相同場地不同規(guī)范標貫液化判別結(jié)果差異分析

韓勝杰，孟鎖蘭

相同場地不同規(guī)范標貫液化判別結(jié)果差異分析

韓勝杰，孟鎖蘭

(河北省水利水電第二勘測設(shè)計研究院，河北石家莊050021)

飽和砂土液化判別是巖土工程勘察非常重要的一項工作，目前國內(nèi)多采用飽和砂土層標貫擊數(shù)進行液化判別。不同行業(yè)對飽和砂土液化的判別方法不同，其間存在較大差異。經(jīng)過對相同場地條件下不同規(guī)范液化判別的分析比較，總結(jié)規(guī)范間的主要差別在于:采用經(jīng)驗公式不同，對粘粒含量的影響考慮不同，對地下水位變化、場地挖填影響的考慮不同。

巖土勘察；液化判別；差異分析

對飽和無粘性土(砂土)和少粘性土(粉土)(以下簡稱砂性土)震動液化進行判別是巖土工程勘察非常重要的一項工作，Seed“簡化法”和文獻［7］的液化判別方法，是2個最有代表性的方法，我國其它規(guī)范的液化判別方法的基本思想大多來源于此［1］。Seed“簡化法”綜合考慮了判別點應(yīng)力狀態(tài)、地震震級、標貫擊數(shù)等，能較好運用于各種工程場地；國內(nèi)規(guī)范法多屬于經(jīng)驗法，簡單實用，易于掌握，影響判別的相關(guān)參數(shù)有地震烈度、地下水位、砂土密實度和粘粒含量［2］。目前國內(nèi)多采用飽和砂性土層的標貫擊數(shù)進行液化復(fù)判，代表性的規(guī)范見文獻［6-8］。在相同烈度下，國內(nèi)規(guī)范與國外改進seed法相比總體偏于安全［3-4］。文獻［6］在工程正常運行時地下水位埋深減小或場地挖方條件下，液化判別偏于安全［5］。

水利工程中涉及水閘、堤壩、跨渠橋梁、樓房等建筑物，不同建筑物場地的地質(zhì)勘察評價需要采用不同行業(yè)的規(guī)范。工作中發(fā)現(xiàn)同一場地或鄰近場地不同建筑物，采用不同行業(yè)規(guī)范進行地震液化判別，結(jié)果有的相近、有的差別較大。本文選擇2個水利工程場地(為了簡化各場地選用1個鉆孔)，分別采用上述3規(guī)范進行地震液化判別，由判別結(jié)果入手，分析規(guī)范間差別的大小及造成差別的原因。

1 液化判別

1.1 基本情況

(1)場地1位于衡水市西部的東安莊村石津灌區(qū)支渠上。場區(qū)為沖洪積平原地貌，地面高程約25.4m。渠道挖深2m，底寬3m，擬建跨渠橋梁。

場區(qū)地震動峰值加速度0.10g，地震烈度Ⅶ度，屬設(shè)計地震第一組。

根據(jù)文獻［6］，深度15m范圍內(nèi)初判可能液化土層標貫試驗數(shù)據(jù)情況見表1，試驗點號K1-1～K1-10。

(2)場地2位于邢臺市巨鹿縣楊武鄉(xiāng)村東老漳河上。場區(qū)為沖洪積平原地貌，老漳河寬約90m，河底高程約21m，兩岸地面高程約27.6m，擬建跨渠橋梁。

表1 標貫試驗數(shù)據(jù)及代表土層情況匯總

場區(qū)地震動峰值加速度0.10g，地震烈度Ⅶ度，屬設(shè)計地震第二組。

根據(jù)文獻［6］，深度15m范圍內(nèi)初判可能液化土層標貫試驗數(shù)據(jù)情況見表1，試驗點號K2-1～K2-3。

1.2 液化判別

飽和砂性土地震液化判別的條件，文獻［7］是實測標貫擊數(shù)小于按公式計算的液化臨界標貫擊數(shù)時，應(yīng)判為液化土。文獻［6］、文獻［8］是修正后的標貫擊數(shù)小于按公式計算的液化臨界標貫擊數(shù)時，應(yīng)判為液化土。

根據(jù)上述場地條件，采用文獻［6］對地面下15m以內(nèi)砂性土，采用標準貫入錘擊數(shù)法進行地震液化復(fù)判，結(jié)果見表2，場地1、場地2土層均為可能發(fā)生液化的土層。

表2 采用不同規(guī)范進行液化判別匯總

采用文獻［7，8］分別進行復(fù)判，地下水位埋深按抬升后水位埋深，判別結(jié)果見表2。場地1土層均為不液化，與文獻［6］判別結(jié)果相反。場地2土層K2-1試驗點不液化、其它點均為液化，與文獻［6］判別結(jié)果相近。

