單說砂土液化地基進行分析,砂土液化(liquefaction of sand) 是指飽水的疏松粉、細砂土在振動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工程是一門非常且有深度的學科。在基礎工程中評價地基是否達到合格標準,是否滿足建筑物基礎要求?絕不能單用承載力一個標準來衡量評價。還包括基地處理深度內土的密實度、孔隙比、飽和度等各種物理性質,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,堆積在農田中將毀壞大面積的農作物。一次破壞性地震過后,在砂土液化嚴重區(qū),不管是地表的農作物,還是地面的建筑物,都會遭到嚴重損失。液化性沙土主要分布在國內沿海沿江省份,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;
當今如理液化土地基的方法就是強夯法和振沖密實,從工期、經(jīng)濟性、合理性等多方綜合分析與論證,選擇強夯法處理液化地基是比較合適的。
強夯法處理砂土液化地基是反復將夯錘提到一定高度使其自有落下,給地基以沖擊和振動能量,產(chǎn)生強大的動應力,通過振動壓密、振動液化、動力固結和觸變效應等作用,從而提高地基的承載力并降低其壓縮性,使土質分子重新排列,改善地基性能,消除全部場地液化性,保證建筑物結構安全。
砂土液化在地震時可大規(guī)模地發(fā)生并造成嚴重危害。在中國1966年的邢臺地震,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,有的地下結構甚至浮升到地面。1925年,美國的舍費爾德土壩在地震時全部崩潰,也是由壩底部分飽水砂土振動液化所致。
從邢臺大地震以來,大量砂土液化事例的出現(xiàn),有力地推動了中國學者對地震液化的研究。為了防止建筑物的損毀,應對地基進行抗液化措施,具體方法由建筑的重要性、地基的液化等級,結合具體情況綜合確定。
(1)對于抗震設防為乙類的建筑,液化等級為嚴重的,應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,但對基礎和上部結構應處理;液化等級為輕微的,可部分消除,或對基礎和上部 結構處理。
(2)對于抗震設防為丙類的建筑,液化等級為嚴重的,可全部消除或部分消除液化措施且對基礎和上部結構處理;液化等級為中等的,對基礎和上部結構處理,或更高要求的措施;液化等級為輕微的,對基礎和上部結構處理,亦可不采取措施。對于抗震設防為丁類的建筑,液化等級為嚴重的,對基礎和上部結構處理或其他經(jīng)濟的措施;液化等級為中等和輕微的,可不采取措施。