地基的承载力进行调整

也就是地基的抗震承载力

按照这个公式来进行计算

就是在原有的地基承载力基础上

乘以一个调整系数

这个调整系数就是地震调整系数，我们可以根据岩土的名称及其性状来选择合适的地震调整系数

通过这个表格

我们可以发现，所有的调整系数都是大于等于一点零的

这就说明在地震的时候

地基的承载力是有所提高的

接下来了解一下地基抗震验算的相关方法

对于地基的设计

通常采用下面的一般步骤

首先

按照静力设计的要求

确定基础的尺寸

然后再对地基进行承载力的验算

对地基进行沉降量的验算

最后我们需要根据规定

进行抗震承载力的验算

抗震承载力的验算

需要根据下面这两个公式，分别是基底的平均压力应小于地基的抗震承载力

另外基底压力的最大值

需要小于一点二倍的地基抗震承载力

满足这两个条件

说明地基就可以满足抗震承载力的要求

我国抗震设计规范规定

高宽比大于四的高层建筑

在地震作用下基础底面不宜出现脱离区

也就是零应力区

对于其他的建筑基础

底面与地基土之间脱离区的面积不应超过基础底面积的百分之十五

下面我们以一道例题的形式来具体了解一下地基抗震验算的相关方法

大家详细看一下这道例题

某柱下独立基础，基础的底面尺寸l乘以b 等于3600乘以2400毫米

基础的埋深d 等于1.6米

基础的自重及其上覆土的平均重度近似取22千牛

每平方米，天然地基为粉质黏土

经深宽修正后的地基承载力特征值

为240千帕，根据地震作用效应的标准组合基础底面的弯矩和轴力分别是750千牛米和1200千牛

需要大家对该天然地基进行抗震承载力的验算

在验算的时候

我们再详细的了解一下所需要的公式

首先一个是

地基抗震承载力的计算公式

接下来是两个运算公式

分别是基础底面的平均压力和最大压力的验算公式

接下来我们详细的了解一下如何进行

地基的抗震验算

首先

该柱下独立基础的地基土为粉质粘土

地基承载力的特征值为260千牛每平方米

查表我们就可以得到

地基抗震承载力的调整系数等于1.3

这样我们就可以得到地基的抗震承载力为312千牛每平方米

接下来我们需要验算基础底面与地基土之间是否会产生脱离区

也就是零应力区

我们可以计算偏心距

根据M除以竖向的荷载N加上γg 乘以b l d

按照这个公式可以计算出来偏心距

偏心距等于0.507米

小于6.7分之l，也就是6.7分之3.6等于0.54米

这样

通过这个验算

我们就可以确定出来基底不存在的零应力区

实际上这个验算是假定基础底面基底压力的分布为三角形分布

这个时候我们就可以确定出来

基底的偏心距

如果计算出来的偏心距小于三分之二倍的基础长度的时候

这个时候我们就认为不存在脱离区

大家可以根据土力学的相关知识得到这一部分

计算的一些原因

接下来根据地震作用效应的组合

来计算基础底面的最大压力最小压力和平均值

我们根据这个公式可以计算出来基础底面的最大压力，最后得到的是318.8千牛

每平方米小于一点二倍的

地基的抗震承载力

另外，我们还需要计算基底的平均压力

平均压力等于174.4

千牛小于地震抗震承载力312千牛

因此所有的条件都满足

我们认为该地基的抗震承载力是满足要求的

接下来我们需要了解一下

可不进行桩基抗震验算的一些范围

实际上除了天然地基

和浅基础以外

我们在工程当中常用的是桩基础

对于承受竖向荷载为主的低承台桩基

这里所谓的低承台桩基就是指

桩身全部埋至于土中承台底面与土体相接触的这种桩基

下面这两幅图描述了低承台的桩基

对于这种桩基

当地面下无液化土层的时候

且桩承台周围没有淤泥

淤泥质土和地基承载力特征值不大于一百千帕的填土时

下列的建筑可不进行桩基抗震承载力的验算

首先，我们认识一下七度和八度时这些建筑的范围

包括了一般的单层厂房

单层的空旷房屋不超过八层

且高度在二十四米以下的一般民用框架房屋以及基础荷载与第二项相同的

多层框架厂房和多层的混凝土抗震墙房屋

对于七度和八度的这些建筑物

我们可不进行桩基抗震承载力的验算

另外，对于地基主要受力范围内不存在软弱粘性土且采用桩基的下列的建筑

一般的单层厂房和单单层的空旷房屋

第二个是不超过八层

且高度在二十四米以下的框架结构和框架抗震墙的房屋

对于这些建筑

我们也可以不进行

桩基抗震承载力的验算

最后了解一下低承台桩基抗震验算的一些相关规定

首先是非液化土层当中低承台桩基的抗震验算

首先，单桩的竖向和水平

抗震承载力的特征值可均比非抗震设计时提高百分之二十五

二、当承台周围的回填土夯实至密度不小于建筑地基

基础设计规范对填土的要求时

可由承台正面的填土

与桩共同承担水平地震作用

但不应计入承台底面与地基土之间的摩擦力

这项规定的要求实际上就是考虑了

填土与桩共同承担水平

地震的作用

也就是要考虑填土的对地震的分担作用

当存在液化土层时

低承台桩基的抗震验算与不存在液化土层具有很大的区别

下面具体对比一下

首先

当承台埋深较浅的时候

不宜计入承台周围土的抗力或刚性地坪对水平地震的分担作用

当桩承台底面上下分别有厚度不小于1.5、1.0米的非液化土层或非软弱土层的时候

可以按照两种情况进行桩的抗震验算

并按不利的情况进行设计

这里所谓的两种情况就是考虑周围土层的抗震作用

和不考虑周围土层的抗震作用

也就是分担作用分别进行抗震的验算

对于这两种情况

我们按照最不利的情况来进行取值

进行设计

对于打入式的预制桩以及其他的挤土桩

当平均的桩间距在2.5到4倍的桩径

且桩数不小于五乘五的时候

我们可以计入打桩对土的加密作用

以及桩身

对液化土变形限制的有利影响

也就是考虑预制桩的挤土效应

除了前面两个规定以外

桩基的抗震验算

还有其他的一些相关规定

例如处于液化土层当中

桩基承台周围，宜用密实的干土填筑夯实

若用砂土或粉土

则应使土层的标准贯入锤击数不小于规范规定的液化判别标准

贯入锤击数的临界值

关于这个

标准贯入锤击数以及液化判别的标准

贯入锤击数的临界值

我们将在土体液化的这一章节那么进行介绍

第二

液化土和震陷软土中桩的配筋范围应从桩顶至液化深度以下

符合全部消除液化沉陷所要求的深度

其纵向钢筋应与桩顶相同

箍筋应进行加粗和加密处理

在液化侧向扩展的地段桩基

除应满足上述的要求以外

还要考虑土体流动时的侧向压力

且承受侧向的推力作用

按照这个规定来进行相应的计算

这个规定

实际上就是考虑了侧向土体的液化作用

这个时候就会产生一个侧向的额外的

作用力

在进行桩基验算的时候

我们需要考虑这个侧向力的作用

最后，对本节我们简单的进行一个小结

在本节当中我们讲述了地基抗震设计的一些基本原则

以及可不进行天然地基

和基础抗震承载力验算的建筑以及地基抗震承载力的验算方法

除了这些规定以外

我们还讲述了

可不进行桩基抗震验算的范围以及低承台桩基抗震验算的一些相关规定

本节的介绍就到这里

谢谢