规范学习之工程勘察中如何执行《建筑与市政工程抗震设计通用规范》的规定

规范学习之工程勘察中如何执行

《建筑与市政工程抗震设计

通用规范》的规定

学 习 导 读

      工程勘察需要执行的强制性规范，除了《工程勘察通用规范》GB 55017-2021外，还有《建筑与市政工程抗震设计通用规范》GB55002-2021、《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021等规范。这些规范中对工程勘察的规定也是要执行的。今天重点说一下如何落实《建筑与市政工程抗震设计通用规范》GB55002-2021（以下称抗震通规）中工程勘察的规定。

      《建筑与市政工程抗震设计通用规范》GB55002-2021中工程勘察的规定分为两类，一类是第3.1节场地抗震勘察，另一类是基本规定里与工程勘察有关的条款（第2.2.1条）。

《建筑与市政工程抗震设计通用规范》

GB55002-2021

       【条文原文】2.2.1

       2.2.1 各类建筑与市政工程的抗震设防烈度不应低于本地区的抗震设防烈度。

       【条文说明】

       根据抗震通规条文说明，第2.2.1条规定了各地区及各类工程设防烈度的确定原则。抗震设防烈度是确定工程抗震措施的主要依据，根据《中华人民共和国防震减灾法》等法律法规的规定，作为各地区抗震防灾主要依据的文件或图件系由国家有关主管部门依照规定的权限批准、发布的，各类建设工程的抗震设防不应低于其要求。

       在勘察设计文件和结构计算书中，应明确抗震设防烈度。

       一般情况下，建筑与市政工程的抗震设防烈度应不低于本地区的设防烈度。本地区的设防烈度依据国家规定权限批准、发布的文件（图件）确定。

       该条为各类建筑与市政工程抗震设防烈度的最低标准，有条件的建设单位、业主可以采用比本条要求更高的设防要求。

     【条文原文】2.2.2

       2.2.2 各地区遭受的地震影响，应采用相应于抗震设防烈度的设计基本地震加速度和特征周期表征，并应符合下列规定：

          1、各地区抗震设防烈度与设计基本地震加速度取值的对应关系应符合表2.2.2–1的规定。

          2、特征周期应根据工程所在地的设计地震分组和场地类别按本规范第4.2.2条的规定确定。设计地震分组应根据现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306Ⅱ类场地条件下的基本地震动加速度反应谱特征周期值按表2.2.2–2的规定确定。工程场地类别应按本规范第3.1.3条的规定确定。

       【条文说明】

       根据抗震通规条文说明，该条明确了设防烈度、设计基本加速度和设计地震分组等地震地面运动表征参数的确定原则。根据《中华人民共和国防震减灾法》等法律法规的规定，由国务院地震主管部门负责编制并发布《中国地震动参数区划图》。《中国地震动参数区划图》 GB 18306-2015采用双参数，即基本地震动峰值加速度和基本地震动加速度反应谱特征周期，来表征地震地面运动，同时，为了适应工程抗震设防的需要，还给出了基本地震烈度与基本地震动峰值加速度的对应关系。

       【条文原文】3.1.1

       3.1.1 建筑与市政工程的场地抗震勘察应符合下列规定:

          1、根据工程场址所处地段的地质环境等情况，应对地段抗震性能作出有利、一般、不利或危险的评价。

          2、应对工程场地的类别进行评价与划分。

          3、对工程场地的地震稳定性能，如液化、震陷、横向扩展、崩塌和滑坡等，应进行评价，并应给出相应的工程防治措施建议方案。

          4、对条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段，尚应提供相对高差、坡角、场址距突出地形边缘的距离等参数的勘测结果。

