砂土液化的必要条件

钻孔编号整平标高增加高程根据现地面的深度计算深度（标贯底深度）贯入点计算深度中间计算过程液化土层厚度d（m）

1点计算

层顶深度8.58.58.5

贯入点底深度19.159.1591.1

层底深度9.69.6

JK22点计算

层顶深度777

贯入点底深度17.757.757.68.251.25

贯入点底深度29.059.058.99.81.55

层底深度9.89.8

3点计算

层顶深度6.56.56.5层厚

贯入点底深度17.457.457.37.951.45

贯入点底深度28.758.758.69.851.9

贯入点底深度311.2511.2511.111.61.75

层底深度11.611.6

JK271点计算

层顶深度7.87.87.8

贯入点底深度18.658.658.53.3

层底深度11.111.1

ZK71点计算

层顶深度25.37.37.3

贯入点底深度126.758.758.62.3

层底深度27.69.6

1点计算

层顶深度2101212

贯入点底深度1210.7512.7512.60.9

层底深度210.912.9按单孔判别公式：黄色区域为手动输入，青色区域为根据地区情况统一赋值，粘粒含量粉1.5-2.0m就要编一个，根据标贯数量对应下面的X点计算层顶深度0.50.5层厚

贯入点底深度12.452.33.32.8

贯入点底深度24.454.34.31

贯入点底深度34.454.34.30

贯入点底深度44.454.38.23.9

层底深度8.2

5点计算

层顶深度0.50.5层厚

贯入点底深度12.452.33.32.8

贯入点底深度24.454.35.32

贯入点底深度36.456.37.051.75

贯入点底深度47.957.87.9250.875

贯入点底深度58.28.058.50.575

层底深度8.5

6点计算

层顶深度0.50.5层厚

贯入点底深度12.452.33.32.8

贯入点底深度24.454.35.32

贯入点底深度36.456.37.051.75

8.2.1 砂土液化评价

小区划场地内河漫滩、Ⅰ级阶地地质时代为全新世。根据工程地质勘探结果，场地仅有钻孔ZK21揭示有粉土与粗砂层，粉土埋深在1.3～3.2m，粗砂埋深在3.2—4.0m。按照当地水文资料，荥河历史最高水位为751m，相应地下水位埋深为2.15m，部分粉土及全部粗砂层位于地下水位以下（图8.2.1-2）。

8.2.1.1 场地砂土液化判别分析方法

本次工作按照国家标准《建筑抗震设计规范》（GB 50011-2010）对饱和粉土及砂土进行液化评价。

（1）根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）第4.3.3条，符合下列条件之一的可初步判别为不液化土：

地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前时，7、8度时可判为不液化；

粉土的粘粒（粒径小0.005mm的颗粒）含量百分率，7度、8度、9度分别不小于10、13、16时，可判为不液化土。

根据《颗粒分析成果表》，场地内分布的粉土、粗砂，粘粒含量（粒径小0.005mm的颗粒）百分率为3～9.97%，在7度、8度设防烈度下，初步判定为液化土。

（2）采用标准贯入试验判别法，计算液化判别标准贯入锤击数临界值，对场地内的饱和砂土进行液化判别。

在地面下20m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算：

0ln0.61.50.13/wcrscNNdd

Ncr：液化判别标准贯入锤击数临界值；

β：调整系数，设计地震第一组取0.80，第二组取0.95，第三组取1.05；

N0：液化判别标准贯入锤击数基准值（设计地震加速度0.10g时，N0取7，设计地震加速度0.20g时，N0取12）；

ds：饱和土标准贯入点深度（m）；

dw：地下水位（m）；

ρc：粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时，应采用3。

当饱和土标准贯入锤击数（未经杆长修正）小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时，应判为液化土。

