地震液化处理方案10篇

地震液化处理方案10篇地震液化处理方案　1地震导致可液化砂土地基对建筑物严重危害及预防措施地震导致可液化砂土地基对建筑物严重危害及预防措施　【摘要】中国位于地震多发带，地震活下面是小编为大家整理的地震液化处理方案10篇,供大家参考。

地震液化处理方案10篇

篇一：地震液化处理方案

地震导致可液化砂土地基对建筑物严重危害及预防措施地震导致可液化砂土地基对建筑物严重危害及预防措施

　【摘要】中国位于地震多发带，地震活动活跃。对于地震发生时地基失效引起重大人员伤亡的情况多有发生。其原因之一在于砂土的液化，导致地基下沉所致。本文根据土体液化的机理，对其产生过程进行分析、提出有效的排查及解决方案，以供读者参考。

　【关键词】地震；液化砂土；地基；土体；建筑；剪应力；预防措施

　0.绪论

　我国是一个地震多发国家，6 度以上地震区几乎遍布全国各省、区。尤其是近几年地震活动比较频繁，几年前的汶川大地震等，大量的房屋遭到破坏和坍塌，给人民生命财产带来了巨大的损失，给家庭社会造成了巨大的危害。

　地震发生时，由于地面强烈运动震中产生的强烈横向及纵向震动，导致各类建筑物严重破坏。其中地基失效，即当建筑物地基内含有饱和松软的无粘性土及稍具粘性土，在强烈的地震震动作用下，土颗粒处于悬浮于孔隙水中的状态，呈现类似于稀砂浆的物体。使地基土体完全或部分丧失抗剪强度，在建筑物自重作用下产生较大的沉降。使地基液化出现喷水冒砂，从而使地上建筑物产生坍塌，下沉等破坏性损

　2 失。所以，对地震时土体的可能发生的液化危害进行妥善的改善和预防，会确保建筑物遭遇强震时，免遭完全破坏，为人民的生命和财产安全提供了稳定的保障。

　1.土体的地震液化机理

　在地震破坏的建筑物记载中，饱和松散砂土发生液化的情况是最多的。其次是塑性指数为 IP=3-10 的粉土、粉细砂。除此之外还与土的颗粒组成成分、土质的密实度及地震烈度密切相关。如平均颗粒 D50 在 0.05-0.1mm 之间的砂土为例。当土体的不均匀系数在 1.8 以下时都具有可液化性。而相对密度Dr大于20%的粉细砂不易液化。如粉砂结构性差的土体，其粘土颗粒含量小于 10%，孔隙比大于 0.85，且大于 0.05mm颗粒占全重 40%以上时，在七度地震烈度就可能产生液化现象。

　饱和砂土之所以发生液化，主要是由于砂土抗剪强度的降低所导致的。根据有效应力原理，无粘性土的抗剪强度不仅取决于土体内部摩擦角的大小，而且与土体内的有效正应力成正比。土体（砂骨架）中产生的正应力，它等于外力在砂水体系中引起的总应力减去外力在水中产生的应力。因此土体的抗剪强度 f 可以确定为：f=tan?渍=(?滓-u)tan?渍

　：土体内的有效正应力

　?滓：作用于剪切面上的总正压应力

　u：孔隙水压力

　?渍：土体的内摩擦角

　地震时饱和砂土地基在不能迅速排水的情况下，由于地震时地面的强烈运动影响。孔隙水压力急剧增加。当孔隙水压力上升到与总的正压力相等时。（?滓=u）有效应力为零。砂土颗粒处于悬浮于孔隙水中的状态，土体的抗剪强度趋近于零（f=0）；短时间内失去承载能力，即产生砂土液化。

　砂土的液化是否发生，也取决于一系列因素的综合影响，主要有几个方面对其产生影响：

　地震的现场分析资料表明，液化与砂土的密实度有关，松散的砂土比密实砂更容易液化，对于密实度 Dr 为 50%的沙层普遍液化，而 Dr 大于 70%的沙层就不会液化。砂土的液化也与土层的深度有关，砂土动力三轴试验表明，侧限压力越大，就越不容易液化，地震的液化土层深度均浅于 15m，更多的是浅于 10m。

　根据实际记录的数据分析可知。上覆粘土层厚度，即在饱和砂或粉土层的上面覆盖比较厚的粘土时(3m 以上)，即使砂土层液化，也不会发生喷水冒砂现像，也会避免地基的不均匀沉降，减轻地基液化对上部结构的危害。

　土的液化还与地下水位有关，地下水位浅的地区比水位深的地区更易于发生砂土的液化现象。饱和粉土的液化，大多数发生于地下水位深度在 0.8m-1.5m 地区。很少发生在水深在 2m-5m 深度的地区。

　土体的液化还与地震烈度，震级有关，烈度高比烈度低更易发生液化现象。一般多发生 7 度以上的地区，烈度越高，液化发生越多，越严重。同时，震级越大影响的范围就越广。强烈震动持续的时间越长，越容易引起地基土的液化现象。

　综上所述，在建筑物开工建造前，必须对拟建场地的土层做详细的勘察分析，判明该地区在遭遇地震时能否发生砂土液化现象。关系到地基是否稳定和建筑物是否安全。因此，必须加以正确的判别。地震时饱和地基土的液化，是由地震引起的周期剪应力使土体内产生了超静水压力所致。

　2.砂土液化的判别

　砂土液化的判别对房屋建筑前施工可行性，起到了很大的参考和辅助作用：

　一：动力试验为依据的经验法。

　二：计算现场剪应力与试验确定的液化强度比较法等。

　对于初步判断可能液化的饱和砂土和饱和粉土，采用标准贯入式进一步确定其是否液化。采用现场实测标准贯入锤击数（N63.5）值。小于计算值 Ncr 时，该土层为可液化土层；大于计算值 Ncr 时，为不液化土层。计算公式如下：

　Ncr=N0[0.9+0.1(ds-hw)]*

　式中 Ncr—饱和土液化临界标准贯入锤击数

　ds—饱和土标准贯入点深度（m）

　hw—地下水位深度（m）

　Pc—饱和粉土的粘粒含百分率，当 Pc（%）小于 3 时，取 Pc=3

　N0—当 ds=3m; hw=2m; Pc≤3 时，标准贯入锤击数。

　在工程的实际建设中，根据场地液化指数 ILE 的数值大小划分，区别场地的液化危害程度，充分利用天然地基，当ILE＜5 时可以做为建筑的天然地基，当液化等级中等以上Ⅱ级、Ⅲ级则采用必要的、有效的地基处理措施，使建筑物不至于产生破坏，从而达到经济安全可靠。

　3.砂土液化的防范措施

　地震时，砂性土发生液化的充分必要条件是：饱和水；土疏松；不能迅速排水。所以采用人工方法改变可液化土层所具有的上述条件之一，就改变了土层的液化能力，减小沉降量。地基的加固方法如下：

　（1）增密法：即减少土体中的孔隙，使颗粒尽量密实，减小压缩性，或使沉降量降低很小，对地基进行强夯，振动水冲，砂桩挤密，堆载预压等。

　（2）排水法：按照渗透理论计算，在地基内每隔一定距离设置渗透排水井，有砾石井法。提高排水效果，抑制地震发生时饱和砂层内孔隙水压力上升。避免发生液化现象。

　（3）土颗粒胶结法：采用各种胶结剂，把土颗粒胶结，提高颗粒骨架的抗剪强度，并由于胶结料的填充，减小了土层的孔隙比，抑制土体的液化，消除土沉降主要有电硅化法、

　6 高压旋喷法、压力灌注、深层搅拌等来完成。

　除以上方法，还可以根据建筑物的结构特点选择以下措施：

　（1）设置沉降缝，缩短建筑物长度，减小建筑单元体的地基沉降差。

　（2）采用筏基础或箱型基础，以提高建筑物竖向刚度，抵抗地基的不均匀沉降。

　（3）选择适当的浅埋基础，使天然地基持力层避开可液化的土层，并使基础底部保留一定厚度的非液化层。或根据土层分布情况选用支撑桩摩擦桩及沉井深基础。避免浅层地基土液化对建筑物造成的危害。

　综上所述，采取地基处理措施，可全部消除地基土的液化，从根本上消除地基沉降对建筑物构成的危害，减少人民的生命和财产的损失。是一种积极有效、安全可靠的措施。

　【参考文献】

　［１］凌冶平，易经武主编.基础工程．北京：人民交通出版社，1997．

　［２］高大钊，袁聚云主编.地质学与土力学（第 3 版）.北京：人民交通出版社，2001,3.

　［３］胡聿贤著.地震工程学（第二版）:北京：地震出版社，2006,1.

篇二：地震液化处理方案

中砂±液化现爨研究艇其工程防治王达胜（福建省煤田地质局福建福州３５０００５）摘要介绍砂土液化给人类带来的灾难．并结合笔者在２００８年汶川特大地震后所见现象进行液化影响综述、从砂土液化研究的机理入手，分析影响砂土液化的原因，提出一些处理砂土液化的工程措施。

　并且阐述目前用－？－事ｊ别砂土液化所采用的一些方法及其优缺点。关键词砂土液化孔隙水压力液化影响地基处理中图分类号：

　ＴＵ４３５文献标识码：

　Ａ文章编号：

　１６７２—９０６４（２００９）０３—００４１－０３地球给予了我们生活的空间．同时也由于其内部动力地质作用的原因在不断改变人们生活的世界。

　地震带给人们的灾难是惨重的．如：

　１９６４年日本新泻发生的７．６级地震，由于近河岸大面积砂土地基产生液化．大量建筑物遭到破坏．坍毁房屋２１３０栋，严重损坏６２００栋，轻度损坏３１２００栋。

　１９６６年我国邢台发生的６．７级地震．沿着滏阳河及其支流两岸，在南北长约６０ｋｍ．东西宽约１０．２０ｋｍ的广大地区内．发生喷砂冒水现象．造成大量堤防坍滑。

　河道建筑物破坏。

　１９７６年唐山发生的７．８级地震都曾造成大面积砂土液化现象。２００８年四ＪＩ｜汶川发生８．Ｏ级特大地震．局部地区震后数分钟地表开始大面积砂土液化．喷水冒砂现象严重，引起地表开裂与下沉．并最终使建筑物成片裂塌，笔者在震后进入灾区看到多处砂土严重液化现象。砂土液化现象作为地震灾害的一种主要形式．常常会引起建筑物基础的不均匀沉降及结构的破坏．造成严重灾害和人员伤亡．给人类带来巨大灾难。

　因此进一步深入研究砂土液化机理并提出相应的防治措施是非常重要的。ｌ砂土液化的机理饱和砂土在水平振动作用下．土体问位置将发生调整而趋于密实．土体变密实势必排除孔隙水。

　而在急剧的周期性动荷载作用下．如果土体的透水性不良而排水不畅的话．则前一周期的排水还未完成．后一周期又要排水，应排走的水来不及排出，而水又是不可压缩的．于是就产生了剩余孔隙水压力（或称超孔隙水压力）。

　此时砂土的抗剪强度丁为：ｆ＝［仃一时△Ｊ］啪‘Ｐ式中：

　ｏ为法向应力；ｐ．ｏ为静孔隙水压力；ｋ为超孔隙水压力； ‘ｐ为砂土的内摩擦角。显然．此时砂土的抗剪强度大为减小。

　随振动时间延续，△。

　不断累积叠加而增大，最终可抵消仃而使土体的抗剪强度完全丧失。

　液化产生。

　其现象就是发生喷水冒砂、地表塌陷。２饱和砂土液化的因素根据国内震害现场调查和室内实验研究．影响饱和砂土液化的因素可以概括为以下４点：（１）地震的强度以及动荷载作用。

　动荷载是引起饱和土体空隙水压力形成的外因。

　显然．动应力的幅值愈大．循环次数愈多．积累的孔隙水压力也愈高。

　越有可能使饱和砂土液化。

　根据我国地震文献记录．砂土液化只发生在地震烈度为６度及６度以上地区。

　有资料显示５级地震的液化区最大范围只能在震中附近．其距离不超过ｌｋｍ。（２）土的类型和状态。

　中、细、粉砂较易液化。

　粉土和砂粒含量较高的砂砾也可能液化。

　砂土的抗液化性能与平均粒径的关系密切。

　易液化砂土的平均粒径在０．０２～１．ＯＯｍｍ之间，在０．０７ｍｍ附近时最易液化。

　砂土中黏粒ｆｄ＜Ｏ．００５ｍｍ）含量超过１６％时很难液化。

　粒径较粗的土．如砾砂等因渗透性高，孔隙水压力消散快．难以积累到较高的孔隙水压力．在实际中很少有液化。

　黏粒土由于有黏聚力．振动时体积变化很小，不容易积累较高的孔隙水压力．所以是非液化土。

　土的状态，即密度或相对密度Ｄ．是影响砂土液化的主要因素之一，所以也是衡量砂土能否液化的重要指标。

　砂越松散越容易液化。

　由于很难取得原状砂样．砂土的Ｄ不易测定，工程中更多地用标准贯入度试验来测定砂土的密实度。

　调查资料表明：

　砂层中当标贯锤击数Ｎ＜２０．尤其是Ｎ＜ＩＯ时，地震时易发生液化．而级配的好坏影响不大。

　地质形成年代对饱和砂层的抗液化能力有很大影响．年代老的砂层不易液化，新近沉积的则容易液化．（３）初始应力状态．许多调查资料表明，饱和砂层上的有效覆盖压力Ｏ＇ｏ具有很好的抗液化作用。

