2 3 地基土液化及其防治课件

1、,2-3,地基土液化及其防治,2.3.1,地基土液化及其危害,2.3.2,影响地基土液化的因素,2.3.3,液化的判别,2.3.4,液化地基的评价,2.3.5,液化地基的抗震措施,1,2.3.1,地基土液化及其危害,地震时，饱和砂土和粉土的颗粒在强烈振动下发,生相对位移，颗粒结构有压密趋势，如其本身渗,透系数较小，短时间内孔隙水来不及排泄而受到,挤压，孔隙水压力将急剧增加，使原先由土颗粒,通过其接触点传递的压力,(,亦称有效压力,),减小。,当有效压力完全消失时，则砂土和粉土颗粒处于,悬浮状态。此时，土体抗剪强度等于零，形成有,如“液体”的现象，即称为“,液化,”。,液化可引起地面喷水冒砂、地

2、基不均匀沉陷、,地裂或土体滑移，从而造成建筑物破坏。,2,震害调查表明，影响地基土液化的因素主要有：,1,土层的地质年代,地质年代的新老表示土层沉积时间的长短。地,质年代越古老的土层，其固结度、密实度和结构,性也就越好，抵抗液化能力就越强。反之，地质,年代越新，则其抵抗液化能力就越差。,2,土的组成,一般说来，细砂较粗砂容易液化，颗粒均匀单一,的较颗粒级配良好的容易液化。细砂容易液化的,主要原因是其透水性差，地震时易产生孔隙水超,压作用。,2.3.2,影响地基土液化的因素,3,3,土层的埋深,砂土层埋深越大，即其上有效覆盖压力越大，,则土的侧限压力也就越大，就越不容易液化。,地震时，液化砂土层

3、的深度一般在,l0m,以内，,很少超过,15m,。,4,相对密度,松砂较密砂容易液化。粉土是粘性土与无粘性,砂类土之间的过渡性土壤，其粘性颗粒含量决,定了这类土壤的性质,(,如粘聚力等,),，从而也就,影响其抵抗液化的能力。粘性颗粒少的比多的,容易液化。,4,5,地下水位,地下水位浅时较地下水位深时容易发生液化。对,于砂土，一般地下水位小于,4m(,对于粉土，,7,度、,8,度、,9,度分别为,1.5m,、,2.5m,、,6m),时易液化，,超过此深度后就不发生液化,。,6,地震烈度和地震持续时间,一般在地震烈度,7,度及以上地区，地震烈度越高,(,地面运动就越强烈,),和地震持续的时间越长，

4、就,越容易发生液化。而在一般,5,度,6,度地区，很少,看到液化现象。,5,2.3.3,液化的判别,当建筑物地基有饱和砂土或饱和粉土时，应经过,勘察试验预测在地震时是否会液化，并确定是否,需要采取某种抗液化措施。鉴于对,6,度区震害调查,和研究的不够，抗震规范规定，,6,度时，除对,液化沉陷敏感的乙类建筑外，一般情况下可不考,虑对饱和土液化判别和地基处理,。,6,第一步，初步判别,根据对地震液化现场资料的研究成果，饱和的砂,土或粉土当符合下列条件之一时，可,初步判别为,不液化或不考虑液化影响：,(1),地质年代为第四纪晚更新世,(Q),及其以前时因,尚未发现过液化，可判为不液化土。,(2),粉

5、土的粘粒,(,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，,可判为不液化土。,7,(3),采用天然地基的建筑，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：,（,2-6,）,（,2-7,）,（,2-8,）,说明：,(1),式,(2,6),中，,d,。为液化土的特征深度，对,7,、,8,、,9,度区分别采,用：粉土,6,、,7,、,8m,，砂土为,7,、,8,、,9m,。,d,b,-2,则是考虑基础埋置深,度,d,b,2m,时，对,d,o,的修正项，因为此时液化土层有可能进入地基主,要受力

6、层范围内，而对房屋造成不利影响。,基础埋深对土的液化影响示意图,2,?,?,?,b,o,u,d,d,d,3,?,?,?,b,o,w,d,d,d,5,.,4,2,5,.,1,?,?,?,?,b,o,u,w,d,d,d,d,8,(2),式,(2,7),可改写成：,式中，,d,o,-1,为不考虑土层液化时，地下水位界限,值。实际震害调查表明，当砂土或粉土的地下水,位不小于该界限值,(,或当,d,b,2m,，且,d,u,d,。,),时，,未发现土层发生液化现象；,d,b,-2,为基础埋置深度,d,b,2m,时对地下水位深度界限值的修正项。,(3),式,(2,8),是不考虑土层液化时覆盖层厚度与地,下水

