第2章 场地、地基和基础处理

2.1 建筑场地划分

建筑场地是指建筑物所在地，具有相似的反应谱特征。其范围大体相当于厂区、居民小区和自然村或不小于1.0km2的平面面积。地震是由基岩传到场地，再由场地传到建筑物，场地对地震波具有放大和滤波作用。场地条件不同对地震波的放大和滤波作用就不同，因此，建造在不同场地上的建筑物在同一次强地震作用下的破坏程度也不同。这已经被国内外的震害资料证明。为了能够在宏观上指导设计人员合理地选择建筑场地，《建筑抗震设计规范（2016年版）》（GB 50011—2010）将建筑场地按照对建筑抗震有利、一般、不利和危险划分为四种地段。场地条件对地震的影响主要是岩土的物理力学性质和覆盖层厚度。为了具体反映场地条件对地震动的影响，《建筑抗震设计规范（2016年版）》（GB 50011—2010）根据建筑物所在地岩土的物理力学性质和覆盖层厚度的不同，将建筑场地划分为岩石、坚硬土或软质岩石、中硬石、中软土、软弱土五种场地土类型。

2.1.1 建筑地段的划分和选择

1．建筑地段的划分

在《建筑抗震设计规范（2016年版）》（GB 50011—2010）中，将建筑地段划分为对建筑抗震有利、一般、不利和危险的地段。具体划分标准见表2-1。

2．建筑地段的选择

在选择建筑地段时，应选择对抗震有利的地段，避开不利地段。当无法避开时，应采取适当的抗震措施，不应在危险地段建造建筑物。

由于发震断裂带在地震时可能发生地表的错动和出露，使建在断裂带附近的建筑物发生严重的破坏，因此，对建筑场地内有发震的断裂带应做出认真的研究和评价。断裂带的错动和出露，与地震震级、覆盖层厚度和地貌有关。地震震级越高，断层错位就越大，断层长度就越大；覆盖层越薄，出露于地表的错动和断层长度就越大；发生在平原、丘陵地区的地震，其出露于地表的断层长度和水平错位相对于山区小。因此，我国《建筑抗震设计规范（2016年版）》（GB 50011—2010）规定：当抗震设防烈度小于8度，或抗震设防烈度为8度、9度，隐伏断裂带的土层覆盖厚度分别大于60m和90m时，均可以不考虑发震断裂错动对地面建筑的影响。地震烈度大且土层覆盖层厚度又较薄，隐伏断裂带将在地震时重新错动并直通地表。因此，对于这种危险地段，选择建筑场地时应予以避开。

大量震害资料表明，建在局部孤突地形（条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡的边缘）上的地段建筑物，其震害一般均较平地上同类建筑物严重。因此，在建筑物选址时应尽可能避开上述地段，如不能避开，规范规定在这类地段上建造丙类及丙类以上建筑时，除保证其在地震作用下的稳定性外，还应估计不利地段对设计地震参数可能产生的放大作用，其水平地震影响系数最大值应乘以增大系数，其值可根据不利地段的具体情况确定，系数取1.1～1.6。

2.1.2 建筑场地类别划分

国内外大量震害资料表明，由于场地对地震波的放大和滤波作用，不同场地上的建筑震害差异是十分明显的。一般认为，在坚硬场地上的自振周期短的刚性建筑震害较严重，在如软弱场地上的自振周期长的柔软建筑震害较严重。场地条件对建筑震害的主要影响因素是场地土的刚度（即坚硬或密实程度）大小和场地覆盖层厚度。

1．场地土类型划分

为了能够反映场地土刚度对地震效应的影响，《建筑抗震设计规范（2016年版）》（GB 50011—2010）根据场地土的剪切波速将建筑场地土分为五类。当没有剪切波速资料时，也可以根据土的名称和形状来划分，具体划分方法见表2-2。

2．场地覆盖层厚度

场地覆盖层厚度越薄对地震动短周期分量的放大作用就越大；场地覆盖层厚度越厚对地震动中长周期分量的放大作用就越小。

在工程设计中，一般不以实际基岩面计算场地覆盖层厚度。对于比较复杂的场地条件，按下列要求确定场地的覆盖层厚度。

（1）一般情况下，应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各层岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定。

（2）当地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土层剪切波速2.5倍的土层，且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于400m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定。

（3）剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体，应视同周围土层。

（4）土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖土层中扣除。

3．土层等效剪切波速

场地土的组成是非常复杂的。对于成层场地土层可以用等效剪切波速反映各土层的综合刚度，其值可根据地震波通过计算深度范围内各土层的总时间等于该波通过同一计算深度的单一土层折算所需的时间求得。

设场地土计算深度d0范围内有n种性质不同的土层，地震波通过它们的波速分别为vs1, υs2, …, υsn，各土层的厚度分别为d1, d2, …, dn，则地震波通过各土层所需的时间为

将各土层折算为厚度为d0的单一土层，则土层等效剪切波速为

式中di——计算深度范围内第i土层的厚度（m）；

υsi——计算深度范围内第i土层的剪切波速（m/s）；

n——计算深度范围内土层的分层数。

υse——土层等效剪切波速（m/s）；

d0——土层计算深度（m），取覆盖层厚度和20m两者的较小值。

t——剪切波在地面至计算深度之间的传播时间（s）；

4．建筑场地类别

根据土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度两个影响因素，将建筑场地划分为Ⅰ0、Ⅰ1、Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ五种类别，见表2-3。

划分建筑场地类别的目的是在地震作用计算中定量考虑场地条件对设计参数的影响，确定不同场地上的设计反应谱，以便采取合理的设计参数和有关的抗震构造措施。

【例2-1】已知某建筑场地的钻孔地质资料见表2-4，试确定该场地的类别。

【解】因为距地面12.50m以下土层的剪切波速υs=550m/s ＞ 500m/s，故场地覆盖层厚度d0=9.50m，又d0＜ 20m，所以土层计算深度d0=9.0m。按式（2-1）、式（2-2），有

查表2-2, υse位于250～500m/s之间，且d0＞ 5m，因此，该场地的类别为Ⅱ类。