　一般加压土层的厚度在３ｍ以上时，下面的砂层比较难以液化。

　此外在实际上，应该充分利用液化土层上的覆盖土层。（４）土层的刚度。

　土层的刚度将决定场地的卓越周期。

　当建筑物的自振周期与场地卓越周期接近时，就会由于共振而导致震害产生．地震的震害调查结果显示周期约为０．５ｓ的木房屋．当建造在深厚３０ｍ的软土层上时，破坏率商达３０％：

　当它们建造在硬土和岩石上时，破坏率降低为１％。１９８８年的墨西哥发生了强地震．首都墨西哥城距震中约作者简介：

　－王迭胜（１９６７一），男，１９８９年毕业于中国矿业大学地质系煤田地质勘探专业。

　工程师。　万方数据

　４００ｋｉｎ，虽然远离震中．但市区高层建筑破坏严重，全部倒塌的房屋达４００多栋。

　在８级左右的强地震下．远离震中４００ｋｍ的，一般情况下不致引起破坏。

　墨西哥地震是远震时深厚软土层上高层建筑严重破坏的典型实例。

　类似的震害受土质条件影响的例子还很多。３砂土液化的判别国内外用于砂土液化的判别方法种类繁多．大致可分为２种：

　①是依据室内试验； ②是依据现场测试的经验方法。

　但由于影响砂土液化问题的复杂性：

　每种方法都有一定的运用范围和局限性．常用判别方法大致可归纳为现场试验、室内试验、经验对比、动力分析４大类：（１）现场试验方法。

　其判别法基本原理：

　在宏观地震液化和非液化区域．依据现场试验测得判别指标的数据．通过分析、统计和总结。

　建立与宏观地震灾害资料之间的关系。

　得出经验公式或液化分界线来判别液化与否。

　主要包括标准贯入临界击数判别法（Ｓ网、静力触探法（ＣＰＩ＇）、剪切波速法、瑞利波速法、能量判别法。

　此类方法比较直观且可以考虑多个影响饱和砂土液化的因素．避免了室内试验中土样扰动等问题具有较强的实用性和可靠性。

　但也存在一些不足：

　需要大量的地震现场统计样本．已经累计的各类土体液化现场试验数据还比较少：

　地基液化调查资料多是在自由场地取得的．一般说此类方法适用于自由场地的液化判别．此类方法建立在地震现场的液化实例基础上。

　具有区域性．通用性不够理想。（２）室内试验方法。

　这类方法根据室内试验模拟现场条件确定土体的抗液化强度．同时用设计地震资料计算地震动应力指标，比较两者大小判别液化与否。

　采用的主要室内试验有：

　各种类型的循环三轴压缩试验、共振柱试验、循环剪切、循环扭剪、振动台、离心机模型试验。

　此类方法主要用于判别在大型建筑物地基中和土工结构物中的饱和砂土体的液化。

　它可根据建筑物的具体形状、场地边界、排水条件等在实验室中进行模拟。

　并根据实际经验对结果给予修正。

　此类方法存在取样困难、应力释放和试样应力状态与土基差异较大等缺陷。

　因此．试验参数确定以及如何更好地模拟土体的现场情况是提高室内试验方法判别可靠度的关键。（３）经验对比。

　根据宏观震害总结的经验，提出液化判别标准。

　如水利水电工程地质勘察部门提出的相对密度判别法。（４）动力分析方法。

　动力分析方法主要有等效线性总应力动力分析法和有效应力动力分析法２种。

　前者不考虑孔隙水压力的升高对土动力特性的影响，后者则考虑了这种影响。

　动力分析方法适用于自由场地．也适用于判别重要建筑物地基中和土丁结构中饱和土体液化。

　它综合考虑了地震动力特性、地形地质条件、荷载作用、边界条件等多种因素的影响．还可以研究地震过程中及以后液化区的发生、发展过程。

　但动力分析方法需要由室内试验确定土的若干动力特性参数以及复杂的计算分析．因此在实际工程中应用较少，目前只在一些重大工程中适用。４２随着计算技术的发展和数学理论的完善．目前出现了通过严谨的数学方法将影响砂土液化的各主要指标统一起来进行判别的方法，如神经网络法、支持向量机法、模糊综合评判法等。４砂土液化对建筑物的危害特点及影响因素地震时．地基一基础～上部结构作为一个整体产生振动，相互制约、相互影响。

　液化研究主要涉及液化区高层建筑、桥梁、铁路、码头、水利设施，地下结构与生命线工程等的震害研究．４．１砂土液化对建筑物危害特点（１）对工业与民用建筑而言．液化造成的震害以产生倾斜、沉降和不均匀沉降为主．最终使建筑倒塌。（２）液化土层有减震作用．地震波通过液化土层后其高频成分被大大削弱．主要是长周期的成分能够穿过液化层而向地面传播．这一特点使大部分短周期结构遭到的破坏比非液化庆同类结构为轻．土层液化对房屋震害的影响已早为人知．一般认为．土层液化会加重建筑物的震害。

　我困研究人员首先注意到土层液化能减轻房屋震害．从液化土层具有双重作用的观点出发，研究了对房屋震害的影响。

　当建筑物位于平坦而无侧向扩展的地基上时．土层液化减轻房屋震害的现象更明显。

　对于土层液化对震害影响的双重作用的机理．和在工程中如何评判液化对房屋震害的可能影响．有待于今后作深入的研究。４．２液化对建筑物影响因素（１）液化层越厚。

　震陷、喷水冒砂和地基失效越严重，但隔振效果相对较好。

　液化层埋藏较深．地基不易失效．且隔振效果也好．（２）基础类型从抗震角度．多层砖房的基础可分为抗震性能较好的柔性基础和抗震性能较差的刚性基础。

　宏观震害经验表明．这两类基础不仅破坏形式不同．而且对上部房屋的影响也不同。

　由于砖石基础等的不均匀沉陷、断裂和错动。上部砖石结构的墙、柱、梁等也随之出现开裂、倾斜、甚至倒塌。

　也就是说．砖石基础等刚性基础，当出现地基失效时往往加重上部的砖石结构的破坏。

　与此相反．虽然相对讲震陷值大些．但由于钢筋混凝土筏形或箱形基础的整体完好性．除了使上部建筑物倾斜外．极少有因基础断裂、错动造成结构开裂．从而加重震害的现象。

　实际震害表明．此时液化砂层的减震作用似乎更加明显。

　由此可见。

　在分析液化土层对建筑物震害的影响时．必须考虑基础类型不同的影响。（３）上部结构的刚柔。

　众所周知，地震时建筑物的破坏与其自振特性及地面运动特性等有关。

　坚硬场地上刚性建筑物震害大．软弱场地上柔性结构物破坏大。

　液化对短周期地震波隔振．对长周期地震波放大，因此有利于小型的刚性建筑而不利于高柔建筑。５砂土液化的工程防治砂土液化工程防治仍然是岩土工程治理最重要的课题之一．常用防治方法大致可归纳如下：（１）可以降低地震的水平力对基底的砂土作用，利用减（下转第６０页）　万方数据

　（７）第Ⅶ沉积幕：

　童子岩组３段上亚段。

　该段因受Ｒ推覆断层的影响保存不全。

　主要是障壁岛一泻湖沉积总体。

　其顶界面为一间断面，即翠屏山组与童子岩组的平行不整合面。３童子岩组聚煤规律３．１聚煤作用主要环境类型从以上沉积体系和沉积环境分析．吾祠矿区童子岩组的聚煤作用主要与３种沉积体系有关。

　即与障壁岛一泻湖、海滩面、潮坪这３种环境类型直接相关。与障壁岛一泻湖沉积体系有关的聚煤作用主要产生在障壁岛后、泻湖充填的边缘地带。

　成煤时，基本上与海隔离成废弃的滨岸地洼地带形成低位沼泽。

　本矿区的３８＂煤、３９＇煤和局部可采煤层均属这一沉积体系。还有与潮坪沉积体系相关的聚煤作用主要产生在潮间带泥坪之后．但因本矿区Ⅵ沉积幕的煤层都在混合坪之后形成．所以都为不可采的薄煤层且煤层较为密集。另一种是与海滩面沉积体系相关的聚煤作用．活动的海滩面由于处在高能环境，泥炭沼泽较难形成。

　本矿区的Ｉ、Ⅳ、Ｖ沉积幕的聚煤作用应是在废弃的碎屑滨岸环境形成。一般在原先形成的前滨洼地形成沼泽．如童子岩组一段底部煤层的底板都有一层较薄的伪底．就是这一环境形成。

　但这种沉积体系形成的煤层，规模较小，厚度较薄，难于成为有工业价值的煤层。３．２聚煤规律该区童子岩组沉积建造总体为一海退序列．其聚煤作用渐呈弱化趋势．富煤带往往发生于海退初期。

　如童子岩组１段下部与３段底部的３８・、３９＇、２９＇煤层均为该区主要可采煤层．占全区总储量的７０％以上．而且煤层底板下均有较厚的滨岸砂岩（即Ｉ，、 Ⅲ。

　），顶板细粉砂岩、砂质泥岩厚达ｌＯ多Ｉｌｌ，反映了最佳的聚煤环境。

　这一规律与全省含煤建造沉积特征相吻合。在海退中期，由于次级海侵频繁，时间短．聚煤作用较强，往往形成以局总可采煤层为主的煤组。

　但煤层密、间距小、厚度较薄。

　如童子岩组１、３段的Ⅱ 。

　一Ⅲ。

　含煤段，俗称“植物段” 。

　由于我省属缺煤区该煤组开发强度也较大。海退后期．聚煤作用最弱．几乎无可采或局部可采煤层．且煤层更密。

　厚度更薄。

　一般不具工业价值。因此该区的勘探与开发的主要对象应瞄准聚煤作用最强的海退初期形成的煤层，这样可以取得最好经济效益。４结束语通过上述分析，揭示了吾祠矿区童子岩组沉积体系、沉积构成类型和沉积幕的组成特征．总结出吾祠矿区童子岩组的聚煤作用主要与３种沉积体系有关．即与障壁岛一泻湖、海滩面、潮坪这３种环境类型直接相关．其中障壁岛一泻湖沉积体系是本矿区的主要成煤环境。

　该区童子岩组沉积建造总体为一海退序列．其聚煤作用渐呈弱化趋势．富煤带往往发生于海退初期。参考文献１郑珍棋．等．福建省漳平吾祠矿区普终地质报告．福建省１９７煤田地质勘探队．１９９３２陈钟惠．煤和含煤岩系的沉积环境．中国地质大学出版社．１９８８。

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篇三：地震液化处理方案

0 期2013 年10 月广东水利水电ＧＵＡＮＧＤＯＮＧＷＡＴＥＲＲＥＳＯＵＲＣＥＳＡＮＤＨＹＤＲＯＰＯＷＥＲＮｏf畅 10Ｏｃｔ． 2013浅谈石榴岗水闸地震液化判别及处理措施陈　浩，杨小伟（广州市水务规划勘测设计研究院，广东广州　５１０６４０）摘　要：

　基于广州市海珠区石榴岗水闸所处工程地质条件，简要介绍砂土地震液化机理，并利用标准贯入试验法对其进行地震液化判别，提出相应的地震液化处理措施，以减轻与防止砂土地震液化对水闸的破坏，从而为类似的工程提供一定参考。关键词：

　砂土液化；液化判别；标准贯入试验法；抗震液化处理中图分类号：

　ＴＵ４３５　　文献标志码：

　Ｂ　　文章编号：

　１００８－０１１２（２０１３）１０－００４８－０２　　收稿日期：

　２０１３－０８－２６；修回日期：

　２０１３－０９－０２作者简介：

　陈浩（１９８３），男，硕士，工程师，从事水利地质勘察工作。1　工程概况石榴岗水闸重建工程位于广州市海珠区石榴岗河与珠江后航道交汇处，属侵蚀一级台地地貌单元。

　该水闸临近江河出海口地带，河涌宽约为１４０ｍ，河道高程约为－５畅２０～－０畅１０ｍ，堤防高程约为３畅５０～３畅７０ｍ。地基地层岩性从上而下主要由第四系全新统人工堆积（人工填土）、第四系全新统灯笼沙组海冲积相（淤泥、淤泥质粉砂、中砂）、震旦系（混合岩）组成。工程区内地下水类型主要为松散岩类孔隙水，地下水动态变化复杂，除了受大气降水、蒸发、地形地貌条件影响外，还受外江潮水涨落和河涌的水位影响较大。2　砂土地震液化机理饱和砂土在振动作用下存在颗粒移动和变密的趋势，这种趋紧密的作用将导致孔隙水压力上升，有效应力减小。

