液化土
液化土层参数
液化土层参数Liquefaction of soil is a serious issue that can lead to ground failure and potential damage to structures. It occurs when loose, sandy soil loses its strength and stiffness due to the build-up of water pressure, causing it to behave like a liquid during an earthquake or other seismic event. This phenomenon can have devastating effects on buildings, bridges, and other infrastructure, putting lives at risk and causing significant economic losses.土壤液化是一种严重的问题，可能导致地基失效，并对结构物造成潜在损害。
当松软的沙土由于水压的增加而丧失强度和刚度时，就会在地震或其他地震事件中表现得像液体一样。
这种现象对建筑物、桥梁和其他基础设施造成毁灭性的影响，危及生命并造成重大经济损失。
Understanding the parameters that influence liquefaction susceptibility is crucial for assessing the risk and implementing effective mitigation measures. The key factors include the soil's grain size distribution, density, saturation level, and the presence of fines such as silt and clay. Fine-grained soils are generally more susceptible to liquefaction than coarse-grained soils due to theirhigher capillary forces and lower permeability. Additionally, loose and uncompacted soils are at greater risk of liquefaction compared to dense and well-packed soils.了解影响土壤液化易感性的参数对于评估风险并实施有效的减灾措施至关重要。
液化土的研究与处理
液化土的研究与处理摘要：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。
液化土和软土地基
液化土和软土地基定义：液化是指饱水的粉细砂或轻亚粘土在地震力的作用下瞬时失掉强度，由固态变成液体状态的力学过程。
砂土液化主要是在静力或动力作用下，砂上中孔隙水压力上升，抗剪强度或剪切刚度降低并趋于消失所引起的。
4.3.1饱和砂土和饱和粉土（不含黄土）的液化判别和地基处理，6 度时，一般情况下可不进行判别和处理，但对液化沉陷敏感的乙类建筑可按7 度的要求进行判别和处理，7～9 度时乙类建筑可按本地区抗震设防烈度的要求进行判别和处理。
4.3.2地面下存在饱和砂土和饱和粉土时，除6 度外，应进行液化判别；存在液化土层的地基，应根据建筑的抗震设防类别、地基的液化等级，结合具体情况采取相应的措施。
4.3.3饱和的砂土或粉土（不含黄土），当符合下列条件之一时，可初步判别为不液化或可不考虑液化影响：1地质年代为第四纪晚更新世（Q3）及其以前时，7、8 度时可判为不液化。
2粉土的黏粒（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。
注：用于液化判别的粘粒含量系采用六偏磷酸钠作分散剂测定，采用其他方法时应按有关规定换算。
3浅埋天然地基的建筑，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：d u＞d0＋d b－2（4.3.3-1）d w＞d0＋d b－3（4.3.3-2）d u＋d w＞1.5d0＋2d b－4.5（4.3.3-3）式中d w——地下水位深度（m），宜按设计基准期内年平均最高水位采用，也可按近期内年平均最高水位采用；d u——上覆盖非液化土层厚度（m），计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除；d b——基础埋置深度（m），不超过2m 时应采用2m；d0——液化土特征深度（m），可按表4.3.3 采用。
