97：BS EN 1998-5：2004-中文版（结构抗震设计——基础、挡土结构和岩土工程）

英国标准英国标准 除著作权法规定情形外，未经除著作权法规定情形外，未经 BSI 授权不得擅自复制授权不得擅自复制 BS EN 1998-5:2004 欧洲规范欧洲规范 8：抗震结构设计：抗震结构设计 第第 5 部分：基础、挡土结构和岩土工程部分：基础、挡土结构和岩土工程 欧洲规范 EN 1998-5：2004 与英国标准具有同等地位 ICS 91.120.25 BS EN 1998-5:2004 本英国标准由标准政 策和战略委员会于 2005年4月8日授权出 版。 BSI 2005年4月8日 ISBN 0 580 45873 3 英国版前言英国版前言 本英国标准是 EN 1998-5:2004 的官方英文版本。代替已撤销的 DD ENV 1998-5:1996。 欧洲规范的结构按照主要材料可分为几个部分：水泥、钢材、钢筋混凝土、木材、砖石 和铝材。本规范为特殊设计所需的所有相关部分设定了共同的撤销日期（DOW）。与此有 冲突的国家标准将在共存期结束后撤销，即在本欧洲规范的全部内容公布之后撤销。 在欧洲规范出版之后，允许有 2 年的国家修正期，在此期间发布国家版附录，接着是最 多为期 3 年的共存期。在共存期内，鼓励各成员国调整其国家标准中的规定，以便最迟在 2010 年 3 月前撤销与欧洲标准不一致的的国家规则。 受技术委员会B/525 （欧洲结构规范） 委托， 英国加入小组委员会B/525/8 （地震区结构） ， 以参与规范的编制工作，其有责任： 帮助咨询者理解该标准； 向负责国际/欧洲委员会提交任何对解释的疑问或修改建议，并向英国相关部门报 告； 对其在国际和欧洲的有关进展进行监控并在英国进行发布。 可向秘书处索取参与该小组委员会的机构名单。 对于本欧洲规范中允许各国自行进行选择的部分规范性内容， 将在规范的文本中给出范 围和可能的选择，并说明其具备作为国家确定参数（NDP）的资格。若在欧洲规范中有多种 NDP，则NDP可以是一个具体的系数值、一个特定的级别或类别、一种特殊的方法或特殊应 用的规则。 为了使EN 1998在英国得到应用，NDP将刊登在英国版附录里，并在咨询公众之后的适 当时候将其归入此英国标准中。 交互参照交互参照 本文件中提及的执行国际或欧洲出版物的英国标准，可在BSI目录下题为“国际标准 对应索引”的这一节找到，或通过使用“英国标准在线”网站或BSI电子目录的“搜索”工具 找到。 本出版物并非旨在囊括合同所有的必需条款。使用者须负责将其正确运用。 符合英国标准并不表示其可免除法律义务。符合英国标准并不表示其可免除法律义务。 版面综述版面综述 本文件包括封面、封面内页、标题页（从第 2 页到第 44 页） 、封底内页和封底。 本文件中的 BSI 版权声明表示文件的最后发行日期。 出版后发布的修订出版后发布的修订 修订编号 日期 备注 欧洲标准欧洲标准 EN 1998-5 2004 年 11 月 ICS 91.120.25 代替 ENV 1998-5：1994 英文版 欧洲规范欧洲规范 8：抗震结构设计：抗震结构设计 第第 5 部分：基础、挡土结构和岩土工程部分：基础、挡土结构和岩土工程 Eurocode 8: Calcul des structures pour leur rsistance aux sismes Partie 5: Fondations, ouvrages de soutnement et aspects gotechniques Eurocode 8: Auslegung von Bauwerken gegen Erdbeben Teil 5: Grndungen, Sttzbauwerke und geotechnische Aspekte 该欧洲标准于2004年4月16日经CEN（欧洲标准化委员会）批准。 CEN成员均须遵守CEN/CENELEC内部条例，其条款规定了此欧洲标准在不做任何变更的前提 下即具备各国国家标准地位的条件。若要索取有关国家标准的最新目录和参考书目，可向管理中心 或任何CEN成员国提出申请。 本欧洲标准有三种官方版本（英文版、法文版和德文版） 。任何由CEN成员国负责翻译成本国 语言的其他语言版本欧洲标准在通知CEN管理中心之后具有与正式版本相同的地位。 CEN成员为各国国家标准机构，包括奥地利、比利时、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬 兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、 荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文尼亚、西班牙、瑞典、瑞士和英国。 欧洲标准化委员会 管理中心：布鲁塞尔斯大萨特街管理中心：布鲁塞尔斯大萨特街36号（号（B-1050） 2004 CEN CEN 成员国保留在全球范围内以任何形式或方式进行 参考号. EN 1998-5:2004: E 使用的所有权利 EN 1998-5：2004 （E） 2 目录目录 页码页码 前言前言 . 4 1. 概述概述 . 