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4.3 液化土和软土地基

4.3.1 饱和砂土和饱和粉土(不含黄土)的液化判别和地基处理,6 度时,一般情况下可不进行判别和处理,但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按 7 度的要求进行判别和处理,7~9 度时乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求进行判别和处理。

4.3.2 存在饱和砂土和饱和粉土(不含黄土)的地基,除 6 度设防外,应进行液化判别;存在液化土层的地基,应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级,结合具体情况采取相应的措施。

4.3.3 饱和的砂土或粉土(不含黄土),当符合下列条件之一时,可初步判别为不液化或可不考虑液化影响:
  1 地质年代为第四纪晚更新世(Q3)及其以前时,7、8 度时可判为不液化。
  2 粉土的粘粒(粒径小于 0.005mm 的颗粒)含量百分率,7 度、8 度和 9 度分别不小于 10、13 和 16 时,可判为不液化土。

注:用于液化判别的粘粒含量系采用六偏磷酸钠作分散剂测定,采用其他方法时应按有关规定换算。

  3 天然地基的建筑,当上覆非液化土层厚度和地下水位深度符合下列条件之一时,可不考虑液化影响:

du>d0+db-2      (4.3.3-1)
dw>d0+db-3      (4.3.3-2)
du+dw>1.5d0+2db-4.5    (4.3.3-3)

表 4.3.3   液化土特征深度(m)

饱和土类别

7 度

8 度

9 度

粉土

6

7

8

砂土

7

8

9

4.3.4 当初步判别认为需进一步进行液化判别时,应采用标准贯入试验判别法判别地面下 15m 深度范围内的液化;当采用桩基或埋深大于 5m 的深基础时,尚应判别 15~20m 范围内土的液化。当饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应判为液化土。当有成熟经验时,尚可采用其他判别方法。
  在地面下 15m 深度范围内,液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:

    (4.3.4-1)

  在地面下15~20m范围内液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:

    (4.3.4-2)

式中 Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值;
    N0——液化判别标准贯入锤击数基准值,应按表 4.3.4 采用;
    ds——饱和土标准贯入点深度(m);
    ρc——粘粒含量百分率,当小于 3 或为砂土时,应采用 3。

表 4.3.4   标准贯入度锤击数基准值

设计地震分组

7 度

8 度

9 度

第一组

6(8)

10(13)

16

第二、三组

8(10)

12(15)

18

4.3.5 对存在液化土层的地基,应探明各液化土层的深度和厚度,按下式计算每个钻孔的液化指数,并按表 4.3.5 综合划分地基的液化等级:

    (4.3.5)

式中 IlE——液化指数;
  
 n——在判别深度范围内每一个钻孔标准贯入试验点的总数;
 Ni、Ncri——分别为 i 点标准贯入锤击数的实测值和临界值,当实测值大于临界值时应取临界值的数值;
    di——i 点所代表的土层厚度(m)可采用与该标准贯入试验点相邻的上、下两标准贯入试验点深度差的一半,但上界不高于地下水位深度,下界不深于液化深度;
    Wi——i 土层单位土层厚度的层位影响权函数值(单位为 m-1)。若判别深度为 15m,当该层中点深度不大于 5m 时应采用 10,等于15m 时应采用零值,5~15m 时应按线性内插法取值;若判别深度为20m,当该层中点深度不大于 5m 时应采用 10,等于 20m 时应采用零值,5~20m 时应按线性内插法取值。

表 4.3.5   液 化 等 级

液化等级

轻 微

中 等

严 重

判别深度为 15m 时的液化指数

0<IlE≤5

5<IlE≤15

IlE>15

判别深度为 20m 时的液化指数

0<IlE≤6

6<IlE≤18

IlE>18

4.3.6 当液化土层较平坦且均匀时,宜按表 4.3.6 选用地基抗液化措施;尚可计入上部结构重力荷载对液化危害的影响,根据液化震陷量的估计适当调整抗液化措施。
  不宜将未经处理的液化土层作为天然地基持力层。

表 4.3.6   抗液化措施

建筑抗震
设防类别

地基的液化等级

轻 微

中 等

严 重

乙 类

 部分消除液化沉陷,或对基础和上部结构处理

 全部消除液化沉陷,或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理

 全部消除液化沉陷

丙 类

 基础和上部结构处理,亦可不采取措施

 基础和上部结构处理,或更高要求的措施

 全部消除液化沉陷,或部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理

丁 类

 可不采取措施

 可不采取措施

 基础和上部结构处理,或其他经济的措施

4.3.7 全部消除地基液化沉陷的措施,应符合下列要求:
  1 采用桩基时,桩端伸入液化深度以下稳定土层中的长度(不包括桩尖部分),应按计算确定,且对碎石土,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。
  2 采用深基础时,基础底面应埋入液化深度以下、的稳定土层中,其深度不应小 0.5m。
  3 采用加密法(如振冲、振动加密、挤密碎石桩强夯等)加固时,应处理至液化深度下界;振冲或挤密碎石桩加固后,桩间土的标准贯入锤击数不宜小于本节第 4.3.4 条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。
  4 用非液化土替换全部液化土层。
  5 采用加密法或换土法处理时,在基础边缘以外的处理宽度,应超过基础底面下处理深度的 1/2 且不小于基础宽度的 1/5。

4.3.8 部分消除地基液化沉陷的措施,应符合下列要求:
  1 处理深度应使处理后的地基液化指数减少,当判别深度为 15m 时,其值不宜大于 4,当判别深度为 20m 时,其值不宜大于 5;对独立基础和条形基础,尚不应小于基础底面下液化土特征深度和基础宽度的较大值。
  2 采用振冲或挤密碎石桩加固后,桩间土的标准贯入锤击数不宜小于按本节第 4.3.4 条规定的液化判别标准贯入锤击数临界值。
  3 基础边缘以外的处理宽度,应符合本节第 4.3.7 条 5 款的要求。
4.3.9 减轻液化影响的基础和上部结构处理,可综合采用下列各项措施:
  1 选择合适的基础埋置深度。
  2 调整基础底面积,减少基础偏心。
  3 加强基础的整体性和刚度,如采用箱基、筏基或钢筋混凝土交叉条形基础,加设基础圈梁等。
  4 减轻荷载,增强上部结构的整体刚度和均匀对称性,合理设置沉降缝,避免采用对不均匀沉降敏感的结构形式等。
  5 管道穿过建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头等。

4.3.10 液化等级为中等液化和严重液化的故河道、现代河滨、海滨,当有液化侧向扩展或流滑可能时,在距常时水线约 100m 以内不宜修建永久性建筑,否则应进行抗滑动验算、采取防土体滑动措施或结构抗裂措施。

注:常时水线宜按设计基准期内年平均最高水位采用,也可按近期年最高水位采用。

4.3.11 地基主要受力层范围内存在软弱黏性土层与湿陷性黄土时,应结合具体情况综合考虑,采用桩基、地基加固处理或本节第 4.3.9 条的各项措施,也可根据软土震陷量的估计,采取相应措施。