到目前为止共发行了37本项目规范和通用规范,其中项目规范12本,通用规范25本。本学习资料收集了与岩土工程相关的项目规范10本,共97条;收集了与岩土工程相关通用规范15本,共350条,供岩土工程技术人员的勘察、设计、施工、检测学习参考。具体内容详见各项目规范和通用规范的条款。 本文为第二部分:通用规范-1。
第二部分 通用规范-1
一、《工程结构通用规范》GB55001-2021
二、《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021
三、《建筑与市政地基基础通用规范》GB55003-2021
2.5.3 岩土性能指标和地基承载力、桩基承载力等,应通过原位测试、室内试验等直接或间接试验方法测定,并应考虑由于钻探取样、室内外试验条件与实际建筑结构条件的差别以及所采用计算公式的误差等因素的影响。
二、《建筑与市政工程抗震通用规范》GB55002-2021
1.0.2 抗震设防烈度6度及以上地区的各类新建、扩建、改建建筑与市政工程必须进行抗震设防,工程项目的勘察、设计、施工、使用维护等必须执行本规范。
2.1.1抗震设防的各类建筑与市政工程,其抗震设防目标应符合下列规定:
1当遭遇低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,各类工程的主体结构和市政管网系统不受损坏或不需修理可继续使用。
2当遭遇相当于本地区设防烈度的设防地震影响时,各类工程中的建筑物、构筑物、桥梁结构、地下工程结构等可能发生损伤,但经一般性修理可继续使用;市政管网的损坏应控制在局部范围内,不应造成次生灾害。
3当遭遇高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时,各类工程中的建筑物、构筑物、桥梁结构、地下工程结构等不致倒塌或发生危及生命的严重破坏;市政管网的损坏不致引发严重次生灾害,经抢修可快速恢复使用。
条文说明:本条规定了建筑与市政工程抗震设防的最低性能要求,本条规定了建筑与市政工程抗震设防的最低性能要求,按照什么样的标准进行抗震设防,要达到什么样的目标,是工程抗震设防的首要问题。
国家现行标准规定,建筑工程采用的是三级设防思想,即遭遇低于本地区设防烈度的多遇地震影响时,主体结构不受损坏不需修理可继续使用;遭遇相当于本地区设防烈度的设防地震影响时,可能发生损坏,但经一般性修理可继续使用;遭遇高于本地区设防烈度的罕遇地震影响时,不致倒塌或发生危及生命的严重破坏。
室外给水排水和燃气热力工程采用的也是三级设防,在遭遇低于本地区抗震设防烈度的多遇地震影响时,不致损坏或不需修理仍可继续使用;遭遇本地区抗震设防烈度的地震影响时,构筑物不需修理或经- -般修理后仍能继续使用,管网震害可控制在局部范围内,避免造成次生灾害;遭遇高于本地区抗震设防烈度预估的罕遇地震影响时,构筑物不致严重损坏危及生命或导致重大经济损失,管网震害不致引发严重次生灾害,并便于抢修和迅速恢复使用。
城市桥梁采用的是两级设防思想,在表1明确了各类城市桥梁的抗震设防标准,同时,在表2明确了各类城市桥梁的E1和E2地震调整系数,E1水准地震动要稍大于建筑工程的多遇地震动,E2水准地震动相当于建筑工程的罕遇地震动。
为便于管理和操作,本条将各类工程的抗震设防思想统一为三级设防。
表1 城市桥梁抗震设防标准
桥梁抗震 设防分类 | E1地震作用 | E2地震作用 |
震后使用要求 | 损伤状态 | 震后使用要求 | 损伤状态 |
甲 | 立即使用 | 结构总体反应在弹性范围,基本无损伤 | 不需修复或经简单修复可继续使用 | 可能发生局部轻微损伤 |
乙 | 立即使用 | 结构总体反应在弹性范围,基本无损伤 | 经抢修可恢复,永久性修复后恢复正常运营功能 | 可能发生局部轻微损伤 |
丙 | 立即使用 | 结构总体反应在弹性范围,基本无损伤 | 经临时加固,可供紧急救援车辆使用 | 不产生严重的结构损伤 |
