抗震通用规范学习札记（六）— 覆盖层厚度

抗震通用规范学习札记（六）— 覆盖层厚度

　　抗震通用规范学习札记(六)— 覆盖层厚度

　　GB55002-2021的第3.1.1条第5款、第6款及第3.1.3条、第4.2.2条第3款都提到“场地覆盖层厚度”这一专用名词。

　　名词专有，是因为“覆盖层厚度”是我国现行抗震规范进行建筑场地类别划分的创举。

　　覆盖层厚度既是计算等效剪切波速的依据，又是划分场地类别的双指标之一，更是“场地抗震勘察”必须严格遵循的勘探控制孔的深度要求。对后者，《抗震通用规范学习札记(三)-抗震勘察孔的深度》曾有述及，不再重复。

　　似乎，通用规范中不同条款中“覆盖层厚度”涵义并不完全相同。

　　GB55002-2021的第3.1.1条第5款“对存在隐伏断裂的不利地段，应查明工程场地的覆盖层厚度以及距主断裂带的距离”中覆盖层厚度的真实含义是什么呢?

　　对照GB50011-2010(2016年版)第4.1.7条第1款第3项“抗震设防烈度为8度和9度时，隐伏断裂的土层覆盖层厚度分别大于60m和90m”，此条针对的是“应对断裂工程影响进行评价”的要求，此处的覆盖层厚度即传统意义上的纯地质学概念上的覆盖层厚度。简言之，即第四纪松散沉积层厚度。

　　GB55002-2021的第3.1.1条第6款“对需要采用场址人工波进行时程分析法的工程，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相关的动力参数。”此处覆盖层厚度与“其他相关的动力参数”对应分析，应当有别于“土层厚度”。

　　根据工程界所公认和采用的、工程场地地震安全评价规定标准，对Ⅰ级工作，钻探须揭示土层下卧基岩层，以基岩层顶面作为地震输入界面。如未能揭示下卧基岩，则选用剪切波速不小于700m/s的土层顶面作为地震输入界面;对II级工作和地震小区划，钻探已揭示基岩层时，选择基岩顶面作为地震输入界面，未能揭示基岩，应选用剪切波速不小于500m/s的土层顶面作为地震输入界面。

　　通常意义的划分建筑场地类别的覆盖层厚度如何确定?

　　GB50011-2010(2016年版)第4.1.4条“建筑场地覆盖层厚度的确定，应符合下列要求”：

　　1应按地面至剪切波速大于500m/s且其下卧各岩土的剪切波速均不小于500m/s的土层顶面的距离确定。

　　2当地面5m以下存在剪切波速大于其上部各土层剪切波速2.5倍的土层，且该层及其下卧各层岩土的剪切波速均不小于400m/s时，可按地面至该土层顶面的距离确定。

　　3剪切波速大于500m/s的孤石、透镜体、应视同周围土层(有多个时，视同相应标高的地层)。

　　4土层中的火山岩硬夹层，应视为刚体，其厚度应从覆盖层中扣除。

　　“覆盖层厚度”与剪切波速就这样纠缠着，你中有我、我中有你。如果再结合等效剪切波速的计算，它们的关系更为复杂。

　　此时，覆盖层的厚度基于的是同一地貌、地质单元或同一场地标高。当上述条件有变化时，覆盖层厚度又如何确定呢?

　　《山地建筑结构设计标准》JGJ/T472-2020第3.1.5条规定如下：

　　1无地下室时，覆盖层厚度应按室外地坪的较高及较低地面分别确定，取不利场地类别;

　　2有地下室时，当地下室结构与周边岩土相连时，覆盖层厚度应按室外地坪的较高及较低地面分别确定，取不利场地类别;当地下室结构与周边岩土脱开时，覆盖层厚度应按开挖地下室后的标高较高及较低的嵌固端地面分别计算，取不利场地类别。

　　JGJ/T472-2020第3.1.5条文说明给出了覆盖层厚度取值示意图如下，简单而明了。也容易让人联想到大填、大挖场地的覆盖层厚度及建筑场地类别问题。

　　JGJ/T472-2020第3.1.5条第1款，无地下室时，用词为“确定”，容易理解。第2款，有地下室时，分两种情况，一为“确定”一为“计算”。勘察是设计的依据，勘察又需要用设计条件作为判别覆盖层依据，设计尚未进行，勘察如何计算?

　　GB55002-2021第3.1.3条、第4.2.2条第3款分别涉及到场地类别划分与特征周期值的确定，此处与GB50011-2010(2016年版)第4.1.4条应是一致。

　　抗震设计规范采用的等效剪切波速公式表达的物理含义是“走时等效”，即波在土层中从基岩传到地表，所消耗的时间相等。很明显，计算等效剪切波束时，人为地设置了“基岩”条件，但地震波的传递一定按人为设置的条件作用么?

　　高大钊教授曾言“关于覆盖层，本来是一个比较简单的问题，是地质的概念，岩土工程师一般都不会弄错。但抗震规范这么一规定，就复杂化了。似乎非要用波速来确定，波速非要做到基岩。其实规范是为了计算等效剪切波速，作了一些规定，并没有改变地质概念上的覆盖层。”并建议“判断覆盖层的厚度应当以地质学的方法为主，波速的数据为辅，综合判断，不能脱离了地质学的方法，全凭波速的结果说话。”