建筑場(chǎng)地類別劃分存在的若干問題探討

張建忠　劉發(fā)祥（.貴陽建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司，貴州　貴陽　55008；.貴州有色地質(zhì)工程勘察公司，貴州　貴陽　550005）

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建筑場(chǎng)地類別劃分存在的若干問題探討

張建忠1劉發(fā)祥2
（1.貴陽建筑勘察設(shè)計(jì)有限公司，貴州貴陽550081；2.貴州有色地質(zhì)工程勘察公司，貴州貴陽550005）

摘要：基于巖土工程勘察報(bào)告審查中場(chǎng)地類別劃分方面存在的問題，對(duì)場(chǎng)地、覆蓋層、場(chǎng)地土類型等概念進(jìn)行了剖析，分析了剪切波速測(cè)量、覆蓋層厚度確定中存在的問題及其原因，并針對(duì)山區(qū)場(chǎng)地的特點(diǎn)，提出了山區(qū)建筑場(chǎng)地類別判定的合理化建議。

關(guān)鍵詞：建筑場(chǎng)地類別，等效剪切波速，覆蓋層

0　引言

建筑場(chǎng)地類別劃分是巖土工程勘察地震效應(yīng)評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要內(nèi)容［1-3］，我國現(xiàn)行GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范（2009版）第5.7.2條以強(qiáng)制性條文的形式規(guī)定了“在抗震設(shè)防烈度等于或大于6度的地區(qū)進(jìn)行勘察時(shí)，應(yīng)確定建筑場(chǎng)地類別”。根據(jù)現(xiàn)行GB 50011—2010建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范（以下簡稱《抗規(guī)》）第5.1.4條，場(chǎng)地類別是確定場(chǎng)地特征周期，進(jìn)而確定地震影響系數(shù)的重要依據(jù)［4］，直接關(guān)系到建筑設(shè)計(jì)中水平地震作用計(jì)算的結(jié)果，最終關(guān)系到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的內(nèi)力計(jì)算和配筋等重要問題。另外，建筑設(shè)計(jì)的抗震構(gòu)造措施設(shè)計(jì)問題也與場(chǎng)地建筑類別密切相關(guān)［4］。由此可見，建筑場(chǎng)地類別劃分是否合理直接關(guān)系到建筑設(shè)計(jì)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(bào)告的審查，不幸的是審查中發(fā)現(xiàn)當(dāng)前巖土工程勘察報(bào)告中對(duì)建筑場(chǎng)地類別的劃分存在“應(yīng)實(shí)測(cè)剪切波速而不實(shí)測(cè)”“場(chǎng)地覆蓋層厚度確定不正確”“對(duì)覆蓋層的理解錯(cuò)誤”“對(duì)場(chǎng)地的理解不正確”“不按場(chǎng)地覆蓋層厚度和等效剪切波速劃分場(chǎng)地類別”“錯(cuò)誤地應(yīng)用規(guī)范表”等諸多問題，歸結(jié)起來，是由于存在以下幾個(gè)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(gè)基本概念理解存在的問題

1.1對(duì)建筑場(chǎng)地的理解不恰當(dāng)

審查中發(fā)現(xiàn)，許多巖土工程勘察報(bào)告中將建筑場(chǎng)地理解為建筑物下的地基，導(dǎo)致的問題有：1）認(rèn)為山區(qū)建設(shè)場(chǎng)地范圍切填方改變了場(chǎng)地覆蓋層厚度，從而改變了建筑場(chǎng)地類別；2）將一個(gè)建筑群場(chǎng)地按建筑單體劃分建筑場(chǎng)地類別，從而出現(xiàn)一個(gè)建筑群場(chǎng)地不同，單體建筑具有不同的建筑場(chǎng)地類別。按此邏輯理解，如果對(duì)建筑范圍進(jìn)行切填方可以改變建筑場(chǎng)地類別，那么建筑場(chǎng)地類別就可認(rèn)為是可控的，也就是說同樣一個(gè)建筑場(chǎng)地，場(chǎng)地平場(chǎng)標(biāo)高不同，建筑場(chǎng)地類別就可能不同，平場(chǎng)前后的場(chǎng)地類別也可能不同，這顯然與《抗規(guī)》的精神是相悖的［4］。關(guān)于這個(gè)問題，根據(jù)《抗規(guī)》第2章“術(shù)語和符號(hào)”第2.1.8條，抗震設(shè)計(jì)上的場(chǎng)地是有其特定涵義的，這個(gè)概念應(yīng)該從其內(nèi)涵和外延兩個(gè)方面去理解，這里的場(chǎng)地的內(nèi)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(yīng)譜特征（即地震反應(yīng)譜相似），這里的場(chǎng)地的外延是指相當(dāng)于廠區(qū)、居民小區(qū)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(shè)計(jì)上的場(chǎng)地應(yīng)該抓住其內(nèi)涵（相似的地震反應(yīng)譜特征）——本質(zhì)含義才能正確去理解，是一個(gè)反映宏觀水平的概念，理解為建筑物地基范圍顯然是錯(cuò)誤的，相應(yīng)地，建筑場(chǎng)地類別是反映建筑場(chǎng)地宏觀地震效應(yīng)平均水平的概念。