丁 | 立即使用 | 结构总体反应在弹性范围,基本无损伤 |
| 不致倒塌 |
表2 各类城市桥梁的E1和E2 地震调整系数
抗震设 防分类 | E1地震作用 | E2地震作用 |
6度 | 7度 | 8度 | 9度 | 6度 | 7度 | 8度 | 9度 |
乙 | 0.61 | 0.61 | 0.61 | 0.61 | — | 2.2(2.0.5) | 2.0(1.7) | 1.55 |
丙 | 0.46 | 0.46 | 0.46 | 0.46 | — | 2.2(2.05) | 2.0(1.7) | 1.55 |
丁 | 0.35 | 0.35 | 0.35 | 0.35 | — | — | — | — |
注:括号内数值分别用于7度(0.15g)和8度(0.30g)地区
对于设计使用年限不超过5年的临时性建筑与市政工程,在满足静力承载要求的前提下可不设防。2.1.2抗震设防的建筑与市政工程,其多遇地震动、设防地震动和罕遇地震动的超越概率水准不应低于表2.1.2的规定。条文说明:本规范第2. 1.1条规定了各类工程的三级设防思想,本条兼顾各类工程间的差别,规定了各类工程的三级地震动概率水准的最低取值要求。由于地下综合管廊设计使用年限为100年,因此,对城市地下综合管廊的三级地震动概率水准进行了专门规定。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:本条规定了 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本条要求。同时,补充了各类工程抗震设防烈度的确定原则。
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同期表征,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。
表2.2.2-1 抗震设防烈度和Ⅱ类场地设计基本地震加速度值的对应关系
抗震设 防烈度 | 6度 | 7度 | 8度 | 9度 |
Ⅱ类场地 设计基本 地震加 速度值 | 0.05g | 0.10g | 0.15g | 0.20g | 0.30g | 0.40g |
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》GB18306Ⅱ类场地条件下的基本地震加速度反应谱特征周期按表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。
2.2.2-2设计地震分组与Ⅱ类场地地震动加速度反应谱特征周期的对应关系
设计地震分组 | 第一组 | 第二组 | 第三组 |
Ⅱ类场地设计基本地震加速度值 | 0.35s | 0.40s | 0.45s |
本条明确设防烈度、设计基本加速度和设计地震分组等地面运动表征参数的确定原则。采用什么样的参数、以何种方式来表征预期的地震地面运动,是进行工程抗震设防和设计首先需要解决的基本技术问题。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》GB18306-2015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的反应谱特征同期,来表征地震地面运动,同时,为 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。
该条在GB55011-2010(2016版)是一般条款。Ⅱ类场地设计基本地震加速度值实际上就是设计基本地震加速度值。
2.3.1抗震设防的各类建筑与市政工程,均应根据其遭受地震破坏后可能造成的人员伤亡、经济损失、社会影响程度及其在抗震救灾中的作用等因素划分为下列四个抗震设防类别:
1 特殊设防类应为使用上有特殊要求的设施,涉及国家公共安全的重大建筑与市政工程和地震时可能发生严重次生灾害等特别重大灾害后果,需要进行特殊设防的建筑与市政工程,简称甲类。