①50年超越概率10%情况下，钻孔内饱和粉土、粗砂的标准贯入锤击数临界值计算见下表（表8.2-1）：

砂土液化研究综述　口苗旺黄应超　（中国地质大学（武汉）工程学院湖北・武汉４３００７４）　摘要：阐述了砂土液化的机理及影响因素，推荐挖除方法、避开方法、加密法、深基础方法、桩基法等几种抗液　化措施。　关键词：砂土液化抗液化不足　中图分类号：Ｐ６２　文献标识码：Ａ　文章编号：１００７—３９７３（２０１０）０１－０９８－０１　ｌ饱和砂土液化的机理及地震液化影响因素　１．１砂土液化的概念　“液化”一词的定义比较多，也略有不同，但不存在原则上　的分歧。美国的Ｓｅｅｄ对土液化的概念性解释为“峰值循环孔　隙水压力比（峰值循环孔隙水压力与初始有效约束压力之比）　到达１００％的初始液化”：汪闻韶给无粘性土液化的定义是“物　质从固体状态转化为液体状态的行为和过程”。　１．２砂土液化的机理　砂土液化的机理是：在地震过程中，较疏松的饱水砂土在　地震引起的剪切力反复作用下，砂粒问相互位置产生调整，而　使砂土趋于密实。砂土要变密实就势必排水，但在急剧变化　的周期性地震力作用下，伴随砂土孔隙度减小而透水性变弱，　因而排水愈来愈不通畅。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）。此时砂土的抗剪强度为：　ｆ＝【　一【“０－Ｉ－　）Ｊｔｇ￣　式中：　及　为砂土粒间的法向压力和内摩擦角；　ｏ为孔隙　水压力，　＝Ｐｗ・ｇ・ｈ，Ｐｗ为水的密度，ｇ为重力加速度，ｈ为水　深：　即为超孔隙水压力。　显然，砂土的抗剪强度将随着超孔隙水压力的增长而不断　降低，直至完全抵消法向压力而使抗剪强度丧失殆尽。此时地面　就可能出现喷沙冒水个塌陷现象，地基土丧失承载能力而失效。　ｌ－３砂土液化影响因素　砂土在振动作用下是否液化，与砂土的结构、性质以及砂　层时代，地震前的应力状况、地震烈度等因素有关（一股认为，对　更新世及其以前的砂层和地震烈度低于Ⅶ度的地区，不考虑砂　土液化问题）。根据已有经验表明，影响饱和砂土液化最主要的　因素有：土颗粒粒径、砂土密度、上覆土层厚度、地面动力强度和　地面震动的持续时间及地下水的埋藏深度。　２抗液化措施　（１）桩基法（李空军，杨勇新ｅｔ　ａ１．２００５）：桩端伸入液化深度以下　稳定土层中的长度（不包括桩尖部分）应按计算确定，对碎石土、砾、　粗、中砂、坚硬粘陛土应不小于５００ｍｍ，其他非岩石土应不小于２ｍ。　（２）深基础方法（李空军，杨勇新ｅｔ　ａ１．２００６）：基础底面埋入　可液化深度以下稳定土层中的深度应不小于５００ｍｍ。　（３）加密法（李空军，杨勇新ｅｔ　ａ１．２００６）（如振冲、振动加密、　砂桩挤密、强夯等）处理可液化地基时：①处理后土层的实测　标准贯入锤击数应大于临界值。②要求全部消除地基液化沉　降时，有效处理深度应不浅于液化深度下界。⑨要求部分消　除地基液化沉降时，有效处理深度以下未处理的残留液化土　层的液化指数ＬＬＥ正应不大于４，对独立基础与条形基础的　有效处理深度应不浅于地基主要受力层深度。　（４）挖除方法（聂群林２００７）：如果可能液化的范围不大时，　可采用挖除法，即将可液化的土层挖除并用非液化土置换。一　般当可能液化土层距地表３～５ｍ时，可以全部挖除，可液化　土层较深时，可考虑部分挖除。　３砂土液化研究的不足及今后发展趋势　（１）改善砂土的颗粒结构，提高土体的密实度和颗粒骨架　的稳定性，防止流滑破坏现象发生；利用振动荷载提前处理砂　土，改变砂土的结构使之在使用前达到密实状态。从实践上　来看，利用爆破振密、强夯、振冲挤密碎石桩法处理可液化砂　土均取得了成功。但是在施工的过程中对周围环境的影响很　大。如何降低振动荷载对周围环境的影响将是新的课。　（２）孔隙水压力升高到侧向固结压力是发生液化的必要条　件。降低饱和砂土在周期力作用下的孔隙水压力是解决砂土　液化的另一种途径。而降低孑Ｌ隙水压力的最主要的方法是如　何使产生的孔隙水排出，所以加入饱和砂土中的材料首先要　满足改良土体的渗透性的要求，从而达到降低孔隙水压力。控　制砂土中的水分及其渗透性，其目的在于降低超静孔隙水压　力，控制超静孔隙水压力的升高，从产生液化的源头及逸出部　位同时进行防治。　（３）饱和砂土的初始应力对饱和砂土的抗液化能力也有着　重大的影响。唐山地震的震后就说明了这一点。增加初始应力　也是解决砂土液化的比较实用的方法。增大砂土地层的初始围　压及约束条件的方法通常为增加周围侧向约束，如反压护道等　方法。这种方法运用在路基上比较方便，但是，很多民用建筑的　地基是水平的，如何增加周围的侧向约束也是一个新的课题。　而且可以对比增加竖向约束和增加侧向约束哪一种方法对处理　饱和砂土液化问题更为有利。　（４）土层的刚度对饱和砂土的抗液化能力的相当大影响，　所以增加土层的刚度也是提高饱和砂土的抗液化能力的一种　方法。在土体中注入浆液、打入桩体以增加土体的刚度，从而　达到处理饱和砂土的目的。　总之，处理砂土液化的措施有很多，其目的无非就是降低　饱和砂土中的超静孔隙水压力。所以任何一种或几种处理方　法只要能合理地降低超静孔隙水压力的处理措施，并满足经　济合理要求，都可以用来处理饱和砂土。　参考文献：　【１】Ａｒｕｌａｎａｎｄａｎ，Ｋ．，Ｘ．Ｓ．Ｌｉ，ｅｔ　ａ１．（１　９９９）．”Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ　ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ．ｉｎｄｕｃｅｄ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ．”Ｊｏｕｍ￣ｏｆ　Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｇｅｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａ１　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ｌ　２６（７）：６５７．　【２】Ｃａｓａｇｒａｎｄｅ，Ａ．（１９７６）．Ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｙｃｌｉｃ　ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｓａｎｄｓ：ａ　ｃｒｉｔｉｃａｌ　ｒｅｖｉｅｗ，Ｐｉｅｒｃｅ　Ｈａｌ１．　——斟协ｉ仑坛

