地基液化处理方法

下面将对液化土的表现形式、分布及成因、液化地基的危害、消除液化地基的处理措施四个方面进行阐述。

液化土的宏观现象表现形式主要有：（1）在地表裂缝中喷水、冒砂；（2）地基失效与过大的沉降；（3）液化侧向扩展与流滑、液化引起的土体坍塌。土体液化后的形态如下图所示：

土壤液化主要发生在以砂质土壤为主并且地下水位较高的区域，例如海岸地区、河水行经的冲积平原区或旧河道分布区等。这些区域常分布一些充满地下水而饱和的疏松砂土，由于它们本身的结构较弱，很容易因为外力而发生土壤结构的改变。因此，当土质为疏松或稍密的粉砂、细砂或粉土，且处于地下水位以下，呈饱和状态，在遭遇大震、中震的情况下发生地基液化的概率极大。由此可见，影响液化的主要因素有：土颗粒的粒径及级配、透水性能、相对密度、土层埋深、地下水位、地震烈度及地震持续时间等。

地震液化是城市地震危害的主要来源。地震作用下土壤液化会引起地表出现：喷砂、喷水、地层下陷、建筑物沉陷与倾斜、地下室上浮、桥墩下沉与落桥、地下管线破损，以及港湾与机场损害等。对于工业与民用建筑而言，液化造成的震害以产生倾斜、沉降和不均匀沉降为主，最终使建筑物倒塌的情况极少，即使倒下也常发生在主震过后。但对水坝、尾矿坝、桥梁、铁路而言，液化可造成垮坝、塌桥等灾难性危险，危害性大。以下图片是液化地基造成的危害及损失：

万丈高楼平地起，安全稳固的基础才能撑起“万丈高楼”。所谓“基础决定上层建筑”，没有稳固坚实的基础，犹如“无根之木”、“无源之水”，不能长久。因此，为保证上部结构的安全，必须对液化地基采取有效的处理措施，避免液化地基带来的危害和损失。具体处理措施可分为：全部消除地基液化沉陷的措施和部分消除地基液化沉陷的措施。处理措施的选择应根据地基液化等级和结构特点确定。一般常用的方法有：换填法、强夯法、砂桩法、碎石桩法等。示意图如下所示：

以上处理措施的方法及适用范围阐述如下：

1、 换填法

换填法是将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖除，然后分层填入强度较大的砂、碎石、素土、灰土及其他性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实至设计要求的密实度，作为基础的持力层。换填法适用于浅层地基处理，处理深度可达2～3米。

2、强夯法

强夯法处理措施是利用起重设备将夯锤提升到一定高度，然后使其自由下落，以一定的冲击能量作用在地基上，在地基土里产生极大的冲击波，以克服土颗粒间的各种阻力，使地基密实，从而提高强度，减少沉降，提高土体抗液化的能力。强夯法适用于全液化地基路段较长，或需处理面积较大，地基处理区域较近范围内无建筑物，无重要构造物的情况下。

3、砂桩法

砂桩也称为挤密砂桩或砂桩挤密法。是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后再将砂挤入土中，形成大直径的密实砂柱体的加固地基的方法。砂桩属于散体桩复合地基的一种。砂桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基。砂桩还可用于处理可液化的地基。

4、碎石桩法

碎石桩是指用振动、冲击和水冲等方式在软弱地基中成孔后将碎石桩挤压入土中，形成由碎石所构成的密实桩体。但是由于振冲法存在耗水量大和泥浆排放污染等缺点，在应用中受到较大限制。

综上所述：强夯法和碎石桩法相对较为普遍，其更多适用于场地开阔地带，道路施工中运用最多的为强夯法和碎石桩法。由于换填法可处理地基深度有限，所以只有在对地基要求满足的情况下才可运用，但换填法施工简便，工期较短。砂桩对地基的加固效果类似于碎石桩，但在实际工程中的效果比碎石桩稍差，所以更多工程中选择碎石桩。随着地基处理技术的发展，一些新的技术和方法得到了应用，碎石桩和砂桩就出现了许多新工艺，在地基加固工程中所占地位也在逐渐提高。