建筑場地類別劃分存在的若干問題探討

張建忠　劉發祥（.貴陽建筑勘察設計有限公司，貴州　貴陽　55008；.貴州有色地質工程勘察公司，貴州　貴陽　550005）

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建筑場地類別劃分存在的若干問題探討

張建忠1劉發祥2
（1.貴陽建筑勘察設計有限公司，貴州貴陽550081；2.貴州有色地質工程勘察公司，貴州貴陽550005）

摘要：基于巖土工程勘察報告審查中場地類別劃分方面存在的問題，對場地、覆蓋層、場地土類型等概念進行了剖析，分析了剪切波速測量、覆蓋層厚度確定中存在的問題及其原因，并針對山區場地的特點，提出了山區建筑場地類別判定的合理化建議。

關鍵詞：建筑場地類別，等效剪切波速，覆蓋層

0　引言

建筑場地類別劃分是巖土工程勘察地震效應評價的一項重要內容［1-3］，我國現行GB 50021—2001巖土工程勘察規范（2009版）第5.7.2條以強制性條文的形式規定了“在抗震設防烈度等于或大于6度的地區進行勘察時，應確定建筑場地類別”。根據現行GB 50011—2010建筑抗震設計規范（以下簡稱《抗規》）第5.1.4條，場地類別是確定場地特征周期，進而確定地震影響系數的重要依據［4］，直接關系到建筑設計中水平地震作用計算的結果，最終關系到結構設計的內力計算和配筋等重要問題。另外，建筑設計的抗震構造措施設計問題也與場地建筑類別密切相關［4］。由此可見，建筑場地類別劃分是否合理直接關系到建筑設計的成敗，是巖土工程勘察中必須引起高度重視的問題。近年來，作者有幸參與了巖土工程勘察報告的審查，不幸的是審查中發現當前巖土工程勘察報告中對建筑場地類別的劃分存在“應實測剪切波速而不實測”“場地覆蓋層厚度確定不正確”“對覆蓋層的理解錯誤”“對場地的理解不正確”“不按場地覆蓋層厚度和等效剪切波速劃分場地類別”“錯誤地應用規范表”等諸多問題，歸結起來，是由于存在以下幾個方面誤解造成的，有必要在此澄清與同行交流加深理解。

1　幾個基本概念理解存在的問題

1.1對建筑場地的理解不恰當

審查中發現，許多巖土工程勘察報告中將建筑場地理解為建筑物下的地基，導致的問題有：1）認為山區建設場地范圍切填方改變了場地覆蓋層厚度，從而改變了建筑場地類別；2）將一個建筑群場地按建筑單體劃分建筑場地類別，從而出現一個建筑群場地不同，單體建筑具有不同的建筑場地類別。按此邏輯理解，如果對建筑范圍進行切填方可以改變建筑場地類別，那么建筑場地類別就可認為是可控的，也就是說同樣一個建筑場地，場地平場標高不同，建筑場地類別就可能不同，平場前后的場地類別也可能不同，這顯然與《抗規》的精神是相悖的［4］。關于這個問題，根據《抗規》第2章“術語和符號”第2.1.8條，抗震設計上的場地是有其特定涵義的，這個概念應該從其內涵和外延兩個方面去理解，這里的場地的內涵是指工程群體所在地（而不是建筑物單體下的地基范圍），具有相似的地震反應譜特征（即地震反應譜相似），這里的場地的外延是指相當于廠區、居民小區和自然村或者不小于1.0 km2的平面面積［4］。由此可見，建筑抗震設計上的場地應該抓住其內涵（相似的地震反應譜特征）——本質含義才能正確去理解，是一個反映宏觀水平的概念，理解為建筑物地基范圍顯然是錯誤的，相應地，建筑場地類別是反映建筑場地宏觀地震效應平均水平的概念。

