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液態的現象。
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,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米容易產生液化。
砂土液化的防治主要從預防砂土液化的發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模地發生并造成嚴重危害。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,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濟的措施;液化等級為中等和輕微的,可不采取措施。