表 4.3.3 液化土特征深度（m）注：当区域内的地下水位处于变动状态时，应按不利的情况考虑。
4.3.4当饱和砂土、粉土的初步判别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20m 深度范围内的液化；但对本规范第 4.2.1 条规定可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算的各类建筑，可只判别地面下15m 范围内土的液化。
液化土
液化土一、土体液化及分布情况土体液化是指饱和状态的砂土或粉土在一定强度的动荷载作用下表现出来的类似液体的性状，完全失去强度和刚度的现象。
土体的液化现象：松散的砂土和粉土，在地下水的作用之下达到饱和状态。
如果在这种情况下土体受到震动，会有变得更紧密的趋势，这种趋于紧密的作用使孔隙水压力骤然上升，而在这短暂的震动过程中，骤然上升的孔隙水压力来不及消散，这就使原来由土颗粒间接触点传递的压力（有效压力）减小，当有效压力完全消失时，土层会完全丧失抗剪强度和承载能力，变成像液体一样，这就是土的液化现象。
土壤液化主要发生在砂质土壤为主并且地下水位较高的区域，例如：海岸地区、河水行经的冲积平原区或旧河道分布区等。
这些区域常分布一些充满地下水而饱和的疏松砂土，由于它们本身的结构较弱，很容易因为外力而发生土壤结构的改变。
在平时，地下水的压力与土壤层间的压力维持一个平衡状态，地下水与土壤层之间保持接口上的稳定，并不会侵入上面的土层。
但是当地震发生受到应力的影响时，地下水的移动情形将大过砂土能将多余水分排出的速率。
这时土体孔隙中的水压力，由于来不及消散而累积上升，并导致土壤剪力强度降低。
当此情形继续演变，孔隙水压会增大到足以使土粒在孔隙水中悬浮，这时土层颗粒的承载力顿时会被水给取代，土壤结构内部会变成像液体一样可以流动的情形，最终导致整个地盘失去承载力并且大量变形。
此时若砂土层液化的位置较浅，或者地表分布疏松的孔隙，泥水还可借着压力沿着裂隙喷发到地表，形成喷砂的现象。
二、土体液化的机理和危害大量实验和历史表明，土体液化有两个必要的条件：一是土体必须处于饱和状态；二是要有一定条件的动荷载作用。
但是并不是所有具有上述两个条件的土体都能液化。
饱和的土在受到动荷载的往复剪切作用下，颗粒排列将趋于密室（剪缩性），如果土的透水性很差的话，土体的孔隙水压力将会很难排出，从而导致孔隙水压力急剧上升，土体的有效应力却在减小，当孔隙水压力与土体的固结压力相等时，有效应力减小于零，土的抗剪强度完全消失，处于没有抵抗外荷载能力的悬浮状态，土体就发生了液化。
液化土
地基土的承载能力主要来自土的抗剪强度，而砂土或粉土的抗剪强度主要取决于土颗粒之间形成的骨架作用。
饱和状态下的砂土或粉土受到振动时，孔隙水压力上升，土中的有效应力减小，土的抗剪强度降低。
振动到一定程度时，土颗粒处于悬浮状态，土中有效应力完全消失，土的抗剪强度为零。
土变成了可流动的水土混合物，此即为液化。
饱和砂土或粉土液化除了地震的振动特性外，还取决于土的自身状态：1．土饱和，即要有水，且无良好的排水条件；2．土要足够松散，即砂土或粉土的密实度不好；3．土承受的静载大小，主要取决于可液化土层的埋深大小，埋深大，土层所受正压力加大，有利于提高抗液化能力。
此外，土颗粒大小，土中粘粒含量的大小，级配情况等也影响到土的抗液化能力。
在地震区，一般应避免用未经加固处理的可液化土层作天然地基的持力层。
板桩，防护桩的一种，其形状长而扁，可用于低边坡、基坑等的防护。
一般采用强夯的办法打入。
作为常用的一种，钢筋混凝土板桩具有施工简单、现场作业周期短等特点,曾在基坑中广泛应用,但由于钢筋混凝土板桩的施打一般采用锤击方法,振动与噪音大,同时沉桩过程中挤土也较为严重,在城市工程中受到一定限制。
其制作一般在工厂预制,再运至工地,成本较灌注桩等略高。
但由于其截面形状及配筋对板桩受力较为合理并且可根据需要设计,目前已可制作厚度较大(如厚度达500mm 以上) 的板桩,并有液压静力沉桩设备,故在基坑工程中仍是支护板墙的一种使用形式。
芯柱core column在砌块内部空腔中插入竖向钢筋并浇灌混凝土后形成的砌体内部的钢筋混凝土小柱。