1.3 液化判別結(jié)果差異分析

1.3.1 液化臨界標貫擊數(shù)的計算

文獻［6］基本采用文獻［7］2001版在地面下15m范圍內(nèi)液化判別公式，雖然文獻［7］2010版對2001版公式進行了合并調(diào)整，但總體變化不大，可以認為2規(guī)范計算公式大致相同。然而，計算結(jié)果仍存在明顯差別。

K1-5～K1-8、K2-2試驗點，文獻［6］比文獻［7］臨界標貫擊數(shù)低2.5～5.7擊。對照公式及使用注解分析，原因在于粘粒含量的影響。文獻［6］當(dāng)土層粘粒含量小于3%時取3%，其它取實測值；文獻［7］當(dāng)土層粘粒含量小于3%或為砂土?xí)r應(yīng)采用3%，其它取實測值。K1-5～K1-8、K2-2試驗點土層為粉砂，實際粘粒含量5.1%～9.8%，“水規(guī)”按實測值計算，文獻［7］按3%計算，結(jié)果文獻［6］比文獻［7］計算臨界標貫擊數(shù)明顯偏低。

K1-1試驗點文獻［6］比文獻［7］計算臨界標貫擊數(shù)高0.7擊，原因是標貫點深度的影響，文獻［6］當(dāng)標貫點在地面以下5m以內(nèi)的深度時應(yīng)采用5m計算，文獻［7］沒有這個要求。

其它試驗點文獻［6］與文獻［7］計算臨界標貫擊數(shù)相近。

文獻［8］液化臨界標貫擊數(shù)的計算，采用的公式與文獻［6，7］完全不同，粘粒含量取實測值，計算結(jié)果與文獻［6，7］相比，均存在較大差別，淺層略高深層偏低。

1.3.2 對實測標貫擊數(shù)的修正

文獻［6，8］液化判別，對實測標貫擊數(shù)均進行了修正。

文獻［6］考慮標貫試驗時與工程正常運用時，標準貫入點的埋深和地下水位埋深變化的影響，對實測標貫擊數(shù)進行修正。場地1計算修正系數(shù)0.12～0.4，場地2計算修正系數(shù)0.83～0.89，修正系數(shù)隨深度增加而增大。場地1修正系數(shù)明顯小于場地2，原因在于：工程正常運行時與標貫試驗時相比，場地1地下水位埋深抬高21m，上覆土層減薄2m；場地2地下水位埋深抬高2m，上覆土層厚度未變。

文獻［8］考慮標準貫入點處土的總上覆壓力，對實測標貫擊數(shù)進行修正，場地1計算并查表得修正系數(shù)1.21～0.55，場地2修正系數(shù)1.05～0.72，修正系數(shù)隨深度增加而減小，淺層修正系數(shù)大于1，對實測標貫擊數(shù)進行放大，深度越淺，放大越多；深層修正系數(shù)小于1，對實測標貫擊數(shù)進行折減，深度越大，折減幅度越大。

文獻［7］采用實測標貫擊數(shù)，未進行修正。

2 結(jié)語

文獻［6-8］均為國內(nèi)現(xiàn)行有效常用規(guī)范，標貫液化判別公式都是在多年地震資料的基礎(chǔ)上總結(jié)得出的，且經(jīng)過長期的實踐驗證，具有合理性、實用性。但相同場地采用3規(guī)范進行液化判別，場地1出現(xiàn)截然相反的結(jié)果，場地2基本相近，分析原因主要有：采用經(jīng)驗公式不同，對粘粒含量的影響考慮不同，對地下水位變化、場地挖填影響的考慮不同。這些原因中，又以地下水位埋深在工程正常運行時與標貫試驗時變化之影響為最。

規(guī)范間地震液化判別方法的不協(xié)調(diào)性，需要相關(guān)部門及業(yè)內(nèi)專家溝通解決，并對文獻［6］修正實測標貫擊數(shù)的公式進行適當(dāng)調(diào)整，以利生產(chǎn)人員的應(yīng)用。

［1］陳國興，胡慶興，劉雪珠.關(guān)于砂土液化判別的若干意見［J］.地震工程與工程振動，2002，22(01).

［2］李濤濤，陶凱.基于標貫的國內(nèi)外砂土液化判別方法［J］.工程建設(shè)與設(shè)計，2015(05).

［3］劉啟旺，楊玉生，劉小生，等.標貫擊數(shù)液化判別方法的比較［J］.地震工程學(xué)報，2015(03).

［4］林華國，賈兆宏，張立麗.砂土液化判別方法研究［J］.巖土工程技術(shù)，2007(02).

［5］楊玉生，劉小生，趙劍明，等.標準貫入擊數(shù)的挖填方校正方法研究［J］.水力發(fā)電學(xué)報，2014(01).

［6］GB50487-2008.水利水電工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］.

［7］GBJ5001-2010.建筑抗震設(shè)計規(guī)范［S］.

［8］JTG C20-2011.公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］.

TU441

B

1672-2469(2017)03-0048-03

DO I：10.3969/j.issn.1672-2469.2017.03.019

2017-01-17

韓勝杰(1965年—)，男，高級工程師。