單說砂土液化地基進(jìn)行分析,砂土液化(liquefaction of sand) 是指飽水的疏松粉、細(xì)砂土在振動(dòng)作用下突然破壞而呈現(xiàn)液態(tài)的現(xiàn)象。
巖土工程中的地基基礎(chǔ)工程是一門非常且有深度的學(xué)科。在基礎(chǔ)工程中評價(jià)地基是否達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn),是否滿足建筑物基礎(chǔ)要求?絕不能單用承載力一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來衡量評價(jià)。還包括基地處理深度內(nèi)土的密實(shí)度、孔隙比、飽和度等各種物理性質(zhì),還包括特殊土地基危害、如液化性砂土地基、濕陷性黃土地基、膨脹土地基、凍土地基危害有沒有消除等。
隨著一次破壞性地震的發(fā)生,由砂土液化地基而造成的危害是十分嚴(yán)重的。使地面建筑物傾斜、開裂、傾倒、下沉,道路的路基滑移,路面縱裂;在河流岸邊,則表現(xiàn)為岸邊滑移、橋梁落架等。
此外,強(qiáng)烈的承壓水流失攜帶土層中的大量砂顆粒一并冒出,堆積在農(nóng)田中將毀壞大面積的農(nóng)作物。一次破壞性地震過后,在砂土液化嚴(yán)重區(qū),不管是地表的農(nóng)作物,還是地面的建筑物,都會(huì)遭到嚴(yán)重?fù)p失。液化性沙土主要分布在國內(nèi)沿海沿江省份,如廣西,江蘇、山東、天津港等地,多由沙土形成,密度較低,土層的深埋較淺,地下水位較高、一般地下水位小于4米容易產(chǎn)生液化。
砂土液化的防治主要從預(yù)防砂土液化的發(fā)生和防止或減輕建筑物不均勻沉陷兩方面入手。包括合理選擇合適的地基處理方法;
當(dāng)今如理液化土地基的方法就是強(qiáng)夯法和振沖密實(shí),從工期、經(jīng)濟(jì)性、合理性等多方綜合分析與論證,選擇強(qiáng)夯法處理液化地基是比較合適的。
強(qiáng)夯法處理砂土液化地基是反復(fù)將夯錘提到一定高度使其自有落下,給地基以沖擊和振動(dòng)能量,產(chǎn)生強(qiáng)大的動(dòng)應(yīng)力,通過振動(dòng)壓密、振動(dòng)液化、動(dòng)力固結(jié)和觸變效應(yīng)等作用,從而提高地基的承載力并降低其壓縮性,使土質(zhì)分子重新排列,改善地基性能,消除全部場地液化性,保證建筑物結(jié)構(gòu)安全。
砂土液化在地震時(shí)可大規(guī)模地發(fā)生并造成嚴(yán)重危害。在中國1966年的邢臺(tái)地震,1975年的海城地震和1976年的唐山地震等幾次大地震中,有些建筑物的破壞,就是由砂土液化造成的。
國外也有類似的例子,在美國1964年的阿拉斯加地震和日本1964年的新泄地震中,砂土液化也使許多建筑物下沉、歪斜和毀壞,有的地下結(jié)構(gòu)甚至浮升到地面。1925年,美國的舍費(fèi)爾德土壩在地震時(shí)全部崩潰,也是由壩底部分飽水砂土振動(dòng)液化所致。
從邢臺(tái)大地震以來,大量砂土液化事例的出現(xiàn),有力地推動(dòng)了中國學(xué)者對地震液化的研究。為了防止建筑物的損毀,應(yīng)對地基進(jìn)行抗液化措施,具體方法由建筑的重要性、地基的液化等級,結(jié)合具體情況綜合確定。
(1)對于抗震設(shè)防為乙類的建筑,液化等級為嚴(yán)重的,應(yīng)全部消除液化沉陷的措施;液化等級為中等的,可采取全部消除液化沉陷的措施,或部分消除,但對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)應(yīng)處理;液化等級為輕微的,可部分消除,或?qū)A(chǔ)和上部 結(jié)構(gòu)處理。
(2)對于抗震設(shè)防為丙類的建筑,液化等級為嚴(yán)重的,可全部消除或部分消除液化措施且對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理;液化等級為中等的,對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理,或更高要求的措施;液化等級為輕微的,對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理,亦可不采取措施。對于抗震設(shè)防為丁類的建筑,液化等級為嚴(yán)重的,對基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)處理或其他經(jīng)濟(jì)的措施;液化等級為中等和輕微的,可不采取措施。