　在地震过程中，突然上升的孔隙水压力来不及消散，这就使原来由砂粒通过其接触点所传递的压力（有效压力）减小，当有效压力完全消失时，颗粒将悬浮在水中，砂土体即发生振动液化，完全丧失其强度和承载能力3　砂土地震液化判别液化判别方法主要有３种，分别为标准贯入试验判别法、剪切波速值判别法及静力触探试验判别法。本文采用标准贯入试验法对广州市海珠区石榴岗水闸重建工程进行砂土地震液化判别根据（ＧＢ５００１１－２０１０）枟建筑抗震设计规范枠［１－２］。［３］。［４］附件Ａ“我国主要城镇抗震设防烈度、设计基本地震加速度和设计地震分组Ａ畅０畅１７”，工程区地震动峰值加速度为０畅１０ｇ，参照地震动峰加速分区与地震基本烈度对照表，相应的地震基本烈度为７度，对建筑抗震不利的地段，需进行砂土地震液化判别。1）

　初判拟建水闸土层分布为：

　①人工填土； ② －１淤泥；② －２淤泥质粉砂； ② －３中砂； ② －４淤泥； ④全风化混合岩； ⑤强风化混合岩； ⑥弱风化混合岩。

　初判结果表明，当地震烈度为７度时，地表以下深度２０ｍ范围内存在可能产生地震液化砂层。2）

　复判当饱和砂土以及粉土初判认定需再进行地震液化判别时，则用标准贯入试验判别法对地面以下２０ｍ范围内土的饱和砂土以及粉土进行判别液化；当饱和砂土以及粉土标准锤击数（杆长未经修正）小于等于临界值时，判为液化土。

　液化等级与液化指数的对应关系见表１。表1　液化等级与液化指数的对应关系液化等级轻微中等严重判别深度为２０ｍ的液化指数3）

　判别结果计算结果表明：

　② －２淤泥质粉砂层判别结果为液化，液化等级为严重； ② －３中砂层判别结果为液化，液化等级为中等。

　地震液化判别结果见表２。０＜ ILE≤６�６＜ ILE≤１８�ILE ＞１８�·８４·

　表2　地震液化判别编号土层编号土层名称标贯点底深／ｍ５畅９黏粒含量ρc ／％标贯锤击数基准值No ／击临界锤击数Ncri ／击实际锤击数Ni／击液化指数液化等级ＺＫ１媼父父媼媼い悙 ② －２父父

　い悙悙父淤泥质粉砂い滗父父\い悙\悙\父い滗\\祆い悙祆\祆\３\い祆祆T T\\T T祆@ @祆７祆いT TT T 祆祆 @ @ T T８@ @\

　畅９６２祆４０畅１９严重９畅０３７１０T T畅７４２１１畅７３７１１畅９４２② －３中砂１３畅４３７１２畅５８５７行行畅５８中等１４畅５３７１２畅９６６ＺＫ２ＺＫ３② －２淤泥质粉砂１１畅６４３７１０T T@ @畅６９２

　２０滗滗滗滗畅３８严重② －２淤泥质粉砂９畅２５３７９畅８６２２６畅０７严重１１畅４５３７１１畅８３３ＺＫ４媼 ② －２淤泥质粉砂３畅０５３７６畅５８２５４滗滗畅８１严重６畅５５３７９畅３８２② －３中砂１１畅５３７１１畅８６３９行行畅４６中等4　抗地震液化处理地震液化计算结果表明，工程区大部分砂土层存在地震液化的可能性，液化等级为中等～严重。

　不宜将未经处理的可能液化的土层作为天然地基持力层。建议进行减轻液化影响的基础和上部结构处理，可综合采用下列各项措施1）

　选择的基础埋置深度必须合理，如采用桩基，桩端应深入液化深度以下稳定土层中具体长度（不含桩尖）应由计算确定，对碎石土、砾砂、粗砂、中砂、坚硬粘土应大于等于５００ｍｍ，非岩石土应不大于等于２ｍ；2）

　可以调整建筑物基础的底面积，尽量减少建筑物基础偏心；3）

　可以尽量加强基础整体性以及刚度；4）

　可适当减轻荷载，尽量加强上部结构的均匀对称性以及整体刚度，应合理得设置沉降缝，尽量避免使用对不均匀沉降较为敏感的结构；5）

　对液化砂层进行处理，如采用振冲挤密等措施，处理深度应至液化深度下界，并且桩间土标贯击数必须大于地震液化判别标贯锤击数的临界值。［５－６］：5　结论本文以广州市海珠区石榴岗水闸重建工程为依托，介绍了砂土地震液化的机理，并对其砂土地震液化情况进行了判别，最后提出了相应的抗震液化处理措施，从而减少地震液化所造成的破坏。

　对于地震液化的判别方法，可根据工程需要及实际条件进行有针对性的选择；对于抗震液化处理的方法，也应根据实际情况进行选择。参考文献：［１］　ＧＢ５０４８７－２００８水利水电工程地质勘察规范［Ｓ］．［２］　ＧＢ５００２１－２００１岩土工程勘察规范［Ｓ］．［３］　杨文卫，岳中琦．标准贯入试验及其在岩土工程中的应用［Ｊ］．广东水利水电，２００６（２）：

　３１－３４．［４］　ＧＢ５００１１－２０１０建筑抗震设计规范［Ｓ］．［５］　孙恒矗．砂土地震液化大变形研究进展［Ｊ］．广东水利水电，２００９（８）：

　１２－１６．［６］　盛朝晖，刘会欣．岳城水库土坝地震反应分析［Ｊ］．广东水利水电，２００８（３）：

　５６－５８．（本文责任编辑　马克俊）·９４·2013 年10 月　第 10 期陈　浩，等：

　浅谈石榴岗水闸地震液化判别及处理措施Ｎｏ畅 10　Ｏｃｔ． 2013

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篇四：地震液化处理方案

桩法防治砂土地震液化的应用

　摘要：

　对位于抗震设防烈度大于 6 的场地，当地下范围内分布有易液化的土层时，应采取相应的措施（上部结构抗震构造措施、地基处理措施等）

　消除地震液化危害。

　本文结合海南省文化艺术中心工程，分析了碎石桩法在防治砂土层地震液化中的应用效果。

　关键词：

　碎石桩；地震液化；饱和砂土；标贯试验

　中图分类号：

　TU521 文献标识码：

　A 文章编号：

　前言

　1. 1 砂土液化

　饱和砂土在地震、动荷载或其外力作用下,

　受到强烈振动而丧失抗剪强度,

　使砂粒处于悬浮状态,

　致使地基失效的作用或现象为砂土液化。

　 1. 2 饱和砂土振动液化机理

　当振动荷载作用在饱和沙土上时，砂土骨架因为振动的影响受到一定的惯性力和干扰力。

　由于砂土质量和排列状况不同，再加上各点的起始应力和传递的动荷强度不同，使各个砂土颗粒的作用力在大小、方向上有明显的差异，从而在砂土颗粒间的接触点引起新的应力。

　当这种新的应力超过一定数值后就会破坏砂土颗粒间原来的联结与结构，使砂土颗粒彼此脱离接触。

　此时，原先由砂粒间的接触点传递的有效压力就转为由孔隙水来承担，从而引起孔隙水压力的骤然升高。

　一方面，孔隙水在一定超静水压

　力作用下力图向上排出；另一方面，砂土颗粒在重力作用下向下沉落。

　砂土颗粒的向下沉落受到孔隙水向上排出的阻碍，在结构破坏的瞬间或一定时间内使砂土颗粒处于局部或全部悬浮(当孔隙水压力等于有效覆盖压力时)

　状态，砂土的抗剪强度部分或全部丧失，砂土即出现不同程度的变形或完全液化。

　 1. 3 砂土地震液化的一般防治措施

　拟建建筑场地地层中存在地震液化的土层，对建筑抗震设防类别为丙级以上的建筑工程，需按相关规范采取相应措施全部或部位消除地震液化沉陷。

　抗液化措施一般分队基础和上部结构处理措施及地基处理措施。

　前者如：

　采用箱基、筏基或交叉条形基础等以加强基础的整体性和刚度，减轻荷载增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝等措施；后者如：

　采用加密法（振冲、振动加密、碎石桩、强夯等）

　对地基进行处理。

　 2 工程概况

　2. 1 工程简介

　海南省文化艺术中心文化位于海口市国兴大道 68 号海南省文化公园内，为海南省政府重点公共建筑工程，是集办公、会议、剧院演出等功能于一体的多功能现代化建筑，建筑面积约 23000m2，结构形式为框架剪力墙，总投资 1. 8 亿。

　该工程地上五层，局部三层；地下一层，局部三层；地下室基础地基土层为中砂层（主台仓地基土层为淤泥层）。

　 2. 2 工程地质及水文地质条件

　拟建场地在存在 2 个含水层，第 1 含水层系③中砂中的孔隙型潜水，

　该层水量丰富，主要补给来源为地表水及层间渗流，向场地以外低洼沟谷排泄；第 2 含水层系附存于⑥粗砂中的微承压水，主要受层间渗流的补给，该层与地表水水力联系差。

　场地浅层地下水位埋深 2. 60～3. 60m，高程2. 04～2. 81m，根据地区资料表明该区域水位变幅 1～2m。

　场地位于河流冲积相一级阶地地貌单元，地表覆盖后期人工填土，地形较为平坦，场地内土层地质特征参数如表 1 所示。

　地基土层物理及力学特征参数表 1

　3 土层地震液化防治措施

　3. 1 土层地震液化判断

　本工程场地位于抗震设防烈度 8 度区，设计基本地震加速度为 0. 3g，设计地震分组为第一组，属于强震区。

　本工程采用桩基础，按《建筑抗震设计规范》（GB50011-2001）（后述简称抗震规范）

　地层液化判别深度取为20m，由表 1 可以看出在地面以下 20m 范围内分布两层饱和的砂土：

　③中砂和⑥粗砂。

　粗砂层为 Q3 地质年代形成，按抗震规范可以不考虑液化影响；中砂 Q4 形成，存在液化的可能性，按抗震规范需采用标准贯入试验对中砂层进行进一步液化判断。

　标贯试验钻孔（控制孔）

　平面布置图如图1 所示，中砂层标贯试验成果表如表 2 所示。

　图 1 控制孔平面布置图

　标贯试验成果表表 2

　以标贯试验进行饱和砂土液化判断，由于本工程采用桩基础，液化判断深度取为 20m，标贯试验锤击数大于标贯试验锤击数临界值时判为液化土，临界值按下式计算：

　（）

　式中：

　为标贯试验锤击数临界值；为标贯试验锤击数基准值，按抗震规范表 4. 3. 4 取为 13；为标贯点深度（m）；为地下水埋深，按设计基准期内年平均最高水位采用，本场地取为 2. 5（m）；为土层粘粒含量百分率，欲判断土层为中砂，取为 3。

　以 ZK1 点为例计算液化指数，计算过程如表 3 所示

　液化指数计算过程表表 3

　注：

　 1）

　为 0 及最大值代表液化层顶底界面，其设为 0；

　 2）

　取值，当=0 时，取为；当 0， =0 时，取为，其它取为；

　3）

　取值，当=0 时，取为；当 0 时，取为；

　 4）

　由下式计算：

　（）

　 5）

　由下式计算：

　根据表 3 计算过程，得所有控制点液化判断结果如表 4 所示

　控制点液化判断结果表 4

　由表 3 可得出场地的平均液化指数为 9. 3，结合场地地质地貌条件，综合评价地基的液化等级为中等液化。

　 3. 2 饱和砂土地基处理设计

　根据抗震规范及相邻建筑物地基处理经验，本工程采用碎石桩对饱和中砂土进行处理，桩体材料为含泥量小于 5%、粒径小于 50mm 的碎石。

　碎石桩的桩径 500mm；桩孔深 8. 5m，地下室部分有效桩长 3. 5m，费地下室部分有效桩长 5m；采用矩形方式布桩，一般桩间距为 2500mm，考虑基础结构及工程桩的分布，局部可调整为 2000mm、 1500mm，为提高处理效果，基础边缘处理宽度取为一倍的基底欲处理深度。

　 3. 3 碎石桩法处理预期效果

　由于本工程采用了相对均匀对称的结构设计，设置了合理的沉降缝及采用了深埋桩筏基础，对碎石桩法处理饱和砂土的效果预期为：

　地基处理

　及预应力管桩施工完成后，场地达到不液化或轻微液化，综合地基液化指数不大于 4。

　 4 碎石桩法处理饱和砂土效果分析

　本工程碎石桩施工 1443 根，根据抗震规范标贯试验检测数量不小于2%，实际检测 29 根，限于篇幅标贯试验成果表不再叙述。

　取标贯试验数据，按表 3 计算过程得各点液化指数结果如表 5 所示。

　标贯试验液化判断结果表 5

　由表 3 可得出场地的平均液化指数为 0. 8，达到预期效果。

　 5 结论

　在强震区，饱和砂土的地震液化会对建筑物（构筑物）

　造成严重的损害，本工程为大型公共建筑，抗震要求很高。

　工程除采用深埋桩筏基础、均匀对称构造设计及合理设置沉降缝等有利抗震措施外，还采取碎石桩法对饱和砂土地基进行处理。

　通过对标贯试验的数据分析，处理后的地基综合液化指数仅为 0. 8，达到了很好的处理效果。

　参考文献

　[1] 徐正忠,

　王亚勇等.