7 1.1 范围 7 1.2 规范性引用文件 7 1.2.1 一般性引用标准 7 1.3 假设 8 1.4 原则与应用准则之间的区别 8 1.5 术语与定义 8 1.5.1 所有欧洲规范通用的术语 8 1.5.2 本标准所使用的其他术语 8 1.6 符号 8 1.7 国际单位 10 2. 地震作用地震作用 . 11 2.1 地震作用的定义 11 2.2 时程表示法 11 3. 场地特性场地特性 . 12 3.1 强度参数 12 3.2 刚度和阻尼参数 12 4. 工程选址要求及基土要求工程选址要求及基土要求 . 13 4.1 工程选址 13 4.1.1 概述 13 4.1.2 接近地震活跃断层 13 4.1.3 边坡稳定性 13 4.1.3.1 一般要求 13 4.1.3.2 地震作用 13 4.1.3.3 分析方法 14 4.1.3.4 拟静态法的安全性验证 15 4.1.4 潜在液化土 15 4.1.5 循环荷载作用下的过度沉降 16 4.2 场地调查和研究 17 4.2.1 一般准则 17 4.2.2 根据地面类型确定地震作用 17 4.2.3 土的刚度和阻尼取决于应变等级 17 5. 基础系统基础系统 . 19 5.1 一般要求 19 EN 1998-5:2004 （E） 3 5.2 概念设计规则 19 5.3 设计作用效应 19 5.3.1 结构设计依赖性 19 5.3.2 作用效应向地面的传递 20 5.4 验算和尺寸拟定准则 20 5.4.1 浅基础或埋置基础 20 5.4.1.1 基脚（承载能力极限状态设计） . 20 5.4.1.2 基础水平连接件 22 5.4.1.3 筏基础 22 5.4.1.4 箱形基础 23 5.4.2 桩和墩 23 6. 土与结构的相互作用土与结构的相互作用 . 24 7. 挡土结构挡土结构 . 25 7.1 一般要求 25 7.2 选择和一般设计考虑 25 7.3 分析方法 25 7.3.1 一般方法 25 7.3.2 简化方法：拟静态法 26 7.3.2.1 基本模型 26 7.3.2.2 地震作用 26 7.3.2.3 设计土压力与水压力 27 7.3.2.4 外墙面动水压力 28 7.4 稳定性与强度验算 28 7.4.1 基土稳定性 28 7.4.2 锚固件 28 7.4.3 结构强度 28 附录附录 A（资料性附录）（资料性附录） 地形放大系数地形放大系数 . 30 附录附录 B（标准性附录）（标准性附录） 简化液化分析的经验图表简化液化分析的经验图表 31 附录附录 C（资料性附录）（资料性附录） 桩头静态刚度桩头静态刚度 . 33 附录附录 D（资料性附录）（资料性附录） 土与结构物的相互动力作用（土与结构物的相互动力作用（SSI）：）： 一般效应及意义一般效应及意义 . 34 附录附录 E（标准性附录）（标准性附录） 挡土结构的简化分析挡土结构的简化分析 35 附录附录 F（资料性附录）（资料性附录） 浅基础的地震承载能力浅基础的地震承载能力 39 EN 1998-5：2004 （E） 4 前言前言 本文件（EN 1998-5，欧洲规范 8：抗震结构设计：基础、挡土结构和岩土工程）由 CEN/TC250 “欧洲结构规范”技术委员会编制，其秘书处由英国标准协会管理。CEN/TC250 对所有结构欧洲规 范负责。 通过相同文本的出版或确认，最迟在 2005 年 5 月前，本欧洲标准应具有与国家标准同等的地 位，而与之相冲突的国家标准应最迟于 2010 年 3 月前被废除。 此文件取代 ENV 1998-5：1994。 根据 CEN/CENELEC 内部条例，下列国家的国家标准机构必须执行此欧洲标准：奥地利、比利 时、塞浦路斯、捷克、丹麦、爱沙尼亚、芬兰、法国、德国、希腊、匈牙利、冰岛、爱尔兰、意大 利、拉脱维亚、立陶宛、卢森堡、马耳他、荷兰、挪威、波兰、葡萄牙、斯洛伐克、斯洛文尼亚、 西班牙、瑞典、瑞士和英国。 欧洲规范计划的背景欧洲规范计划的背景 1975年，欧共体委员会在条约第95条的基础上确定了建设领域的一项行动计划。该计划的目的 是消除行业的技术障碍以及统一技术规范。 在这一行动方案中，欧委会首先建立一套统一的建设工程设计的技术规则。这一套技术规则在 第一阶段作为各成员国现行规则的一种替代方案，并将最终取代它们。 在会员国代表指导委员会的帮助下，欧委会用15年的时间制定了欧洲规范计划，即20世纪80年 代的第一套欧洲规范。 1989年，欧洲委员会、欧盟成员国和欧洲自由贸易联盟根据欧委会和CEN之间的协议1，决定通 过一系列授权将欧洲规范的编制和出版任务移交给CEN，以便使其在将来具备欧洲标准（EN）的地 位。这实际上将欧洲规范与理事会及欧委会所有与欧洲标准相关的规定和指令联系起来。（如理事 会的建筑产品（CPD）指令89/106/EEC和理事会的公共工程和服务指令93/37/EEC、92/50/EEC、 89/440/EEC及等效的欧洲自由贸易联盟用以建立内部市场的指令）。 欧洲结构规范计划包括以下标准，通常由几个部分组成： EN1990 欧洲规范 0： 结构设计基础 EN 1991 欧洲规范 1： 结构作用 EN1992 欧洲规范 2： 混凝土结构设计 EN1993 欧洲规范 3： 钢结构设计 EN1994 欧洲规范 4： 钢与混凝土组合结构设计 EN1995 欧洲规范 5： 木结构设计 1 欧洲共同体委员会和欧洲标准化委员会（CEN）之间有关建筑和土木工程设计欧洲规范（BC/CEN/03/89）工作 的协定。 