天津市武清区砂土液化质量评价

摘 要：本文以天津市为背景，以武清区为研究对象，首先阐述了砂土液化的研究方法、评判原则、评价方法，其次完成该区砂土夜化等值线图，并在基础上做出了相应的评判。评价结果与实际调查结果基本一致，说明本文的阐述的方法是科学合理的，对其它地区的砂土液化评价具有一定的参考价值。

关键词：砂土液化；静力触探；剪切波速

中图分类号：TV21 文献标识码：A

1概述

砂土液化是指饱和砂土和粉土在地震作用下产生状态改变和强度丧失的现象，主要以喷水冒砂、土体滑移建筑物倾斜、沉降等破坏，给人类生命财产造成巨大灾难。因此研究砂土液化及评价对减小地震造成的损失具有重要的指导意义。目前，国内对饱和砂土以有很多研究成果，如汪闻韶将液化机理归纳为循环活动性、流滑和砂沸三类，张克绪提出用八面体动剪切强度验算液化范围等。本文就是以这些成果为基础，对天津市武清区砂土液化质量进行评价，指导其该区的防震抗震工作。

2 研究区概况

天津市地处华北平原的东北端，介于北纬38°33′57″～40°14′05″、东经116°42′05″～118°03′31″之间，地势北高南低、西高东低。北属燕山山脉，东临渤海。由北向南依次为北部山区、山前冲洪积平原区、南部平原区，南部平原又可细分为冲积平原、冲积海积平原、滨海相沉积平原。而武清区主要存在河道及河漫滩、海相和新近沉积液化区组成。

3 研究方法

在全面收集调查区的工程勘察资料、水文地质资料、地震地质资料、区域地质资料和充分利用前人成果基础上，以调查研究为主线，调查与评价相结合，先调查后评价，采用资料收集、野外调查、原位测试、室内土工试验和室内资料整理以及资料综合分析的手段，进行综合评价，分步骤、分阶段逐步实施（见图1）。

3.1 粉（砂）土液化判别的基本原则

第一，地下水位为浅层水天然静止水位，按对建筑最不利因素考虑，对丰水期地下水位条件下的液化进行判别。

第二，按照国家相关规范的要求，就天津地区而言，按地震烈度七度设防的区域，对其进行七度条件下的液化判别；按地震烈度八度设防的区域，对其进行八度条件下的液化判别。

第三，在液化判别时，先对各标贯点、剪切波速点或静力触探点的液化进行判别，然后再根据各点的液化来对粉、砂土土层的液化等级进行判别。

第四，进行液化判别的计算方法采用国家现行的相关规范中规定的方法。

第五，由于现行的国家相关规范中的有关液化判别的计算方法均为经验公式，因此采用多种方法进行判别，然后在此基础上，结合室内土工试验（动三轴）来校正参数，最后确定比较适合天津的判别方法。再根据最后确定的判别方法来确定个液化区的液化等级。

一般认为满足下面任意一个条件，均不会产生液化：

①地质年代为第四纪晚更新世及其以前时，可判为不液化。②7度时，粉土的粘粒含量ρc≥10%时不液化；8度时，粉土的粘粒含量ρc≥13%时不液化，9度时，粉土的粘粒含量ρc≥16%时不液化。③埋深在地下水水位以上的粉（砂）土不液化。

3.2 评价方法

根据《GB 50011-2001》建筑抗震设计规范的规定，必须对埋深20m以上的粉土层及砂土层进行液化判别。判定方法一般有标准贯入试验判别法、静力触探判别法、剪切波速判别法、动三轴试验判别法、调查判别等，本论文的完成主要是在外业操作如钻探、静力触探、标准贯入试验、剪切波速等方法下，在不扰动土样的前题下，通过室内的标准贯入法、剪切波速法等方法完成的。

3.3 评价过程

通过其评价方法及相应的外业操作，将该区大致可分为五个小区，通过一系列实验，做出了每个小区砂土液化等值线图（限于篇幅，本文只给部分小区等值线图）

3.3.1 小区1范围：在北运河两岸存在河道及河漫滩轻微液化区。该液化区没有确切的粉土埋深和厚度资料，不予评诉。

3.3.2 小区2范围：在大黄堡乡、小石庄、南齐庄、后苏庄、前苏庄、大杨庄、务兹甸、曹家岗、康刘庄、苏楼、东八里庄、四马营一带存在海相轻微液化区液化区。

在该液化区内，粉土顶板埋深一般在5.00～12.00米，粉土厚度一般为5.60～10.50米，粉土层主要以粘质粉土和砂质粉土为主，粉土层中夹薄层粉质粘土（如下图2所示）。对一般工程而言，浅基础可考虑在基础内铺设碎石屑或中粗砂，桩基础应直接穿过粉土层。

3.3.3 小区3范围：在杨凤庄、西粮窝、北靳庄、九百户、西吕村、东吕村一带存在新近沉积轻微液化区。在该液化区内，粉土顶板埋深一般在2.0～5.0米，粉土厚度一般为1.20～3.200米，粉土层主要以砂质粉土为主，同时含粉细砂层（如图3）。对一般工程建设而言，浅基础可考虑在基础内铺设碎石屑或中粗砂，也可以考虑换填；桩基础应直接穿过粉土层。

3.3.4 小区4范围：在武清西南侧汊沽港镇和王庆坨镇一带存在大片新近沉积液化区。其中在王庆坨小范口、郑家楼一带为中等液化区，其他为轻微液化区。在该液化区内，粉土顶板埋深一般在0.00～5.00米，粉土厚度一般为1.20～4.30米，粉土层主要以砂质粉土为主，同时含粉细砂层。对一般工程建设而言，浅基础可考虑在基础内铺设碎石屑或中粗砂，也可以考虑换填；桩基础应直接穿过粉土层。

3.3.5 小区5范围：在屈刘庄、大魏庄一带；在西关、沙庄、薄庄、东张营、西张营、后庄、西刘庄、常庄、袁幸庄、大桃园、小桃园、南马房、八里庄、泗村店、泗后庄、小陈庄、齐庄、安庄一带存在新近沉积轻微液化区。在该液化区内（见图4），粉土顶板埋深一般在0.00～4.00米，粉土厚度一般为1.00～4.20米，粉土层主要以砂质粉土为主，同时含粉细砂层。对一般工程建设而言，浅基础可考虑在基础内铺设碎石屑或中粗砂，也可以考虑换填；桩基础应直接穿过粉土层。

3.4 评价结果

在武青区主要存在河道及河漫滩、海相和新近沉积液化区。

（1）小区1存在河道及河漫滩轻微液化区。（2）小区2存在海相轻微液化区。（3）小区3、5存在新近沉积轻微液化区。（5）小区4为中等液化区。

结语

将评价结果与实际调查结果相比大至一致，证明本文所阐述的方法是科学有效，对其它地区的砂土液化判别具有一定的参考价值。

参考文献

[1]薛新华，张我华，刘红军.砂土地震液化的模糊综合评判法[J].重庆建筑大学学报，2006，28（1）：55～57.

[2]汪闻韶.饱和砂土振动孔隙水压力试验研究[J].水利学报，1962，2.

[3]张克绪，等.地震引起的土坝永久变形分析[J].地震工程与工程振动，1989，3：30～34

[4]GB50011-2001.建筑抗震设计规范[S].

[5]羊小云，符亚兵.天津地区标准贯入试验在液化判别中的简化应用[J].港工技术，2008，（4）：52～54.