2重点设防类应为地震时使用功能不能中断或需尽快恢复的生命线相关建筑与市政工程,以及地震时可能导致大量人员伤亡等重大灾害后果,需要提高设防标准的建筑与市政工程,简称乙类。
3标准设防类应为除本条第 1款、第2款、第4款以外按标准要求进行设防的建筑与市政工程,简称丙类。
4适度设防类应为使用上人员稀少且震损不致产生次生灾害,允许在--定条件下适度降低设防要求的建筑与市政工程,简称丁类。
条文说明:本条明确建筑与市政工程抗震设防分类的基本原则和类别划分标准。按照遭受地震破坏后可能造成的人员伤亡、经济损失、社会影响程度及其在抗震救灾中的作用等因素将建筑与市政工程划分为不同的类别,采取不同的设防标准,是我国抗震防灾工作三大基本对策之-,即区别对待对策,是根据现有技术和经济条件的实际情况,为达到既要减轻地震灾害又要合理控制建设投资而作出的科学决策,也是世界各国抗震设计规范普遍采用的抗震对策。本条从工程破坏后果、城镇规模、建筑功能失效的影响等角度给出了建筑与市政工程分类的基本原则。
2.3.2各抗震设防类别建筑与市政工程,其抗震设防标准应符合下列规定:
1标准设防类,应按本地区抗震设防烈度确定其抗震措施和地震作用,达到在遭遇高于当地抗震设防烈度的预估罕遇地震影响时不致倒塌或发生危及生命安全的严重破坏的抗震设防目标。
2重点设防类,应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施;地基基础的抗震措施,应符合有关规定。同时,应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
3特殊设防类,应按本地区抗震设防烈度提高一度的要求加强其抗震措施;但抗震设防烈度为9度时应按比9度更高的要求采取抗震措施。同时,应按批准的地震安全性评价的结果且高于本地区抗震设防烈度的要求确定其地震作用。
4适度设防类,允许比本地区抗震设防烈度的要求适当降低其抗震措施,但抗震设防烈度为6度时不应降低。一般情况下,仍应按本地区抗震设防烈度确定其地震作用。
5当工程场地为I类时,对特殊设防类和重点设防类工程,允许按本地区设防烈度的要求采取抗震构造措施;对标准设防类工程,抗震构造措施允许按本地区设防烈度降低- -度、但不得低于6度的要求采用。
6对于城市桥梁,其多遇地震作用尚应根据抗震设防类别的不同乘以相应的重要性系数进行调整。特殊设防类、重点设防类、标准设防类以及适度设防类的城市桥梁,其重要性系数分别不应低于2.0、1.7、1.3和1.0。
条文说明:本条明确各类工程的抗震设防标准。划分抗震设防类别,是为了体现抗震防灾对策的区别对待原则,其主要体现在抗震设防标准的差别上。所谓的抗震设防标准,指衡量工程结构所应具有的抗震防灾能力高低的尺度。结构的抗震防灾能力取决于结构所具有的承载力和变形能力两个不可分割的因素,因此,工程结构抗震设防标准具体体现为抗震设计所采用的抗震措施的高低和地震作用取值的大小。这个要求的高低,依据抗震设防类别的不同,在当地设防烈度的基础上分别予以调整。
抗震措施,指的是除地震作用计算和抗力计算以外的所有抗震设计内容,即包括设计规范对各类结构抗震设计的一般规定、地震作用效应(内力)调整、构件的尺寸、最小构造配筋等细部构造要求等等设计内容。在当代地震科学发展阶段,地震区划图给出的烈度具有很大不确定性,抗震措施对于保证结构抗震防灾能力是十分重要的。因此,在现有的经济技术条件下,我国抗震设防标准的不同主要体现为抗震措施的差别,与某些发达国家侧重于只提高地震作用(10%~ 30%)而不提高抗震措施,在概念上有所不同:提高抗震措施,目的是增加结构延性,提高结构的变形能力,着眼于把有限的财力、物力用在增加结构关键部位或薄弱部位的抗震能力上,是经济而有效的方法;而提高地震作用,目的是增加结构强度,进而提高结构的抗震能力,结构的所有构件均需全面增加材料,投资会全面增加而效果不如前者,投资效益较差。
