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4.2 地基和基础
4.2.1 地基基础现状的鉴定,应着重调查上部结构的不均匀沉降裂缝和倾斜,基础有无腐蚀、酥碱、松散和剥落,上部结构的裂缝、倾斜以及有无发展趋势。
4.2.2 符合下列情况之一的现有建筑,可不进行其地基基础的抗震鉴定:
1 丁类建筑。
2 地基主要受力层范围内不存在软弱土、饱和砂土和饱和粉土或严重不均匀土层的乙类、丙类建筑。
3 6度时的各类建筑。
4 7度时,地基基础现状无严重静载缺陷的乙类、丙类建筑。
4.2.3 对地基基础现状进行鉴定时,当基础无腐蚀、酥碱、松散和剥落,上部结构无不均匀沉降裂缝和倾斜,或虽有裂缝、倾斜但不严重且无发展趋势,该地基基础可评为无严重静载缺陷。
4.2.4 存在软弱土、饱和砂土和饱和粉土的地基基础,应根据烈度、场地类别、建筑现状和基础类型,进行液化、震陷及抗震承载力的两级鉴定。符合第一级鉴定的规定时,应评为地基符合抗震要求,不再进行第二级鉴定。
静载下已出现严重缺陷的地基基础,应同时审核其静载下的承载力。
4.2.5 地基基础的第一级鉴定应符合下列要求:
1 基础下主要受力层存在饱和砂土或饱和粉土时,对下列情况可不进行液化影响的判别:
1)对液化沉陷不敏感的丙类建筑;
2)符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011液化初步判别要求的建筑。
2 基础下主要受力层存在软弱土时,对下列情况可不进行建筑在地震作用下沉陷的估算:
1)8、9度时,地基土静承载力特征值分别大于80kPa和100kPa;
2)8度时,基础底面以下的软弱土层厚度不大于5m。
3 采用桩基的建筑,对下列情况可不进行桩基的抗震验算:
1)现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定可不进行桩基抗震验算的建筑;
2)位于斜坡但地震时土体稳定的建筑。
4.2.6 地基基础的第二级鉴定应符合下列要求:
1 饱和土液化的第二级判别,应按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011的规定,采用标准贯入试验判别法。判别时,可计入地基附加应力对土体抗液化强度的影响。存在液化土时,应确定液化指数和液化等级,并提出相应的抗液化措施。
2 软弱土地基及8、9度时Ⅲ、Ⅳ类场地上的高层建筑和高耸结构,应进行地基和基础的抗震承载力验算。
4.2.7 现有天然地基的抗震承载力验算,应符合下列要求:
1 天然地基的竖向承载力,可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的方法验算,其中,地基土静承载力特征值应改用长期压密地基土静承载力特征值,其值可按下式计算:
fsE=ζsfsc (4.2.7-1)
fsc=ζcfs (4.2.7-2)
式中 fsE——调整后的地基土抗震承载力特征值(kPa);
ζs——地基土抗震承载力调整系数,可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011采用;
fsc——长期压密地基土静承载力特征值(kPa);
fs——地基土静承载力特征值(kPa),其值可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007采用;
ζc——地基土静承载力长期压密提高系数,其值可按表4.2.7采用。
2 承受水平力为主的天然地基验算水平抗滑时,抗滑阻力可采用基础底面摩擦力和基础正侧面土的水平抗力之和;基础正侧面土的水平抗力,可取其被动土压力的1/3;抗滑安全系数不宜小于1.1;当刚性地坪的宽度不小于地坪孔口承压面宽度的3倍时,尚可利用刚性地坪的抗滑能力。
表4.2.7 地基土静承载力长期压密提高系数
注:1 p0指基础底面实际平均压应力
2 使用期不够或岩石、碎石土、其他软弱土,提高系数值可取1.0。