　建筑抗震设计规范（GB 50011—2001）

　中国建筑工业出版社,

　2001；

　 [2] 王卫.

　饱和砂土地震液化及处理措施[J].

　西北水力发电, 2006,

　22（1）

　: 43-45；

　 [3] 范士凯,

　粟怡然.

　砂土液化的工程判别法[J].

　资源环境与工程,

　2006,

　20（B11）

　595-600；

　 [4] 顾饱和,

　高大钊等.

　岩土工程勘察规范（GB 50021—2001）

　中国建筑工业出版社,

　2001。

篇五：地震液化处理方案

碎石桩在地震液化地基处理中的应用向光辉张智春 ( 河南省水利第一工程局，河南郑州 450000 ) 摘要：

　振动挤密加固砂性土地基是在地基土中产生周期性振动挤压作用，从而使周围土体产生动孔隙水压力。挤密碎石桩在南水北调地震液化处理中效果显著、运用广泛。文章通过施工实例介绍了挤密碎石桩施工的原理及施工方法。

　关键词：

　挤密碎石桩；粉砂土地震液化；地基处理；灌料振冲；碎石桩加固

　中图分类号：

　U416 文献标识码：

　A 文章编号：

　1009- 2374 ( 201

　1) 16- 0047- 02 一、碎石桩加固原理振动挤密加固砂性土地基是在地基土中产生周期性振动挤压作用，从而使周围土体产生动孔隙水压力。

　当动孔隙水压力值超过某一数值，即砂性土产生人工 “ 液化 ” ，处于液化状态的砂土颗粒在重力作用下重新排列，作新的紧密堆积，直至达到新的稳定状态。

　砂土颗粒的重新排列，可提高砂土的密实度，增加强度，减少变形。

　振动挤密碎石桩处理液化地基的原理主要是振密和挤密作用和排水减压作用。

　碎石桩施工情况如图1所示：

　图 1 碎石桩施工二、工程概述本工程为南水北调中线一期工程总干渠沙河南～黄河南 ( 委托建管项目) 潮河段第三施工标段，全段总

　长6000m 。设计用挤密碎石桩进行地基处理的渠道长度 3180m。渠底板主要为黄土状中粉质壤土，渠坡主要由

　黄土状构成，局部为极细砂。

　碎石桩桩径0． 6m ，桩间距 1． 8m ，正三角形布置，

　深入非液化土层0． 5m ，液化处理后标贯实测值不低于临界标贯值。

　三、碎石桩施工 (一) 施工准备工作 1．平整场地。清理表面腐植土层30cm ，清理平整场地，清除高空和地面障碍物；测量放线，测量地面整平后的标高；严格按设计图纸布设桩位。

　2．机械设备。本标段由于地质不均匀，中间夹有砂层，振动沉管桩机施工成孔困难，经多次试桩均不能达到设计桩长。故采用先锤击引孔后振动挤密成桩法进行试桩，从而达到消除渠基饱和液化土的目的。

　采用履带式起重机加导杆式 DD

　2A柴油锤，

　DZ1

　IOKS走管式振动沉管桩机，合页式桩失；桩管直径般为480m m；并在桩头部位加强到直径550m m ，并设有二次投料口，最大沉桩深度能达 15m ；锤重≥8t ；激振力≥429～697kN。

　3 ．材料。

　未风化的干净碎石，碎石粒径 l 0～ 50m m，含泥量不大于 5％；桩体填料充盈系数 1． 2～1． 4；材料进场后现场取样，试验合格后使用。

　4 ．劳动力组织。根据打桩机的台班生产能力确定。每个施工班组由9～ 12人组成，班组以打桩机为中心建立各自的岗位责任制，在班组长的统一指挥下开展工作。

　5．现场工艺性试桩。施工前，根据设计和规范规程要求在现场进行试桩试验和质量检测，以确定主要技术指标和工作参数。试验开始按设计要求的石料进行试桩，并记录履带式柴油锤引孔速度和深度，振动沉管机成桩时间、深度、提升高度和速度、反插次数和深度、碎石填充充盈系数、电机的工作电流等，以确定桩体在密实状态下的各项施工技术指标。

　(二) 施工过程施工工艺流程：

　一场地平整卜一 —叫施工放样卜 _-—叫履带式柴油锤引孔机就位调整振动沉管机就位对中

　。

　_1 成孔1 ． — 柴油锤引孔振动下沉管沉入设计深度卜- —叫灌料(碎石) 卜- —叫拔管投料加压成桩移至下一桩位施工一上拔出桩管 I．一振动拔管、反插 201

　06 o 中阖高新茂a

　吐 47

　 1．施工前先进行场地整平，清除障碍物。

　2．测量定位。根据桩位布置图用全站仪定出施工区四个角桩的位置，作为施工中平面位置的控制桩。

　再用钢尺人工根据设计图纸把各碎石桩桩位放样出

　来，用白灰点和竹签做上记号便于施工，桩位偏差不大于2cm 。桩设计直径60cm ，桩间距采用 1_8m ，正三角

　形布置。

　3．柴油锤引孔。采用履带式冲击柴油锤引孔，引孔直径为400m m，深度为小于设计桩长，根据地质情况，引孔范围8～l Om 。引孔前校正桩位及桩垂直度，

　引孔完成后，履带式柴油锤移至下一桩位继续引孔。

　在引孔过程中发现地面以下3～4． 5m i~l7～8． 5m 为较硬层；4． 5～6m 为软层。根据引孔情况在成桩过程中特别注意软层的反插次数。

　4．振动沉管机就位。振动沉管机移动就位，桩位偏差不大于15cm ，就位后用靠尺检查桩管垂直度，通过调整机架两个后支撑调整至合格，即桩身垂直度不大于l％。按照由外到内，隔排跳打的原则施工。

　5 ．灌料振冲。采用逐步拔管法。往沉入土层的沉管填满碎石后，启动振锤，先拔管0． 5m 左右，留振 30S，然后每拔 1m，停拔振动 2O～30s ，反插0． 5m ，

　并由密实电流控制桩体密实情况，如未达到规定密实电流时，应提起振冲器，继续加料振冲，直至该处密实电流达到规定值为止。重复进行至桩顶部再留振 30~ 40s ，拔管速度一般控制在 1～1． 5m ／ m in。成桩过程中不断补足碎石到理论填料量的120％ ~ 140％以上，

　在孔口部位进行反插、加压，保证孔口石料的密实。

　关闭振动锤，移位至下一桩位。施工完毕后整平场地，测量标高，整理施工记录。

　6．通过现场试验确定主要技术参数见表1：

　表 1 技术参数沉管电流值密实电流值沉管提升速度反插次数留振时间填料量 80 ～9O A 90 ～ 10OA 1． 2m， min 每米反插 1 次 20 0． 35m0／ m 30s (三) 质量控制沉管碎石桩施工时，应严格控制填料量，提升速度和高度、反插次数和时间、电机的工作电流等，以保证挤密均匀和桩身的连续性。

　1．桩管拔起时速度不能过快，要根据试验确定，

　通常为1～ 1． 5m ／ m i n。

　2．填料量。可以反映出每根桩体用料的情况，施 48 o 中固高新技书企业 201

　1． 06 工前必须试桩，从试桩资料中可以得出每根桩平均的填料量，用这个值作为施工时的控制标准。

　3．密实电流。反映桩体和地基加固的密实情况，

　因此检验密实电流就可以基本上了解地基的加固效果。密实电流的规定值应根据现场制桩试验定出。

　4．留振时间。留振时间的长短，视土质而定，颗粒细，留振时间可长一些，一般在20~ 30s 。

　填料量、密实电流和留振时间是相互联系和制约的，只有在一定的填料量情况下，才可能保证达到一定的密实电流，而这时也必须要有一定的留振时间，

　才能使填料挤紧振密。

　四、质量检测桩间土检测采用标准贯入试验法进行地震液化判别，由甲方认可有资质的检测单位进行检测。

　检测方法：采用桩间土标准贯入试验参数来评价桩间挤密后地震液化砂层的处理效果。

　检测时间：检测时间为成桩7～14天后。

　检测部位：桩间土在成桩正三角形的中心点。

　检测单位：河南省水利勘测有限公司。

　经多次成桩检测显示，挤密碎石桩处理均能成功消除地震液化，达到预期的目的。

　五、结语试验证明，碎石桩处理地震液化地基效果良好，且施工机具简单易于掌握，特别是锤击引孔成桩法适用于中间有硬质砂层，直接成孔困难的地层。鉴于它的这些优点，挤密碎石桩在南水北调地震液化处理施工过程中得到了广泛应用。对于施工单位，熟悉和掌握碎石桩的施工原理、施工工艺是完全必要的。o

　参考文献 [1】

　中国建筑工业出版社．建筑地基处理技术规范( IGJ79—

　2002)Is1 ．中国建筑工业出版社， 2002．

　[2】上海市建设和管理委员会．建筑地基基础工程施． 7 - 质量验收规范( GB50202— 2002) f

　S1 l 中国计划出版社， 2004．

　[3】

　中国建筑工业出版社．湿陷性黄土地区建筑规范 (GB50025- 2004) 『 S1．中国建筑工业出版社， 2008．

　[4】建筑桩基技术规范( IGI94— 2008) f S1 _ 中国建筑工业出版社， 2008．

　[5】南水北调中线一期工程总干渠沙河南一黄河南(委托建管项目) 潮河段第三施工标段招、投标文件及图纸要求． (责任编辑：

　陈倩)

篇六：地震液化处理方案

Ｉ：１０．１９３９２／ｊ．ｃｎｋｉ．１６７１７３４１．２０２０１９０８９砂土地震液化的形成机制及防治措施马　旺　欧阳九发　康　林　乔　丰　郑有伟 内蒙古科技大学　内蒙古包头　０１４０１０摘　要：在查阅大量资料的基础上，对砂土地震液化的机制、形成条件进行分析，并总结地震砂土液化对人类工程活动所造成的危害，以及常用的防治措施。关键词：砂土地震液化机制；危害；防治　　导致砂土液化的主要原因是地震振动和机械振动，由地震振动引起的砂土液化往往是区域性的危害较大的，１９７６年唐山地震，宁河县福庄在此次地震中整体下降２米，塌陷区边缘出现环形裂缝；日本新地震均导致大规模的砂土液化，造成码头被毁，楼房倾斜，大量交通线路被毁；而机械振动引起的砂土液化危害较小，鉴于砂土液化给人类工程建设中带来的危害，人们对其进行深入的研究。１砂土地震液化机制由地震振动引起的砂土液化相对来说比较复杂，一般认为其液化过程分为两个阶段。振动液化阶段内，饱水的砂体受周期性的惯性力的作用下，就会有逐渐变密的趋势，每一次振动都会使空隙减小，排出一部分的水，如果水不能及时排出砂土外，随着振动周期次数的增加空隙水压力就会不断上升，当其上升到等于围压时，砂粒间的有效正应力就会逐渐减小，砂的变形速度就会加快，直到砂体完全液化，振动液化后某点的总空隙水压力等于静水压力与剩余空隙水压力之和，形成了水头差，在水流运动的过程中砂粒就会被推向水中，形成渗流液化。２砂土地震液化形成条件２．１砂土的自身条件（１）相对密度：当砂的相对密度较大时，就会需要更大的地震加速度值或更多的振动次数才能使其完全液化，而松砂液化的条件较为简单，所以，疏松的砂是液化的必要条件。（２）粒度和级配：随砂土平均粒度的减小，砂土充裕空隙比（天然孔隙比与最小空隙比的差值）就会增大，所以在地震时排出的孔隙水增多，并且随着平均粒度的减小，砂土的透水性就会降低。在一定的粒度范围内，级配良好会减少砂体内的孔隙，所以配级愈差，粒度愈均匀，越有利于液化。（３）埋藏条件：由砂土液化机制知，砂粒间的有效正应力降为零时，砂体才能被液化，当液化砂层上伏盖层重量较大时，空隙水压力则不足以抵抗由此产生的应力，会抑制砂层液化，所以，易液化的砂层一般埋藏较浅。（４）成因及时代：近代河口三角洲是造成砂土液化的主要砂体，日本新市地震液化最严重的地区是河口堆积的平原，唐山大地震中形成的砂土液化地区是古代海岸线退后形成的河口三角洲。２．２地震条件地震的强度和时间：强度可以用地震加速度来体现，也是砂土液化形成的动力，地震加速度越大，饱水砂层就更容易液化，持续时间越长，就可以液化相对密度较大的砂层。３防治措施研究砂土地震液化的主要目的就是防治砂土液化，以减少由它带来的危害，防地震液化的措施主要有两类：３．１对建筑物进行抗液化设计（１）上部建筑物抗液化处理。尽量避免在有液化可能的土层上修建建筑物，如果无法避免，并且对地基进行的抗液化处理不满意时，可以加强上部建筑物抗液化设计，可以减轻上部建筑物的重量，增强上部建筑的整体性和均匀性。（２）基础选择及抗液化处理。如在有可能液化地基上的低矮建筑物可以选择片筏基础，以提高承载力，所以基础应根据现实情况合理选择。桩基是防止建筑物下沉的常用措施，通过桩基穿过液化土层来消除因液化带来的危害，为了充分发挥桩基的作用，就必须依据实际情况对桩基进行保护。据文献分析，当液化地基有侧向扩离的趋势，对桩基震害有显著影响，由于受到液化土层侧向扩离的作用，在液化与非液化土层交界处的桩身受到很大的剪力，容易发生破坏，在这种情况下使用桩基时，可以增加桩身配筋，提高桩身的强度，加强桩头与承台的连接，来保护桩身的安全。３．２人工改良地基３．２．１饱水砂层改良措施（１）振冲法：一种软弱地基深加固的方法，可以有效提高砂层抗液化能力，使砂土的相对密度增加到０．８０，并且回填的碎石桩可以消散空隙水压，有效地提高了砂土地基的承载能力，通过振冲器前端射水口的高压喷水，液化附近土层，在沉入设计深度后，提升振冲器，并加入碎石，边提边振捣，最后在地基内形成密实的碎石桩。（２）强夯：在松砂地表用夯锤或振动碾压机加固砂层，可以提高砂层的相对密度，增强地基抗液化能力。强夯是用重锤从高处自由落体，强大的冲击波使土体局部液化下沉而变密，该方法施工比较简单，比较经济，但是噪音大。我国塘沽使用质量为１０吨，底面为２ｍ×２ｍ的夯锤，夯１０～１４次后，承载力提高了３２％～５７％。（３）爆炸振密法：利用爆炸产生的能量使饱和砂土颗粒重组，将空隙水排出，从而增加砂体的相对密度，一般用于处理底面较大的建筑物的地基，这种方法也有许多不足之处，比如，施工工期长，作业繁重，施工要求高，在其他方法不能施行时，可采用此种方法。３．２．２增加上伏盖层重量在可液化的土层上方填筑填土层，压实以提高其抗液化能力，填土层厚度根据本地区地震烈度计算，填土层产生的重力大于可能产生液化的临界压力，在日本新地震中，有的建筑物建在原地面上填有３ｍ厚的土层上，损毁较附近建筑物轻。３．２．３换土法一般用于表层处理，地表以下３—６米有可能液化的土层时，将其挖除并填回粗砂压实，在某些土坝地基和公路可液化地区采用过。３．２．４排水法在可能液化的砂层中设置渗井，砂体在振动过程中空隙水可以从渗井排出，空隙水压也可以及时消散，砂层就难以液化。３．２．５围封法在有可能液化的地基上修建的建筑物，可将基础范围内的可液化砂层截断封闭，可采用混凝土截水墙，沉箱等，用以隔断外侧液化砂层对地基的影响，建筑物下被隔断的砂层，由于建筑物自身重力使其不会被液化，可以有效防止砂层液化。基金项目：内蒙古自然科学基金项目（编号：２０１８ＬＨ０４００１）作者简介：马旺（１９９７—），男，内蒙包头人，本科在读，研究方向：地质工程。通讯作者：郑有伟（１９８８—），男，讲师，研究方向：工程地质教学与研究。５０１　科技风２０２０年７月工程技术