各类工程设防标准比较如表3所示,需要注意的是,标准设防类的要求是最基本要求,是其他各类工程抗震设防标准提高或降低的基准。重点设防类和特殊设防类的抗震措施均是在标准设防类的基础上,再提高一度进行加强;适度设防类的抗震措施,允许根据实际情况,在标准设防类的基础上适当降低。除特殊设防类外,其他各类建筑的地震作用均应根据本地区的设防烈度确定;特殊设防类工程的地震作用应按地震安全性评价结果确定, 但是安全评价结果要满足以下两个条件方可使用:①安全评价结果必须经过地震主管部门的审批,②安全评价结果不应低于本规范的地震作用要求。
表3各类工程抗震设防标准比较
设防类别 | 设防标准 |
抗震措施 |
|
特殊设防类 | 提高一度确定 | 按批准的安评结果确定,但不应低于本规范 |
重点设防类 | 提高一度确定 | 按设防烈度,根据本规范确定 |
标准设防类 | 按设防烈度确定 | 按设防烈度,根据本规范确定 |
适度设防类 | 适度降低 | 按设防烈度,根据本规范确定 |
对于城市桥梁,由于体系冗余较少,抗震设防类别的差别还体现为强度要求的不同,采用重要性系数对不同类别桥梁的设计地震作用进行调整。
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。
本条明确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,对岩士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。
表 局部突出地形地震影响系数的增大幅度a值
突出地形的高度H(m) | 非岩质地层 | H<5 | 5 ≤ H<15 | 15 ≤ H<25 | H ≥25 |
岩质地层 | H<20 | 20≤ H<40 | 40≤ H<60 | H ≥60 |
局部突出台地的侧向平均真坡降(H/L) | H/L<0.3 | 0 | 0.1 | 0.2 | 0.3 |
0.3≤H/L<0.6 | 0.1 | 0.2 | 0.3 | 0.4 |
0.6≤H/L<1.0 | 0.2 | 0.3 | 0.4 | 0.5 |
H/L>1.0 | 0.3 | 0.4 | 0.5 | 0.6 |
²对于岩坡地形抗震地段的划分,建议按地夺地震影响系数其放大系数确定,λ=1+ξα中λ小于1.05时,可按一般地段考虑。
²λ---局部突出地形顶部的地震影响系数放大系数
²ξ---附加调整系数,与建场地离突出台地边缘(最近点)的距离L1与相对高差H的比值有关(见图4.1.8-1)。当L1/H<2.5时,ξ=1.0;当2.5≤L1/H<5时,ξ=0.5;当L1/H≥5时,ξ=0.3
²α---局部突出地形地震动参数的增大幅度,按下表采用
3.1.2建筑与市政工程进行场地制察时,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科按表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。
表3.1.2 有利、一般、不利和危险地段的划分
地段类别 | 地质、地形、地貌 |
有利地段 | 稳定基岩、坚硬土,开阔、平坦、密实、均匀的中硬土等 |
一般地段 | 不属于有利、不利和危险的地段 |
不利地段 | 软弱土,液化土,条状突出的山嘴,高耸孤立的山丘,陡坡,陡坎,河岸和边坡的边缘,平面分布上成因、岩性、状态明显不均匀的土层(含故河道、疏松的断层破碎带、暗埋的塘浜沟谷和半填半挖地基),高含水量的可塑黄土,地表存在结构性裂缝等 |
危险地段 | 地震时可能发生滑坡、崩塌、地陷、地裂、泥石流等及发震断裂带上可能发生地表位错的部位 |
本条明确工程场址选择的基本原则和地段划分标准。地设造成建筑的破坏,情况多种多样,大致可以分为三类,其一是地能动直接引起的结构破坏,其二是海啸、火灾、爆炸等次生灾害所致,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导致。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。
