某建筑物按抗震要求为乙类建筑,基础为条形基础,基础埋深2m,土层分布、土性指标、标准贯入试验击数临界值及液化指数见表和图,作用于基础顶面竖向荷载Fk=500kN,试解答下列问题:
(1)地基持力层承载力特征值。
(2)地基抗震承载力。
(3)按抗震要求验算基础宽度。
(4)根据建筑物性质和对地基液化判别,应采取什么抗液化措施
(5)对液化土层进行砂石桩法处理,砂石桩直径0.4m,正方形布桩,要求将孔隙比0.9减少到0.75,求砂石桩间距。
(6)如要求全部消除液化沉陷,估算每孔的填料量。
(7)如要求部分消除液化沉陷,估算每孔填料量。
(8)采用砂石桩法处理地基以消除全部液化沉陷,如果处理后土层的标贯击数实测值见表2,则哪种组合满足设计要求
(9)如已知粉砂的土粒相对密度为2.719,求经砂石桩法处理后粉砂的干密度。
参考答案:
(1)设基础宽度b≤3m,经深、宽修正后地基持力层承载力特征值为
fa=fak+ηbγ(b-3)+ηdγm(d-0.5)
持力层为黏性土,e=0.82,IL=0.7,根据《建筑地基基础设计规范》(GB 50007—2002)表 5.2.4查得,ηb=0.3,ηd=1.6,则
fa=200+0+1.6×18×1.5=243.2kPa
(2)地基抗震承载力
faE=ξafa
式中:faE——地基抗震承载力;
ξa——地基抗震承载力调整系数,根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2001)
表4.2.3得 ξa=1.3;
fa——经修正后的地基承载力特征值。
faE=1.3×243.2=316.2kPa
(3)基础宽度
(4)抗液化措施
根据规范GB 50011—2001表4.3.5,在15m内的液化指数为IlE=16>15,判断为严重液化等级。
根据规范GB 50011—2001表4.3.6,当建筑抗震设防类别为乙类,地基液化等级严重的,应采取全部消除液化沉陷措施。
(5)采用砂石桩法处理液化地基应采用的桩间距
根据《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79—2002)式(8.2.2.2),处理粉土、砂土地基,当砂石桩为正方形布置时,其砂石桩间距为
式中:s——砂石桩间距;
d——砂石桩直径;
ξ—修正系数,砂石桩成孔采用振动沉管法对周围土有密实作用,ξ取1.15;
e0——地基处理前沙土的孔隙比,e0=0.9;
e1——地基挤密后要求达到的孔隙比,e1=0.75。
(6)全部消除液化沉陷,每孔的填料量
根据规范GB 50011—2001规定,全部消除地基液化沉陷措施,当采用加密法,应处理至液化深度下界,所以桩长为基础底面下11m,其中厚度为3m的黏性土为不液化土,但施工原因,砂石桩桩长不能按8m计算,而应按11m计算。
根据规范JGJ 79—2002规定,砂石桩孔内填料量应通过现场试验确定,初步估算可按设计桩孔体积乘以充盈系数β(β=1.2~1.4)。
每孔填料量为
S=πR2×L×β=3.14×0.22×11×11.3=1.8m3
(7)部分消除液化沉陷,每孔的填料量
根据规范GB 50011—2001规定,当部分消除地基液化沉陷时,处理深度应使处理后的地基液化指数在15m内不宜大于4,所以粉土和粉砂层皆应进行处理,桩长为5m,加上黏性土层 3m,桩长共8m,所以每孔填料量为
S=πR2×L×β=3.14×0.22×8×1.3=1.3m3
(8)满足设计要求的组合
根据规范GB 50011—2001规定,处理后地基的实测标贯击数(未经杆长修正)大于液化判别标贯击数临界值时,为已消除液化的可能,所以根据表2,(D)组合满足设计要求。
(9)经处理后粉砂的干密度