简述液化砂土地基的处理措施

地基土液化的处理措施

摘要]液化使地基土丧失承载力、建筑物产生大量不均匀沉降，造成建筑物开裂、倾斜或破坏，国家财产和人民生命遭受损失。通过分析液化的形成条件及本质特性，提出在设计中消除地基液化沉陷的措施。

[关键词]液化；强夯；碎石桩

一、地基土的液化由饱和松散的砂土或粉土颗粒组成的土层，在强烈地震作用下，土颗粒局部或全部处于悬浮状态，土体的抗剪强度等于零，形成“液体”的现象，称为地基土的液化。液化机理为：地震时，饱和的砂土或粉土颗粒在强烈振动下发生相对位移，使颗粒结构密实，颗粒间孔隙水来不及排泄而受到挤压，造成孔隙水压力急剧增加。当孔隙水压力增加到与剪切面上的法向压应力接近或相等时，砂土或粉土受到的有效压应力趋于零，从而土颗粒上浮形成“液化”现象。

液化可引起地面喷水冒砂、地基不均匀沉降、地裂或土体滑移，造成建筑物开裂、倾斜或倒塌。如1964 年美国阿拉斯加地震和日本新泻地震，大范围砂土地基液化造成大量建筑物严重倾斜或倒塌破坏。

目前地基土液化的判别方法可分为初步判别法和采取一定检测手段的复判。初步判别判可根据土层的天然结构、颗粒组成、密实程度、地震前和地震后的受力状态、排水条件以及抗震设防烈度并结合现场地质勘查等进行综合分析。具体做法有临界孔隙比法、液化空隙比法、临界加速度法、剪切波速法等。复判主要是根据标准贯入锤击数、无粘性土的相对紧密度和少粘性土的相对含水量及液性指数判别。

二、地基土液化的影响因素影响地基土液化的主要因素有：1.土质条件，包括应力历史、结构、均匀程度、密度、土的类别；2.排水条件，包括地下水条件、渗透性、渗径等；3.静力条件，包括剪应力比、地貌特征等；4.动力条件，包括地震加速度、震级、波形、方向和频率。综上所述土体液化与土体的物理性质、地震前的初始应力状况和地震动的特性关系密切。

三、地基土液化处理原理地基液化的外因是地震，内因一是土体密实度低（多数是由颗粒细且级配不好造成），二是颗粒间粘性小，三是地基土处于饱和状态且不具备排水条件。针对以上原因，可以采取以下方法来处理地基土的液化：1.预震法：给地基土强烈的振动，使地基土密实的同时获得强烈的预震效应，有利于增强地基土的抗液化能力。

油气合建站砂土液化地基处理措施研究

【摘要】通过对砂土液化现象及其危害进行分析，结合中缅油气管道瑞丽油气合建站地基砂土严重液化的工程特点，采取振冲碎石桩法对该站场地基进行砂土液化处理，并介绍了该方法的施工步骤及检测技术指标。该法不仅具有施工速度快，施工质量易于控制等特点，而且可有效消除地震时地基的砂土液化，对于确保油气站场的安全运行具有重要的现实意义，在类似工程建设中值得推广应用。

【关键词】油气合建站 砂土液化 地基处理 振冲碎石桩

中缅油气管道（国内段）（以下简称中缅油气管道）为我国四大能源战略通道之一。天然气管道干线从云南瑞丽市进入中国境内，与原油管道干线并行，在贵州安顺市油气管道分离。其中，中缅油气管道瑞丽天然气分输压气站、瑞丽原油泵站（以下简称瑞丽油气合建站）为油气合建站场，位于云南省瑞丽市弄岛镇拉相村，占地面积133439m2（200.16亩），场地地层分别为粘土、粉砂、细砂、中粗砂、砾砂、粗砂、圆砾、卵石层，其中砂土为液化土层，液化等级为严重液化。采用振冲碎石桩法处理瑞丽站严重液化地基，可消除砂土液化，提高地基承载力，对确保站场的安全运行具有重要意义。

