问答题
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。
(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。
【正确答案】
【答案解析】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
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