4.2.8 桩基的抗震承载力验算,可按现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011规定的方法进行。
4.2.9 7~9度时山区建筑的挡土结构、地下室或半地下室外墙的稳定性验算,可采用现行国家标准《建筑地基基础设计规范》GB 50007规定的方法;抗滑安全系数不应小于1.1,抗倾覆安全系数不应小于1.2。验算时,土的重度应除以地震角的余弦,墙背填土的内摩擦角和墙背摩擦角应分别减去地震角和增加地震角。地震角可按表4.2.9采用。
表4.2.9 挡土结构的地震角
4.2.10 同一建筑单元存在不同类型基础或基础埋深不同时,宜根据地震时可能产生的不利影响,估算地震导致两部分地基的差异沉降,检查基础抵抗差异沉降的能力,并检查上部结构相应部位的构造抵抗附加地震作用和差异沉降的能力。
4.2.1 本条为新增条文,列出了对地基基础现状进行抗震鉴定应重点检查的内容。对震损建筑,尚应检查因地震影响引起的损伤,如有无砂土液化现象、基础裂缝等。
4.2.2 对工业与民用建筑,地震造成的地基震害,如液化、软土震陷、不均匀地基的差异沉降等,一般不会导致建筑的坍塌或丧失使用价值,加之地基基础鉴定和处理的难度大,因此,减少了地基基础抗震鉴定的范围。
4.2.5 地基基础的第一级鉴定,包括:饱和砂土、饱和粉土的液化初判,软土震陷初判及可不进行桩基验算的规定。
液化初判除利用设计规范的方法外,略加补充。
软土震陷问题,只在唐山地震时津塘地区表现突出,以前我国的多次地震中并不具有广泛性。唐山地震中,8、9度区地基承载力为60~80kPa的软土上,有多栋建筑产生了100~300mm的震陷,相当于震前总沉降量的50%~60%。
桩基不验算范围,基本上同现行抗震设计规范。
本次修订,考虑到独立基础和条基,95版规定的1.5倍的基础宽度不一定能满足部分消除地基液化的深度要求;在8、9度时,这可能会造成因液化或震陷使建筑坍塌或丧失使用价值。故对95版的规定加以调整。
95版的“承载力设计值”,按现行地基基础设计规范改为“承载力特征值”。
此外,已有研究表明,8度时软弱土层厚度小于5m可不考虑震陷的影响,但9度时,5m产生的震陷量较大,不能满足要求。
4.2.6 地基基础的第二级鉴定,包括:饱和砂土、饱和粉土的液化再判,软土和高层建筑的天然地基、桩基承载力验算及不利地段上抗滑移验算的规定。
建筑物的存在加大了液化土的固结应力。研究表明,正应力增加可提高土的抗液化能力。当砂性土达到中密时,剪应力的加大亦使其抗液化能力提高。
4.2.7 本条规定,在一定的条件下,现有天然地基基础竖向承载力验算时,可考虑地基土的长期压密效应;水平承载力验算时,可考虑刚性地坪的抗力。
1 地基土在长期荷载作用下,物理力学特性得到改善,主要原因有:①土在建筑荷载作用下的固结压密;②机械设备的振动加密;③基础与土的接触处,发生某种物理化学作用。
大量工程实践和专门试验表明,已有建筑的压密作用,使地基土的孔隙比和含水量减小,可使地基承载力提高20%以上;当基底容许承载力没有用足时,压密作用相应减少,故表4.2.7中ζc值下降。
岩石和碎石类土的压密作用及物理化学作用不显著;硬黏土的资料不多;软土、液化土和新近沉积黏性土又有液化或震陷问题,承载力不宜提高,故均取ζc=1。
2 承受水平力为主的天然地基,指柱间支撑的柱基、拱脚等。震害及分析证明地坪可以很好地抵抗结构传来的基底剪力。根据实验结果,由柱传给地坪的力约在3倍柱宽范围内分布,因此要求地坪在受力方向的宽度不小于柱宽的3倍。
地坪一般是混凝土的,属脆性材料,而土是非线性材料。二者变形模量相差4倍,当地坪受压达到破坏时,土中的应力甚小,二者不在同一时间破坏,故可选地坪抗力与土抗力二者中较大者进行验算。
4.2.8 本条95版编写时,当时的《建筑抗震设计规范》GBJ 11-89对桩基抗震的计算方法还没有规定,而2001版抗震设计规范已明确规定了桩基抗震承载力的验算方法,可以直接引用而不重复规定。
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