砂土液化形成条件

砂土液化形成机制是饱和的疏松粉、细砂土体在振动作用下有颗粒移动和变密的趋势，对应力的承受从砂土骨架转向水，由于粉和细砂土的渗透力不良，孔隙水压力会急剧增大，当孔隙水压力大到总应力值时，有效应力就降到0，颗粒悬浮在水中，砂土体即发生液化。砂土液化后，孔隙水在超孔隙水压力下自下向上运动。

砂土液化的形成条件：

(1) 砂土特性

a.通常以砂土的相对密度砂土的粒径和级配来表征砂土的液化条件，dr越大越难液化，不均匀系数越小，粒径越均匀越易液化。

b.饱水砂层埋藏条件直接在地表出露的饱水砂层最易于液化。地下水埋深愈浅，非液化盖层愈薄，则愈易液化。

c.成因时代特征

具备上述的颗粒细、结构疏松、上覆非液化盖层薄和地下水埋深浅等条件，而又广泛分布的砂体，主要是近代河口三角洲砂体和近期河床堆积砂体，其中河口三角洲砂体是造成区域性砂土液化的主要砂体。已有的大区域砂土地震液化实例，主要形成于河口三角洲砂体内。往往是有史时期或全新世形成的硫松沉积物。

(2)地震强度及持续时间

引起砂土液化的动力是地震加速度，显然地震愈强、加速度愈大，则愈容易引起砂土液化。

今天