1 砂土液化现象及其危害

砂土液化是指某些类型的土壤失去其强度且呈高粘流体的一种现象[1]，其实质是土体抗剪强度消失，超孔隙水压力不断增大而有效应力不断减小，当有效应力为零时，砂土就完全液化，最终使土粒全部处于悬浮状态，土的抗剪强度全部丧失而没有任何承载能力。相关资料表明[2]，在冲击荷载下，饱和、疏松、细颗粒到中颗粒的粉土和砂土是最易引起液化的土壤类型。

瑞丽油气合建站为严重液化场地，地震时将导致站内建（ 构） 筑物等发生地基液化沉陷，直接威胁到油气站场的安全，而采用振冲碎石桩法利用振冲器成孔和制成的桩，与桩间土共同形成复合地基，通过振冲碎石桩振冲挤密砂土提高地基承载力，有效消除砂土液化[3]。

2 施工步骤及检测技术指标2.1 施工步骤

４　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　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：ＴＵ４７文献标识码：Ａ文章编号：１００４—５７１６（２０１４）０５—０００４—０３　

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，　振动后砂土变密实　有效应力为零　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，＋　（１）　

式中：　——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　

第１６卷第２期　

２００６年６月　安徽地质　

Ｇｅｏｌｏｇｙ　ｏｆ　Ａｎｈｕｉ　Ｖｏ１．１６　Ｎｏ．２　Ｊｕｎｅ　２Ｏｏ６　

文章编号：１００５—６１５７（２００６）０２—１２９—０５　

高速公路可液化砂土地基处理　

范承余　

（安徽省路桥公司，安徽合肥２３００１　１）　

摘　要：结合合（肥　州）高速公路局部路段可液化砂土地基的处理，对可液化砂土地基的特征、危害性、处理原　

则及加固机理进行了分析，对强务法的设计、施工和质量检测方法进行了阐述，最后通过沉降观测数据进行验证和评　

价，对强务法处理高速公路可液化砂土地基处理进行了探讨。　

关键词：高速公路；可液化砂土；地基处理　中图分类号：ＴＵ４７２　文献标识码：Ａ　

０引言　

合徐高速公路局部路段属泛淮河冲击平原地带，　

局部地区分布古淮河泛滥沉积物，一般以粉土、粉细　

砂土为主，埋藏浅，地下水位高，天然承载力低，在　

地震作用下易产生液化现象，属可液化地基，易受震　

害影响。根据国外震害经验，此类地基在地震时道路　

桥梁会产生较严重破坏、道路出现开裂、塌方、隆起、　

不均匀下沉，桥梁出现墩台滑移或墩柱、支座破坏。　

故按照我国《公路工程抗震设计规范》（ＪＴＪ００４—８９）　

规定，必须对高速公路液化地基进行处理。　

１　可液化砂土地基的基本特征及处理　

原则　

１．１砂土液化的机理　

饱和的砂土，粉土层在受到振动时趋于密实，导　

致孔隙水压力骤然上升，相应地减少土粒间的有效应　

力，降低土的抗剪强度。在周期性的地震荷载作用　

下，孔隙水压力逐渐积累，当孔隙水压力等于总压力　

时，有效应力就变为零。根据有效原理，饱和砂土抗　

剪强度表达式为：Ｔ　ｆ＝（盯一ｕ）ｔｇ　＝盯ｔｇ　。当　

ｕ＝盯以及盯＝０时，Ｔ　ｆ＝０，砂土抗剪强度完全丧失，　土颗粒处于没有抵抗外荷载能力的悬浮状态，而接近　

液化的特性，产生砂土液化现象。　

１．２可液化砂土地基处理的原则　

可液化砂土地基一般的处理措施主要包括避开、　

挖除及加固处理等方法。根据公路、桥梁的重要性，