地震安全性评价项目施工中存在的问题与建议
2015-05-06李津津
李 津 津
(河北省地震局,河北 石家庄 050022)
地震安全性评价项目施工中存在的问题与建议
李 津 津
(河北省地震局,河北 石家庄 050022)
以河北省某项目为例,通过对该项目工程概况的分析,指出该项目需要进行地震安全性评价工作,并针对施工中遇到的重要问题给出了合理的建议,为今后的地震安全性评价工作提供了一定的参考依据。
地震安全性评价,地震动参数,建筑结构,问题,建议
1 概述
近年来,我国城市和交通建设工程越来越多,建筑结构越来越复杂,建设场地条件也越来越不利,尤其是随着《防震减灾法》的实施,重大项目的地震安全性评价工作作为抗震设计中的一个重要环节越来越重要。随着各地相关部门的重视,地震安全性评价工作越来越普遍,随之也暴露出了诸多问题。
地震安全性评价是一项技术含量非常高的科研工程,很多单位在施工中按部就班的按程序完成项目,没有针对不同的项目特点进行分析,这样做往往不能达到工程要求,以致给出不合理的结论,对抗震设防不利。本文主要介绍作者多年来在地震安全性评价工作中遇到的问题和总结的经验,从理论计算和实例方面进行讨论,为从事地震安全性评价工作的技术人员提供参考。
2 项目简介
项目位于河北省固安县永康路(固雄线)西侧,规划迎宾路北侧。工程总用地面积约为24 000 m2,场地内主要由12号、13号、19号和20号四栋住宅及12号与13号楼相连的商业建筑组成。最高楼为20号楼,28层,高度为82.35 m,19号楼高81.65 m,12号和13号楼高53.95 m,商业楼高7.75 m;拟建建筑19号、20号使用剪力墙结构形式,12号和13号楼采用框架剪力墙结构形式,工程场地中心地理坐标东经116.288 5°,北纬39.427 4°。
根据项目情况及相关法规,本项目需要进行地震安全性评价工作。
1)工作区域范围的确定。地震安全性评价工作的第一步,是根据项目位于的地震活动空间确定工作区域。根据中华人民共和国国家标准GB 17741—2005工程场地地震安全性评价的要求,项目的区域工作范围不应小于工程场地外延150 km,近场区工作范围不应小于工程场地及其外延25 km。具体经纬度范围如下:
区域范围经纬度为:114.4°E~118.2°E;37.9°N~40.9°N;近场区范围经纬度为:115.9°E~116.7°E,39.1°N~39.7°N。
在确定区域范围时,一定要注意大的地震构造背景以及历史地震,区域范围相应的可以延长。在此次工作中,区域范围要考虑到唐山震群的影响,近场要考虑三河—平谷地震。
2)地震动参数:确定为甲方提供哪些地震动参数也是地震安评工作的重中之重。这个工作在施工之前一定要确定。本项目仅为普通住宅楼,且楼高不到100 m,建筑自振周期比较短,所以仅提供水平向地震峰值加速度值和特征周期即可。在施工中按照相关规范,可以不进行竖向地震动参数的工作。
另外,根据当地法规的要求,本项目仅提供50年超越概率63%,10%和2%三个水准对应的地震动参数,有些地区要求给出100年超越概率63%,10%和2%三水准的地震动参数,这个在施工前一定要认真确认。
3)钻孔施工:作为地震安全性评价工作最重要的场地工作,钻探工作是要非常认真谨慎,并且要在施工前做好前期准备工作。很多施工单位按照教材要求,直接打两个钻孔。这样做既不合理,也不合法。
钻探工作是取得场地特征的唯一手段,直接影响到地震动参数的数值。能够合理正确的得到场地参数,对于抗震设防尤为重要。所以在做钻探之前应该广泛的收集当地场地的相关资料,比如勘察、水文及附近的安评报告。最后根据场地第四纪覆盖特征和场地内建筑布局对钻孔位置进行确定。有些省局对钻孔的数量和位置有明确的规定,需要按照当地规定进行施工。
除了钻孔位置的确定外,钻孔深度及土样的采集也会非常重要。对场地地层进行详细的调研和了解,不仅能加快施工速度、保证施工质量,还能合理的确定土样采集位置。本项目第四纪厚度非常厚,从勘察报告看钻探深度应该在100 m左右,而且存在多层粉土层,这些土层必须进行土样的采集工作。
