液化土的研究与处理

液化土的研究与处理

刘建胜1

山东省地矿工程勘察院山东济南250014

摘要:做一个合格的地质工程师,全面,准确,科学合理的判定液化土层的等级,并就处理方法和意见提出合理得建议,是一个液化土地层上建筑的基础,做好基础才能保证工程建筑的安全、稳定。

关键词:液化土工程勘察评价处理检测

一、液化土的定义

根据相关得资料,国内外对饱和砂土得液化定义如下:处于地下水位以下的饱和砂土和粉土的土颗粒结构受到地震作用时将趋于密实,使空隙水压力急剧上升,而在地震作用的短暂时间内,这种急剧上升的空隙水压力来不及消散,使原有土颗粒通过接触点传递的压力减小,当有效压力完全消失时,土颗粒处于悬浮状态之中。这时,土体完全失去抗剪强度而显示出近于液体的特性。砂土液化在工程中表现出来得危害主要是地基承载力消失,造成地基基础失稳,因而引起结构得变形,建筑物坍塌、倾斜、开裂等事故,造成人员和财产得损失。

二、化土的勘察和评价

根据国家规范标准的规定,新建、再建项目在抗震规划中属七度以上,含七度区,场地存在饱和砂土得应该判定液化情况,当前全国各地的地方规定增加一些特殊要求,例如济南市政府规定在济南市新建、再建的项目,抗震六度区提高一度设防,即也要求判定饱和砂土得液化。因此,在建设中饱和砂土是否液化,液化等级的判定是否准确关系着整个建设的造价、成本和安全。一个案例项目,2016年济南市没有出台抗震六度区需要判定饱和砂土液化的问题,并要求对饱和砂土进行处理的文件前,该项目地基处理的成本很低,仅仅需要基础开挖保证埋深即可,承载力和变形均能满足建筑需要。2017年济南市政府出台了政策,该场地初步判定为饱和砂土液化严重场地,造成了需要上千万的地基基础处理费用,投资方很无奈,如果判定结果是轻微的化,也不需要这么多的投资,因此,工程勘察阶段准确的把控决定了基础处理得费用,不容忽视。

现阶段工程勘察过程对于饱和砂土液化判别主要使用两种手段,⑴、通过静力触探直接判定,⑵、现场采用连续标准贯入试验的方法,通过室内的黏粒分析,计算后综合判定场地的液化等级。这两种方法分别存在着弊病。静力触探直接判定场地得液化等级方法,静力触探在施工过程,是通过侧阻力和端阻力判定场地土的软弱,通过阻力判定划好场地地层的,饱和砂土的液化等级。首先,这种方法不能划分场地土的类型,在判定上本身就存在一定的误差,其次,这种方法不受饱和砂土的黏粒含量的影响,这是不可科学的,饱和砂土在黏粒含量超过10%的时候,可不考虑液化问题。再次,由于不能对地层类型准确的把控,这种方法判定的结果往往比标准贯入方法的液化等级高。现场连续标准贯入试验方法判定液化所影响的结果是,由于操作者的能力不一,责任心不一,设备不一等原因,造成判定结果的不确定。例如,在饱和砂土判别过程贯入试验击数的统计,可能半击就影响到了结果,半击是舍还是进,完全在于现场技术人员的把控,可是结果会截然不同。在做标准贯入试验时现场是否已经清孔,是否对标准贯入试验器具进行检查并对不合格的进行了替换,贯入深度标准是否准确,对试验是否有个全面的认识,是否能过全方位的把控,等等,都能对结果造成影响。因此,人、工具、能力、责任心严重影响着结果。做好工作,把握成果,是一个工程地质工作者的责任和义务。

三、液化土的处理与检测

在场地土准确判定出液化等级后,基础处理方案决定着成本造价和工程质量等,做好液化土处理和检测决定着工程的使用寿命。现阶段工程建设中对液化土的处理方法基本是三种,即:置换、强夯和穿透。根据不同的地质条件,置换和穿透的方法使用的比较多,毕竟在强夯得过程中需要对地下水进行处理,使用起来比较麻烦。置换方法在使用工程一般适用于液化土埋藏较浅,地下不是很丰富,采用添加粗骨料的部门置换和挖除后全部置换的方法,这两种方法均存在一定的不利因素,致使处理的液化土深度不会很深,基本适用于部分处理的液化土。穿透的方法一般使用桩基础穿过液化土层,将基础坐在较坚硬的地层上,这种方法适应于全部处理的液化土,并建筑强度高,基础稳定,适合各种建筑。特别提出的一个问题是,高压旋喷粉煤灰桩在液化土处理中的应用,规范中就该种桩型没有明确的说可以还是不可以处理液化土的问题,但是,通过基础处理的方法上来看,该桩型为桩和土共同承载上部结构的荷载,能够部分抵消建筑对地层的作用,如果使用得当,在基础作用的效果来看,能够消除部分的液化土。

液化土处理完成后,需要对处理效果经行检测,现阶段工程建设中对液化土的检测主要为静力触探和标准贯入试验,笔者前段对两种方法进行了分析和论述,认为虽然标准贯入试验存在着一些问题,但是,在现阶段该种方法还是客观可行的,满足现阶段工程建设的需要。

四、结束语

通过工程实例,对液化土的勘察、判定、评价、处理、检测等等问题决定着液化土施工的造价、使用寿命和安全稳定,一个合格的地质工程师不仅要保证工程质量,还要节省造价,提供工作产值上作出贡献,不经有主管的判定,还要有客观的分析,做到全面准确的判断和解决问题。

作者简介:

刘建胜,男,山东招远人,1970年9月24日,汉族,高级工程师,主要从事工程地质,环境地质,水文地质,海洋地质工作,工作单位:山东省地矿工程勘察院

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