篇七：地震液化处理方案

烈度的定量

　描述极其复杂

　地震烈度的定量

　描述极其复杂

　烈度

　地震现象

　烈度

　地震现象

　1~2度

　人们一般没感觉，只有地震仪才能记录到

　3度

　室内少数人感觉到轻微震动

　人们有

　度的感觉

　人们有

　度的感觉

　地震烈度表

　4~5度

　人们有不同程度的感觉

　6度

　人行不稳，器血倾斜，房屋出现裂缝，少数受到坡坏

　7~8度

　人立不住，大部分房屋遭到破坏，高大烟囱可以断裂，有时有

　喷砂冒水现象

　人立不住，大部分房屋遭到破坏，高大烟囱可以断裂，有时有

　喷砂冒水现象

　9~10度

　房屋严重破坏，地表烈缝很多，湖泊水库中有大浪，部分铁轨

　弯曲、变形

　房屋严重破坏，地表烈缝很多，湖泊水库中有大浪，部分铁轨

　弯曲、变形

　11~12度房屋普遍倒坍，地面变形严重，造成巨大的自然灾害

　震级：表示地震本身强度大小的等级，

　是衡量震源释放能量大小的一种量度

　表示地震本身强度大小的等级，

　是衡量震源释放能量大小的一种量度

　烈度：地面及建筑物受地震影响的强烈的程度

　基本烈度：一个地区今后一定时期内

　一般场地

　基本烈度：

　个地区今后

　定时期内

　个地区今后

　定时期内，

　般场地

　条件下可能遭遇的最大地震烈度。

　抗震设防烈度：一个地区作为抗震设防依据的烈度

　设计烈度：各类不同建筑物抗震设计所采用的烈度

　• 甲类构造物：专门设计，采用特殊抗震措施。

　• 乙类构造物：烈度提高一度

　• 丙类构造物：按设防烈度

　• 丁类构造物：降低一度（6度时不降）

　一般6度以下可不进行地震作用计算

　定义：在地震作用影响所及的

　范围内，于地面出现的

　各种震害或破坏。

　：在地震作用影响所及的

　范围内，于地面出现的

　各种震害或破坏。

　地震效应

　类型：振动破坏效应

　地震破裂效应

　地震液化效应

　：振动破坏效应

　地震破裂效应

　地震液化效应

　振动破坏效应

　• 振动破坏效应：由于地震力作用直接引起建筑物

　的破坏。

　由于地震力作用直接引起建筑物

　的破坏。

　• 地震力：地震发生时，地震波在岩土体中传播而

　引起强烈的地面运动，使建筑物的地基基础以及

　地震发生时，地震波在岩土体中传播而

　引起强烈的地面运动，使建筑物的地基基础以及

　上部结构都发生振动

　给它施加了

　个附加荷载

　给它施加了

　个附加荷载

　地震效应

　上部结构都发生振动，给它施加了一个附加荷载。

　• 当地震力达到某一限度时，建筑物即发生破坏。

　在地震效应中振动破坏效应是最主要的。一次强

　烈地震发生时，建筑物的破坏、倾倒，主要是由

　于地震力的直接作用引起的。

　当地震力达到某一限度时，建筑物即发生破坏。

　在地震效应中振动破坏效应是最主要的。一次强

　烈地震发生时，建筑物的破坏、倾倒，主要是由

　于地震力的直接作用引起的。

　地震破裂效应

　• 强震导致地面岩土体直接出现破裂和位移，

　从而引起附近的或跨越破裂带的建筑物变

　形或破坏。在地表一般都会出现地震断层

　强震导致地面岩土体直接出现破裂和位移，

　从而引起附近的或跨越破裂带的建筑物变

　形或破坏。在地表一般都会出现地震断层

　和地裂缝

　在宏观上

　它仍沿着一定方向

　和地裂缝。在宏观上，它仍沿着

　定方向

　它仍沿着

　定方向

　展布在一个狭长地带内，绵延数十至数百

　公里，对工程建设意义重大

　展布在一个狭长地带内，绵延数十至数百

　公里，对工程建设意义重大

　• 地裂缝是指因强烈地震而在高烈度区(>Ⅶ

　度

　Ⅶ

　度)地面上出现的非连续性变形现象

　地震液化效应

　液化是地震中经常发生主要震

　害。唐山地震中发生液化面积

　达

　液化是地震中经常发生主要震

　害。唐山地震中发生液化面积

　达24000km2, 近几十年来，它

　成为国内外土动力学界所致力

　研究的主要课题。

　近几十年来，它

　成为国内外土动力学界所致力

　研究的主要课题。

　振动台

　松砂

　饱和松砂在振动情况

　下孔压急剧升高

　在瞬间砂土呈液态

　饱和松砂在振动情况

　下孔压急剧升高

　在瞬间砂土呈液态

　三、液化机理

　（1）初始处于疏松状态

　（2）振动过程中处于悬浮状态

　- 孔压升高（液化）

　（1）初始处于疏松状态

　（2）振动过程中处于悬浮状态

　- 孔压升高（液化）

　（3）振后处于密实状态

　液化定义：在饱和砂土中，由于振动引起颗粒的悬

　浮，超静孔隙水压力急剧升高，直到其孔隙水压力

　等于总应力时，有效应力为零，砂土的强度丧失，

　砂土呈液体流动状态，称为液化现象。

　在饱和砂土中，由于振动引起颗粒的悬

　浮，超静孔隙水压力急剧升高，直到其孔隙水压力

　等于总应力时，有效应力为零，砂土的强度丧失，

　砂土呈液体流动状态，称为液化现象。

　排出的剩

　余孔隙水

　排出的剩

　余孔隙水

　三、液化机理

　振前松砂

　的结构

　振中颗粒悬浮，

　有效应力为零

　振后砂土

　变密实

　振前松砂

　的结构

　振中颗粒悬浮，

　有效应力为零

　振后砂土

　变密实

　地下水位

　建

　筑

　物

　建

　筑

　物

　喷砂

　地面下沉

　喷砂

　遗井

　喷砂

　遗井

　四、液化危害

　松砂层

　地震荷载

　排出的剩

　余孔隙水

　排出的剩

　余孔隙水

　地震前

　液化时

　液化后

　地震前

　液化时

　液化后

　日本阪神地震引起的路面塌陷

　由于液化引起的河道破坏—日本神户

　阪

　神

　地

　震

　中

　新

　干

　阪

　神

　地

　震

　中

　新

　干

　线

　的

　倾

　覆

　地基液化引起的储油罐

　倾斜

　日本神户

　倾斜—日本神户

　日本阪神地震引起的地面下沉房屋脱离地面

　桩基础（房屋基础露出地面）

　桥台基础（地震液化后突出地面）

　五、影响因素和防治

　1、影响因素

　•饱和度:一般只发生于饱和土。

　•组成

　粉细砂：

　d50（平均粒径）

　=0.07mm- 1.0mm，抗液化性能最差。

　砾类土：

　粒径大于5mm<60%，粒径较粗的土，渗透系数大，

　孔隙水压力消散很快。

　粉

　土：

　粉

　土：

　Ip=（3-10），Il=0.75-1.0

　（粘性土，由于存在粘聚力，，振动不容是是其体积发生变化，不容易产生较

　高的孔隙水压力，是非液化土）

　（粘性土，由于存在粘聚力，，振动不容是是其体积发生变化，不容易产生较

　高的孔隙水压力，是非液化土）

　•状态：

　相对密度Dr<50%（1964年日本新泻地震现场调查资料表明，

　•相对密度50% 地区，地基砂土普遍出现液化现象。）

　•其他：

　排水条件、应力状态及历史、地震特性…….

　五、影响因素和防治

　2、工程防治措施

　加固地基土：换土、加密

　围封

　加固建筑物

　深基础与桩基础

　防止液化的工程措施：

　• 全部消除液化沉降的措施

　采用桩基；

　深基础；

　加密法；

　采用桩基；

　深基础；

　加密法；

　挖除全部可液化土层

　• 部分消除液化沉降的措施

　加密；挖除

　• 减小液化不均匀沉降危害的措施

　减小埋深，离开液化土层；

　箱基、筏基、十字交叉基础；

　增加上部结构刚度、近对称

　减小埋深，离开液化土层；

　箱基、筏基、十字交叉基础；

　增加上部结构刚度、近对称

　地基液化可能性判断方法

　1 规范法

　2 抗液化剪应力法（H.B.Seed）

　1 规范法

　2 抗液化剪应力法（H.B.Seed）

　3 动力反应分析法

　4 概率统计法（谷本喜一）

　规范推荐的地基液化可能性判断方法

　1 初步判别

　2 标准贯入试验判别

　1 初步判别

　2 标准贯入试验判别

　若初步判别为不液化

　土，可不进行第二步

　判别

　第二步

　判别

　以下情况不液化：

　•

　第四纪晚更新世(Q3)

　•

　烈度为6度

　•

　小于0.005mm（粘粒）的百分率：

　7度：不少于10％

　1 初步判别地面以下15米内有饱和砂土、粉土，要进行初判

　7度：不少于10％

　8度：不少于13％

　9度：不少于16％

　•

　非液化土层du很厚,地下水位dw很深，即满足下列条件

　之一则不液化：

　很深，即满足下列条件

　之一则不液化：

　du> d0+ db- 2

　dw> d0+ db- 3

　du+ dw>1.5d0+ 2db- 4.5

　2 标准贯入试验判别

　对于初步判别为液化的土，进一步判断

　N63.5< Ncr

　N63.5Ncr

　液化

　不液化

　液化

　不液化

　

　

　

　)

　(

　1 .

　9 .