7、位深度之和所应满足的条件，同时考虑了覆,盖层厚度和地下水位深度及基础埋深的影响。,第二步，标准贯入试验判别,2,1,?,?,?,?,b,o,w,d,d,d,9,2.3.4,液化地基的评价,以上只是进行了是否可能出现液化的判别，对,可液化土可能造成的危害，需进一步进行定量,的分析。实际上，在同一地震烈度下，液化层,的厚度越大，埋藏越浅，土的密度越小，地下,水位越高，实测标准贯入锤击数,N63.5,，与临,界标准贯入锤击数儿相差越多，液化就越严重，,所造成的危害就越大。液化指数是比较全面地,反映了上述各因素的影响。,10,2.3.4,液化地基的评价,对于存在液化土层的地基，通常是根据液化指数来,划

8、分液化等级，以确定地基液化的危害程度。,地基的液化指数可按下式确定：,(2-11),从式,(2,11),可知，液化指数表示沿深度,15m,范围,内，各液化土层液化可能性与影响程度的总和。从,地基土液化震害分析表明，液化指数越大，地面的,喷冒情况就越严重，对建筑物造成的危害也就越大。,?,?,?,?,n,i,i,i,cri,i,lE,w,d,N,N,I,1,),1,(,11,2.3.4,液化地基的评价,液化等级是按液化指数的高低对地基液化危害程,度进行的划分，分为轻微、中等和严重三个等级，,见表,2,7,。,12,2.3.4,液化地基的评价,当液化指数较小，即,0I,lE,5,时，为轻微液化，地

9、面,无喷水冒砂，或仅在洼地、河边有零星的喷水冒砂点，,此时，液化危害性小，场地上的建筑一般没有明显的,沉降或不均匀沉降；,当液化指数增大到,5I,lE,15,时，为中等液化，液化危,害增大，喷水冒砂频频出现，从轻微到严重都有，多,数属中等喷冒，常导致建筑物产生较明显不均匀沉降,或,裂,缝,，,不,均,匀,沉,降,可,达,o.2m,，,绝,对,沉,降,可,达,o,5m,，尤其是那些直接用液化土做地基持力层的建,筑和农村简易房屋，受害普遍较重；,当液化指数,I,lE,15,时，为严重液化，危害普遍较重，,场地喷水冒砂严重，涌砂量大，地面变形明显，覆盖,面广，建筑物的不均匀沉降值常达,0.20.3m

10、,，高重,心结构可能产生不容许的倾斜，严重影响使用，修复,工作难度增大。,13,2.3.5,液化地基的抗震措施,液化是造成地基失效震害的主要原因，要减轻这,种危害，应根据地基液化等级和结构特点选择不,同措施。目前常用的抗液化工程措施都是在总结,大量震害经验基础上提出的，即综合考虑建筑的,重要性和地基液化等级，再根据具体情况确定。,当液化土层较平坦且均匀时，一般可按表,2-10,选,用。,14,2.3.5,液化地基的抗震措施,表,2,10,中的措施未考虑倾斜场地和严重不均匀,可液化土层的影响。,表中,(,一,),表示全部消除地基液化沉降的措施，如,采用桩基、深基础、深层处理至液化深度下界,或挖除

11、全部可液化土层等；,15,2.3.5,液化地基的抗震措施,(,二,),表示部分消除地基液化沉降的措施，如加固,或挖除部分可掖化土层等；,(,三,),表示基础结构和上部结构采取的构造措施，,一般包括减小或适应建筑物不均匀沉降的各项措,施；,(,四,),表示可不采取措施。,（一）、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，桩端伸人液化深度以下稳定,土层中的长度,(,不包括桩尖部分,),，应按计算确定，,且对碎石土，砾、粗、中砂，坚硬粘性土和密实,粉土尚不应小于,0.5m,，对其他非岩石土尚不应小,于,1.5m,；（,2,）,16,2.3.5,液化地基的抗震措施,2,采用深基础

12、时，基础底面埋人液化深度以下稳,定土层中的深度，不应小于,0,5m,；,3,采用加密法,(,如振冲、振动加密、砂桩挤密、,强夯等,),加固时，应处理至液化深度下界，且处理,后土层的标准贯人锤击数的实测值，不宜大于相,应的临界值；,4.,挖除全部液化土层,;,5,采用加密法或换土法处理时，在基础边缘以外,的处理宽度，应超过基础底面下处理深度的,1,2,且不小于基础宽度的,1,5,。,17,2.3.5,液化地基的抗震措施,（二）、部分消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减少，,当判别深度为,15m,时，其值不宜大于,4,，当判别深,度为,20m,时，其值不宜大于,5,；对独立基础与条形,基础，尚不应小于基础底面下液化土特征深度和基,础宽度的较大值。,2,处理深度范围内，应挖除其液化土层或采用,加密法加固，使处理后土层的标准贯人锤击数实测,值不宜小于相应的临界值。,3,基础边缘以外的处理宽度与全部清除地基液,化沉陷时的要求相同。,18,2.3.5,液化地基的抗震措施,（三）、减轻液化影