關于估算各土層剪切波速引發的新問題

安海鋒

根據GB 50011-2010建筑抗震設計規范4.1.6條，對場地類別的判別，是根據等效剪切波速與建筑場地覆蓋層厚度查表得到的，對層數不超過 10層、高度不超過 24m的多層建筑，當無實測剪切波速時，可根據巖土名稱和性狀，按表 4.1.3劃分土的類型，再利用當地經驗在表 4.1.3的剪切波速范圍內估算各土層的剪切波速，此時會出現這樣一種情況，持力層好的場地類別低于持力層差的場地類別。下面我們作一探討。

1 工程實例對比

某建筑物為4層，層高3.3m，長30m，寬12m，框架結構，無地下室，基礎預計埋深1.5m，基礎形式擬采用柱下獨立基礎，本地區覆蓋層厚度 25m左右，設計地震分組為第一組，如在此區下述兩種場地內進行建設，通過估算場地等效剪切波速后我們會發現一個問題，持力層好的甲場地的場地類別為Ⅲ類，持力層差的乙場地的場地類別卻為Ⅱ類。

甲場地地層分布如下:

0.0 m～1.5m人工填土，以粉土為主，夾有生活及建筑垃圾，力學強度低且不均勻，不能用作建筑物基礎持力層。

1.5 m～8.0m粉質粘土層，灰黃色，可塑，搖振無反應，稍有光滑，干強度中等，韌性中等，孔隙比為 0.785～0.883，液性指數為0.62～0.75，比貫入阻力為1.25～1.45，承載力特征值120 kPa。

8.0 m～20.0m粉土，灰黃色，中密，搖振反應中等，無光澤反應，干強度低，韌性低，夾薄層中砂，孔隙比為0.755～0.843，含水量為26.5%～29.5%，比貫入阻力為2.2～3.5，承載力特征值140 kPa。

對甲場地等效剪切波速估算過程如表 1所示。

表1 等效剪切波速估算表(一)

分層估算結果:場地等效剪切波速vse=145.5m/s，覆蓋層厚度 25m，場地類別為Ⅲ類，屬可進行建設的一般場地。

乙場地地層分布如下:

0.0 m～1.5m人工填土，以粉土為主，夾有生活及建筑垃圾，力學強度低且不均勻，不能用作建筑基礎持力層。

1.5 m～8.0m粉質粘土層，灰黃色，軟塑，搖振無反應，稍有光滑，干強度中等，韌性中等，孔隙比為0.855～0.953，液性指數為0.81～0.95，比貫入阻力為0.45～0.96，承載力特征值80 kPa。

8.0 m～20.0m圓礫，灰色，飽和，中密，粗砂、中砂充填，夾有礫砂、中砂及粗砂透鏡體，骨架顆粒呈亞圓形，母巖成分以石英巖為主，中等風化，重型動力觸探原位測試修正擊數為14.7擊/10 cm～19.2擊/10 cm，平均值16.5擊/10 cm，承載力特征值360 kPa。

對乙場地等效剪切波速估算過程如表 2所示。

表2 等效剪切波速估算表(二)

分層估算結果:場地等效剪切波速vse=182.81m/s，覆蓋層厚度 25m，場地類別為Ⅱ類，基礎下持力層為軟弱土，為抗震不利的地段。

很明顯，乙場地持力層為軟塑粉質粘土，承載力低，抗水平地震力很差，還有震陷可能，為抗震不利地段，而因其下存在了圓礫層使整個場地剪切波速估算值變高，導致場地類別為Ⅱ類，所得抗震參數優于甲場地抗震參數，如乙場地特征周期為 0.35，而甲場地特征周期為 0.45，會影響到所提抗震參數，對建筑物不利。

2 對此問題的分析評價

根據以上兩場地估算結果的對比，對場地類別的判定我認為先考慮其持力層性質，如持力層為軟弱土層，應按建筑抗震不利地段考慮，此時用等效剪切波速與覆蓋層厚度判定場地類別時，如為Ⅱ，Ⅲ類，均應按降低一類別考慮，或考慮其他方式，使所提抗震參數與持力層實際情況相適應。

[1] 鄧祎文，梁令枝.廣州軟土各向異性直剪試驗研究[J].山西建筑，2009，35(11):108-109.