[发明专利]应用于可液化砂土地基的深液化浅处理方法

说明书

本发明公开了一种应用于可液化砂土地基的深液化浅处理方法。它包括如下步骤：理论分析；确定砂土地基液化处理临界处理深度；确定砂土地基液化处理的实际处理深度；确定基础外侧处理宽度临界值；确定基础外侧实际处理宽度；根据实际处理深度和实际处理宽度，确定砂土液化处理区域。本发明具有大幅减少地基处理造价，降低施工难度，缩短工期的优点。

技术领域

本发明涉及水利水电工程和岩土工程技术领域，更具体地说它是应用于可液化砂土地基的深液化浅处理方法。

背景技术

随着我国经济的持续快速发展，近年来我国沿海地区的基础建设规模空前，为了解决港口码头、建筑、公路、交通运输等工程用地问题，近年来天津、温州、连云港、厦门、广州南沙以及深圳盐田等地区进行了大量的围海造陆工程。

这些工程大多是在淤积的滩涂上进行水力吹填废弃淤泥、粉细砂、粉土等材料，继而进行地基加固处理；由于我国围海造陆的工程量达到了空前的规模，造成了吹填资源的日益短缺，特别是抗震液化较好的中粗砂，在很多地方已经面临无砂可用的境地，针对这种情况，越来越多的工程采用当地比较丰富的粉砂、细砂，如天津临港、曹妃甸等。这类吹填材料对工程影响最大的工程特性就是液化的问题，加之这些沿海地区一般在吹填土以下也广泛分布深厚的淤泥层、砂层、粉土层、粘土层，这些水力吹填和原有的饱和粉细砂、粉土在地震的作用下的液化问题是一个世界性的难题，特别是在工程竣工后，上部结构在运营期间。

在地震产生的水平振动作用下，土体间位置将发生调整而趋于密实，土体变密实势必排除孔隙水。若在急剧的周期性动荷载作用下，如果土体的透水性不良且排水不畅的话，前一周期的排水还未完成，后一周期又要排水，应排走的水来不及排出，而水又是不可压缩的，于是就产生了超孔隙水压力，此时砂土的抗剪强度大为减小。随振动时间延续，超孔隙水压力不断累积叠加而增大，最终使土体的抗剪强度完全丧失，这种现象称之为液化。

砂土液化现象作为地震灾害的一种主要形式，常常会引起建筑物基础的不均匀沉降及结构的破坏，如：喷砂流土、岸堤滑塌、地面开裂下沉、建筑物开裂倒塌、码头破坏等，造成严重灾害和人员伤亡，给人类带来巨大灾难。

可液化砂土地基处理主要有挤密砂桩、水泥搅拌桩等常用方法，目的是增加砂土的密实度或改变砂土颗粒间的作用方式，达到抑制液化的目的。

目前，重要建筑物可液化砂土地基的处理原则是处理全部可液化深度范围内的砂土，并进入下伏非液化土层一定深度，这样，特别是在可液化砂层深厚的情况下，存在工程造价高、施工难度大、工期长等缺点。

发明内容

本发明的目的是为了提供一种应用于可液化砂土地基的深液化浅处理方法，处理浅部一定范围内的可液化砂土，使之转化为非液化砂土，同时达到抑制下部可液化砂土在地震时发生液化的目的；大幅减少地基处理造价，降低施工难度，缩短工期。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为：应用于可液化砂土地基的深液化浅处理方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：理论分析；

步骤2：确定砂土地基液化处理临界处理深度；

步骤3：确定砂土地基液化处理的实际处理深度；

步骤4：确定基础外侧处理宽度临界值；

步骤5：确定基础外侧实际处理宽度；

步骤6：根据实际处理深度和实际处理宽度，确定砂土液化处理区域。

在上述技术方案中，步骤1中，影响可液化砂土地震液化的主要因素有地震力、砂土密度和上覆荷载产生的有效应力；理论分析为运用数值方法分析砂土在地震力作用下产生液化时，地震力、砂土密度和上覆荷载产生的有效应力三者之间存在的关系；一般情况下，使砂土产生液化所需要的地震力随砂土密度和有效应力的增加而增加，砂土产生液化所需要的地震力用下式表示：