建筑場(chǎng)地條件變化對(duì)抗震性能的影響分析

秦川

[摘要]人類活動(dòng)對(duì)場(chǎng)地抗震性能影響較大，填挖方均可能改變土層液化性及場(chǎng)地類別，應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)狀進(jìn)行抗震性能評(píng)價(jià)和相關(guān)抗震計(jì)算。

[關(guān)鍵詞]場(chǎng)地土層抗震性；場(chǎng)地類別；影響 文章編號(hào)：2095-4085（2015）08-0151-02

近年來，隨著人們生產(chǎn)生活空間范圍的擴(kuò)大.建筑從城區(qū)向郊區(qū)發(fā)展，原來的廢棄荒地逐漸變?yōu)榻ㄖ玫?；另外，開山填海等造地運(yùn)動(dòng)不斷改變自然條件，使得勘察對(duì)場(chǎng)地抗震性能的評(píng)價(jià)差異很大。從以上定義看.場(chǎng)地范圍并不十分確切，可大可小，場(chǎng)地土也未明確成因年代地面算起，未明確是自然地面還是人工活動(dòng)后的現(xiàn)地面。

1.場(chǎng)地抗震性能評(píng)價(jià)內(nèi)容

1.1地段類別的劃分

根據(jù)地形、地貌和地質(zhì)條件，將場(chǎng)地區(qū)分為有利、不利、危險(xiǎn)和一般場(chǎng)地。

1.2場(chǎng)地類別的劃分

根據(jù)地層等效剪切波速和覆蓋層厚度，將場(chǎng)地劃分為I，H，皿，Ⅳ類，在計(jì)算地層等效剪切波速時(shí)，計(jì)算深度取留蓋層厚度和20 m兩者中的較小值。

1.3特征周期

根據(jù)國(guó)家抗震設(shè)防區(qū)劃圖確定的場(chǎng)地所在地區(qū)的抗震設(shè)防烈度、設(shè)計(jì)基本加速度和設(shè)計(jì)地震分組.結(jié)合場(chǎng)地類別可確定場(chǎng)地持征周期，該指標(biāo)用于結(jié)構(gòu)抗震計(jì)算。

1.4土體液化判別

對(duì)飽和砂土和飽和粉土應(yīng)進(jìn)行液化判別。液化判別先根據(jù)地質(zhì)年代、粉土瓢粒含量、上覆非液化土層厚度以及地下水位埋深進(jìn)行初判，初判認(rèn)為有可能液化，需要進(jìn)一步判別時(shí)，采用標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法進(jìn)行淺基礎(chǔ)15 m、深基礎(chǔ)20 m范圍的液化等級(jí)判別。

2.場(chǎng)地條件變化對(duì)其抗震性的影響

2.1場(chǎng)地填土對(duì)抗震性能的影響

以某工程場(chǎng)地為例，其土層性質(zhì)自上而下為以下幾類。

雜填土：成分復(fù)雜，以默性土為主，松散，濕，最大厚度為1.5 m；

粉質(zhì)就土：灰黑一灰黃色，可塑，切面光滑，韌性中等，干強(qiáng)度中等，無(wú)搖震反應(yīng)，揭露厚度0.6～1.8m；淤泥質(zhì)粉質(zhì)就土：灰黑灰綠色，軟塑，切面光滑，韌性中等，干強(qiáng)度較高，無(wú)搖震反應(yīng)，揭露厚度0.6～3.0 m粉細(xì)砂：灰綠色，飽和，松散稍密狀態(tài)。具水平層理，揭露厚度2.2～4.5 m；地下水位埋深為1.5 m。