          5、对存在隐伏断裂的不利地段，应查明工程场地覆盖层厚度以及距主断裂带的距离。

          6、对需要采用场址人工地震波进行时程分析法补充计算的工程，尚应根据设计要求提供土层剖面、场地覆盖层厚度以及其他有关的动力参数。

       【条文说明】

       根据抗震通规条文说明，该条明确了场地和岩土抗震勘察的基本要求。地震造成建筑的破坏，除了地震动直接引起的结构破坏外，还有场地的原因，诸如地基不均匀沉降、砂性土液化、滑坡、地表错动和地裂、局部地形地貌的放大作用等。为了减轻场地造成的地震灾害、保证勘察质量能满足抗震设防的需要，对岩土工程抗震勘察的基本内容和成果表现等基本要求作出强制性规定是必要的。

       1）勘察内容：应根据实际的土层情况确定，大致应包括地段划分、液化判别，不利地段的地质、地貌、地形条件资料以及滑坡崩塌、软土震陷等岩土稳定性评价等。

       2）场地地段的划分，在选择建筑场地的勘察阶段进行，根据地震活动情况和工程地质资料进行综合评价。对软弱土、液化土等不利地段，要按本规范的相关规定提出相应的措施。

       3）场地类别划分要依据场地覆盖层厚度和土层的等效剪切波速两个因素决定。对于多层砌体结构，场地类别与抗震设计无直接关系，可略放宽场地类别划分的要求：对深基础和桩基，均不改变其场地类别，必要时可通过考虑地基基础与上部结构共同工作的分析结果，适当减小计算的地震作用。

       4）提供覆盖层范围内各土层的动力参数，包括不同变形状态下的动变形模量和阻尼比，是为了在采用时程分析法计算时形成场址的人工地震波，设计单位无此要求时可不做。

       对场地液化评价，抗震通规在本条及3.2.2条有规定，《工程勘察通用规范》GB55017-2001第3.2.8条第5款和第6.1.3条第3款也有规定。

       对此，有的人员解读为液化判别不能初判了，直接采用标准贯入试验判别。

       个人认为这样理解存在着误区。应该认为当“采用标准贯入试验锤击数进行液化判别时，每个场地标贯试验勘探孔数量不应少于3个。”这句话不排除初判，甚至也不排除标准贯入击数以外的判别方法（如静力触探法、波速法等）。

       有的人提出，假设某场地20米深度内有多层比如说5层可能液化层，初判皆不满足，需进一步判别。进一步判别后，上面2层为不液化，那么其下的3层是否可以再进行初判，把其上的2层做为非液化层，其厚度计入du，用现行《建筑抗震设计规范》GB50011-2010（2016年版）第4.3.3条第三款计算？个人认为不行。

       按现行《建筑抗震设计规范》规定，如初判确定不液化不需要进一步判别；如初判不能确定不液化，进一步的判别应采取标准贯入试验击数等方法进一步判别，不能再回到初判方法。事实上，地震调查确有深达近20m的液化情况。当然抗震通规并不排除其他液化判别方法。

       液化结论应综合判定，当场地液化判别结果处于不同等级时，可进行液化判别分区。

       对滨海、滨河的缓坡地带，当场地液化时，还要判别横向扩展导致稳定问题。

       对条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸和边坡边缘等不利地段，规范明确规定勘察尚应提供相对高差、坡角、场址距突出地形边缘的距离等参数的勘测结果。

       对存在隐伏断裂的不利地段，勘察应查明工程场地覆盖层厚度以及距主断裂带的距离。

       【条文原文】3.1.2

       3.1.2 建筑与市政工程进行场地勘察时，应根据工程需要和地震活动情况、工程地质和地震地质等有关资料按表3.1.2对地段进行综合评价。对不利地段，应尽量避开；当无法避开时应采取有效的抗震措施。对危险地段，严禁建造甲、乙、丙类建筑。

       【条文说明】

       根据抗震通规条文说明，该条明确工程场址选择的基本原则和地段划分标准。地震造成建筑的破坏，情况多种多样，大致可以分为三类，其一是地震直接引起的结构破坏，其二是海啸、火灾、爆炸等次害所致，其三是断层错动、山崖崩塌、河岸滑坡、地层陷落等严重地面变形所致。因此，选择有利于抗震的工程场址是减轻地震灾害的第一道工序。作为建筑与市政工程抗震防灾的国家标准对场址选择的基本原则提出强制性要求是非常必要的。

