液化土是地震时饱和砂土和粉土颗粒在强烈震动下有变密的趋势,颗粒之间发生相对位移,颗粒间的孔隙水来不及排泄而受到挤压,因而
孔隙水压力急剧上升,当孔隙水压力上升到与土颗粒所受到总的正压力接近时,土颗粒之间因摩擦产生的抗剪力接近零,此时的土像液体一样,故称之为液化土。
砂土液化主要是在静力或动力作用下,砂土中
孔隙水压力上 升,
抗剪强度或
剪切刚度降低并趋于消失所引起的。饱和砂土或
粉土 (不含黄土)的液化判别及相应的地基处理,对位于设防烈度为6度地区的建(构)筑物和管道工程可不考虑。
在地面以下15m 或20m 范围内的饱和砂土或粉土 (不含黄土),当符合下列条件之一时,可初步判为不液化或不考虑液化影响:
1 地质年代为第四纪晚更新世 (Q3)及其以前、设防烈度为7度、8度时;
2 粉土的黏粒 (粒径小于0.005mm的颗粒) 含量百分率,7度、8度和9度分别不小于10、13和16时;
注:黏粒含量判别系采用
六偏磷酸钠作
分散剂测定,采用其他方法时应按有关规定换算。
3 当上覆非液化土层厚度和
地下水位深度符合下列条件之一时,可不考虑液化影响:
du>d0+db-2 (4.3.2-1)
dw>d0+db-3 (4.3.2-2)
du+dw>1.5d0+db-4.5 (4.3.2-3)
式中 du——上覆盖非液化土层厚度 (m),淤泥和淤泥质土层不宜计入;
dw——地下水位深度 (m),宜按工程使用期内的年平均最高水位采用;当缺乏可靠资料时,也可按内年最高水位采用;
db——
基础埋置深度 (m),当不大于2m 时,应按2m 计算;
d0——液化土特征深度 (m),可按表4.3.2采用。
表4.3.2 液化土特征深度 (m)
饱和砂土或
粉土经初步液化判别后,确认需要进一步做液化判别时,应采用
标准贯入试验法。当
标准贯入锤击数实测值 (未经杆长修正)小于液化判别标准贯入锤击数
临界值时,应判为液化土。液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算:
1 当ds≤15m 时:
(4.3.3-1)
2 当ds≥15m 时 (适用于
基础埋深大于5m 或采用桩基时):
(4.3.3-2)
式中 ds——标准贯入点深度 (m);
Ncr——液化判别标准贯入锤击数临界值;
N0——液化判别标准贯入锤击数基准值,应按表4.3.3采用;
ρc——
粘粒含量百分率,当小于3或为砂土时应取3计算。
当地基中15m 或20m 深度内存在液化土层时,应探明各液化土层的深度和厚度,并按下式计算每个钻孔的液化指数:
(4.3.4)
式中 IlE——液化指数;
n——每一个钻孔15m 或20m 深度范围内液化土中
标准贯入试验点的总数;
Ni、Ncri——分别为深度i点处标准贯入锤击数的实测值和临界值,当实测值大于
临界值时应取临界值的数值;
di——i点所代表的土层厚度 (m),可采用与该标准贯入试验点相邻的上、下两标准贯入试验点深度差的一半,但上界不高于地下水位深度,下界不深于液化深度;
wi——i土层考虑单位土层厚度的层位影响权函数值 (单位为 m-1),当该层中点的深度不大于5m 时应取10,等于15m 或20m(根据判别深度) 时应取为0,5~15m 或20m 时应按
线性内插法取值。
注:对第1.0.7条规定的构筑物,可按本地区
抗震设防烈度的要求计算液化指数。
4.3.5 对存在液化土层的地基,应根据其钻孔的液化指数按表4.3.5确定液化等级。
表4.3.5 液化等级划分表
4.3.6 未经处理的液化土层一般不宜作为
天然地基的
持力层。对地基的抗液化处理措施,应根据建 (构)筑物和管道工程的使用功能、地基的液化等级,按表4.3.6的规定选择采用。
4.3.7 全部消除
地基液化沉陷的措施,应符合下列要求:
1 采用桩基时,应符合本章第4节有关条款的要求;
2 采用
深基础时,基础底面应埋入液化深度以下的稳定土层中,其埋入深度不应小于500mm;
3 采用
加密法 (如振冲、振动加密、
碎石桩挤密,
强夯等) 加固时,处理深度应达到液化深度下界;处理后
桩间土的
标准贯入锤击数实测值不宜小于相应的液化标准贯入锤击数
临界值 (Ncr)。
4 采用
换土法时,应挖除全部液化土层;5 采用加密法或换土法时,其处理宽度从基础底面外边缘算起,不应小于基底处理深度的1/2,且不应小于2m。
表4.3.6 抗液化措施
4.3.8 部分清除
地基液化沉陷的措施,应符合下列要求:
1 处理深度应使处理后的地基液化指数不大于4(判别深度为15m 时) 或5(判别深度为20m 时);对
独立基础或条形基础,尚不应小于基底液化土层特征深度值 (d0) 和基础宽度的较大值。
2 土层当采用振冲或挤密
碎石桩加固时,加固后的
桩间土的
标准贯入锤击数,应符合4.3.7条3款的要求。
3 基底平面的处理宽度,应符合4.3.7条5款的要求。
4.3.9 减轻液化沉陷影响,对建 (构)筑物基础和
上部结构的处理,可根据工程具体情况采用下列各项措施:
2 调整基础底面积,减少基础偏心;
3 加强基础的整体性和刚度,如采用整体底板 (
筏基)等;
4 减轻荷载,增强上部结构的整体性、刚度和均匀对称性,合理设置
沉降缝,对敞口式构筑物的壁顶加设
圈梁等。
4.3.10 提高管道适应液化沉陷能力,应符合下列要求:
1 对埋地的输水、气、热力管道,宜采用钢管;
2 对埋地的承插式接口管道,应采用柔性接口;
3 对埋地的矩形管道,应采用
钢筋混凝土现浇整体结构,并沿线设置具有
抗剪能力的
变形缝,缝宽不宜小于20mm,缝距一般不宜大于15m;
4 当埋地圆形钢筋混凝土管道采用预制平口接头管时,应对该段管道做钢筋混凝土满包,
纵向钢筋的总
配筋率不宜小于0.3%;并应沿线加密设置变形缝 (构造同3款要求),缝距一般不宜大于10m;
5
架空管道应采用钢管,并应设置适量的活动、可
挠性连接构造。
4.3.11 设防烈度为8度、9度地区,当建 (构)筑物地基主要受力层内存在淤泥、
淤泥质土等软弱黏性土层时,应符合下列要求:
1 当软弱黏性土层上覆盖有非软土层,其厚度不小于5m(8度) 或8m(9度) 时,可不考虑采取消除
软土震陷的措施。
2 当不满足要求时,消除震陷可采用桩基或其他地基加固措施。
4.3.12 厂站建 (构) 筑物或
地下管道傍故河道、现代河滨、海滨、自然或人工坡边建造,当地基内存在液化等级为中等或严重的液化土层时,宜避让至距常时水线150m 以外;否则应对地基做有效的抗滑加固处理,并应通过抗滑动验算。