EN 1998-5:2004 （E） 5 EN1996 欧洲规范 6： 砌体结构设计 EN1997 欧洲规范 7： 岩土工程设计 EN1998 欧洲规范 8： 抗震结构设计 EN1999 欧洲规范 9： 铝结构设计 欧洲规范标准承认每个成员国监管部门的责任，并保障其确定国家规定安全事项的各项数值 （因国而异）的权利。 欧洲规范的地位和应用领域欧洲规范的地位和应用领域 欧盟各会员国和欧洲自由贸易联盟承认欧洲规范作为参考文件，用于下列目的： 作为证明建筑和土木工程符合理事会指令89/106/EEC的基本要求的一种手段，尤其是基本 要求N1力学承载力和稳定性以及基本要求N2发生火灾时的安全性； 作为确定建筑工程及相关工程服务合同的基础； 作为制定统一的建筑产品技术规范的框架（EN和ETA）。 尽管欧洲规范与统一的产品标准2的性质不同，但就其对建筑工程本身而言，欧洲规范与CPD 第12条所述的解释性文件有直接关系3。 因此， 从事产品标准工作的CEN技术委员会和/或EOTA工作 组必须充分考虑到因欧洲规范所产生的技术问题，以期实现这些技术规范与欧洲规范的完全一致。 欧洲规范标准针对各种传统和新型的日用整体结构和部件产品设计，提供了共同的结构设计规 则。未具体涉及独特的建筑形式或设计条件，若有上述情况，设计者需另行咨询专家。 执行欧洲规范的国家标准执行欧洲规范的国家标准 执行欧洲规范的国家标准应包括 CEN 出版的欧洲规范（包括所有附录）的全部文本，引言部 分可加上国家版的书名页和国家版前言，也可加上国家版的附录（资料性附录） 。 国家附录可以仅包含欧洲规范中已公开以供国家标准选择的那些参数，称为“国家决定参数”。 此类参数被用于相关国家的建筑物设计和土木工程设计，如下： 欧洲规范中给出的各种替代值和/或级别； 欧洲规范中只给出符号之处要用到的值； 2 根据CPD第3.3条，基本要求（ERs）在解释性文件中应具备具体形式，以在基本要求和委托之间建立必要的联 系来统一EN和ETAG/ETA。 3 根据CPD第12条，解释性文件应： a） 提供基本要求的具体形式，要求有统一的术语和技术基础，并在必要时指出每个要求的类别或级别； b） 说明这些要求的类别或级别与技术规范的对比方法，如计算和检验的方法、项目设计的技术规则等； c） 作为建立统一标准和欧洲技术审批准则的参考。 欧洲规范实际上发挥了与基本要求1和基本要求2的一部分相似的作用。 EN 1998-5：2004 （E） 6 各国特定的数据（地理、气候等），如雪图； 欧洲规范中给出了替代程序之处要用到的程序。 还可包含： 对资料性附录进行应用的决定 非矛盾性补充资料的参考，以协助用户使用欧洲规范。 欧洲规范和产品统一技术规范（欧洲规范和产品统一技术规范（EN 和和 ETA）之间的联系）之间的联系 建筑产品的统一技术规范和工程的技术规则4之间有必要保持一致。此外，对于参考欧洲规范、 考虑应用国家确定参数的建筑产品，应明确提及包括其CE标志在内的所有信息。 有关有关 EN 1998-5 的更多具体信息的更多具体信息 EN 1998-1：2004，1.1.1 中规定了国欧洲规范 8 的适用范围，1.1 中规定了本部分规范的适用范 围。EN 1998-1：2004，1.1.3 中列出了欧洲规范 8 的其他部分。 EN 1998-5：2004 的主要使用者包括： - 客户（例如制定有关可靠等级和耐久性的特殊要求） ； - 设计方与承包商； - 相关主管部门。 对于地震区的结构设计，除欧洲规范 8 的其他相关部分和其他相关欧洲规范中的规定外，本标 准的规定也适用。特别是，本标准的规定是对 EN 1997-1：2004 规范的补充，因为 EN 1997-1：2004 没有涵盖到有关抗震设计的特殊要求。 由于地震作用和地面材料特性的组合不确定性， 第5部分可能没有涵盖到各种可能的设计情况， 因此，可能要求结合专业的工程判断力和工程经验来正确使用本部分规定。 EN 1998-5 的英国版附录的英国版附录 本标准提供了替代程序、数值、分类建议、以及各国须自行作出选择的说明。因此，执行EN 1998-5的国家级标准应有一个包含全部国家确定参数的国家版附录，用于各有关国家将进行的建筑 和土木工程设计。 通过EN 1998-5中的下列条款，允许各国自行进行选择： 参考章节参考章节 条款条款 1.1(4) 资料性附录 A、C、D 和 F 3.1(3) 材料特性的分项参数 4.1.4(11) 易液化的应力上限值 5.2(2)c) 随着距地面深度而减小的地面加速度峰值 4 见 CPD 第 3.3 和第 12 条，以及解释性文件 N1 的第 4.2、4.3.1、4.3.2 和 5.2。 EN 1998-5:2004 （E） 7 1. 概述概述 1.1 范围范围 (1) P 欧洲规范8的本部分内容确定了有关抗震结构的选址和基础土质的要求、标准和规定。 本部分涵盖了在地震作用下的不同基础体系设计、土工挡土结构设计和土与结构的相互作 用。由于欧洲规范7没有涵盖到有关抗震设计的特殊要求，因此，本部分是对欧洲规范7的 补充。 (2) P 第5部分的规定适用于建筑物（EN 1998-1）；桥梁（EN 1998-2）；塔架、桅杆和烟筒 （EN 1998-6）；竖井、储罐和管道（EN 1998-4）。 (3) P 若有必要，应在欧洲规范8的相关部分中确定有关某些类型结构基础的特殊设计要求。 (4) 本欧洲规范的附录B给出了用于液化可能性简化评估的经验性图表， 而附录E给出了有关挡 土结构地震分析的简化方法。 注注1：资料性附录A给出了有关地形放大系数的信息。 注注2：资料性附录C给出了有关桩的静态刚度的信息。 注注3：资料性附录D给出了有关土与结构相互作用的信息。 注注4：资料性附录F给出了有关浅基础地震承载能力的信息。 1.2 规范性引用文件规范性引用文件 (1) P 通过标注或不标注日期的形式，本欧洲标准结合了其他出版物的一些规定。在本文件中 的相应地方引用了这些规范性引用文件，并随后列出了所引用的出版物。对于标有日期的 出版物，只有在以修订形式纳入后，这些出版物的修订内容才适用于本欧洲标准。对于没 有标注日期的出版物，所引用出版物的最新版本适用（包括其修订本） 。 1.2.1 一般性引用标准一般性引用标准 EN 1990 欧洲规范 结构设计基础 EN 1997-1 欧洲规范7 岩土工程设计 第1部分：总则 EN 1997-2 欧洲规范7 岩土工程设计 第2部分：场地调查和测试 EN 1998-1 欧洲规范8 抗震结构设计 第1部分：总则、地震作用和建筑物规定 EN 1998-2 欧洲规范8 抗震结构设计 第2部分：桥梁 EN 1998-4 欧洲规范8 抗震结构设计 第4部分：竖井、储罐和管线 EN 1998-5：2004 （E） 8 EN 1998-6 欧洲规范8 抗震结构设计 第6部分：塔架、桅杆和烟筒 1.3 假设假设 (1) P 适用EN 1990：2002中1.3的一般假设。 1.4 原则与应用准则之间的区别原则与应用准则之间的区别 (1) P 适用EN 1990：2002中1.4的规定。 1.5 术语与定义术语与定义 1.5.1 所有欧洲规范通用的术语所有欧洲规范通用的术语 (1) P 适用EN 1990：2002中1.5的术语与定义。 (2) P EN 1990：2002中1.51的术语适用于所有欧洲规范。 1.5.2 本标准所使用的其他术语本标准所使用的其他术语 (1) P 适用EN 1997-1：2004中1.5.2规定的场地定义，并且在文中给出了与地震有关的其他岩土 工程术语（如液化）的定义。 (2) 对本规范来说，适用EN 1997-1：2004中1.5.2的术语定义。 1.6 符号符号 (1) 对本规范来说，适用以下符号。为了使用方便，第5部分使用的所有符号在文中首次出现 时都给出了定义。此外，下文给出了符号列表。仅在附录中出现的符号定义如下： Ed 设计作用效应 Epd 由被动土压力引起的基脚一侧的侧向承载力 ER 标准贯入测试（SPT）能量比 FH 设计抗震水平惯性力 FV 设计抗震垂直惯性力 FRd 基脚水平基础与地面之间的设计剪切承载力 G 剪切模量 Gmax 较小应变处的平均剪切模量 EN 1998-5:2004 （E） 9 Le 动态条件下锚具至墙壁的距离 Ls 静态条件下锚具至墙壁的距离 MEd 弯矩的设计作用 N1（60） 反映覆盖层效应和能量比的标准化贯入测试的锤击计数值 NEd 水平基底上的设计法向力 NSPT 标准贯入测试的锤击计数值 PI 土的塑性指数 Rd 土的设计承载力 S 在EN1998-1：2004的3.2.2.2中定义的土壤系数 ST 地形放大系数 VEd 设计水平剪力 W 滑块的重量 ag A类场地上的设计场地加速度（ag=IagR） agR A类场地上的基准峰值场地加速度 avg 设计竖向场地加速度 c 针对有效应力的土粘聚力 cu 土的不排水剪切强度 d 桩径 dr 挡墙位移 g 重力加速度 kh 水平地震系数 kv 垂直地震系数 qu 无侧限抗压强度 r 计算水平地震系数的系数（表7.1） vs 剪切波传播速度 vs，max 较小应变情况下的vs平均值（区域中的饱和土壤，应考虑4.1.3.3(8)中提到的周期荷载引起的强度 下降和水压力增加的影响。 (2) 对于地震重复发生可能性较高的静态滑动，应采用较大的土层强度参数应变值。在易受循 环孔隙压力增长（在4.1.1.3的限制范围内）影响的非粘结性材料中，后者可通过与孔隙压 力最大增量成正比的相应孔隙压力系数减少摩承载力予以考虑。可按4.1.3.3(9)中说明估算 这种增长。 (3) 强膨胀的非粘性土不需折减抗剪强度，如密实沙。 (4) P 应按EN 1997-1：2004的准则进行边坡的安全性验证。 4.1.4 潜在液化土潜在液化土 (1) P 在地震引起的地层运动中， 饱和非粘性材料孔隙水压力的提高引起的剪切强度和/或刚 度的减小（如引起重大的永久变形或甚至土壤中有效应力接近于零的情形）在下文中被称 为液化。 (2) P 当基土中有延伸的土层或散沙的厚晶体（有或没有淤泥/粘土，位于地下水位之下）以 及地下水位接近于地面时，应进行液化敏感性评价。应在结构使用寿命期间的主要自由场 情况（地面标高，地下水位标高）下进行这种评价。 (3) P 为此进行的调查应至少包括实施现场标准贯入测试（SPT）或圆锥贯入测试（CPT） ， 以及在试验室确定测得晶粒分布曲线。 (4) P 对于SPT，锤击计数的测量值NSPT（单位：一次锤击/30cm）应统一为基准有效覆盖层 压力100kPa和冲击能量与理论自由落体能量的比值0.6。对于小于3m的深度，测量值NSPT 应折减25%。 (5) 考虑到覆盖层效应的标准化，应将测量值NSPT乘以系数(100/vo)1/2，其中，vo（kPa）为 已进行SPT测量深度处的有效覆土压力。标准化系数(100/vo)1/2应不小于0.5，且不大于2。 (6) 能量标准化要求将本条款(5)中得到的锤击计数乘以系数ER/60，其中，ER为针对测量仪器 的能量比的100倍。 (7) 对于浅基础建筑物，如果地表以下15m处发现饱和砂土，则可以省略液化敏感性评价。 (8) 如果0.15S10的砂土； EN 1998-5：2004 （E） 16 淤泥含量超过35%， 而且覆盖层效应和能量比的标准化SPT锤击数值N1(60)20的砂土； 覆盖层效应和能量比的标准化SPT锤击数值N1(60)30的干净砂土。 (9) P 如果液化危险不能忽略，则应采用可靠的岩土工程方法计算出最低标准，这一标准应 取决于现场测试的结果和此前地震过程中引起液化的临界循环剪力之间的场地关联。 (10) 附件B给出了解释平坦地面条件下场地关联方法的经验液化示意图，这种方法适用于不同 类型的现场测量。在这种方法中，地震剪力e可通过简化形式估算。 VOe S=65 . 0 （4.4） 式中，vo指总覆盖层压力；其它变量见公式（4.1）至公式（4.3）。此公式不适用于深度大于 20米的情况。 (11) P 如果采用场地关联方法，则土壤应被视为易受水平地面下液化的影响，不论地震引起 的剪力是否超过此前地震中已引起液化的临界应力的参数。 注：注：有关某一国家所使用的值，可查阅该国的国家附录。建议值为0.8，其表示一个1.25的 安全系数。 (12) 如果土壤对液化敏感，并且后续效应可能影响承载力或基础的稳定性，则应采取措施（例 如地基加固及打桩，以便将荷载转移到不受液化影响的土层） ，以保证基础稳定性。 (13) 针对液化的地面加固应压实土壤， 以增加其超出危险范围的贯入承载力， 或使用排水装置， 以降低地面震动所产生的超孔隙水压力。 注：注：压实的可行性主要取决于沙粒含量和土壤深度。 (14) 如果只使用桩基，则应谨慎考虑群桩中液化土层的土壤流失引起的较大荷载，以及在确定 位置和土层厚度时不可避免的不确定性。 4.1.5 循环荷载作用下的过度沉降循环荷载作用下的过度沉降 (1) P 如果在浅层处存在着延伸层或松散厚晶体以及不饱和粘性材料，则应考虑到基土对稠 化作用和由于地震循环应力引起的过度沉降的敏感性。 (2) 由于在长时间地面震动作用下抗剪强度的持续下降，过度沉降也有可能出现在极软土层 中。 (3) 若有必要，应通过岩土工程中的有效方法来估计以前土壤中的稠化作用和潜在沉降，此方 法应利用有关研究材料代表性试件的相应静态测试和循环测试。 (4) 若稠化作用或循环退化引起的沉降会影响到基础稳定性，则应在地基加固方法中予以考 虑。 EN 1998-5:2004 （E） 17 4.2 场地调查和研究场地调查和研究 4.2.1 一般准则一般准则 (1) P 地震区基础材料的调查和研究应遵循EN 1997-1：2004，第3章中定义的非地震区采 用的同一准则。 (2) 除了重要性等级为I级的建筑物外，只要现场调查可行，就应包括圆锥贯入测试，可能伴有 孔隙水压力测量，因为它们提供了随着深度变化的土壤力学特性的连续记录。 (3) P 在4.1和4.2.2所述的情况下，可能需要进行震源和其他调查。 4.2.2 根据地面类型确定地震作用根据地面类型确定地震作用 (1) P 应准备有足够数量的施工现场岩土和地质数据资料， 以便按照EN 1998-1： 2004， 3.1， 3.2中的要求确定一般地面类型和/或相关响应谱。 (2) 为此，现场数据资料可以与具有相似地质特性的相邻区域数据资料结合使用。 (3) 如果符合本条款中的(1)P要求且有施工现场的地面调查支持，则应考虑现有的地震微区图 或准则。 (4) P 场地简切波速vs的波形应被视为稳定场地上地震作用下与场地相关的那些特性的最 可靠预报因子。 (5) 对于高地震区域的重要结构，应采用孔内物探方法现场测量波形vs，特别是在D、S1或S2 类场地情况下。 (6) 对于所有其它情况，如果需要确定土的自振周期，可通过采用现场贯入承载力或其它岩土 工程特性的经验关联方法估计波形vs，考虑到该关联的分散性。 (7) 应通过合适的试验室测试或现场测试来测量土内部阻尼。如果缺乏直接测量工具，并且乘 积agS小于0.1g（即，小于0.98m/s2），则应使用0.03的阻尼比。可能需要分别考虑结构土 和胶结土以及软石。 4.2.3 土的刚度和阻尼取决于应变等级土的刚度和阻尼取决于应变等级 (1) P 在所有涉及稳定条件下的土动力计算中，均应考虑较小应变值vs（例如现场测试测得 的值）和与设计地震导出的应变等级相容的值之间的差值。 (2) 对于局部有浅水位的C或D类场地条件，并且没有塑性指数40的材料，如果没有具体数 据，则可采用表4.1列出的折减系数vs。对于刚性更高的土体和更深水位，折减量应相应减 小（变动范围应减小）。 (3) 若乘积agS等于或大于0.1g（即，等于或大于0.98m/s2），在没有进行特定测量情况下，则 应采用表4.1给出的内部阻尼比。 EN 1998-5：2004 （E） 18 表表4.1：20m深度范围内剪切波速深度范围内剪切波速vs和剪切模量和剪切模量G的土体平均阻尼比和平均折减系数（的土体平均阻尼比和平均折减系数（标准偏差）标准偏差） 场地加速度比，S 阻尼比 max, s S v v max G G 0.10 0.20 0.30 0.03 0.06 0.10 0.90（0.07） 0.70（0.15） 0.60（0.15） 0.80（0.10） 0.50（0.20） 0.36（0.20） vs，max 在小应变情况下的vs平均值（10-5），不超过360/s。 Gmax 在小应变情况下的平均剪切模量。 注：注：在标准偏差范围内，设计者可以引入不同的裕量，这取决于刚度，土体分层等因素。例 如，对于刚性更高的地面，可以采用高于平均值的vs/vs，max和G/Gmax值；对于更软的地面，可以采用 低于平均值的vs/vs，max和G/Gmax值。 EN 1998-5:2004 （E） 19 5. 基础系统基础系统 5.1 一般要求一般要求 (1) P 除 EN 1997-1：2004 的一般规定外，在地震区的结构基础应满足以下要求。 a) 根据 5.3.2 准则，从上部结构传来的相关力应在不产生重大永久变形的情况下传至地 面。 b) 地震诱发的地面变形适合于结构的基本功能要求。 c) 应遵循 5.2 的规定和 5.4 的最低要求措施进行基础设计和施工， 以便控制与地震响应不 确定性相关的风险。 (2) P 应适当考虑土体动力特性的应变依赖性（见 4.2.3）和与地震荷载的循环性相关的效 应。如果现场土因其易于液化或密实而必须加强或更换，则应考虑现场加强的或更换的土 体特性。 (3) 若有必要，可采用除 3.1(3)所述之外的地面材料或承载力系数，但是，其应对应于同一安 全等级。 注：注：示例包括桩荷载测试结果所采用的承载力系数。 5.2 概念设计规则概念设计规则 (1) P 对于除桥梁和管线以外的其它结构，如果有针对性的研究证明了其合理性，则只能 采用混合类型基础，例如浅基础的桩。混合类型基础可用于具有同一结构的、无关于动力 的装置。 (2) P 在选择基础类型时，应考虑以下因素。 a) 基础刚度应足够大，以便将从上部结构传来的局部作用均匀传至地面。 b) 在水平面上选择基础刚度时，应考虑竖向元件之间的水平相对位移效应。 c) 如果假设地震运动振幅减小，则应通过适当的研究加以证实，且在任何情况下，都不 得对应于一个低于乘积 S 的某一分数 p 的峰值加速度比。 注：注：有关某一国家所使用的 p 值，可查阅该国的国家附录。推荐值为 p=0.65。 5.3 设计作用效应设计作用效应 5.3.1 结构设计依赖性结构设计依赖性 EN 1998-5：2004 （E） 20 (1) P 耗散结构。耗散结构基础的作用效应应基于承载力设计并考虑可能的超载。应根据 欧洲规范 8 相关部分的适当条款进行此效类应的评估。特别对于建筑物来说，应适用 EN 1998-1：2004，4.4.2.6(2)P 的限制条款。 (2) P 非耗散结构。非耗散结构基础的作用效应应基于地震设计条件下的分析获得，而不 考虑承载力设计。参见 EN 1998-1：2004，4.2.2.6(3)。 5.3.2 作用效应向地面的传递作用效应向地面的传递 (1) P 为使基础系统符合 5.1(1)P a)的规定，在向地面传递水平力和法向力/弯矩时，应采用 以下准则。对于桩和墩，应考虑 5.4.2 规定的其他准则。 (2) P 水平力。应通过以下机构传递设计水平剪力 VEd： a) 通过基础的水平基底之间或基础底板和地面之间的设计剪切承载力 FRd，见 5.4.1.1 所 述； b) 通过基础和地面竖向侧之间的设计剪切承载力； c) 在 5.4.1.1，5.4.1.3 和 5.4.2 所述限制条件下，通过作用在基础上的设计土压承载力。 (3) P 应允许来自完全激发的被动土压力的的最大 30剪切承载力组合。 (4) P 法向力和弯矩。合理计算出的设计法向力 NEd和弯矩 MEd应通过一个或几个以下机 构的组合传递给地面： a) 通过作用在基础基底上的竖向承载力设计值； b) 在 5.4.1.3 和 5.4.2 描述的限制条件下，通过由基础深元件（箱、桩、沉井）和地面之 间的设计水平剪切承载力产生的弯矩设计值； c) 通过埋置基础/深基础元件 （箱、 桩、 墩和沉井） 和地面之间的竖向剪切承载力设计值。 5.4 验算和尺寸拟定准则验算和尺寸拟定准则 5.4.1 浅基础或埋置基础浅基础或埋置基础 (1) P 以下验算和尺寸拟定准则应适用于直接位于下部地面上的浅基础或埋置基础。 5.4.1.1 基脚（承载能力极限状态设计）基脚（承载能力极限状态设计） (1) P 根据承载能力极限状态设计准则，应验算扩大基础抵抗滑动失效和承载能力失效的 能力。 (2) P 滑动失效。在基础基底高于水位情况下，应通过摩擦进行抵抗此类失效，且在本条 款(5)中规定的情况下，通过横向土压力抵抗。 