林培貞

（福建省閩東南地質(zhì)大隊(duì)，福建 泉州 362000）

1 砂土液化的現(xiàn)象和發(fā)生條件

砂土液化是指飽和砂土在地震時(shí)瞬間呈流動(dòng)狀態(tài)，承載力馬上變?yōu)榱?，上部建筑物下沉或傾倒等現(xiàn)象。其發(fā)生條件有四個(gè)，一個(gè)是地層存在砂土、二是砂土處于飽和狀態(tài)、三是發(fā)生地震，當(dāng)然，地震包括自然地震和人工地震，最主要的一個(gè)是地震足夠強(qiáng)，能打破飽和砂土的液化臨界狀態(tài)。

2 砂土液化的判定

在常規(guī)勘察中，一般采用標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)來(lái)判定飽和砂土液化，按照國(guó)標(biāo)規(guī)范規(guī)定，當(dāng)飽和砂土的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)小于臨界值時(shí)，判定該飽和砂土存在液化的可能，再根據(jù)規(guī)范規(guī)定計(jì)算出液化勢(shì)，進(jìn)一步判斷液化的等級(jí)是：輕微液化、中等液化、嚴(yán)重液化。根據(jù)液化等級(jí)還必須提出相應(yīng)的抗震設(shè)防措施。

3 砂土液化的治理方法

3.1 逃避法

這也是常規(guī)的處理辦法。一般就是選擇樁基，穿過(guò)液化層，避開飽和砂土，從而避免砂土液化的發(fā)生。

3.2 提高飽和砂土的密實(shí)度法

這理論上就是提高飽和砂土層的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)，使之高于規(guī)定的臨界值，從根本上消除液化的可能。舉一實(shí)例如下（高壓注漿密實(shí)法）：

泉州市安平自來(lái)水廠建在安平開發(fā)區(qū)靠近河流地段，周圍水系發(fā)育，內(nèi)部的主要建筑物和構(gòu)筑物勻?yàn)閱螌?。根?jù)野外鉆探所揭露土層結(jié)構(gòu)、結(jié)合原位測(cè)試與室內(nèi)土工試驗(yàn)成果，場(chǎng)地在勘探深度范圍內(nèi)主要巖土層為：素填土①、粉質(zhì)粘土②、粗砂③、殘積礫質(zhì)粘性土④、全風(fēng)化花崗巖⑤、強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑥，各巖土層特征現(xiàn)自上而下分述1～6。

（1）素填土①：灰褐、灰黃色，松散，干～稍濕，不均勻。主要由粘性土及少量石英砂粒等組成，人工堆積，全場(chǎng)地均有分布，層厚1.60m～2.40m。本層欠固結(jié)及壓實(shí)處理，工程性能差。

（2）粉質(zhì)粘土②：褐灰色、灰白、灰黃色，可塑～硬塑，濕。沖積成因，主要成份以粘粒、粉粒為主，含少量石英顆粒。無(wú)搖振反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，頂部較軟?，F(xiàn)場(chǎng)標(biāo)貫試驗(yàn)修正后N=5.9～12.1擊，標(biāo)準(zhǔn)值N=8.4擊。該層全場(chǎng)地均有分布，頂板埋深為1.60m～2.40 m，厚度1.40m～1.80m。本層工程性能一般。

（3）粗砂③：淺灰、褐灰、灰黃色，松散，飽和。沖積成因，主要以粗砂為主，呈次棱角狀，級(jí)配一般，局部相變?yōu)橹猩?，部分夾有薄層粉砂。本層全場(chǎng)均有分布，頂板埋深3.00m～4.20m，層厚為4.30m～6.60m，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)貫修正擊數(shù)7.5～10.9擊，工程性能一般。

（4）殘積礫質(zhì)粘性土④：灰黃色、灰白色，可塑～硬塑，濕。粒徑大于2mm石英顆粒含量大于20%，長(zhǎng)石已全部高嶺土化，主要成分為粘土礦物、石英及少量的云母碎片，具有遇水易軟化及崩塌的特點(diǎn)，由花崗巖風(fēng)化而成，全場(chǎng)地均有分布，頂板埋深7.30m～10.80m，層厚3.90m～11.10m。標(biāo)貫修正擊數(shù)10.6～25.2擊，標(biāo)準(zhǔn)值N’=14.1擊，工程性能中等。