　

　

　

　ds－标惯点深度； dw －地下水深度；

　c－粘粒含量（去掉百分号），小于3时取c＝3；

　N0 －基准标惯击数，可查表

　地基土液化的等级

　已判断为液化土的地基，要进一步

　判断地基的液化等级。

　已判断为液化土的地基，要进一步

　判断地基的液化等级。

　液化指数 ILE

　

　

　Ni<Ncr

　才计入

　• 轻微 ILE= 0~5

　• 中等 ILE= 5~15

　• 严重 ILE> 15

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

　

篇八：地震液化处理方案

西部探矿工程 2014年第 5期砂土地基地震液化处理方法初步研究张轩伸交第四航务工程勘察设计院有限公司，广东广州 510230) 摘的液化地基处理方法和原理。

　关键词：

　砂土；地震；液化；地基处理中图分类号：

　TU 47 文献标识码：

　A 文章编号：

　1004— 5716(2014)05— 0004— 03 要：

　介绍了砂土地基在地震时发生液化的机理，讨论了地基液化的影响因素，分析了国内外常用

　在历次的大地震中，都有砂土液化现象发生，并带来了地面沉陷或隆起、斜坡滑移、地基丧失承载力、滑塌等工程地质灾害。近几年，全世界，包括我国，发生了大量的高震级地震，这对基础设施的建设和正常使用带来了严重威胁，并且造成了大量的生命和财产损失。

　1液化产生的机理在饱和砂土中，由于振动引起颗粒的悬浮，超静孑 L 隙水压力急剧升高，直到其孑 L隙水压力等于总应力时，

　有效应力为零，砂土的强度丧失，砂土呈液体流动状态，称为液化现象。

　粒间无内聚力的松散砂体，主要靠粒间摩擦力维持本身的稳定性和承受外力。当受到振动时，粒间剪力使砂粒问产生滑移，改变排列状态。如果砂土原处于非紧密排列状态，就会有变为紧密排列状态的趋势，

　如果砂的孑 L隙是饱水的，要变密实效需要从孔隙中排出一部分水，如砂粒很细则整个砂体渗透性不良，瞬时振动变形需要从孑 L隙中排除的水来不及排出于砂体之外，结果必然使砂体中孔隙水压力上升，砂粒之间的有效正应力就随之而降低，当孔隙水压力上升到使砂粒间有效正应力降为零时，砂粒就会悬浮于水中，砂体也就完全丧失了强度和承载能力。

　振动前砂土结构砂土液化，

　有效应力为零振动后砂土变密实图1砂土地震液化过程图饱和砂土受到地震振动作用时，砂与水共同承担荷载，用下式可以表示：

　：

　D ， +

　—— 由于地震振动时的总应力；

　有效应力，由砂土骨架所承担；

　超孔隙水压力。

　在地震之前，全部外力由砂骨架承担，超孔隙水压力为零。没有粘聚力的饱和松散砂土就丧失了承载能力，这就是砂土液化的基本原理 ]。

　地震过后，超孔隙水压力消散，砂土在原来的压力下会重新密实，逐渐达到稳定状态。

　2砂土液化的影响因素影响砂土液化的因素由很多，主要包括以下几个方面：

　( 1) 土的类型。土的类型和级配是影响砂土液化的重要原因。粉土和砂土容易液化；粘性土和砾石等粗粒土不易液化。粘性土有粘聚力，抗剪强度不会完全消失；砾石等粗粒土在振动荷载下的超孑 L隙水压力消散快，很难出现有效应力等于零的情况；粉土和砂土渗透系数不大，在循环振动荷载作用下有可能积累孔隙水压力并使强度丧失而发生液化。

　(2) 土的颗粒级配。在其他条件相同的条件下，细而均匀的砂土比粗砂更易液化。因为粗砂的渗透性较大，地震时超孔隙在粗砂中比在粉土和细砂中更易消散。

　粉土和细砂的颗粒细小而且比较均匀，渗透性低，

　且没有粘聚力，在地震振动作用下极易形成较高的超孑 L 隙水压力。

　研究表明 ]，中值粒径 ( 1) 式中：

　————。

　在 0． 02～收稿日期：

　2013- 07— 17 作者简介：

　张轩( 1984一 ) ，男( 汉族) ，河北邢台人，助理工程师，现从事岩土工程设计工作。

　2014年第 5期西部探矿工程 S 0． 5mm，不均匀系数小于 10 的砂容易液化；

　0． 05～0． 1mm，不均匀系数为2～5的砂最易液化。饱和的粘粒含量在 10％以下的砂土受地震作用时，容易液化；粘粒含量达到 15％时，砂土不易液化。

　( 3) 土的密实度。松砂易液化，密砂不易液化。按 1975年海城地震的统计资料， Ⅶ度地震区不发生液化的砂土相对密度需大于 55％。而在 Ⅷ度地震区，不发生液化的砂土相对密度需达 70％。此外砂土和砂石经过先期振动以后，由于相对密度提高，颗粒排列紧凑，再受振动荷载时，超孑 L隙水压力减小很多，液化现象会减轻。

　( 4) 排水条件。孑 L隙水压力上升是振动产生的孔压上升和排水产生的孔压消散综合作用的结果。粗砂的渗透系数是细砂的大约15倍，在地震发生I t, -j~L压会快速消散，在任一深度都不会出现液化现象，但是如果排水路径不畅通，埋深较大的粗砂层也会液化。液化总是从较深的土层逐渐扩展至上覆土层。

　( 5)饱和砂层埋藏条件。饱和砂层埋藏条件主要包括饱和砂层的厚度、砂层上非液化土层厚度以及地下水埋深这3方面，它们决定了超孔隙水压力和有效覆盖压力的大小。

　饱和砂层越厚，地震振动时所产生的超孑 L隙水压力越大，尤其当砂层较松散时有可能排挤出更多的孔隙水，则更容易液化。

　当液化砂层埋藏较深，上部有较厚的非液化土层时，由于受到较大的覆盖层自重压力和侧压力，孑 L隙水压力很难上升到足以克服覆盖层压力的程度，因而不容易液化。而直接出露于地表的饱水砂层最易于液化。此外，当饱和砂层以不厚的夹层和粘性土层相结合时，很少发生液化。

　由于地下水埋深大小直接影响饱和砂土以上的覆盖层压力，所以地下水埋深越大，越不易液化；反之越易液化。

　根据所统计的资料，一般饱和砂层埋深大于 20m 时难于液化。此外，可以把液化最大地下水埋深定为 5m，因为当地下水埋深为4m时，液化现象很少。

　( 7) 土的结构性。宏观现象和试验研究表明，土壤的结构性对抗液化能力的影响弱于密实度、排水条件等重要因素。年代较老的饱和砂层通常比新近沉积的要难以液化。

　(8)土体的边界条件。这种因素的作用是十分复杂的，包括的方面很多。场地地貌与地形条件对局部在

　地面运动的影响、地下水作用及饱和土层富水性、地基的局部应力集中与耦合作用(地基与建筑物的相互作用 )等。

　(9)外因。地震作用是产生砂土液化的外因。地震的时间越长、地震强度越大，砂土就越容易液化。一方面，地震越大 (或振动强度越大) ，越容易液化，而液化所需振动次数就越小。另～方面，振动时间越长(或振动次数越多) ，就越容易液化，液化所需的振动强度也就越小。

　3砂土液化的处理方法通过前文分析总结，得知砂土液化的原因有级配不好 (粘粒和粗颗粒含量低 ) 、密实度低、排水条件差、

　上覆压力小、地下水位高、可液化土层埋深浅等原因。

　砂土液化的处理方法可以从这些角度出发，来因地制宜地选择合适的方法。

　3． 1常用的液化地基处理方法 ( 1)强夯法。强夯法处理砂土液化的原理是提高砂土的密实度。强夯法又称动力固结法或冲击加密法，是一种快速有效加固地基的方法。一般来说，软弱地基经强夯加固后，地基承载力可以提高 3～4倍，压缩系数可以降低到原来的 1／ l0～1／ 5，影响深度可以超过 l Om 。

　采用强夯法加固松软地基，一定要根据现场的地质条件和工程的使用要求，正确选定各个强夯参数，才能达到经济有效的目的。

　(2)振冲法。振冲法处理砂土液化的原理是提高砂土的密实度。振冲法具有机具较简单、费用低、不需固结时间、振动影响范围不大等优点。适宜于加固砂土及粘粒含量少于 10％的粉土地基。

　振冲法是利用在地基中的砂就地振制的砂石桩进行快速加固松软地基的方法。目前振冲法的有效加固深度最深达 30m (3)砂桩挤密法。通过振动、冲击和挤实作用，增加被加固土层的密实度，降低地基液化的可能性。

　挤密土层用的砂桩是采取类似沉管灌注桩的机械和方法，通过冲击和振动把砂挤入土层中所形成。

　(4)碎石桩排水法。碎石桩排水法处理砂土液化的原理是提高桩间土的密实度、并改善地基的排水条件。适用于埋藏较深的具有较大厚度的饱和砂层的防液化处理，并适用于强震区经密实处理难以达到临界密实度要求的地基。

　碎石桩排水法是在砂层中设置竖向排水体，由于

　6 西部探矿工程 2014年第 5期缩短了水平方向的排水路径，提高了砂层的排水速度，

　从而减少饱和砂层内地震振动时孔隙水压力，消除液化可能性。

　( 5) 增加盖重法。增加上覆非液化土层的厚度。

　这也是一种经济有效的防止液化方法，已为强震区实例所证实。据经验，填土宽度至少为液化土层厚度的5 倍，同时建筑物基础外侧填土宽度不得小于 5m。填土厚度应使饱和砂层顶面有效压力大于可能产生液化的临界压力。

　(6)换填法。换填法将基础底面以下一定范围内的可液化土层挖走，然后分层填人强度较大的砂、碎石、素土、灰土及其他性能稳定的材料，并夯实至要求的密实度。

　此种方法原理相对简单，根据实际工程情况，选择垫层种类即可，但多适用于中小型建筑场地，对于道路工程或者换填材料不充足地区并不合适。

　( 7) 围封法。在建筑物四周可能液化的砂层内用板桩或搅拌桩、旋喷桩等进行围封，可大大减少地基中砂土液化的可能性。它的作用重要是切断密封区域外侧液化砂层对地基的影响。建筑物以下的砂层由于建筑物的压力不易液化。

　(8) 注浆法。注浆法的处理原理是提高砂土的密实度和改变原状砂土的级配。

　注浆法是将水泥浆或其他材料通过压浆泵、注浆管均匀地注入土层中，以填充、渗透和挤密等方式，驱走土颗粒间的水分和气体，并填充其位置，硬化后将岩土胶结成一个整体，形成一个强度大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新的岩土体，从而使地基得到加固，可防止地震液化发生。

　(9)复合地基法。复合地基可以改善原状地基的动力效应。可以起到桩体作用而承担大部分的荷载，

　并对桩问土起到侧向限制、约束作用，阻止桩间土的侧向变形并提高其强度。

　常用的用于处理地基液化的复合地基处理方法有水泥搅拌桩法、高压旋喷桩法、 CF G 桩法等。

　3． 2抗液化地基处理效果的检测方法常用的抗液化地基处理效果检测方法有标准贯入试验、静力触探试验、剪切波速试验 3种。

　(1)标准贯人试验。影响液化的主要因素如土的相对密度、有效覆盖压力等，均能通过标准贯入 (SPT ) 击数综合反映出来，因此标准贯人试验的实用性较强；当土层实测的标准贯入锤击数小于按式液化临界标准贯入锤击数时，则判为液化，否则为不液化。

　( 2) 静力触探试验。静力触探 (C PT ) 比标准贯人试验能更快地提供数据，并可以连续记录钻孔内的贯人阻力，操作误差比SPT 小，目前有 2种方法利用 CPT 评价地震液化，一种是利用 CPT 与 N 值的对应关系，

　将 CPT 数据给出了具代表性的评价方法，另一种是由 CPT 的地震液化数据直接建立的判别方法，如实测土层比贯入阻力小于液化比贯人阻力临界值时，则判别为液化。

　(3)剪切波速法。国内除上述 2种方法外，还采用剪切波波速值来判别，这是因为剪切波波速值的大小与土颗粒的粒径、土层的密度有关。并且，对于复合地基处理砂土液化的项目，剪切波从激发点到接收点的传播过程中，即通过桩间土又通过桩体，测得的剪切波波速可以反映桩体对桩问土的挤密作用、侧向限制以及约束作用，可以更真实地反映复合地基的抗液化效果。