EN 1998-5:2004 （E） 21 (3) 在没有进行更具体研究情况下，可根据下列公式计算水位以上的扩大基础的设计摩阻力 FRd： M EdRd NF tan = （5.1） 式中： NEd 水平基底上的设计法向力； 在扩大基础基底的结构地面接触面上的摩擦角， 可根据 EN 1997-1： 2004， 6.5.3 计算； M 材料特性的分项系数，与 tan采用的值相同（见 3.1(3)） 。 (4) P 在基础低于水位情况下，应按照 EN 1997-1：2004，6.5.3 的要求根据不排水强度估 算设计剪切承载力。 (5) 可根据 5.3.2 考虑由土压力在扩大基础的侧边上产生的设计横向承载力 Epd，但是，需要在 现场采取相应措施，例如对扩大基础附近回填的压实，将基础的竖墙打入土中，或直接在 干净的竖向土体表面灌注混凝土基脚。 (6) P 为保证不在水平基底上出现滑动失效，应符合下列公式： pdRdEd EFV+ （5.2） (7) 在基础高于水位情况下，如果满足以下两个条件： - 土体特性在地震期间保持不变； - 滑动不会对任何与结构相连的生命线（例如，供水管线、燃气管线、道路或通讯线路） 的使用产生不利影响； 则可以允许一定限度的滑动变动。如果考虑了结构的整体特性，则滑动幅度应合理。 (8) P 承载能力失效。为了满足 5.1(1)P a)的要求，应在结合施加作用效应 NEd、VEd和 MEd 情况下验算基础的承载能力。 注：注：为了验算基础的地震承载能力，可采用资料性附件 F 给出的通用公式和准则，其允许存在 由结构惯性力引起的荷载倾斜度和偏心率，以及在支撑土体本身惯性力产生的可能效应。 (9) 应注意有些敏感性的粘土可能发生剪切强度退化，且非粘性材料可能受到循环加载作用下 动孔隙压力的影响，以及地震后下部土层的孔隙压力向上发散的影响。 (10) 地震荷载下土的承载能力的评估应考虑可能的强度和刚度退化机构，这甚至可能发生在相 对较低的应力等级上。若考虑该现象，则可对材料特性的分项系数进行折减。否则，应采 用 3.1(3)中所述的值。 (11) 应考虑循环加载作用下孔隙水压力的上升，要么通过考虑其对不排水强度的效应（在总应 力分析中） ，要么考虑其对孔隙压力的效应（在有效应力分析中） 。对于重要性系数 I大于 EN 1998-5：2004 （E） 22 1.0 的结构，在确定地震期间的永久变形时，应考虑土的非线性特性。 5.4.1.2 基础水平连接件基础水平连接件 (1) P 为与 5.2 保持一致，应对基础的水平相对位移在结构中产生的附加作用效应进行评 估，且设计应采取适当的措施。 (2) 对于建筑物，如果基础位于同一水平面且系梁或刚度足够的基础底板布置在扩大基础或桩 基础承台的高度上，则可认为满足本款(1)P 的要求。在以下情况下有必要采取这些措施： a) 对于 A 类场地，和 b) 对于 B 类场地的低震级情况。 (3) 建筑物的低层梁可视为系梁，但是，其距基础底面或桩承台不得超过 1.0m。基础底板可替 代系梁，但是，其距基础底面或桩承台也不得超过 1.0m。 (4) 有必要通过简化方法对这类连接件的抗拉强度进行估算。 (5) P 如果没有更精确的准则或方法，则基础连接件应被视为是有效的，这种情况下，需 要满足本款之(6)、(7)的所有规定。 (6) 系梁 应采取以下措施： a) 系梁的设计应能够抵抗轴力，包括拉力和压力，如下计算： 0.3SNEd，对于 B 类地面 0.4SNEd，对于 C 类地面 0.6SNEd，对于 D 类地面 式中，NEd是竖向连接件在地震设计条件下的设计轴力平均值； b) 纵向钢筋应完全锚固在基础中，或锚固在基础的其它系梁中。 (7) 基础底板 应采取以下措施： a) 系梁区域的设计应能够抵抗等于本款(6) a)规定的轴力。 b) 系梁区域的纵向钢筋应完全锚固在基础底部或连续板中。 5.4.1.3 筏基础筏基础 (1) 5.4.1.1 的所有规定也可适用于筏基础，但应进行以下验算： a) 在仅有一个基础底板情况下，可考虑整体摩阻力。对于基础梁的简易格栅，在各横梁 处考虑等效扩大基脚面积。 b) 可将基础梁和/或底板视为横向连接件； 其尺寸拟定准则适用于对应基础梁宽度的有效 宽度或对应 10 倍于底板厚度的宽度。 EN 1998-5:2004 （E） 23 (2) 在其自身横向惯性力和上部结构产生的水平力作用下，筏基础也可作为其自身平面内的横 隔梁进行检查。 5.4.1.4 箱形基础箱形基础 (1) 5.4.1.3 的所有规定也适用于箱形基础。此外，对于所有土体类别，在规定的限制条件下， 可考虑 5.3.2(2)和 5.4.1.1(5)所述的土体横向承载力。 5.4.2 桩和墩桩和墩 (1) 桩和墩的设计应能够抵抗以下两类作用效应： a) 上部结构传来的惯性力。与静力组合后，此类力可以给出 5.3.2 中规定的设计值 NEd、 VEd和 MEd。 b) 由于地震波传递引起的、来自附近土变形的运动力。 (2) P 应根据 EN 1997-1：2004，7.7 验算桩的极限横向荷载承载力。 (3) P 确定沿桩分布内力的分析以及桩头的偏转分析应基于可真实（即使是近似复制）复 制的非连续模型和连续模型： - 桩的弯曲刚度； - 沿桩分布的土体反力，适当考虑循环加载的效应和土体应变的大小； - 桩-桩动力相互作用效应（也称为“群桩”动力效应） ； - 在承台处/承台的转动自由度，或在桩和结构连接处的转动自由度。 