芯柱就是在框架柱截面中芯柱的配筋构造三分之一左右的核心部位配置附加纵向钢筋及箍筋而形成的内部加强区域。
在周期反复水平荷载作用下，这种柱具有良好的延性和耗能能力，能够有效地改善钢筋混凝土柱在高轴压比情况下的抗震性能。
为了便于梁筋通过，芯柱边长不宜小于柱边长或直径的1/3，且不宜小于250mm。
芯柱的作用：弯矩对核心钢筋的影响小，用周边钢筋抵抗弯矩的作用，即使混凝土保护层开裂剥落后，周边钢筋和混凝土的粘结削弱，而核心钢筋和混凝土之间仍具有良好的粘结，核心钢筋不会发生压曲；即使外围混凝土失效，核心钢筋形成的芯柱仍能抵抗竖向荷载，防止大震情况下结构的倒塌。
地基土液化名词解释
地基土液化名词解释地基土液化名词解释地基土的液化是指当地基土受到荷载作用时，在一定的应力范围内土体发生分散变形，使得原来结构不均匀的土层产生过大的垂直变位而丧失稳定，甚至在短时间内出现土层倒塌的现象。
地基土发生液化时，常在其顶部和底部出现很大的水平位移，有时还伴随着严重的侧向挤出，并产生鼓包、流砂等现象，在外观上呈现陡坎、滑坡及“橡皮土”等形态。
因此，通常把这种现象看做是由于承载能力下降而引起建筑物破坏的危险现象。
地基土的液化具有一定的普遍性和相对的稳定性。
但也受其他因素的影响和控制。
只要存在着一定的液化可能性，就有可能产生液化。
1、液化区(1)液化条件：地基土所处的含水量状态称为土体的湿度或饱和度。
土体处于饱和状态时，孔隙水压力达到一定值，则有可能产生液化。
(2)液化区：液化土体的压力在一定范围内持续增长。
(3)液化指数：液化发生的临界含水量与液化下限之比称为液化指数。
2、液化区(2)形成机理：由于土体中孔隙水压力增大或超过了土体中应力，导致土体固结，产生压缩变形，使土体密度减小，当超过了土的抗剪强度后，土就会发生液化。
液化的发展是从一端开始，然后顺次向另一端发展的。
(3)工程措施：控制地下水位，防止地表水流入，严格划分地下水的补给范围和排泄区域等。
(4)处理措施：加固地基，设置人工加固区;换填土，重锤夯实;桩基础;排水固结法;灌浆加固。
我国北方广泛采用砂井排水固结施工方法。
砂井主要用来消除地下水的动力效应，消除地下水运动对土的动力作用。
采用深层搅拌技术可以将液化土层置换出来，以防止土体进一步液化。
3、预防措施：合理选择地基持力层;提高地基土的抗液化性能;选择恰当的施工方法。
目前液化判别的方法很多，但没有一种简便可靠的方法，尚待进一步探讨和研究。
（ 3）施工工艺：将注浆管埋设在液化层中，通过真空泵抽气充填胶管内的空隙，同时将土工布敷设在注浆管周围，形成复合材料管柱，从而形成封闭的水泥土挡水帷幕，防止地下水向土层渗流，控制土体侧向变形。
液化土的处理措施
液化土的处理措施液化土是指在地震或其他震动作用下，含有一定水分的土壤失去了其正常的结构和强度，变得类似于液体的状态。
液化土在地震中起到了减震作用，但同时也对土地的稳定性和建筑物的安全性带来了极大的威胁。
因此，对液化土进行处理是非常重要的。
本文将介绍液化土的处理措施。
一、加固基础加固基础是处理液化土的首要措施。
可以采取以下方法来加固基础：1. 增加基础的承载力：通过加大基础的面积或者加深基础的埋深来增加基础的承载力。
同时，可以在基础的周围加设挡土墙或者加固桩来增加基础的稳定性。
2. 使用地下排水系统：通过在基础下方设置排水管道，将水分迅速排出，减少土壤中的孔隙水压力，从而防止液化现象的发生。
3. 使用加固材料：可以在基础下方或者土体中加入加固材料，如钢筋、混凝土、岩石碎石等，来增加土体的强度和稳定性。
二、改善土壤的排水性能改善土壤的排水性能是处理液化土的重要手段。
可以采取以下方法来改善土壤的排水性能：1. 土壤改良：可以通过加入改良材料，如石英砂、粉煤灰等，来改善土壤的排水性能。
改良材料可以填充土壤中的孔隙，增加土壤的密实度，从而提高土壤的排水能力。
2. 提高土壤的渗透性：可以采用排水井、排水沟等措施，将土壤中的孔隙水快速排出，减少土壤中的孔隙水压力。
三、增加土体的抗液化能力增加土体的抗液化能力是处理液化土的关键措施。
可以采取以下方法来增加土体的抗液化能力：1. 土体固结：通过施加适当的压实力，使土体中的颗粒更加紧密，从而提高土体的抗液化能力。
2. 土体固结与加固结合：可以在土体中加入固结材料，如水泥、石灰等，将土体固结和加固结合起来，从而增加土体的强度和稳定性。
四、监测和预警在处理液化土的过程中，监测和预警是非常重要的。
