桩基处理地基土液化设计要点分析与工程应用

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1、第5期(总第169期)2013年10月中圄彳放工霜CHINAMUNICIPALENGINEERINGNo．5(SeriaINo．169)0ct．2013DOI：10．39694．issn．1004-4655．2013．05．023桩基处理地基土液化设计要点分析与工程应用刘双1，2(1．同济大学土木工程学院，上海200092；2．天津市市政工程研究院，天津300074)摘要：在岩土工程勘察与设计过程中，经常遇到地基土液化问题，该问题对工程安全、建设投资有较大影响。在众多抗液化措施中，桩基是一种常用方法。

2、结合相关规范和工程实例，介绍了地基土液化的概念；又以云南开远市某桥梁工程钻孔灌注桩为实例，介绍了处理措施及桩基处理地基土液化的设计要点。关键词：桩基；地基土液化；桩基深度；设计要点；折减系数中图分类号：U443．15文献标志码：A文章编号：1004—4655(2013)05-0066-04液化问题是地基处理中所面临的重要问题之一，已引起工程界的普遍重视。在岩土工程勘察与设计过程中，经常遇到地基土液化问题，已对工程安全、建设投资有较大影响⋯。随着国家对抗震设计规范和地基基础设计规范的逐步更新和完善，抗液

3、化设计已成为地基基础设计中的一个重要组成部分。在众多抗液化措施中，桩基是一种常用方法。本文对现行设计规范中关于桩基处理地基土液化的设计要点进行汇总与分析，并结合工程实例介绍具体应用方法。主要参考的5项规范是：JTG／TB02一01—2008《公路桥梁抗震设计细则》(以下简称《08抗震细则》)，CJJ166—201l《城市桥梁抗震设计规范》(以下简称《11城桥抗震》)，GB50011—2010《建筑抗震设计规范》(以下简称《10建筑抗震》，JTGD63--2007《公路桥涵地基与基础设计规范》(以下简称

4、《07桥基》，CB50007--2011《建筑地基基础设计规范》(以下简称《11建基》)。1地基土液化的概念和处理措施1．1地基土液化的危害饱和松散砂土或饱和粉土受动力荷载(地震、机器以及车辆振动、爆破等)作用后，土体积缩小、孔隙压力猛增、有效压力减小，土体抗剪强度迅速减小或完全丧失，从而如液体一样流动或喷出收稿日期：2013—05—08作者简介：刘双(1983一)，女，河北人，工程师，硕士在读，主要从事桥梁设计与研究工作。66地面，这种现象称为地基土液化¨J。地基土液化主要危害如下：1)导致地下某些

5、部位空虚，地面因而沉陷；2)导致大量饱和砂土从地下如泉水涌出，在地面堆积成丘；3)导致地基软化，承载力下降，基础下沉，建筑物因而沉陷或倒塌。1．2地基土液化产生的条件根据历史地震记载、现代地震和模拟试验，液化过程一般发生于地下一定深度(20m)内，因埋藏越深的土，使之产生液化所需的地震剪应力越大。现行抗震规范中规定的最大液化判别深度为20in，也就是说，若饱和砂土或粉土位于地面201TI深度以下，可认为不发生液化。1．3地基土液化的判别对于存在液化土层的地基，应探明各液化土层的深度和厚度，按规范公式计

6、算每个钻孑L的液化指数lie，并给出地基土的液化等级。依据液化指数IIE大小将地基土液化等级分为轻微、中等、严重液化3种(见表lo表1地基土的液化等级液化等级轻微中等严重判别深度为15In0<知≤5515判别深度为20m0<11E≤66181．4抗液化措施在地震区，一般应避免用未经加固处理的可液化土层作为天然地基的持力层。依据规范，存在液中圄彳政z农刘双：桩基处理地基土液化设计要点分析与工程应用2013年第5期化土层的地基，应根据建筑物的抗震设防类别、地基的液化等级，结合具

7、体情况采取相应的抗液化措施。全部消除地基液化沉陷的措施主要有换土法、加密法、深基础或桩基础，当建筑物抗震设防类别高、地基液化势高、加密法或换土法等不适用时，桩基就成为唯一选择。桩基础可适用于液化土层埋深较深或厚度较厚的情况，将桩基穿过可液化的土层、支承在下部不液化的密实土层上，以消除液化的不利影响。桩端伸入液化深度以下稳定土层中的深度应满足规范要求。2桩基处理地基土液化的设计要点2．1土层液化影响折减系数的取值依据规范，当采用桩基础时，若桩基内有液化土层，液化土层的承载力(包括桩侧摩阻力)、土抗力(地

8、基系数)、内摩擦角等需进行折减，折减系数6c按表2采用。表2中e为液化抵抗系数，Ⅳl、Ⅳc。分别为标准贯入锤击数实测值和临界值，破为标准贯人点深度。Ⅳ1、Ⅳc，、破应由勘察单位在地质报告中给出相应数值。表2土层液化影响折减系数a取值方法co=Ul／No，ds／mOt以≤100ce≤0．610<以≤201／3吐≤101／30．6