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建筑结构丨场地土液化判定中常见问题分析

发布于：2021-05-27 13:22:27 来自：建筑结构/岩土工程 [复制转发]

来源：中勘三佳咨询，作者：林小劲。

导言

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）和《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版），当勘察场地存在饱和砂土和粉土时，勘察报告应进行液化判别，液化场地应确定液化指数，提出抗液化措施的建议，为抗震设计提供依据。在实际的勘察工作中，由于种种原因，存在诸多不规范行为，影响场地液化结论和抗震措施的确定。

场地土液化判定

影响场地液化的因素主要有：土的颗粒成分、砂土密度、上覆土层厚度、地面震动强度和持续时间以及地下水埋藏深度等。

在勘察工作实践中要判定这个场地是否液化，通常分为初判和进一步判定。

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）第4.3.3条规定，饱和的砂土和粉土（不含黄土），当符合下列条件之一时，可初步判定不液化或可不考虑液化的影响：

1、地质年代为第四纪晚更新世（

）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）含量百分率，在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：用于液化判别的黏粒含量系采用六偏磷酸钠作分散剂测定，采用其它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：

式中：

----地下水位深度（m），宜按设计基准期内平均最高水位采用，也可按近期年内最高水位采用；

----上覆非液化土层厚度（m），计算时宜将淤泥和淤泥质土层扣除；

----基础埋置深度（m），不超过2m时应采用2m;

----液化土特征深度（m），可按表4.3.3采用。

以上三条是场地液化的初判条件。满足上述条件的，可初步认定场地不液化。

当初判不液化时，不需要进一步判别。

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）第4.3.4条规定：当饱和砂土、粉土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以下20m范围内土的液化；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，可只判地面以下15m范围内土的液化。当饱和土标准贯入锤击数（未经杆长修正）小于或等于液化判别标准贯入锤击数临界值时，应判为液化土。当有成熟经验时，尚可采用其他判别方法。

在地面下20m深度范围内，液化判别标准贯入锤击数临界值可按下式计算：

式中：

----液化判别标准贯入锤击数临界值；

----液化判别标准贯入锤击数基准值，应按表4.3.4采用；

----饱和土标准贯入点深度（m）；

----地下水位（m）；

----黏粒含量百分率,当小于3或砂土时，应用3；

----调整系数，设计地震第一组取0.8，第二组取0.95，第三组取1.05。

在现场进行标准贯入试验时，首先要确保标贯击数数据的真实、客观和可靠，即现场做标准贯入试验的标贯器锥顶下入深度与对应的砂层深度一致，其次应从标贯器里取出粉土样送土工实验室做黏粒含量分析。

勘察报告在液化判定中常见的一些问题

1、忽视场地地震地质情况调查

在勘察工作前，有的勘察技术人员忽视收集区域地震地质情况和场地地质年代等背景资料，分析和判别场地土是否为第四纪晚更新世及以前的“老沉积土”。

2、忽视黏粒含量的采取工作

黏粒含量是粉土的液化判别的重要依据之一，有的勘察人员忽视黏粒含量的取样和试验工作，或未取样做黏粒含量，或黏粒含量试验位置与标准贯入试验位置不一致，导致液化判别结果与实际情况不符。

3、判定场地液化的勘探孔的数量不足

《岩土工程勘察规范》GB50021-2001（2009年版）要求，液化判别孔不少于3个。有些勘察报告可能前期工作布置不太重视，导致液化判别孔数量不足，特别是单体建（构）筑物勘察项目容易出现。

4、判定场地液化的勘探孔的深度不足

一些工程的勘察报告的液化判别孔的深度未能满足规范要求。

根据现行《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版），液化判别深度应达到20m，符合《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）第4.2.1条规定时可仅判定15m。

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）第4.2.1条规定，下列建筑可不进行天然地基及基础的抗震承载力验算：1本规范规定可不进行上部结构抗震验算的建筑。2地基主要受力层范围内不存在软弱粘性土层的下列建筑：1）一般的单层厂房和单层空旷房屋；2）砌体房屋；3）不超过8层且高度在24m以下的一般民用框架和框架-抗震墙房屋；4）基础载荷与3）项相当的多层框架厂房和多层混凝土抗震墙房屋。

注：软弱黏性土层指7度、8度和9度时，地基承载力特征值分别小于80、100和120kPa的土层。

只判15m范围内土的液化。

5、液化判定的地下水位选取有误

《建筑抗震设计规范》规定，“宜按设计基准期内年平均最高水位采用，也可按近期内年最高水位采用。”基于安全性考虑，用于液化判定水位不应低于勘察报告提供的近3~5年的最高水位。有的采用了勘察时场地的实测水位值，不能满足规范要求。

6、缺乏液化判别的过程和计算依据

当场地已判定为液化时，未提供《场地土液化判定计算表》。勘察报告缺少了评价地震液化的过程和计算依据。

7、勘察报告提出的液化处理建议不合理

对于判定为液化土的地基，勘察报告提出的液化处理建议不合理，如建议采用非挤密地基处理CFG桩方案。该方案虽能提高了地基承载力、但未改善地基的密实性状，从根本上没有消除地基的液化问题。

8、标准贯入试验击数取值有误

《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）（2016年版）规定，在做野外标准贯入试验时，采用修正前的标准贯入基数。有的勘察人员进行液化判别时，对标准贯入试验击数进行了杆长修正。

结语

评价勘察场地地基的地震效应，判定场地土液化，是勘察报告的重要内容。岩土工程勘察的从业人员，在工程实践中，应不断熟悉相关的规范和标准，根据项目的特点和设计条件合理布置勘察工作量，调查和了解场地土层的沉积环境和地质历史，通过现场进行的标准贯入试验，准确评价场地土的液化，提出抗液化措施的建议。