　4结语由于地震会带来严重的危害，因此砂土抗地震液化处理是非常有必要的，应当引起重视。

　各种液化地基处理方法都有其适用性和优缺点，

　要结合工程实际情况来选择合适的方法。

　我国砂土液化地基处理方面的研究成果目前较少，应当多进行室内模型试验和现场试验，以不断改进和完善液化地基处理的方法。

　参考文献：

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　中国建筑工业出版社， 2007．

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　167 ．

篇九：地震液化处理方案

研究 2018 年第 15 期百科论坛·288·1. 工程概况1.1 总体概况北京城副中心职工周转房项目A1标段位于北京市通州区东部，宋梁路东侧，南临北运河新堤路，距离北运河约 600m。本工程为装配整体式住宅，包含地下车库、8 栋住宅楼、2 栋宿舍楼及开闭站，工程总建筑面积 156600 ㎡。其中地下车库部分共 2 层，宿舍楼部分地下 1 层，建筑面积为 53200 ㎡。地上住宅楼为 8 ～ 25 层，建筑面积为 103400 ㎡。基础形式为平筏板基础，基础埋深 9.4m。1.2 工程地质及水文地质概况根据对现场钻探、原位测试与室内土工试验成果的综合分析，将本工程岩土工程勘察勘探按成因类型、沉积年代主要划分为人工堆积层和新近沉积层两大类，具体分述如下：表层为人工堆积层，勘探揭示厚度为 0.40 ～ 3.80m，岩性为房渣土①、黏质粉土素填土、粉质黏土素填土① /1 层及有机质重粉质黏土素填土① /2 层。人工堆积层以下为新近沉积的粉质黏土、黏质粉土②层、有机质重粉质黏土、有机质黏土②1层及砂质粉土、黏质粉土②/2层；细砂、粉砂③层，砂质粉土、黏质粉土③ /1 层及重粉质黏土、粉质黏土③ /2 层。本工程勘察期间（2017 年 10 月中、下旬）于工程场区量测到3 层地下水，地下水水位情况及类型参见下表。地下水水位情况及类型序号地下水类型稳定水位埋深 (m)稳定水位标高 (m)承压水测压水头 (m)1 潜水 5.80-10.90 10.29-13.332 承压水 10.00-13.60 5.53-9.713 承压水 26.80 -8.041.3 液化土质概况根据勘察报告中取得的地层资料、土层的原位测试及室内颗粒分析试验成果，依据《建筑抗震设计规范》（GB 50011 － 2010，2016 年版）有关标准判别：在地震烈度达到 8 度且地下水位按历年（自 1955 年以来）最高地下水位（接近自然地面）的不利条件考虑时，拟建场区现状地面下20m深度范围内新近沉积之砂质粉土、黏质粉土② 2 层，细砂、粉砂③层及砂质粉土、黏质粉土③ 1 层会发生地震液化。根据现行抗震设计规范，地震液化指数的计算公式如下：式中：Ni、Ncri-分别为i点标准贯入锤击数的实测值和临界值；di-i 点所代表的土层厚度；wi-i 土层单位土层厚度的层位影响权函数值。本工程勘探钻孔共计 28 个，液化指数小于 6 且大于 0 时，判定为轻微液化，液化指数小于 18 且大于 6 时，判定为中等液化。液化指数统计分析见下图：

　根据液化等级对拟建场区进行液化分区，其中Ⅰ区为中等液化区，Ⅱ区为轻微液化区，具体分区情况详见下图（“勘探点与拟建建筑物平面配置图”）。本工程所有拟建建筑的基底位于液化土层砂质粉土、黏质粉土② 2 层，细砂、粉砂③层及砂质粉土、黏质粉土③ 1 层内或影响范围内，需考虑液化土层对工程的不利影响，须采取地基处理消方法除或减轻液化的不利影响。2. 液化土质的判别及影响2.1 液化土质的判别土质液化主要与地下水位、地质年代、土颗粒粒径、土的密实度等因素有关，（1）地下水位砂土和粉土只有在饱和状态下才会产生液化，而松散的砂土和粉土，在地下水位以下时才能达到饱和状态，因此地下水位的高低是判别液化的重要条件。（2）地质年代年代久远的沉积土，经长期的固结和地震作用，土的密实度增大，从而形成胶结紧密的结构。地质年代愈久，土层的固结度、密实度和结构性也就愈好，液化的可能性就愈小。（中建三局集团有限公司

　北京

　100097）[ 摘要 ] 土壤的液化是指一种在外力的作用下，原本是固态的土壤变成液态，或变成粘稠的流质现象，其在地震作用下会导致地基产生形变 , 从而造成对地基上建筑物的损害。本文以通州区大运河附近副中心周转房项目为例，对液化土质的情况和条件进行分析，研究了不同情况下地基液化的处理措施及方法。[ 关键词 ] 地基；液化；处理措施；无填料振冲挤密浅谈液化土质的常见处理措施

　刘翔宇

　谭国炜

　刘沛佐万方数据

　理论研究·289·2018 年第 15 期百科论坛（3）土颗粒径和粘粒含量土颗粒愈细愈容易液化，当土的平均粒径在 0.1mm 时，抗液化的能力最差。土层中粘粒增加，土的粘聚力增大，从而抵抗液化的能力最强。2.2 土质液化的影响及危害（1）土质液化危害多出现在地震之后 , 喷砂喷水、地基失稳、房屋倒塌常发生在地震之后,说明地震产生了降低砂土强度的作用,地基液化失稳是在静力作用下产生的 ;（2）地基液化对建筑造成的震害 , 主要以倾斜、沉降为主 ,倒塌建筑占的比例比较小 ;（3）液化砂土层有一定的减震作用 , 可以削弱地震波 , 所以在地震持续时间短时 , 砂土液化区受到的地震破坏比非液化区轻 ;（4）液化产生后 , 液化砂土层会发生大面积流动 , 即使液化层水平分力很小 , 也会产生砂土层的大面积滑动。3. 液化土质的处理方法探讨3.1 液化土质处理的思路根据液化土质的产生机理和危害形式，将处理液化土质主要分为三个思路（1）置换液化土层全部挖除液化土层，置换成强度较大、含水率适宜的土质。此种思路一般针对处理深度不太厚的液化土层。（2）穿透液化土层采用桩基础穿透液化土层，使桩端伸入稳定的土层中，保证上层结构的承载力。（3）提前液化采用加密法（振冲、强夯等），使液化砂土骨架挤密，孔隙水排去，土的密实度增加，使土层提前液化。3.2 液化土质的处理方法根据液化土质处理的思路，我国现阶段常见的处理液化土的方法有换填法、强力夯实法、挤密碎石桩、无填料的振冲挤密法等。（1）换填法换填法是将基础底面以下一定范围内的液化土层挖去，然后分层填入强度较大、含水率适宜的级配砂石、碎石等性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实至要求的密实度。建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换填土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填以强度较大的级配砂石、碎石等，并分层夯实至设计要求的密实程度，作为地基的持力层。换填法常用于浅层地基处理，处理深度一般为 2-3 米。根据工程实践表明，采用换填法不仅可以解决工程地基处理问题，而且可以就地取材，施工方便，不需要特殊的机械设备，并且可以缩短工期等。此种方法原理相对简单，根据实际工程情况，多适用于中小型建筑场地。以及液化程度轻微且处理深度较浅的场地。（2）强力夯实法强夯法处理地基的原理是利用起重设备将夯锤提升到一定高度，然后使其自有下落，以一定的冲击能量作用在地基上，在地基土产生极大的冲击波，以克服土颗粒间的各种阻力，使地基密实，从而提高强度，减少沉降，消除湿陷性或者提高抗液化能力。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等基地。经处理后的地基既提高了地基土的强度，又降低了其压缩性，同时还改善其抗震动液化的能力。应注意的是，对于饱和度较高的粉土和粘性土地基，强夯法效果不显著。（3）挤密碎石桩挤密碎石桩是指利用振动或冲击管方式成孔后，填入砂、砾石或碎石等材料并将其挤压入孔中，形成较大直径的、由砂石构成的密实桩体的地基处理方法。砂石桩在成孔和挤密桩体碎石过程中，一方面桩周土在水平和垂直振动作用下使土体产生径向和竖向位移，使桩周土密实度增加，另一方面土体在反复振动作用下产生液化，液化后的土颗粒在上覆土压力、重力和填料挤压力作用下，重新排列、组合，形成更加密实的状态，从而提高了桩间土的抗剪强度和抗液化性能。提高整个复合地基承载力，降低压缩性的目的。挤密碎石桩的应用主要对象是松散砂土地基，也可以处理粉土、粘性土、素填土等。碎石桩用于处理松散砂土和塑性指数不高的粘性土或粉土地基，其挤密效果非常好，不仅可以提高地基的承载力、减少地基的固结沉降，还可以防止由于振动或地震所产生的地基土液化（4）无填料的振冲挤密法无填料的振冲挤密法是在振冲器水平振动和高压水的共同作用下，使松散碎石土、砂土、粉土、人工填土等土体振密，以达到消除地基液化、减少建筑物地基不均匀沉降、提高地基承载力的目的。对于粘粒含量少于 10% 的中粗砂，特别是厚度较大的松砂地基，由于其在水动力和振动力作用下能自行液化塌陷并能够使砂颗粒重新排列，因此，对该类松砂地基可以采用不加填料的振冲工艺进行挤密处理，从而大大地节省地基处理费用，缩短工程工期。（5）桩基础桩基础是一种常见的基础形式，桩的作用是利用其本身远大于土的刚度将上部结构的荷载传递到桩周及桩端较坚硬、压缩性低的土或岩石中，达到减小沉降、使建筑物满足正常使用功能及抗震要求，由于桩基础具有承载力高，稳定性好、沉降及差异沉降小、沉降稳定快、抗震性能好以及能适应各种复杂地质条件等特点而得到广泛应用。桩基础具有较高的竖向抗压承载能力，特别是钢筋混凝土灌注桩处理深度基本不受地质条件限制。能承受较大的水平力和竖向抗拔荷载。但如果从抗液化角度考虑，桩基础不能像强夯、碎石桩等处理方法那样从改善土的结构来减轻土的液化，桩基础主要是依靠其穿透液化土层，并增加桩长来抵抗液化的。其穿过液化层那一部分的长度，桩周的侧摩阻力要考虑液化折减。4. 结论根据本工程实际地层特征，中等液化区液化深度在 3m ～ 5m的范围内，不适合采用换填的处理方法，同时本着施工速度快、造价低的原则，本工程考虑对中等液化区采用无填料振冲挤密法对液化土层进行处理，待液化消除、处理后的土层达到设计要求后，为保证地基承载力、沉降的控制要求，再对主楼部分进行 CFG 桩地基处理施工。无填料振冲挤密法消除砂土液化的影响需注意选择合适的振冲器并控制其速率，选择适当的造孔水压和水量。经加固处理以后的地基土层须满足设计对地基承载力、地基变形及稳定性控制、消除液化的要求。参考文献 :[1]《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）[2]《建筑地基基础工程施工规范》（GB51004-2015）[3] 张国民 . 液化地基危害及处理方法研究 [J]. 中小企业管理与科技 ( 上旬刊 )[4] 李博 . 无填料振冲挤密法在砂土地区地基处理中的应用 [J].铁道建筑 .2011（7）：78-80.[5] 余锦地，吴文峰，朱亚磊 . 无填料振冲挤密法在粉砂土地基处理中的应用 [J]. 人民长江 .2013（5）.[6] 谢家高 . 振冲挤密法处理砂土地基施工方案及地基承载力检验方案 [J]. 检测试验与测量 .2007No.3.万方数据

篇十：地震液化处理方案

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　砂土地震液化工程地质 3. 1 概述 3. 2 砂土地震液化的机理3. 3 影响砂土液化的因素 3. 3 影响砂土液化的因素 3. 4 砂土地震液化的判别 3. 5 砂土地震液化的防护措施

　3. 1概述 一、定义 饱水砂土在地震，动力荷载或其它外力作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象称为砂土液化(sand使地基失效的作用或现象称为砂土液化(sand liquefaetion) 或振动液化。 地震导致砂土液化往往是区域性的，可使广大地域内的建筑物遭受毁坏，所以是地震工程学和工程地质学的重要研究课题。

　地點：

　彰化縣伸港鄉大肚溪土壤液化921集集大地震，員林、南投、大肚溪以及台中港等大規模地區，都有地區，都有土壤液化的現象，導致地層下陷、噴砂，房屋倒塌、傾斜、破壞的情形。陷落的情形。

　地點：

　彰化縣伸港鄉大肚溪土壤液化彰化縣伸港鄉的大肚溪口，南側河道高灘地部份，地震後，產生廣泛的土壤液化，並造成噴砂的現象噴砂的現象，其噴砂口的形狀，好像火山口，從底下湧出的泥砂，成輻射狀向四周流下。

　 地震导致的砂土液化现象在饱水疏松砂层广泛：

　分布的海滨，湖岸，冲积平原，以及河漫滩、低阶地等地区尤为发育，使位于这些地区的城镇，农村、道路，桥梁、港口、农田、水渠、房屋等工程经济设施深受桥梁、港口、农田、水渠、房屋等工程经济设施深受其害。

　(1) 地面下沉 饱水疏松砂土因振动而趋于密实，地面随之下沉，结果可使低平的滨海(湖) 地带居民生活受到影响，甚至无法生活。 1964年阿拉斯加地震时，波特奇市因砂土液化地面下沉很多，每当海水涨潮即受浸淹。

　迫使该市不得不迁址。 1964年阿拉斯加地震时，波特奇市因砂土液化地面下 唐山地震时，烈度为Ⅸ度的天津汉沽区富庄大范围下沉，原来平坦的地面整体下沉达1. 6-2. 9m.