1.2對(duì)覆蓋層的理解不正確的問題

審查中發(fā)現(xiàn)，許多勘察報(bào)告將場(chǎng)地覆蓋層錯(cuò)誤地理解為地質(zhì)學(xué)上的第四系松散巖類（即工程上的土層）。事實(shí)上，巖和土的區(qū)別在于土是巖石風(fēng)化后的產(chǎn)物，巖石是土經(jīng)過一定固結(jié)成巖地質(zhì)作用后的產(chǎn)物，二者在地質(zhì)歷史上可以相互轉(zhuǎn)化，從這個(gè)意義上或者從抗震設(shè)計(jì)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(chǎng)地覆蓋層。從《抗規(guī)》第4.1.4條關(guān)于覆蓋層厚度的確定可看出，抗震設(shè)計(jì)上的覆蓋層有其特定的涵義，最本質(zhì)的涵義是覆蓋層是由場(chǎng)地巖土層的剪切波速值確定的［4］，也就是說，是否屬于場(chǎng)地的覆蓋層應(yīng)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(jié)或者密實(shí)的砂土），應(yīng)有其定量的評(píng)判依據(jù)。

1.3混淆場(chǎng)地土類型和場(chǎng)地土層類型的涵義

審查中發(fā)現(xiàn)，有的勘察報(bào)告常常誤將場(chǎng)地土類型和場(chǎng)地土層類型視為一個(gè)概念加以利用，二者僅相差一個(gè)“層”字，但本質(zhì)含義是不同的。我們仔細(xì)對(duì)照GBJ 11—89抗規(guī)和GB 50011—2010抗規(guī)就可看出，場(chǎng)地土類型為堅(jiān)硬場(chǎng)地土、中硬場(chǎng)地土、中軟場(chǎng)地土和軟弱場(chǎng)地土的概念是GBJ 11—89抗規(guī)劃分建筑場(chǎng)地類別時(shí)采用的，是根據(jù)地面下且不深于15 m場(chǎng)地覆蓋層厚度范圍內(nèi)各土層剪切波速按土層厚度加權(quán)計(jì)算的剪切波速平均值大小劃分的［5］，在現(xiàn)行GB 50011—2010抗規(guī)規(guī)范中劃分建筑場(chǎng)地類別時(shí)而不再采用場(chǎng)地土類型的概念，取而代之的是場(chǎng)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(nèi)剪切波速旅行的一個(gè)綜合速度（數(shù)值上為計(jì)算深度除以總旅行時(shí)間）。而場(chǎng)地土層類型在GBJ 11—89抗規(guī)的表3.1.3和GB 50011—2010抗規(guī)的表4.1.3中都提到，是針對(duì)獨(dú)立的單層土而言，沒有場(chǎng)地的概念，其用途是當(dāng)沒有必要實(shí)測(cè)剪切波速而又沒有實(shí)測(cè)剪切波速數(shù)據(jù)時(shí)，用于估算各巖土層的剪切波速［4，5］，從而計(jì)算場(chǎng)地土層的加權(quán)剪切波速或等效剪切波速和判定覆蓋層厚度，進(jìn)而劃分建筑場(chǎng)地類別，除此之外沒有其他用途，更不能與場(chǎng)地土類型相提并論。

2　應(yīng)實(shí)測(cè)巖土層剪切波速而不實(shí)測(cè)的問題

應(yīng)實(shí)測(cè)場(chǎng)地各巖土層的剪切波速而不實(shí)測(cè)的情況究其原因主要是存在以下幾個(gè)方面的誤解：

1）第一種情況。場(chǎng)地只有單層土，下伏地層巖性為基巖，在山區(qū)建筑場(chǎng)地中比較常見?？辈烊藛T往往誤認(rèn)為場(chǎng)地土層就是覆蓋層，其物理力學(xué)性質(zhì)也比較清楚，其剪切波速也可大概估計(jì)，進(jìn)而按照《抗規(guī)》［4］表4.1.3中的場(chǎng)地土層類型和土層厚度就得出建筑場(chǎng)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(jié)論可能是錯(cuò)誤的，從邏輯上也未按現(xiàn)行《抗規(guī)》進(jìn)行場(chǎng)地類別的劃分，是對(duì)覆蓋層、場(chǎng)地土類型和場(chǎng)地土層類型等基本概念理解上的錯(cuò)誤。

