液化場地地基處理方案的選擇與評價

韓曉宇

（上海電氣集團國控環球工程有限公司， 山西 太原 030000）

0 引言

我國的工程建設施工技術正在不斷的完善和成熟，各項建設事業也正在如火如荼的進行，對國民經濟的增長起到重要的推進性作用。在施工的過程中，容易遇到液化地基的情況，同時這種現象也是引起建筑物破壞的重要方面，因此對于液化場地地基處理的方案進行評價，一直都是巖土工程重點研究內容。

1 液化地基的基本概述

1.1 液化的概念

當處在飽和狀態的砂土或者是粉土受到一定時間的振動之后，土體顆粒的局部或者全部會懸浮在土層的孔隙水中，對土體的強度和剛性造成巨大的影響，從而表現出一種液體的性質，這種性質就是土體的“液化”現象。

1.2 液化地基的機理

對于地基土來說，它的承載能力主要是來自于抗剪強度，而砂土或者是粉土的抗剪強度主要是與土顆粒之間形成的骨架作用有關。淺層的松散飽和粉土和砂土在地震的時候會受到地震波的震動影響，這樣就會讓飽和粉土和砂土中的孔隙水分壓力在短時間內來不及的消散，從而出現急劇的增加，就會導致土的有效應力出現減小甚至是完全消失的情況，土體的抗剪強度出現了降低。在經過一定的周期性荷載作用之后，孔隙水壓力與總應力相等的時候，有效應力會變成零，這時的土體抗剪強度為零，土體就會變成能夠流動的水土混合物，這樣就形成了所謂的“液化”。總之，地基液化對建筑物會產生極大的危害。

1.3 液化的類型

對于某個場地來說，可以對使用場地液化指數對場地的液化危害性進行重視。根據相關的資料就可以看出，場地液化一般可以分為輕微液化、中等液化、嚴重液化三個等級，不同的等級場地地面的噴水冒砂情況和對建筑的危害程度是不同的。

2 液化地基的處理方法

對國內外的工程實踐進行關注可以發現，地基的液化經常會造成噴砂冒、滑坡、上浮和振陷的情況，容易給建筑地基造成不均勻的沉陷現象，給建筑物帶來一定的威脅。在施工中，很多因素都有可能引起砂土或者粉土的液化，其中地震的影響最大并且危害性最大。對于液化地基來說，主要的抗液化措施就是對液化地基進行綜合性處理，在進行抗液化處理的時候，需要對場地的液化等級進行重視，還要對建筑物的抗震設防類型進行重視。我國目前在液化地基處理方面的內容還不夠成熟，比較常用的處理方法有強夯法、碎石樁法、換填法和砂樁法等等。

2.1 強夯法

強夯法比較適合應用在欠固結土層地基加固中，經常會被用來處理碎石土、砂土和低飽和度粉土、黏性土等類型的地基土，具有比較簡單的施工設備和良好的加固效果，并且施工的速度也比較快，具有比較好的工作效率，同時具有經濟性的優點，在加固施工中經常會被采用的一種方法。強夯法主要是對巨錘進行利用，使用高落距對給地基施加強大的沖擊能，對土顆粒之間的各種阻力進行克服，讓地基可以變得更加密實，對地基的承載能力和抗液化能力進行有效的提升，減少有可能會出現的沉降問題。強夯法屬于比較理想的地基處理方法，但是液化地基一般都具有比較粗復雜的巖性，因此需要根據實際情況做好方法的優化。

2.2 換填法

換填法的原理相對比較簡單，是將基礎地面以下的范圍內的軟弱土層進行挖出，然后再使用分層回填的方式將強度較大的材料填入到其中，同時還要確保分層夯實和滿足相關設計的要求確保達到密實程度要求，讓其可以成為地基的持力層。當建筑物基礎下的持力層無法對上部荷載進行負載的時候，就可以對換填法進行利用，從而實現對軟弱地基的合理處理。一般來說，要對工程的實際情況進行參照，對墊層的種類和施工的工藝進行選擇，比較適合在淺層和中小型的場地中進行具體的地基處理，但是卻不適合土層較厚的或者填料不夠充足的地區。