　(2) 地表塌陷 地震时砂土中孔隙水压力剧增，当砂土出露地表或其上覆土层较薄时，即发生喷砂冒水，造成地下淘空，地表塌陷。 如海城地震时，在震中以西的下辽河，盘锦地区大量喷砂冒水，一般开始于主震过后数分钟，持大量喷砂冒水，一般开始于主震过后数分钟，持续时间5—6小时甚至数日。

　喷出的砂水混合物高速3-5m，形成许多圆形、椭圆形陷坑，坑口直径3—4m至7—8m，深数十厘米至数米。

　给交通和水利设施、农田、房屋、地下管道和油井等造成严重损害。 唐山地震时，自滦河口以西直至宁河一带，数千平方公里范围内到处喷砂冒水，使十几万亩农田被喷砂掩覆，十几万口机井淤塞，不少房屋和公路，铁路桥墩毁坏。

　(3) 地基土承载力丧失 持续的地震动使砂土中孔凉水压力上升，而导致土粒间有效应力下降．当有效应力趋于零时，砂粒即处于悬浮状态，丧失承载能力，引起地基整体失效。 如1064年日本新泻地震2130座，严重破坏6200座，轻微破坏达31000座。由于地基失效使建筑物倒塌 如1064年日本新泻地震，由于地基失效使建筑物倒塌 唐山地震时，唐山和天津地区的许多房屋、桥梁和铁路路段也因地基失效而破坏。

　(4) 地面流滑 斜坡上若有液化土层分布时，地震会导致液化流滑而使斜坡失稳． 1960年智利8. 9级大震时，内华湖附近圣佩德罗河上最大一个滑坡体的发生，是由于粘土层中含有大量粉砂土透镜体的液化所致(图3-2)土透镜体的液化所致(图3-2) ． 阿拉斯加地震时，安科雷季市大滑坡发生的主要原因也是厚层灵敏粘土层中透镜砂层的振动液化(见图2-32) ． 有时场地地面极缓甚至近于水平也发生滑移．如1971年美国圣费尔南德地震滑移地段，地面坡度仅2度。 而唐山地震时，天津市河东区柳林一带的严重滑移，则为水平场地。

　 还应该看到砂土液化在宏观震害中的双重作用，即产生液化的场地往往比同一震中距范围内未发生液化场地的宏观烈度要低些。 这是因地震剪切波在此层中受阻(流体不能传递剪力)，使传至地面上的地震波相应地衰减使传至地面上的地震波相应地衰减。 地震运动传给结构物的能量由于大部分已消耗在液化方面而相对减弱。

　结果使地面运动在较短时间内停止。振动历时减少对建筑物的稳定是有利的。

　 砂土地震液化问题，早就被人们所注意，我国的史书记载就不乏其例。

　但作为一种自然灾害现象进行深入研究，却是从本世纪60年代才开始。 1864年阿拉斯加和新泻两次地震所造成的严重破坏，1864年阿拉斯加和新泻两次地震所造成的严重破坏，均为砂土液化的缘故，故在美国，日本和其它一些国家的工程地质界引起了很大的关注。 他们进行宏观震害调查和分析的同时，又在实验室内利用各种振动试验研究饱和砂土液化的机理和条件，探讨饱和砂土液化的方法，探讨饱和砂土的地震效应分析方法和孔隙水压力的发展过程，给出了预测砂土液化的方法。

　饱水砂土在地震、动力荷载或其它物理作用下，受到强烈振动而丧失抗剪强度，使砂粒处于悬浮状态，致使地基失效的作用或现象。1 )液化机理1 )液化机理：3. 2砂土地震液化的机理砂土的抗剪强度：tg)u(tg)]uu([tg)u(tg00＝

　在急剧变化的周期性荷载作下，所伴随的孔隙度减小都要求排挤出一些水，且透水性变差。

　如果砂土透水性不良而排水不通畅的话，则前一周期的排水尚末完成，下一周期的孔隙度再减少又产生了，应排除的水来不及排走，而水又是不可压缩的，于是就产生了剩余孔隙水压力或超孔隙水压力(excess pore pressure) 。随振动持续时间的增长，剩余孔隙水压力不断叠加而积累增大，而使砂土的抗剪强度不断降低，甚至完全丧失。

　日本新泻1964年地震时砂土液化影响。

　这些设计为抗震的建筑物倾斜而未受损坏。

　加州沃森维尔附近的野外涌沙

　砂土液化（横向移动）

　系因地震时球粒（理想砂粒）

　的砂土液化（横向移动）

　系因地震时球粒（理想砂粒）

　的重新堆集。

　地震振动造成这种固体颗粒堆集更加有效，重新堆集。

　地震振动造成这种固体颗粒堆集更加有效，这会占据少量体积。

　一部分覆盖层荷载由水来支撑，这这会占据少量体积。

　一部分覆盖层荷载由水来支撑，这就无法阻止水体运移。就无法阻止水体运移。

　唐山地造成的喷水冒砂区分布图震

　 砂土的抗剪强度τ与作用于该土体上的往复剪应力τd的比值来判定砂土是否会发生液化。 当τ／ τd>1时，不会产生液化 当τ／ τd=1，处临界状态，砂土开始发生剪切破坏；此时称为砂土的初始液化状态砂土的抗剪强度随振动历时增大而降低。 当τ／ τd=1，处临界状态，砂土开始发生剪切破坏；

　当τ／ τd＜1时，则沿剪切面的塑性平衡E迅速扩大，导致剪切破坏加剧。

　而当孔隙水压力继续上升，直至与总法向压力相等，有效法向压力及抗剪强度均下降为零，即当τ/τd=0时，砂土颗粒间将脱离接触而处于悬浮状态．此时即为完全液化状态．

　 可将砂土液化的发展过程划分为三个阶段： ①稳定状态(τ／ τd>1)； ②临界状态或初始液化状态(τ／ τd=1)；③完全液化状态( /) ③完全液化状态(τ/τd=0)． 从初始液化状态至完全液化状态往往发展很快，二者界线不易判断，为了保证安全，可把初始液化视作液化。

　液化的形成过程和机理 西德(H． B． Seed)等人自 1966年就进行室内动力剪切试验，发现变向循环荷裁(振动)，作用下饱和砂土最易液化。 他们进行的是循环荷载三轴压缩试验(动三轴剪)，试样首先在各向均等的静压力σa下固结，然后在不排水样首先在各向均等的静压力σa下固结，然后在不排水条件下同时在竖向上施加± 1/2σd（压、拉）

　，侧向施加± 1/2 σd（压、拉）

　的循环荷载。 循环荷载的频率近乎地震频率，即l-2r/s。 （ τd）

　max=（ σ1-σ3）

　/2=σd/2为最大循环剪应力。

　 取松砂和密砂试样分别进行试验，发现试验结果明显不同。 当随着动荷载循环周期数的增加，孔隙水压力不断增大，直至Pw=σa时，砂的剪切变形开始增大。 继续反复加荷，松砂变形迅速加大，不久即全液化；而密砂变形则缓慢增大，难于全液化。

　 当饱和砂土完全液化时，在一定深度z处的总孔隙水压力Pw=pw0+σ。 (假设地下水面位于地表面)，其中σ=ρm·g·z;则Δpw=ρm·g·z-ρw·g·z=(ρm-ρw)·g·z=ρ′·g·z。pw ρmgρwg(ρmρw) gρ g 。 式中ρm ρ′分别为砂土的饱和密度和浮密度， ρw为水的密度。 砂土的深度愈大，完全液化时的超孔隙水压力就愈大。

　 震前孔隙水压力呈静水压力分布，不同深处测压水位相同，无水头差。 当振动液化形成超孔隙水压力以后，不同深处的测压水位就不再相等随深度增加则测压水位增高压水位就不再相等，随深度增加则测压水位增高。 显然当饱和砂土出露于地面时，该水头将高出地面；且砂土愈厚则水头愈高。

　 任意深度两点z1和z2之间的水头差h可以从下式求出 h=（ ρm-ρw）

　（ z2-z1）

　/ρw 这两点之间的水力梯度为，h/（(3—5)）（）

　// I=h/（ z2-z1）

　= （ ρm-ρw）

　/ρw=ρ′/ρw 此水力梯度即为完全液化的临界水力梯度。

　 在这个梯度作用下，砂粒就在自下而上的渗流中发生液化，地面喷砂冒水，随之超孔隙水压力得到消散。 当地表有不透水的粘土盖层时，只有超孔隙水压力超过盖层强度或盖层有裂缝时，才能沿裂缝产生喷砂冒水，但液化现象一般局限于喷冒口附近。 盖层愈厚。

　其隔水性愈强，液化形成的暂时性承压水头就愈高。

　因此，一旦盖层被突破，喷砂冒水就更加强烈。

　3.3影响砂土液化的因素 饱和砂土和地震是发生振动液化的必备条件。

　根据对国内外大量砂土地震液化资料的分析表明，影响砂土液化的因素主要有：土的类型及性质 土的类型及性质 饱和砂土的埋藏分布条件 地震动的强度及历时。

　土的类型及性质土的类型及性质是砂土液化的内因。宏观考察资料表明，粉细砂土最易液化，避随着地震烈度的增高，亚砂土，轻亚粘土、中砂土等也会发生液化发生液化。国内外对地震液化喷出物作了大量的粒度分析和统计工作。

　 我国对邢台、通海和海城地震砂土液化的78件喷砂样品粒度分析表明，粉、细砂土占57.7％，亚砂土(Ip<7)占34.6%，中粗砂土及轻亚粘土(Ip=7-10)占7.7％，而且全部发生在烈度为Ⅸ度区内。 唐山地震时天津市区为Ⅶ度区，出现许多亚砂土和轻亚粘土液化现象。

　对液化与未被化土的颗分表明，二者粉粒和粘粒含量的差别明显，前者粉粒含量高，粘粒含量低，而后者正好相反。 唐山地震时天津市区为Ⅶ度区，出现许多亚砂土和轻亚粘土液化 其界限是：

　粉粒含量大于40%，极易液化；粘牲含量大于12.5%，则极难液化．粉粒含量大有助于液化，粘粒含量大则不易液化。

　 根据我国一些地区液化土层的统计资料；最易发生液化的粒度组成特征值是：

　平均粒径(d50)为0.02—0.10mm，不均粒系数(η)为2-8，粘粒含量小于10%。 主要原因是这类：

　土的颗粒细小而均匀，透水性较差；又不具粘聚力或粘聚力很微弱，在振动作较差；又不具粘聚力或粘聚力很微弱，在振动作用下极易形成较商的超孔隙水压力。

　其次是这类土的天然孔隙比与最小孔隙比的差值(e-emin)往往比较大，地震变密时有可能排挤出更多的孔隙水。 粘粒含量较高的粘性士，属水胶连结，较强的粘聚力抑制了液化。

　而粗粒土，尤其当其级配不均匀，结构较密实时，透水性又较强，也是难以液化的。

　 砂土的密实程度也是影响液化的主要因素之一。

　松砂极易液化，而密砂则不易液化。

　相对密度Dr，作为判别砂土掖化可能性的指标。eemaxreemaxminmaxeeD式中：

　e为天然孔隙比：

　emax和emin分别为最大、最小孔隙比。

　 在相对密度小于90％的范围内，不同振动循环次数的砂土相对密度与液化应力比之间呈通过坐标原点的直线关系。砂土的相对密度愈大需要的动应力(σ )也愈大或更多的应力循环次数（ n）

　，才能使它液化。 砂土的相对密度愈大，需要的动应力(σd)也愈大或更

　 一般的情况是， Dr<50%时砂土在振动作用下很快液化； Dr>80%时不易液化。

　据海城地震的统计资料，砂土的Dr>55%， Ⅶ度区不发生液化；r Dr＞ 70%， Ⅷ度区也不液化；

　饱水砂土的成因和堆积年代对液化的影响 位于滨海平原、河口三角洲和近期河床堆积物区。

　这些地区的沉积物一般是在历史时期内形成构，主要为冲积成因的粉、细砂土，结构疏松，且地下水埋深很浅。 如日本新泻地震砂土液化最强烈的地区，即是近1000年之内形成的信浓川河口堆积与人工堆积而成的沿海平原。 唐山地震引起的大范围砂土液化区，位于冀东沿海平原，绝大部分是新石器时代(距今4000-5000年)以来形成的，其中又以滦河河口三角洲为主。

　二、饱和砂土的埋藏分布条件 饱和砂层埋藏条件主要包括饱水砂层的厚度，砂层上非液化粘性土层厚度以及地下水埋深这三方面，它们决定了超孔隙水压力和有效覆盖压力的大小。饱水砂层愈厚，地震变密时所产生的超孔隙水压力愈大。当液化砂层埋藏较深，上覆以较厚的非液化粘性土层时抑制了液化，而直接出露地表的饱水砂层最易于液化。一般饱水砂层埋深大于20m时难于液化，可以把液化最大地下水埋深定为5m，因为当地下水埋深为3-4m时，液化现象很少。

　三、地震动的强度及历时 地震动的强度和历时是砂土液化的动力．显然，地震愈强，历时愈长，则愈易引起砂土液化；且波及范围愈广，破坏愈严重。

　 评价地震动强度的方法有两种：

　统计的方法及理论计算的方法。 1、统计方法 统计方法是一种简单评价的方法。

　根据大量的观测统计资料可知，地震烈度愈高，可液化砂土的平均粒径(d50)范围愈大，其相对密度(Dr)也愈大， —般在Ⅵ度以...

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