       场地地段的划分，是在选择建筑场地的勘察阶段进行的，要根据地震活动情况和工程地质资料进行综合评价。对软弱土、液化土等不利地段，要按本规范的相关规定提出相应的措施。

       在实际工作中，当场地土等效剪切波速小于等于150m/s判定为不利地段相对争议较小。当场地部分存在剪切波速小于等于150m/s的填土、软土而场地土等效剪切波速大于等于150m/s是否判定为不利地段存在争议。个人认为，当场地剪切波速小于等于150m/s的填土、软土厚度较大，且埋深低于基础底面的，可判定为不利地段。

       其实有利不利地段的划分归根到底还是如何考虑不利影响，要如何处理。

       个人认为，不利因素包含地形和岩土两类，可理解为不利地形和不利地基两类不利地段。上述不利地段中，软弱土，液化土，平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层（含故河道、疏散的断层破碎带，暗埋的塘浜沟谷和半挖半填地基），高含水量的可塑黄土，地表存在结构性裂缝属不利地基；条状突出的山嘴，高耸孤立的山丘，陡坡、陡坎，河岸和边坡边缘属不利地形。

       不利地形的影响表现为水平地震加速度的增大，即放大作用根据规范4.1.1条可采用水平地震影晌系数最大值乘以增大系数来解决；

       不利地基主要表现为液化、土体强度低、土体不均匀，通常采用消除液化、换填、复合地基等地基处理手段解决。土体强度低又不会发生震陷的话也可以不处理。

       【条文原文】3.1.3

       3.1.3 工程场地应根据岩石的剪切波速或土层等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表3.1.3进行分类。

       【条文说明】

       根据抗震通规条文说明，该条明确场地类别的划分标准。场地类别是工程抗需设计的重要参数，直接涉及工程结构地震作用取值是否合适，因此，对场地类别的划分标准作出强制性要求是必要的。

       1）场地类别划分，不要误为“场地土类别”划分，要依据场地覆盖层厚度和场地土层软硬程度（以等效剪切波速表征）这两个因素划分。考虑到场地是一个较大范围的区域，对于多层砌体结构，场地类别与抗震设计无直接关系，可略放宽场地类别划分的要求：在一个小区，应有满足最少数量且深度达到20m的钻孔；对深基础和桩基，均不改变其场地类别，必要时可通过考虑地基基础与上部结构共同工作的分析结果，适当减小计算的地震作用。

       2）计算等效剪切波速时，土层的分界处应有波速测试值，波速测试孔的土层剖面应能代表整个场地；覆盖层厚度和等效剪切波速都不是严格的数值，有±15％的误差属正常范围，当上述两个因素距相邻两类场地的分界处属于上述误差范围时，允许勘察报告说明该场地界于两类场地之间，以便设计人员通过插入法确定设计特征周期。

       场地类别评价时对各孔等效剪切波速进行平均是不合适的。当同一场地的场地类别有变化时，进行场地类别分区有利于设计使用。

专 家 简 介

       郭明田——中勘三佳副总经理、总工程师，教授级高级工程师，重庆建筑工程学院（现重庆大学）硕士毕业，注册土木工程师（岩土），住房和城乡建设部勘察与测量标准化技术委员会委员秘书长，科技部评审专家，中国勘察设计协会全国工程勘察设计行业奖评审专家，北京工程建设标准化协会理事，北京市危险性较大分部分项工程专家库专家。《房屋建筑和市政基础设施工程勘察文件编写深度规定》、《工程勘察通用技术规范》 、《北京市地基处理工程设计文件编制深度规定》、《北京市岩土工程勘察文件编制导则》等多本国家和地方标准主要编写人。