1.2對覆蓋層的理解不正確的問題

審查中發現，許多勘察報告將場地覆蓋層錯誤地理解為地質學上的第四系松散巖類（即工程上的土層）。事實上，巖和土的區別在于土是巖石風化后的產物，巖石是土經過一定固結成巖地質作用后的產物，二者在地質歷史上可以相互轉化，從這個意義上或者從抗震設計上講，土可看成巖，巖也可以看成土，因此巖和土都可能是抗震上的場地覆蓋層。從《抗規》第4.1.4條關于覆蓋層厚度的確定可看出，抗震設計上的覆蓋層有其特定的涵義，最本質的涵義是覆蓋層是由場地巖土層的剪切波速值確定的［4］，也就是說，是否屬于場地的覆蓋層應由巖土層的剪切波速才能衡量，巖石也可能是覆蓋層（如：軟巖類），土層也可能不屬于覆蓋層（如：膠結或者密實的砂土），應有其定量的評判依據。

1.3混淆場地土類型和場地土層類型的涵義

審查中發現，有的勘察報告常常誤將場地土類型和場地土層類型視為一個概念加以利用，二者僅相差一個“層”字，但本質含義是不同的。我們仔細對照GBJ 11—89抗規和GB 50011—2010抗規就可看出，場地土類型為堅硬場地土、中硬場地土、中軟場地土和軟弱場地土的概念是GBJ 11—89抗規劃分建筑場地類別時采用的，是根據地面下且不深于15 m場地覆蓋層厚度范圍內各土層剪切波速按土層厚度加權計算的剪切波速平均值大小劃分的［5］，在現行GB 50011—2010抗規規范中劃分建筑場地類別時而不再采用場地土類型的概念，取而代之的是場地巖土層的等效剪切波速，是覆蓋層厚度與20 m較小者范圍內剪切波速旅行的一個綜合速度（數值上為計算深度除以總旅行時間）。而場地土層類型在GBJ 11—89抗規的表3.1.3和GB 50011—2010抗規的表4.1.3中都提到，是針對獨立的單層土而言，沒有場地的概念，其用途是當沒有必要實測剪切波速而又沒有實測剪切波速數據時，用于估算各巖土層的剪切波速［4，5］，從而計算場地土層的加權剪切波速或等效剪切波速和判定覆蓋層厚度，進而劃分建筑場地類別，除此之外沒有其他用途，更不能與場地土類型相提并論。

2　應實測巖土層剪切波速而不實測的問題

應實測場地各巖土層的剪切波速而不實測的情況究其原因主要是存在以下幾個方面的誤解：

1）第一種情況。場地只有單層土，下伏地層巖性為基巖，在山區建筑場地中比較常見。勘察人員往往誤認為場地土層就是覆蓋層，其物理力學性質也比較清楚，其剪切波速也可大概估計，進而按照《抗規》［4］表4.1.3中的場地土層類型和土層厚度就得出建筑場地類別。這種方法忽視了下伏基巖也可能是覆蓋層的范疇，得出的結論可能是錯誤的，從邏輯上也未按現行《抗規》進行場地類別的劃分，是對覆蓋層、場地土類型和場地土層類型等基本概念理解上的錯誤。

2）第二種情況。現行《抗規》第4.1.3條第3款規定：對建筑物為丁類及丙類中不超過10層或者高度不超過24 m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《抗規》表4.1.3劃分土的類型（這里也包括了巖石），再根據當地經驗在表中提供的剪切波速范圍內估算各巖土層的剪切波速［4］。本款的言外之意是，不滿足本款規定的其他情況而又不需要進行場地類別劃分時才可以不實測剪切波速，而審查報告中發現，該款被片面應用而回避剪切波速的實測，尤其是在幼兒園、小學、中學等需重點設防（即乙類設防類別）的教育建筑中，勘察人員認為這些建筑多在10層以下而忽視剪切波速的測量。顯然，勘察人員對《抗規》第4.1.3條第3款的理解是不完整的，某種意義上是忽視了建筑物抗震設防類別的正確判定。

3）第三種情況。當建設場地范圍內因平場而土層被剝離使場地下伏基巖基本全部出露時，這種情況在山區建設場地中也較為普遍，此時，勘察人員認為場地覆蓋層厚度已經幾乎為0，于是根據《抗規》第4.1.6條直接將建筑場地類別劃分為I0類或者I1類而不進行場地巖土層剪切波速的測量。根據《抗規》第2.1.8條對場地的定義，這種做法顯然是極其錯誤的，得出的建筑場地類別判定結果有時是不正確的，將可能把錯誤的結果用于建筑設計，后果是不堪設想的，有的勘察人員甚至認為場地中已不存在覆蓋層，無法進行土層剪切波速的測量。出現這種情況的原因主要是勘察人員沒有對《抗規》中“場地”這個特定概念的真正含義從其內涵和外延兩個方面去理解。針對這種情況出現的問題，作者建議：a.平場前可事先進行剪切波速的測量；b.在建設場地范圍周邊的原始地面上采用面波法實測巖土層的剪切波速。

