4 地基和基础

4.0.1 本章与《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009第4章有密切的联系。现有地基基础的处理需十分慎重，应根据具体情况和问题的严重性采取因地制宜的对策。地基基础的加固可简单概括为：提高承载力、减少土层压缩性、改善透水性、消除液化沉降，以及改善土层的动力特性等方面。
    提高承载力——即通过增加土层的抗压强度来提高地基承载力和稳定性；
    减少压缩性——即减少土层的弹性变形、压密变形和上部土层的侧向位移所引起的地基沉陷；
    改善透水性——即采取措施使地基不透水或减少动水压力，避免流砂、边坡滑移；
    消除液化沉降——即改变土层的组成或含水率等，避免液化沉降；
    改善动力特性——即采取措施提高松散土质的密实度。
    对于抗震危险地段上的地基基础，在《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009第4章已经明确，其加固需由专门研究确定。
    对处于隐伏断裂上的建筑物，在《建筑抗震设计规范》GB 50011规定需要避开主断裂带的范围内，现有建筑也宜迁离或改为次要建筑使用。
    本章仅规定了存在软弱土、液化土、明显不均匀土层的抗震不利地段上不符合抗震鉴定要求的现有地基和基础的抗震处理和加固。

4.0.2 抗震加固时，天然地基承载力的验算方法与《建筑抗震鉴定标准》GB 50023的规定相同，与新建工程不同的是，可根据具体岩土形状、已经使用的年限和实际的基底压力的大小计入地基的长期压密提高效应，提高系数由1.05～1.20不等，有关的公式不再重复；其中，考虑地基的长期压密效应时，需要区分加固前、后基础底面的实际平均压力，只有加固前的压力才可计入长期压密效应。

4.0.3 本条规定地基竖向承载力不足时的加固和处理方法。
    考虑到地基基础的加固难度较大，而且其损坏往往不能直接看到，只能通过观察上部结构的损坏并加以分析才能发现。因此，可以首先考虑通过加强上部结构的刚度和整体性，以弥补地基基础承载力的某些不足和缺陷。本规程根据工程实践，将是否超过地基承载力特征值10％作为不同的地基处理方法的分界，尽可能减少现有地基的加固工作量。
    需注意，对于天然地基基础，其承载力指计入地基长期压密效应后的承载力。当加固使基础增加的重力荷载占原有基础荷载的比例小于长期压密提高系数时，则不需要经过验算就可判断为不超过地基承载力。
    加固原有地基，包括地基土的置换、挤密、固化和桩基托换等，其设计和施工方法，可按现行行业标准《既有建筑地基基础加固技术规范》JGJ 123的规定执行。

4.0.4 本条规定地基、桩基水平承载力的加固和处理方法，主要针对设置柱间支撑的柱基、拱脚等需要进行抗滑验算的情况。
    天然地基的抗滑阻力，按《建筑抗震鉴定标准》GB 50023-2009第4.2节的规定，除了一般只考虑基础底面摩擦力和基础正面、侧面土层的水平抗力(被动土压力的1/3)外，还可利用刚性地坪的抗滑能力。震害和试验表明，刚性地坪可很好地抵抗上部结构传来的地震剪力，抗震加固时可充分利用，只需设置不小于墙、柱横截面尺寸3倍宽度的刚性地坪(地坪抗力取墙、柱与地坪接触面积的轴心抗压强度计算)，还需注意，刚性地坪受压的抗力不可与土层水平抗力叠加，只能取二者的较大值。
    增设基础梁分散水平地震力时，一般按柱承受的竖向荷载的1/10作为基础梁的轴向拉力或压力进行设计计算。

4.0.5 现有地基基础抗震加固时，液化地基的抗液化措施，也要经过液化判别，根据地基的液化指数和液化等级以及抗震设防类别区别对待。通常选择抗液化处理的原则要求低于《建筑抗震设计规范》GB 50011对新建工程的要求，对于A类建筑，仅对液化等级为严重的现有地基采取抗液化措施；对于乙类设防的B类建筑，液化等级为中等时也需采取抗液化措施，见表1。

表1  现有地基基础的抗液化措施

4.0.6 本条规定，除采用提高上部结构抵抗不均匀沉降的能力外，还列举了现有地基消除液化沉降的常用处理措施，包括：
    桩基托换，采用树根桩、静压桩托换，轻型建筑也可采用悬臂式牛腿桩支托，当液化土层在浅层且厚度不大时，可通过加深基础穿过液化土层，将基础置于非液化的土层上；条形基础托换需分段进行，每段的长度一般不超过2m；当液化土层埋深较大或厚度较大时，需新增桩基；桩端伸入非液化土层的深度，需满足《建筑抗震设计规范》GB 50011的要求——对碎石土，砾、粗、中砂，坚硬黏性土和密实粉土尚不应小于0.5m，对其他非岩石土尚不宜小于1.5m；托换法不适用于地下水位高于托换基础标高的情况。
    压重法，利用加大液化土层的压力来减轻液化影响，压重范围和压力需经过计算确定，施工时，堆载要分级均匀对称，防止不均匀沉降。
    覆盖法，也是利用加大液化土层的压力来减轻液化影响，震害调查和室内模型试验均表明，即使下部土层液化，如果不发生喷冒，则基础的不均匀沉降和平均沉降均明显减小，在很大程度上减轻液化危害；抗喷冒用的刚性地坪应厚度均匀，与基础紧密接触；还需要嵌入基础，以防止地坪上浮。
    排水桩法，其原理是：直接位于基础下的区域比自由场地不容易液化，而紧邻基础边有一个高的孔压区比自由场地更容易液化，因此，当地震震动的强度不足以使基础下的土层液化时，只需降低基础边的孔压就可能保持基础的稳定。此法在室内地坪不留缝隙，在基础边1.5m以外利用碎石的空隙作为土层的排水通道，将地震时土中的孔隙水压控制在容许范围内，以防止液化；排水桩的深度，最好达到液化土层的底部，排水桩的间距要经计算确定，排水桩的渗透性要比固结土大200倍以上，且不被淤塞。
    旋喷法，适用于黏性土、砂土等，既可用来防止基础继续下沉，也可减少液化指数、降低液化等级或消除液化的可能。此法在基础内或紧贴基础侧面钻孔制作水泥旋喷桩：先用岩心钻钻到所需的深度，插入旋喷管，再用高压喷射水泥浆，边旋转注浆边提升，提到预定的深度后停止注浆并拔出旋喷管。在旋喷过程中利用水泥浆的冲击力扰动土体，使土体与水泥浆混合，凝固成圆柱状固体，达到加固地基土的目的。此法的优点如下：
    ①可在不同深度、不同范围内喷射水泥浆，可形成间隔的桩柱体或连成整体的连续桩；
    ②可适用于各种类型的软弱黏性土；
    ③桩柱体的强度，可通过硬化剂的用量控制；
    ④可形成竖直桩或斜桩。

4.0.7 本条规定了可用来抵抗结构不均匀沉降的一些构造措施。