注：注：为了计算出桩的刚度，资料性附件 C 给出的公式可用作指导。 (4) P 应忽略易液化或其强度易明显退化的土层的边界承载力。 (5) 如果使用斜桩，则其设计应能够安全承受轴力和弯矩。 注：注：不推荐使用斜桩将横向荷载传递到土体上。 (6) P 仅当同时出现所有下列情况时，才应计算由运动相互作用产生的弯矩： - D、S1或 S2类地面，且包含刚度突变的相邻层； - 地区震级为中级或高级，即乘积 agS 超过 0.1g， （即超过 0.98m/s2） ，且结构的重要性 类别为 III 或 IV。 (7) 原则上。桩的设计应保持弹性，但在某些情况下，可能允许其桩头形成一个塑性铰链。潜 在塑性铰链区域的设计应符合 EN 1998-1：2004，5.8.4 的规定。 EN 1998-5：2004 （E） 24 6. 土与结构的相互作用土与结构的相互作用 (1) P 应考虑以下结构中的土与结构相互动力作用效应： a) P - 效应（2 阶）有明显作用的结构； b) 有大体积基础或深基础的结构，如桥墩，近海沉井和竖井等； c) 高耸挠性结构，如 EN 1998-6：2004 中规定的塔架和烟筒； d) 极软土壤上的结构，平均剪切波速 vs，max（如表 4.1 所定义的）小于 100m/s，如 S1类 地面的土。 注：注：有关土与结构相互动力作用的一般效应和意义等的信息，参见资料性附录 D。 (2) P 对于所有结构，应根据 5.4.2 的要求评估桩上的土与结构相互作用效应。 EN 1998-5:2004 （E） 25 7. 挡土结构挡土结构 7.1 一般要求一般要求 (1) P 挡土结构的设计应能够确保其在地震期间和地震后的正常使用，并且不会出现重大 结构损坏。 (2) 永久位移，有组合滑动位移和倾斜位移形式，如果可以证明此位移符合使用要求或美学要 求，则可以接受后者（基础土的不可逆变形所引起） 。 7.2 选择和一般设计考虑选择和一般设计考虑 (1) P 应根据正常使用情况选择结构类型，并应遵守 EN 1997-1：2004，第 9 章的原则。 (2) P 应充分注意到的一个情况是：满足其他抗震要求可能引起需要调整，有时可能引起 选择了更合适的结构类型。 (3) P 应仔细设定结构后面的回填材料的粒径配比，并在现场压实回填材料，以尽可能实 现与现有土体的连续性。 (4) P 结构后面的回填材料应能吸收瞬时运动和永久运动，并且不会影响结构使用。 (5) P 特别是在含水非粘性土情况下，应将水有效排至结构后面可能失效表面下的坑中。 (6) P 应确保所支撑的土体在设计地震作用下对液化具有强化的安全裕度。 7.3 分析方法分析方法 7.3.1 一般方法一般方法 (1) P 原则上，任何基于结构和土动力学建立的、通过经验和观察得以证明的方法可用于 评估挡土结构的安全性。 (2) 应考虑以下方面： a) 土体与其挡土结构之间的相互动力作用的非线性特性； b) 与土体质量、结构质量以及所有其它可能参与交互作用过程的重力荷载相关的惯性效 应； c) 由于墙后土体中和/或临水墙外侧水的存在引起的水动力效应； d) 土体变形，墙和拉杆变形（若有）之间的相容性。 EN 1998-5：2004 （E） 26 7.3.2 简化方法：拟静态法简化方法：拟静态法 7.3.2.1 基本模型基本模型 (1) P 拟静态分析基本模型应包括挡土结构及其基础，以及假设处于活动极限平衡状态的结 构后面的土体楔块（若结构具有足够挠度） ，作用于土体楔块的任何超载，以及在墙脚位 置的、假设处于被动平衡状态的土块（若可能） 。 (2) 为了产生主动土体状态，需要墙体在设计地震期间发生有效的运动，对于挠性结构，可以 通过弯曲实现这种运动，对于重力结构，可以通过滑动或旋转实现这种运动。有关需要形 成主动承载能力极限状态的墙体运动，参见 EN 1997-1：2004，9.5.3。 (3) 对于刚性结构（例如岩石上或桩上的底部墙体或重力墙体） ，会形成比主动压力更大的力， 因此，更有理由假设土体处于静止状态，参见 E.9。对于挡土墙，如果不允许运动，则也 应这样假设。 7.3.2.2 地震作用地震作用 (1) P 对于拟静态分析，地应使用一组等于重力和地震系数乘积的水平和竖向静态力来表 示地震作用。 (2) P 竖向地震作用应被视为向上或向下，以产生最不利的效应。 (3) 对于一个指定的地震区，上述等效地震力的强度取决于可接受的、且实际所采用结构解决 方案所允许的永久位移大小。 (4) P 在没有进行具体研究情况下， 影响所有质量的水平地震系数 （kh） 和竖向地震系数 （kv） 应如下取值： r S kh= （7.1） hv kk5 . 0=，若 avg/ag大于 0.6 （7.2） hv kk33. 0=，其它情况下 （7.3） 式中，系数 取表 7.1 列出的值，取决于挡土结构类型。对于不高于 10m 的墙体，地震系数应 取为与高度一致的常数。 EN 1998-5:2004 （E） 27 表表 7.1：计算水平地震系数的系数值：计算水平地震系数的系数值 挡土结构类型 r 最大可承受 dr=300.S（mm）位移的自由重力墙 最大可承受 dr=200.S（mm）位移的自由重力墙 受弯钢筋