2）第二種情況?，F(xiàn)行《抗規(guī)》第4.1.3條第3款規(guī)定：對(duì)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(dāng)無實(shí)測(cè)剪切波速時(shí)，可根據(jù)巖土名稱和性狀，按《抗規(guī)》表4.1.3劃分土的類型（這里也包括了巖石），再根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)在表中提供的剪切波速范圍內(nèi)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(guī)定的其他情況而又不需要進(jìn)行場(chǎng)地類別劃分時(shí)才可以不實(shí)測(cè)剪切波速，而審查報(bào)告中發(fā)現(xiàn)，該款被片面應(yīng)用而回避剪切波速的實(shí)測(cè)，尤其是在幼兒園、小學(xué)、中學(xué)等需重點(diǎn)設(shè)防（即乙類設(shè)防類別）的教育建筑中，勘察人員認(rèn)為這些建筑多在10層以下而忽視剪切波速的測(cè)量。顯然，勘察人員對(duì)《抗規(guī)》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(shè)防類別的正確判定。

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

3　覆蓋層厚度的起算點(diǎn)存在誤解

現(xiàn)行《抗規(guī)》中沒有明確規(guī)定覆蓋層的起算點(diǎn)，規(guī)范中的“地面”是指自然地面、平場(chǎng)后勘察時(shí)的地面、基礎(chǔ)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(shí)將設(shè)計(jì)的±0.00標(biāo)高作為覆蓋層厚度的起算點(diǎn)，作者認(rèn)為這種做法是不恰當(dāng)?shù)?，原因是?.00標(biāo)高是設(shè)計(jì)人員為了設(shè)計(jì)應(yīng)用的方便而假定的一個(gè)參考點(diǎn)，如果將±0.00標(biāo)高作為覆蓋層厚度的起算點(diǎn)，那么勢(shì)必認(rèn)為場(chǎng)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(jù)《抗規(guī)》第4.1.3條、GB 50021—2001巖土工程勘察規(guī)范（2009版）第4.1.4條，初步勘察階段也是需要進(jìn)行場(chǎng)地類別劃分的，說明了建筑場(chǎng)地類別是反映場(chǎng)地地震效應(yīng)宏觀平均水平的概念，從其在抗震設(shè)計(jì)上的應(yīng)用看，場(chǎng)地類別與地震設(shè)防烈度一樣，都是用于反映場(chǎng)地地震破壞程度強(qiáng)弱平均水平量度的概念［2-4］，從這個(gè)意義上講，作者認(rèn)為，場(chǎng)地覆蓋層厚度的起算點(diǎn)從自然地面起算為宜，不應(yīng)考慮建設(shè)期間人為活動(dòng)對(duì)建筑場(chǎng)地范圍內(nèi)土層破壞的影響。

4　結(jié)論與建議

1）建筑場(chǎng)地類別的劃分應(yīng)對(duì)場(chǎng)地、覆蓋層、場(chǎng)地土類型、場(chǎng)地土層類型、建筑設(shè)防類別、等效剪切波速等關(guān)鍵特定概念的正確理解，只有正確理解這些概念的內(nèi)涵和外延，才能正確劃分建筑場(chǎng)地類別。

2）山區(qū)巖土工程勘察中，實(shí)測(cè)剪切波速的點(diǎn)位選擇應(yīng)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(jìn)行剪切波速的測(cè)量。

3）場(chǎng)地覆蓋層厚度的起算點(diǎn)從自然地面起算為宜，不應(yīng)考慮建設(shè)期間人為活動(dòng)對(duì)建筑場(chǎng)地范圍內(nèi)土層破壞的影響。

4）山區(qū)建筑場(chǎng)地地形地貌較復(fù)雜、覆蓋層厚度變化較大，又常常存在人為切填方平場(chǎng)活動(dòng)的干擾，用于評(píng)價(jià)建筑場(chǎng)地類別的點(diǎn)位不應(yīng)局限于建筑地基范圍，應(yīng)正確把握“具有相似的地震反應(yīng)譜特征”這一場(chǎng)地的內(nèi)涵，在建筑物地基范圍外一定范圍布置適當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)點(diǎn)，最終建筑場(chǎng)地類別的判定結(jié)果應(yīng)能反映建筑場(chǎng)地地震效應(yīng)的平均水平。

參考文獻(xiàn)：

［1］GB 50021—2001，巖土工程勘察規(guī)范（2009版）［S］.

［2］林宗元.巖土工程勘察設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］.沈陽：遼寧科學(xué)技術(shù)出版社，1996.

［3］常士驃，張?zhí)K民.工程地質(zhì)手冊(cè)［M］.第4版.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2006.

［4］GB 50011—2010，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［5］GBJ 11—89，建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)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(hào)：P315.9

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-6825（2016）06-0070-02

收稿日期：2015-12-19

作者簡介：張建忠（1971-），男，高級(jí)工程師，注冊(cè)土木工程師（巖土）；劉發(fā)祥（1971-），男，碩士，注冊(cè)土木工程師（巖土）