3　覆蓋層厚度的起算點存在誤解

現行《抗規》中沒有明確規定覆蓋層的起算點，規范中的“地面”是指自然地面、平場后勘察時的地面、基礎底面還是建成后室外地坪面并不明確。造成勘察人員甚至有的審查專家有時將設計的±0.00標高作為覆蓋層厚度的起算點，作者認為這種做法是不恰當的，原因是±0.00標高是設計人員為了設計應用的方便而假定的一個參考點，如果將±0.00標高作為覆蓋層厚度的起算點，那么勢必認為場地覆蓋層厚度將是人為假定的，是可變的，這顯然是荒謬的。根據《抗規》第4.1.3條、GB 50021—2001巖土工程勘察規范（2009版）第4.1.4條，初步勘察階段也是需要進行場地類別劃分的，說明了建筑場地類別是反映場地地震效應宏觀平均水平的概念，從其在抗震設計上的應用看，場地類別與地震設防烈度一樣，都是用于反映場地地震破壞程度強弱平均水平量度的概念［2-4］，從這個意義上講，作者認為，場地覆蓋層厚度的起算點從自然地面起算為宜，不應考慮建設期間人為活動對建筑場地范圍內土層破壞的影響。

4　結論與建議

1）建筑場地類別的劃分應對場地、覆蓋層、場地土類型、場地土層類型、建筑設防類別、等效剪切波速等關鍵特定概念的正確理解，只有正確理解這些概念的內涵和外延，才能正確劃分建筑場地類別。

2）山區巖土工程勘察中，實測剪切波速的點位選擇應具有足夠的代表性，從工程安全的角度，建議選擇第四土層厚度較大的位置進行剪切波速的測量。

3）場地覆蓋層厚度的起算點從自然地面起算為宜，不應考慮建設期間人為活動對建筑場地范圍內土層破壞的影響。

4）山區建筑場地地形地貌較復雜、覆蓋層厚度變化較大，又常常存在人為切填方平場活動的干擾，用于評價建筑場地類別的點位不應局限于建筑地基范圍，應正確把握“具有相似的地震反應譜特征”這一場地的內涵，在建筑物地基范圍外一定范圍布置適當的評價點，最終建筑場地類別的判定結果應能反映建筑場地地震效應的平均水平。

參考文獻：

［1］GB 50021—2001，巖土工程勘察規范（2009版）［S］.

［2］林宗元.巖土工程勘察設計手冊［M］.沈陽：遼寧科學技術出版社，1996.

［3］常士驃，張蘇民.工程地質手冊［M］.第4版.北京：中國建筑工業出版社，2006.

［4］GB 50011—2010，建筑抗震設計規范［S］.

［5］GBJ 11—89，建筑抗震設計規范［S］.

Discussion on several problems in determining the building site classification

Zhang Jianzhong1Liu Faxiang2
（1.Guiyang Building Survey and Design Co.，Ltd，Guiyang 550081，China；
2.Guizhou Nonferrous Geological Engineering Investigation Company，Guiyang 550005，China）

Abstract：Based on some problems found in building site classification while reviewing geotechnical engineering investigation report.The concept of the site，covering layer，site soil type has been carried on the analysis.Some problems and causes existing in measuring the shear wave velocity and determining covering layer thickness are analyzed.And according to the characteristics of mountainous site，authors put forward some reasonable suggestions to determine building site classification.

Key words：building site classification，equivalent shear wave velocity，covering layer thickness

中圖分類號：P315.9

文獻標識碼：A

文章編號：1009-6825（2016）06-0070-02

收稿日期：2015-12-19

作者簡介：張建忠（1971-），男，高級工程師，注冊土木工程師（巖土）；劉發祥（1971-），男，碩士，注冊土木工程師（巖土）