建筑抗震場地類別劃分的若干問題探討

張亮亮 王慧敏

(1.廣東省建筑設計研究院，廣東 廣州 510010； 2.廣東省有色金屬地質局九三五隊，廣東 惠州 516001)

1 概述

在進行巖土工程勘察中，建筑抗震場地類別劃分是一項重要任務。建筑場地類別在一些特殊的地質條件下，如場地范圍較大，巖土層結構較復雜，橫向和垂向變化較大，可能較難劃分，結果會有爭議。如果不能準確地劃分場地類別，可能會引起抗震安全隱患或者浪費建設開支。

2 原理及劃分依據

土層等效剪切波速的計算公式，劃分依據詳見規范GB 50011—2010建筑抗震設計規范(2016年版)。以下為土層等效剪切波速的計算公式：

(1)

(2)

3 工程實例分析

3.1 廣州某項目

廣州南沙項目，表層為填土，前20 m～30 m為較深厚的淤泥層，基巖面埋深約40 m～50 m，由于本場地淤泥剪切波速小于150 m/s，本場地前20 m等效剪切波速小于150 m/s，因此本工程場地類別為Ⅲ類。

3.2 廣州某中醫院

廣州某中醫院項目位于珠江二沙島上，淤泥質土或淤泥質粉細砂下覆中風化泥質粉砂巖，基巖面埋深約10 m～13 m，雖然本場地覆蓋層剪切波速小于150 m/s，但是覆蓋層厚度小于15 m，因此本工程場地類別為Ⅱ類(見圖1)。

3.3 佛山某中學

佛山某中學，淤泥層較厚，下方為強風化細砂巖。強風化泥質粉砂巖剪切波速大于其上部各土層剪切波速2.5倍，且強風化層及其下臥各層巖土的剪切波速均不小于400 m/s，因此本項目強風化細砂巖波速雖然小于500 m/s，但由于其速度大于淤泥層剪切波速的2.5倍且大于400 m/s，因此，本工程強風化層以上部分可以看作覆蓋層。由于本場地淤泥層剪切波速小于150 m/s，且覆蓋層厚度大于20 m，因此本工程場地類別為Ⅲ類。

3.4 廣東某金融學院

廣東某金融學院場地為花崗巖場地，存在中、微風化孤石，剪切波速大于500 m/s的孤石、透鏡體，應視同周圍土層，不能作為基巖面。場地覆蓋層厚度為30 m～40 m，上部土層主要為可塑砂質粘性土、全風化及強風化，因此本工程場地類別劃分為Ⅱ類。

3.5 湛江某黨校

湛江某黨校位于湛江市麻章區，地質較復雜，來自上地幔玄武巖巖漿沿著擴張的東西向深斷裂上涌噴溢到淺水海域環境地帶，形成海相玄武巖。本區火山巖為間歇性火山噴溢活動的產物，具噴溢—沉積亞旋回、溢流—沉積韻律等特點。本場地表層約20 m為中風化或塊狀強風化玄武巖。根據抗震規范，本場地上部硬夾層，視為剛體，中風化玄武巖下部為粉質粘土及中粗砂。根據區域資料，覆蓋層厚度可達上百米，因此本工程場地類別劃分為Ⅱ類。

4 場地類別劃分應考慮的因素

4.1 覆蓋層厚度

覆蓋層厚度的判斷直接關系到場地類別的劃分，本文第二章節已經列出其定義，但是在實際工作中，仍然有復雜的地質出現，對覆蓋層的厚度判斷有分歧，例如在波速大于500 m/s的巖石中存在軟弱夾層，這種情況在泥質粉砂巖中會容易遇到，這就會難以判讀覆蓋層厚度。

4.2 剪切波速

根據規范，剪切波速小于150 m/s的土體為軟弱土，波速大于500 m/s的巖土體作為基巖，波速的大小和覆蓋層的厚度決定了場地土類別的劃分依據。有時候建筑場地較小，僅根據場地內鉆孔揭露地質情況可能不能準確反映場地土的類別，例如附近存在較深的河溝、含有較深厚淤泥的池塘等情況。雖然場地內土體可能為Ⅱ類，但是旁邊的池塘為Ⅲ類，綜合判斷時應按Ⅲ類考慮。

4.3 基礎埋深

根據項目設計方案，有的項目設有地下室，需要開挖土方，挖深5 m～10 m；有的項目設計室外地坪標高要高于現地面，需要填高3 m～5 m。因此因基礎埋深變化可能會導致場地類別劃分的變化。

4.4 地基處理

池塘、淤泥、填土等經過地基處理后土體會被壓實，孔隙度和含水率會變小，覆蓋層等效剪切波速會變大，也可能會對場地土的類別判斷產生影響。

5 結語

通過對影響建筑場地類別劃分的因素進行分析，可以更好地判斷場地土的類別，使劃分結果更接近場地實際情況。對于高層建筑，尤其是超高層建筑，通過對抗震設計提供可靠參數，既可以保證建筑物抗震安全性能，還可以有效節約建設成本。因此應根據場地的地質條件和建筑物的結構、規模等具體情況科學判別建筑場地類別。