本次工作的钻孔显示,钻探范围内为第四纪地层,地层复杂多样,含杂填土、粉质粘土、细砂、中砂及粉砂,波速变化也非常大,从地表杂填土的135 m/s,100 m深度处波速为517 m/s。本次工作钻探深度达到100 m,剪切波速在94 m才达到500 m/s,达到规范要求。如果不提前确定钻探深度,钻孔深度不达到94 m,那么剪切波速就不会达到500 m/s,达不到规范的要求,需要进行重新钻探。
4)物探工作:对于可能存在隐伏断裂的场地,必须进行物探工作。很多单位为了节省经费不进行物探,这样做对场地内的建筑抗震是非常不利的。使用前人的资料对断层位置及参数进行判断是可行的,但必须明确两点:a.资料是最新的;b.资料是与场地相关的。很多单位使用距离场地几千米远的资料进行论证,明显是不行的。
物探手段的选取也是非常重要的,一般建议直接使用人工地震反射方法,在远离城市,地下水位稳定且较深的地区可以使用高密度电法勘探。高密度电法勘探在找水、找矿中应用广泛,在断层探测,尤其是对第四纪微错动的断层探测是不适用的。
人工地震工作在施工时一定要注意调节观测系统,使之与当地的地层相适应。不同的观测系统得到的结果相差很大,甚至会出现错误的结论。对厚的覆盖层,需要探测深度大,这样应该选取大点的道间距和覆盖次数,同时应加大偏移距。本项目覆盖层很厚,我们选取3 m道间距,使用12次覆盖次数,采集道为120道。
5)土动力试验:土动力试验是对土体在地震作用下的一个模拟,采集土样时应尽量不让土样受到扰动,而且湿度等参数尽量与现场一致。这就要求钻探采集土样后,应用铁皮包裹,尽快将土样送至实验室并进行测量。本次工作共采集土样7块,见表1。
表1 场地土层反应中土体动力非线性等效曲线参数
3 结论及建议
通过河北某项目的整个施工过程,对地震安全性评价工作施工中存在的问题进行了说明并提出了一些建议:1)钻探施工一定要了解场地的地层情况,并熟悉当地的法规。2)物探工作尽量选择人工地震反射方法,且应该选择合适的观测系统。3)土动力试验必须模拟场地环境。
[1] 国家地震局震害防御司.中国历史强震目录(公元前23世纪—公元1911年)[M].北京:地震出版社,1995.
[2] 胡聿贤,张敏政.缺乏强震观测资料地区地震动参数的估算方法[J].地震工程与工程振动,1984,4(1):96-97.
[3] 时振梁,张裕明,环文林,等.核工程地震安全性评价方法研究[M].北京:地震出版社,1995.
[4] 胡聿贤.地震工程学[M].北京:地震出版社,1988.
[6] GB 17741—2005,工程场地地震安全性评价[S].
[7] 国家地震局.中国地震烈度区划图(1990)概论[M].北京:地震出版社,1996.
[8] 环文林.潜在震源区划分的构造成因法(华北地区)地震危险性分析中的综合概率法[M].北京:地震出版社,1990.
The existing problems and suggestions in seismic safety evaluation project construction
Li Jinjin
(HebeiSeismicBureau,Shijiazhuang050022,China)
Taking a project in Hebei as an example, through the analysis on the project engineering general situation, pointed out that the project need for seismic safety evaluation work, and in view of the important problems in construction given reasonable suggestion, provided reference basis for future seismic safety evaluation work.
seismic safety evaluation, seismic motion parameter, building structure, problem, suggestion
1009-6825(2015)28-0042-02
2015-07-30
李津津(1979- ),男,工程师
TU352
A