經(jīng)液化判別，第④層粉細(xì)砂為輕微液化，場(chǎng)地程蓋層厚度為17速為223-229 m/s，場(chǎng)地類別為B類。

該工程為大跨結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)水平推力較大，設(shè)計(jì)采用樁基承擔(dān)豎向及水平向荷載，600 mm及1200 mm灌注樁承受的水平承載力持征值分別為230 kN和1100 kN。設(shè)計(jì)無(wú)地下室，若按原始地形考慮基樁周圍有液化土層，按樁基規(guī)范.承臺(tái)底面上下分別有1.5 m和1.0 m的非液化或軟弱土層，否則，液化土層的側(cè)阻力及水平抗力系數(shù)為零。樁的水平承載力特征值計(jì)算分兩種模式。分別為低配筋率樁身破壞模式和配筋率變形控制模式，不論哪種模式，水平承載力特征值Rha都與樁水平變形系數(shù)相關(guān).樁水平變形系數(shù)。由于本工程所在位置標(biāo)高較低，考慮多種固累，場(chǎng)地填高3.5 m，并進(jìn)行地基處理，加上原有粉質(zhì)默土厚度.使得承臺(tái)底面上下分別有1.5 m和1.0 m的非液化或軟弱土層，滿足規(guī)范要求，水平承載力得以發(fā)揮，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)，水平承載力也滿足設(shè)計(jì)要求。本工程通過填土，使制約水平承載力的樁頂部分脫離液化土層，大大增強(qiáng)了地基抗震性能。

2.2場(chǎng)地挖方及挖填土對(duì)抗震性能的影響

以實(shí)例說明。某工程場(chǎng)地位于河岸邊，原始土層自上而下分布如下：雜填土，成分復(fù)雜，以耕土為主，松散，濕，最大厚度為2.0 m；粉質(zhì)數(shù)土：黃褐色，可塑，切面光滑，韌性中等，干強(qiáng)度中等，度2.1 m；中砂：黃色，濕，稍密狀態(tài)，最大厚度2.5 m；粗砂：黃色，飽和，中密狀態(tài)，最大厚度5.1 m；由于多年采砂，該場(chǎng)地形成面積很大，在回填區(qū)勘察時(shí)，雜填土厚度為10-15 m，下部為粗砂、礫砂、因礫，經(jīng)波速測(cè)試，地層等效剪切波速為125 m/s，場(chǎng)地授蓋層厚度大于15 m。按抗震規(guī)范判定場(chǎng)地類別為m類，持征周期為0.45 s，雖經(jīng)內(nèi)插取值.特征用期仍為0.42 s。

類似條件如采石場(chǎng)回填或巖石地區(qū)山間凹地回填，場(chǎng)地類別由1類變?yōu)?類，黏性土地區(qū)由于磚廠燒磚取土后形成大坑后回填，場(chǎng)地類別由2類變?yōu)?類；相反，在山區(qū)及丘陵區(qū)，由于場(chǎng)地平整，挖方區(qū)表土、軟弱土挖除，造成場(chǎng)地覆蓋層變薄，地層等效剪切波速增大。由于場(chǎng)地類別變化，特征周期變化，地震影響系數(shù)也發(fā)生變化，相應(yīng)地震作用水平力就有差異，對(duì)建筑安全及造價(jià)均會(huì)造成影響。

3.結(jié)語(yǔ)

人類活動(dòng)對(duì)場(chǎng)地類別等抗震性能的影響是很大的，由于勘察任務(wù)范圍的局限，對(duì)于小型項(xiàng)目將勘察測(cè)試孔布于勘察區(qū)外，取天然地面以下15～20 m深度范圍以內(nèi)的沉積土層為受測(cè)對(duì)象，查清該區(qū)域原始地層結(jié)構(gòu)是不現(xiàn)實(shí)的，尤其對(duì)于有些控方區(qū)是無(wú)法還原的，只能根據(jù)勘察區(qū)內(nèi)測(cè)試孔取得的資料進(jìn)行抗震性能評(píng)價(jià)；對(duì)于達(dá)到一定規(guī)模的場(chǎng)地，人類活動(dòng)改變了表層地層結(jié)構(gòu)，因此應(yīng)該根據(jù)現(xiàn)狀進(jìn)行抗震性能評(píng)價(jià)。