1、聊城市饱和粉(砂)土液化判定实际操作中的几点启示摘要:本文通过理论结合实际的方法对影响液化判定结果的几个主要因素进行分析,比较了不同数据对最终判定结果的影响程度,深刻的反映了作为勘察工作者按规范执行操作的必要性。 关键词:液化 ;水位 ;标高; 标贯 Abstract: analysis of several main factors through the combination of theory and practice of the liquefaction estimation results, influence of different data on the final res
2、ults of the comparison, reflecting the necessity as exploration workers according to the standard operation Keywords: liquefaction; water level; elevation; SPT 中图分类号:TQ529.2 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012 1、液化机理 液化是土由固体状态变为液体状态的一种现象。 当砂土受到震动时,土颗粒处于运动状态,在惯性力作用下,砂土有增密趋势,如孔隙水来不及排出,孔压就会上升,并使有效应力下降至零时,土粒间就不
3、再传递应力(包括自重) ,完全丧失抗剪强度和承载力。土粒处于失重状态,可随水流动,成为液态,称为砂土液化现象。 2、聊城地区地质构造 聊城市位于黄河冲积平原上,地貌单元单一,地形较为平坦,地质构造属华北地台()的一部分,聊考断裂为本区的最大断裂,由于聊考断裂处于相对稳定期,从构造上分析本区发生强震的可能性很小。根据建筑抗震设计规范 (GB50011-2010)中关于我国主要城镇抗震设防烈度,设计基本地震加速度和所属的设计地震分组的规定,聊城抗震设防烈度为 7 度,设计基本地震加速度为 0.15g,第一组。 3、液化判定方法 根据建筑抗震设计规范 (GB50011-2010),对饱和粉(砂)土判
4、别分为初步判别和详细判别。满足规范初判条件可判为不液化,当初步判定认为需进一步进行液化判别时,应采用标准贯入试验判别法判别地面下 15m 深度范围内的液化;当采用桩基或埋深大于 5m 的深基础时,尚应判别 1520m 范围内土的液化。当饱和土标准贯入锤击数(未经杆长修正)小于液化判别标准贯入锤击数临界值时,应判为液化土。 液化指数计算:对存在液化土层的地基,应探明各液化土层的深度和厚度,按下式计算每个钻孔的液化指数,并按表 4.3.5 综合划分地基的液化等级: Ncr=No ln(0.6 ds+1.5)-0.1dw (4.3.4) 式中 Ncr-为液化判别标准贯入击数临界值 No-为液化判别标
5、准贯入击数基准值取 10 ds-为饱和土标准贯入深度 Pc-为粘粒含量百分率 dw-为地下水位埋深,按设计基准期内年平均最高水位采用 表 435 液化等级 4、影响液化判别的主要因素 结合规范公式及实际工程操作,以聊城市眼科医院高层住宅为例以实际工程结合假定的方法进行分析。 工程概况:聊城市光明眼科医院高层住宅位于聊城昌润路以西、西关街以南共 2 栋。高度 11 层+地下一层;,地貌单元单一,场地地形高低不平。场地现自然地面相对高程-2.0- -0.0 米,高差 2.0 米。 地层分布:场地 0.02.0 米为杂填土,2.08.0 米为粉土,8.012.0 米为粘土,12.020.0 为粉砂。
6、 据分析第 2 层粉土及第 4 层粉砂需进行液化判定。以 1钻孔为例,现标高-2.0 米,整平后标高 0.0 米。勘察期间测到的地下水静止水位为2.8 米。 利用以上实际数据总结影响液化判别结果的主要影响因素主要有以下四点: 4.1 地下水位 dw 聊城市地下水为第四纪孔隙潜水,地下水年变幅 2.0 米左右。地下水的主要补给来源为大气降水及东昌湖水的侧向补给,主要排泄方式为大气蒸发及工农业用水。 眼科医院高层住宅工程地下水位为 2.8 米,最高水位取 0.8 米,由于整平后标高比现有标高提高 2.0 米,地下水位亦相应提高为2.0+0.82.8 米,带入公式计算 1 孔砂(粉)土液化指数计算成
7、果表 1 孔液化等级为: 轻微 若勘察时由于各种原因忽略稳定水位应在初见水位后经一定的稳定时间后量测,或采用泥浆钻进时未洗孔后量测。就会导致水位测量有所偏差,根据经验偏差在 2050cm 之间。 假定误差为 30cm,分别取地下水位为 2.5 及 3.1 米带入公式得ILE=6.41,ILE=3.78。与实际结果 5.02 比较,可得出结果相差 2427米左右。 4.2 场地整平标高 勘察时遇到局部场地较高或较低得情况,取地下水位的时候若以场地勘察时标高计算液化指数和整平后标高计算液化指数相差较大。特别是局部少量钻孔所在场地场地不平整时,取勘察时高低不平的标高进行判定有失科学,太呆板,笔者认为
8、取整平后标高比较合理。 以上述实际工程为例,若标高取勘察时场地标高,地下水位为 0.8,带入公式计算得结果 ILE=14.78。与实际结果 5.02 比较,可得出结果相差 194米左右,影响非常大,直接可以影响最终判定结果。 4.3 标贯击数 实际勘察时,标准贯入试验有各种各样得原因导致数据有误差,例如记录员盯不紧出现对钻杆计算失误,孔底若为含水量较大得粉(砂)土,缩孔严重得话,就会出现标贯器下不到钻孔孔底得情况;或者是有时孔壁不稳定,为了成本或工期等等原因未用泥浆或套管护壁,亦不认真清孔,也会造成标贯器下不到钻孔孔底得情况。有时再不预击 15cm 的话,简直就不是误差的问题啦,特别是聊城市
9、15.0 米以下的粉砂层,根据经验,若不按标准进行操作,差值一般 3-10 击,有时甚至超过 10 击;上部饱和粉土由于埋深较浅,且有一定的粘聚力,缩孔现象不太明显,但不预击的话,也会相差 1-3 击。 综合假定上部粉土标贯误差为 1 击,下部粉砂标贯误差为 3 击,带入公式计算得 ILE=15.86,与实际结果 5.02 比较,可得出结果相差216米左右,影响非常大,直接可以影响最终判定结果。 结论 综上分析,实际操作时影响液化指数的主要因素(1)地下水位量测准确性(2)场地整平标高选取(3)标贯击数准确性 针对地下水位的量测及标贯试验反映出按规范执行操作的必要性,对于场地整平标高选取反映出认真分析灵活掌握的必要性。 。 虽然分析的是个别工程,有一定的局限性,但也反映出细节决定成败。作为勘察人员外业应认真采取第一手数据,内业出精品报告,在安全的情况下力求节约社会资源,工作严谨但不呆板,为社会、为勘察事业尽到自己作为勘察工作者应尽的责任。 参考文献 建筑抗震设计规范 (GB50011-2010) 岩土工程勘察规范 (GB50021-2001) (2009 版) 工程地质手册第四版