可以采取以下方法来监测和预警：1. 安装地震监测设备：可以安装地震监测设备，实时监测地震的发生和地震波的传播情况，及时预警液化土的发生。
2. 定期检查和维护：定期检查土地和建筑物的情况，及时发现问题并进行修复，以保证土地和建筑物的安全。
液化土层换填处理方案
液化土层换填处理方案1. 引言液化土层是指地震或其他外力作用下，原本颗粒间存在一定压实力的土层，在震动作用下压实力减小，土体颗粒失去力学支撑而流动，形成液化现象。
液化土层的存在严重影响土地的稳定和建筑物的安全，因此需要采取相应的措施进行处理。
本文将介绍一种针对液化土层的换填处理方案。
2. 换填处理方案概述换填处理是指通过将液化土层内的松软土壤替换为具有较高抗液化性能的实体材料，以提高土体的力学性质，从而减轻液化带来的危害。
具体的换填处理方案包括以下几个步骤：2.1 前期调查与设计在进行换填处理之前，需要进行详细的前期调查和设计工作。
这包括对液化土层所在区域的地质情况、液化潜在性、软土性质等进行综合分析和评估。
根据调查结果，制定合理的方案设计，并确定所需的填充材料和施工方法。
2.2 清理与准备工作在实施换填处理方案之前，需要先对液化土层进行清理和准备工作。
这包括清除土体表面可能存在的杂物、软土或弱土层，并进行必要的地基加固工作，以保证换填后的填充材料能够充分发挥其抗液化性能。
2.3 执行换填处理在清理和准备工作完成后，接下来可以开始执行换填处理方案。
具体的工序包括：2.3.1 挖掘原液化土层首先需要将原液化土层进行挖掘。
挖掘的深度和范围应根据前期调查和设计结果确定，并确保挖掘到稳定的地质层。
2.3.2 填充抗液化材料在挖掘好的土体中，将抗液化材料进行填充。
常见的抗液化材料包括砾石、砂砾混合物、碎石等。
填充时应注意控制填充材料的密实度和均匀性，以确保填充后的土体具有较好的抗液化性能。
2.3.3 土体加固与修整填充完成后，需要对土体进行加固和修整，以保证填充材料的稳定性和地面的平整度。
加固可以采用压实、振动或加固材料等方式进行。
2.4 后期监测与维护在换填处理完成后，还需要进行后期的监测与维护工作。
通过监测土体的变形、应力等情况，及时采取措施进行修补或加固，以确保填充土体的稳定性和安全性。
3. 换填处理方案的优缺点3.1 优点•有效提高土体的抗震性能和抗液化能力；•可根据地质条件和液化程度的不同，选择不同的填充材料和施工方式，具有一定的灵活性；•施工相对简单，成本相对较低。
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液化土
化土
定义：液化是指饱水的粉细砂或轻亚粘土在地震力的作用下瞬时失掉强度，由固态变成液体状态的力学过程。
砂土液化主要是在静力或动力作用下，砂上中孔隙水压力上升，抗剪强度或剪切刚度降低并趋于消失所引起的。
饱和砂土或粉土（不含黄土）的液化判别及相应的地基处理，对位于设防烈度为6度地区的建（构）筑物和管道工程可不考虑。
在地面以下15m 或20m 范围内的饱和砂土或粉土（不含黄土），当符合下列条件之一时，可初步判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（Q3）及其以前、设防烈度为7度、8度时；
2 粉土的黏粒（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；
注：黏粒含量判别系采用六偏磷酸钠作分散剂测定，采用其他方法时应按有关规定换算。
3 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：
dud0+db－2 （4.3.2-1）
dwd0+db－3 （4.3.2-2）
du+dw1.5d0+db－4.5 （4.3.2-3）
式中du上覆盖非液化土层厚度（m），淤泥和淤泥质土层不宜计
入；
dw地下水位深度（m），宜按工程使用期内的年平均最高水位采用；当缺乏可靠资料时，也可按近期内年最高水位采用；
db基础埋置深度（m），当不大于2m 时，应按2m 计算；
d0液化土特征深度（m），可按表4.3.2采用。
表4.3.2 液化土特征深度（m）
饱和砂土或粉土经初步液化判别后，确认需要进一步做液化判别时，应采用标准贯入试验法。
当标准贯入锤击数实测值（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。
液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算：