2.3 碎石樁法

碎石樁法是利用振動、沖擊和水沖等方式，在軟弱地基上進行打孔之后，將碎石樁擠入到途中，然后形成一種碎石構成的緊密樁體，這種方法具有加固效果好和造價低廉以及施工速快的優點，因此在抗震防液化處理有著比較廣泛的應用。但是碎石樁法中會對振沖的方式進行利用，這個步驟很容易出現耗水量和造價大的問題，也會存在部位污染的問題，因此現代碎石樁法大都利用沉管法、干振法和夯擊法，這樣可以形成較大密度的碎石柱，并且能夠對振沖法的一些缺陷進行有效的克服，屬于物理加固的方法。

2.4 砂樁法

我國從20 世紀50 年代開始對砂樁法進行應用，屬于一種散樁體復合地基，也被稱為是砂樁擠密法，主要是對振動和沖擊的方法進行利用，在軟弱的地基上形成孔之后將砂擠入到途中，然后形成大直徑的密實砂柱體，通過這樣的方式來對地基進行加固，這種方法主要是應用在廠房和建筑工地工程中。隨著近些年科學技術的不斷發展，振機管砂樁工藝正在不斷發展，這種方法是對振動機的振動作用進行利用，然后將套管打到設計好的深度之后，擠密套管周圍的土，然后再投入砂子，經過振動密實之后拔管成樁，經過多次的循環之后就能成為擠密砂樁。這種方法具有比較好的處理效果，擁有擠密和振密的作用，能夠讓樁和樁之間形成比較好的復合地基，對提升地基的承載能力具有重要的作用，對地基液化的問題進行一定的處理[1]。

3 工程案例

某酒店擬建設地上40 層的高層建筑，同時還有3 層地下工程。該場地工程的主要是位于地形平坦的地區，地貌屬于河流沖擊平原，場區的基巖比較穩定，并且也沒有活動斷裂通過。本次勘察深度范圍內各鉆孔均揭露地下水，地下水類型為潛水，主要以大氣降水入滲和農田灌溉入滲補給，排泄主要以側向逕流、蒸發為主要的內容。

3.1 場地工程特征

擬建場地臨近河流，在經過河流的沖擊作用之后會出現淺部地層巖性不純的情況，還會出現粉土和和砂性土相互包含的情況，整個場地在宏觀上都表現為上部地層靠近河床的砂層厚，顆粒也比較粗，距離河床比較遠的顆粒會比較細，并且粉質黏土比較厚[2]。

3.2 地基處理方案

擬建的建筑物基礎埋深要大于10m，場地地下水在0.52～2.30m 之間，對相關的的規范進行參考之后可以發現，場地的液化判別深度為20m，對擬建場地地基土的可液化土層進行觀察之后可以判斷，本次擬建場地的液化等級為嚴重液化，液化的土層主要是粉土、粉砂和粉細砂。擬建的高層建筑物基礎埋深在12m，對基底壓力進行預估之后要對地基的持力層進行重視，在經過一定的測量之后發現，地基承載路無法對設計的要求進行滿足，地基變形也對設計的要求進行滿足，在加上場地已經處在嚴重液化的階段，因此不能采用天然地基。為了對建筑物的地基承載力和變形性能要求進行滿足，最好是采用樁基礎來進行施工，將經濟性和技術性進行重視，并且對先前的施工經驗進行重點借鑒，采用后壓漿鉆孔灌注樁的方式，用旋挖鉆機進行鉆進來成孔。

4 結語

在進行工程建設施工的過程中，對液化土層分布的區域和空間層次進行規避，是對地基液化進行解決的最根本方法，但是如果實在無法做好規避，就需要采用合適的抗液化措施來對其進行處理。在進行具體選擇的過程中，需要對處理方案的可行性、可靠性進行重視，同時也要對其便利性進行重視。