（5）全風(fēng)化花崗巖⑤：灰黃色、灰白，巖芯呈砂土狀，局部含少量風(fēng)化殘留碎片，手捏易碎，長(zhǎng)石高嶺土化，該層為低壓縮性土層，巖體完整程度為極破碎，巖石堅(jiān)硬程度為極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)，頂板埋深為10.20m～21.90m，揭露厚度2.00m～8.70m，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)貫試驗(yàn)修正擊數(shù)為31.5～43.4擊，標(biāo)準(zhǔn)值=34.1擊，工程性能好。

（6）強(qiáng)風(fēng)化花崗巖⑥：灰白、灰黃、灰褐色。巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，長(zhǎng)石已大部分風(fēng)化成粘土礦物，主要成分為粘土礦物、石英、長(zhǎng)石及少量暗色礦物風(fēng)化物，巖芯主要以砂土狀為主，干鉆不易鉆進(jìn)，鉆進(jìn)時(shí)拔鉆聲強(qiáng)，下臥層無(wú)洞穴、臨空面、破碎巖體或軟弱巖體層，巖體完整程度為極破碎，巖石堅(jiān)硬程度為極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。本層全場(chǎng)均有分布，頂板埋深18.90m～23.90m，揭露厚度為5.00m～8.00m，現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)貫修正擊數(shù)均大于50擊，工程性能好。

單層建筑物和構(gòu)筑物在這種地層結(jié)構(gòu)一般采用淺基礎(chǔ)，選擇粉質(zhì)粘土②作為基礎(chǔ)持力層，合理、承載力夠、省費(fèi)用。但是卻存在嚴(yán)重的飽和砂土液化問(wèn)題。要采用淺基礎(chǔ)，就必須消除粗砂③的砂土液化問(wèn)題，也就是說(shuō)必須提高粗砂③的標(biāo)準(zhǔn)貫入擊數(shù)。

經(jīng)過(guò)反復(fù)論證，最后確定選擇針對(duì)粗砂③進(jìn)行高壓灌注水泥漿，來(lái)提高粗砂③的密實(shí)度，也就是提高粗砂③的標(biāo)準(zhǔn)貫入出數(shù)。采用無(wú)漿鉆進(jìn)或清水鉆進(jìn)，確定確定鉆穿粗砂③層后提鉆，放入注漿管并用橡皮塞塞住孔口，用壓力泵設(shè)定2mPa的壓力灌入水灰比為1：1.5的水泥漿，平面上采取梅花狀布孔，孔距和行距均為1m和2m（如下圖示意圖），孔深進(jìn)入殘積礫質(zhì)粘性土④1m～2m。

表1 注漿前標(biāo)貫試驗(yàn)成果

表2 注漿后標(biāo)貫試驗(yàn)成果

圖1 注漿孔平面布置示意圖

注漿后第十五天，現(xiàn)場(chǎng)在原鉆孔附近對(duì)粗砂③進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)，得到的結(jié)果明顯大于注漿前，兩組數(shù)據(jù)對(duì)比如下：表1和表2。結(jié)果很明顯，粗砂③從嚴(yán)重液化變成不液化了，淺基礎(chǔ)得以順利設(shè)計(jì)和施工。

4 其他處理方法的利與弊

（1）振沖密實(shí)法：大型施工機(jī)械很不方便施工，而且費(fèi)用很高。

（2）打樁穿透液化層法：除了同樣大型施工機(jī)械很不方便施工，而且費(fèi)用很高外，還有施工周期長(zhǎng)，還必須驗(yàn)樁等諸多麻煩。

5 結(jié)論與建議

高壓注漿密實(shí)法是按施工方法命名的，也是國(guó)內(nèi)外第一次采用的技術(shù)，它施工方便、周期短、成本低，主要是效果明顯。此法值得推廣，也正在申請(qǐng)專利。