1 当ds15m 时：
（4.3.3-1）
2 当ds15m 时（适用于基础埋深大于5m 或采用桩基时）：
（4.3.3-2）
式中ds标准贯入点深度（m）；
Ncr液化判别标准贯入锤击数临界值；
N0液化判别标准贯入锤击数基准值，应按表4.3.3采用；
c粘粒含量百分率，当小于3或为砂土时应取3计算。
表4.3.3 标准贯入锤击数基准值（N0）
当地基中15m 或20m 深度内存在液化土层时，应探明各液化土层的深度和厚度，并按下式计算每个钻孔的液化指数：
（4.3.4）
式中IlE液化指数；
n每一个钻孔15m 或20m 深度范围内液化土中标准贯入试验点的总数；
Ni、Ncri分别为深度i点处标准贯入锤击数的实测值和临界值，当实测值大于临界值时应取临界值的数值；
dii点所代表的土层厚度（m），可采用与该标准贯入试验点相邻的上、下两标准贯入试验点深度差的一半，但上界不高于地下水位深度，下界不深于液化深度；
wii土层考虑单位土层厚度的层位影响权函数值（单位为m－1），当该层中点的深度不大于5m 时应取10，等于15m 或20m（根据判别深度）时应取为0，5～15m 或20m 时应按线性内插法取值。
注：对第1.0.7条规定的构筑物，可按本地区抗震设防烈度的要求计算液化指数。
4.3.5 对存在液化土层的地基，应根据其钻孔的液化指数按表4.3.5确定液化等级。
表4.3.5 液化等级划分表
4.3.6 未经处理的液化土层一般不宜作为天然地基的持力层。
对地基的抗液化处理措施，应根据建（构）筑物和管道工程的使用功能、地基的液化等级，按表4.3.6的规定选择采用。
4.3.7 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，应符合本章第4节有关条款的要求；
2 采用深基础时，基础底面应埋入液化深度以下的稳定土层中，其
埋入深度不应小于500mm；
3 采用加密法（如振冲、振动加密、碎石桩挤密，强夯等）加固时，处理深度应达到液化深度下界；处理后桩间土的标准贯入锤击数实测值不宜小于相应的液化标准贯入锤击数临界值（Ncr）。
4 采用换土法时，应挖除全部液化土层；
5 采用加密法或换土法时，其处理宽度从基础底面外边缘算起，不应小于基底处理深度的1/2，且不应小于2m。
表4.3.6 抗液化措施
4.3.8 部分清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不大于4（判别深度为15m 时）或5（判别深度为20m 时）；对独立基础或条形基础，尚不应小于基底液化土层特征深度值（d0）和基础宽度的较大值。
2 土层当采用振冲或挤密碎石桩加固时，加固后的桩间土的标准贯入锤击数，应符合4.3.7条3款的要求。
3 基底平面的处理宽度，应符合4.3.7条5款的要求。
4.3.9 减轻液化沉陷影响，对建（构）筑物基础和上部结构的处理，可根据工程具体情况采用下列各项措施：
1 选择合适的基础埋置深度；
2 调整基础底面积，减少基础偏心；
3 加强基础的整体性和刚度，如采用整体底板（筏基）等；
4 减轻荷载，增强上部结构的整体性、刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝，对敞口式构筑物的壁顶加设圈梁等。
4.3.10 提高管道适应液化沉陷能力，应符合下列要求：
1 对埋地的输水、气、热力管道，宜采用钢管；
2 对埋地的承插式接口管道，应采用柔性接口；
3 对埋地的矩形管道，应采用钢筋混凝土现浇整体结构，并沿线设置具有抗剪能力的变形缝，缝宽不宜小于20mm，缝距一般不宜大于15m；
4 当埋地圆形钢筋混凝土管道采用预制平口接头管时，应对该段管道做钢筋混凝土满包，纵向钢筋的总配筋率不宜小于0.3%；并应沿线加密设置变形缝（构造同3款要求），缝距一般不宜大于10m；
5 架空管道应采用钢管，并应设置适量的活动、可挠性连接构造。
4.3.11 设防烈度为8度、9度地区，当建（构）筑物地基主要受力层内存在淤泥、淤泥质土等软弱黏性土层时，应符合下列要求：
1 当软弱黏性土层上覆盖有非软土层，其厚度不小于5m（8度）或8m（9度）时，可不考虑采取消除软土震陷的措施。
2 当不满足要求时，消除震陷可采用桩基或其他地基加固措施。
4.3.12 厂站建（构）筑物或地下管道傍故河道、现代河滨、海滨、自然或人工坡边建造，当地基内存在液化等级为中等或严重的液化土层时，宜避让至距常时水线150m 以外；否则应对地基做有效的抗滑加固处理，并应通过抗滑动验算。