摘 要:地震液化常造成嚴重的工程問題,本次通過對瑪曲黃河特大橋場地,根據(jù)標準貫入錘擊數(shù)對地震液化判定實例進行判定,并與不同公式進行驗證,并提出工程建議,對于該地區(qū)同類工作具有借鑒意義。
關鍵詞:地震液化;黃河;飽和粉細砂
引言
地震液化常引起場地滑坡、噴水冒砂等各種地質災害以及地面構造物沉陷、傾斜等病害,是高烈度區(qū)各類工程廣泛關注的問題。
瑪曲地處青藏高原東北邊緣,秦嶺東西復雜構造帶為發(fā)生較早的體系,由于受到較晚發(fā)生的康藏“歹”字型構造體系及“河西系”的影響,使原有的構造形跡往往發(fā)生歸并、交接等復合現(xiàn)象,造成新老構造成分交織在一起,互相干擾,互相穿插,構成比較復雜的構造格局。地震活動頻繁,屬高烈度區(qū)。
1 場地工程地質條件
瑪曲黃河特大橋位于黃河第一彎曲部,瑪曲縣城西南側,橋梁橫跨黃河布設。橋址區(qū)屬侵蝕堆積河谷階地區(qū),黃河河谷呈寬“U”型,地形較平坦,河流呈蛇曲狀,河床寬100~200m,河谷寬約1.5km。根據(jù)地質調繪、鉆探揭露,橋址區(qū)地層巖性主要為:(1)第四系全新統(tǒng)沖洪積圓礫(Q4al+pl):淺黃色-黃褐色,稍密,礫石成分以變質砂巖、灰?guī)r碎屑為主,呈亞圓狀-次棱角狀,分選性較好,細砂充填。該層分布于黃河河床及河漫灘上部,鉆孔揭露厚6.9~13.0m;(2)第四系全新統(tǒng)沖洪積粉細砂(Q4al+pl):黃褐色、青灰色,濕-飽和,稍密-中密,成分以石英、長石為主,砂質較均勻,含少量礫石,局部夾有薄層粉土、粉質粘土、礫砂層。該層為橋址區(qū)主要地層,鉆孔揭露厚28.9~51.2m,未揭穿;(3)新近系礫巖(N):棕紅色,泥鈣質膠結,礫狀結構,層狀構造,礫石成分以灰?guī)r、變質砂巖碎屑為主,粒徑一般8-30mm,局部夾薄層砂巖、泥巖,成巖性較好。
2 場地水文地質條件
2.1 地表水
橋址區(qū)地表水為黃河,橋址區(qū)百年一遇洪峰流量為4240m3/s,實測斷面洪水位為3413.35m。
2.2 地下水
橋址區(qū)地下水主要為第四系松散巖類孔隙水,賦存于圓礫及細砂層中,主要接受大氣降水及地表水的補給,由高向低徑流??辈炱陂g地下水位埋深0.4~4.8m。
3 液化對橋梁的危害
地震液化的產(chǎn)生是由于飽和粉土和砂土層受震動作用后,土體受震動作用后趨于密實,使土體孔隙水壓力上升,土粒間有效應力降低,土粒處于懸浮狀態(tài),引起地基失效。
地震液化可使橋梁墩臺下沉、變形、位移及岸坡滑移,導致橋梁破壞、倒塌。
4 液化判定
根據(jù)《公路工程地質勘察規(guī)范》(JTG C20-2011)7.11.6:地面以下20m深度范圍內存在飽和砂土和飽和粉土時,應進行液化判別。
初步判定該土層為液化土層,根據(jù)標準貫入測試數(shù)據(jù)進一步判定,當土層的實測修正標貫擊數(shù)N1小于臨界標貫錘擊數(shù)Ncr時,應判為液化,否則應判為不液化。
在地面下20m深度范圍內,液化判別標準貫入錘擊數(shù)臨界值可按下式計算:
按下式計算鉆孔的液化指數(shù),綜合劃分地基的液化等級:
5 結束語
(1)根據(jù)判定液化等級以中等為主,液化土層厚5.7~13.1m。(2)建議樁基穿越液化土層,并對液化土層的承載力和摩阻力應根據(jù)液化抵抗系數(shù)Ce予以折減。(3)地震液化判別方法較多,本次根據(jù)《公路工程地質勘察規(guī)范》中標準貫入錘擊數(shù)進行判定,采用《建筑抗震設計規(guī)范》中公式進行判定后,結果與本次一致。
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