胖頭泡堤防堤基土的地震液化判別與分析

李建宇

(黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080)

地震液化作用(seismic liquefaction)是指由地震使飽和松散沙土或未固結巖層發生液化的作用。它可使地基軟化，建筑物因而倒塌。大量飽和沙土還可從地下如泉水涌出，在地面堆積成丘。另一方面則使地下某些部位空虛，地面因而沉陷。這種現象多出現在河邊、海濱含水的沙層中，內陸地下水豐富的砂巖層也可以出現。地震液化作用主要包括:液化泄水巖脈、水塑性褶皺、液化卷曲變形、液化角礫巖、粒序斷層、V 型地裂縫等。

1 工程概況

胖頭泡堤防位于松嫩平原南部，地形總趨勢西北高東南低，局部地段起伏較大。根據《中國地震動參數區劃分》GB18306—2001，本區地震動峰值加速度為0.05 ～0.10 g，地震動反應譜特征周期為0.35 s，相對應的基本烈度值為Ⅵ～Ⅶ度。胖頭泡堤防全長3.52 km，其中0 +000 －1 +1000、2 +170 －3+520 堤段堤基類型為砂基，根據《水利水電工程地質勘察規范》GB50487—2008 初判，堤基砂性土有可能發生地震液化，應對其進行復判［1］。

2 堤基土地震液化判別

在土的地震液化復判方法中，標準貫入錘擊數法是最常用和可靠的，因為是原位測試結果，而且可以反映場地的地應力狀態等。一般判斷15 m以內地基，太深標貫修正鉆桿、孔斜、孔壁摩擦等問題突出。還有15 m以下即使是砂性土，一般也很密實，很少有地震液化的可能［2］。標準貫入錘擊數法的判定標準如下:

1)土應判為液化土，應符合下式:

式中:N 為工程運用時，標準貫入點在當時地面以下ds(m)深度處的標準貫入錘擊數;Ncr為液化判別標準貫入錘擊數臨界值。

2)當標準貫入試驗貫入點深度和地下水位在試驗地面以下的深度，不同于工程正常運用時，實測標準貫入錘擊數應按公式(2)進行校正，并應以校正后的標準貫入錘擊數N 做為復判依據:

式中:N' 為實測標貫擊數;ds為工程正常運用時，標準貫入點在當時地面以下的深度，m;dw為工程正常運用時，地下水位在當時地面以下的深度，m;當地面淹沒于水面以下時，dw取0;d's為標準貫入試驗時，標準貫入點在當時地面以下的深度，m;d'w為標準貫入試驗時，地下水位在當時地面以下的深度，m;當地面淹沒于水面以下時，d'w取0;校正后標準貫入錘擊數和實測標貫錘擊數均不進行鉆桿長度校正。

3)液化判別標準貫入錘擊數臨界值應根據下式計算:

式中:N0為液化判別標準貫入錘擊基準值;ρc為土的黏粒含量質量百分率，%，當ρc＜3% 時，ρc取3%;ds為當標貫點在地面下5 m以內的深度時，應采用5 m計算;液化判別標貫錘擊數基準值N0按表1 取值。

表1 液化判別標準貫入錘擊數基準值表

根據胖頭泡堤防野外原位測試結果及室內土工試驗成果，依據標準貫入錘擊數法的判定原理，得到胖頭泡堤基砂性土地震液化的判定表，見表2。

表2 胖頭泡堤基土地震液化判定表

3 結 語

胖頭泡堤防砂基土均為液化土，在施工過程中應采取一定的工程處理措施。通常情況應避免未加固處理的可液化土層作天然地基的持力層。根據地基的液化等級、建筑類別、結合具體情況，選擇適當的抗液化措施。

1)采用全部消除地基液化的措施:采用樁基、深基礎、深層處理至液化深度下界或挖除全部可液化土層。

2)采用部分消除地基液化的措施:挖除部分可液化土層、加固、固封、蓋重或人工加密。

［1］中華人民共和國水利部.GB50487—2008 水利水電工程地質勘察報告［S］. 北京:中國計劃出版社，2008.

［2］黑龍江省水利水電勘測設計研究院. 嫩江干流肇源縣堤防工程地質勘察報告［R］. 哈爾濱:黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2011.