3.1.3 工程场地应根据岩石的剪切波速或土层的等效剪切波速和场地覆盖层厚度按表3.1.3进行分类。
表3.1.3各类场地的覆盖层厚度(m)
岩石的剪切波速或土的等效剪切波速(m/s) | 场地类别 |
Ⅰ0 | Ⅰ1 | Ⅱ | Ⅲ | Ⅳ |
νs>800 | 0 |
|
|
|
|
800≥νs>500 |
| 0 |
|
|
|
500≥νse>250 |
| <5 | ≥5 |
|
|
250≥νse>150 |
| <3 | 3~50 | >50 |
|
≤150 |
| <3 | 3~15 | 15~80 | >80 |
3.1.3本条明确场地类别的划分标准。场地类别是工程抗震设计的重要参数,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。
3.2.2 对抗震设防烈度不低于7度的建筑与市政工程,当地面下20m范围内存在饱和砂土和饱和粉土时,应进行液化判别;存在液化土层的地基,应根据工程的抗震设防类别、地基的液化等级,结合具体情况采取相应的抗液化措施。
条文说明:本条明确液化判别要求和处理原则。地震时由于砂性土(包括饱和砂土和饱和粉士)液化而导致建筑或工程破坏的事例很多,因此,应对砂土液化问题充分重视。作为强制性要求,本条较全面地规定了减少地基液化危害的对策:首先,液化判别的范围是除6度设防外存在饱和砂土和饱和粉土的土层;其次,一旦属于液化土,应确定地基的液化等级;最后,根据液化等级和建筑抗震设防类别,选择合适的处理措施,包括地基处理和对上部结构采取加强整体性的相应措施等。
4.1.1 各类建筑与市政工程地震作用计算时,设计地震动参数应根据设防烈度按本规范第2.2节的相关规定确定,并按下列规定进行调整:
1当工程结构处于发震断裂两侧10km以内时,应计人近场效应对设计地震动参数的影响。
2 当工程结构处于条状突出的山嘴、高耸孤立的山丘、非岩石和强风化岩石的陡坡、河岸与边坡边缘等不利地段时,应考虑不利地段对水平设计地震参数的放大作用。放大系数应根据不利地段的具体情况确定,其数值不得小于1.1,不大于1.6。
条文说明:本条明确设计地震动参数的调整要求和控制底线。通常工程设计地震动参数可由现行国家标准《中国地震动参数区划图》GB 18306确定。但区划图给出的地震动参数仅为一般场地条件下的参数,对于近场效应、局部突出地形、实际场地条件等影响因素并无规定。为了确保工程地震安全,尚需考虑上述因素的影响对区划图的参数进行调整,方可用于工程设计。本条规定了考虑近场效应、局部突出地形以及场地条件影响的调整原则和最低调整要求。
所谓的发震断裂,指的是全新世活动断裂中,近500年来发生过M≥5级地震的断裂或今后100年内可能发生M≥5级地震的断裂。
国内多次大地震的调查资料表明,局部地形条件是影响建筑物破坏程度的一一个重要因素。宁夏海原地震,位于渭河谷地的姚庄,烈度为7度;而相距仅2km的牛家山庄,因位于高出百米的突出的黄土梁上,烈度竟高达9度。1966 年云南东川地震,位于河谷较平坦地带的新村,烈度为8度;而邻近一个孤立山包顶部的硅肺病疗养院,从其严重破坏程度来评定,烈度不低于9度。海城地震,在大石桥盘龙山高差58m的两个测点上收到的强余震加速度记录表明,孤突地形上的地面最大加速度,比坡脚平地上的加速度平均大1.84倍。1970年通海地震的宏观调查数据表明,位于孤立的狭长山梁顶部的房屋,其震害程度所反映的烈度,比附近平坦地带的房屋约高出一度。2008 年汶川地震中,陕西省宁强县高台小学,由于位于近20m高的孤立的土台之上,地震时其破坏程度明显大干附近的平相地带。
因此,当需要在条状突出的山嘴、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,尚应考虑局部突出地形对地震动参数的放大作用,这对山区建筑的抗震计算十分必要。