土的液化判别中的三个问题

高 青 松

(山西高原岩土工程勘察设计研究院有限公司，山西 太原 030009)

0 引言

现行《建筑抗震设计规范》[1]给出了地震时，饱和砂土或粉土的液化判别方法。然而在具体执行过程中，却发现三个问题：1)地震液化复判公式中的ds意义不是太明确，导致不同的人，不同的勘察设计单位算出的Ncr有区别；2)地基填挖方时，没有明确相应的公式，如果用运营后的参数ds，dw代入，液化影响的趋势，初判时与人的常理基本一致，而详判时有时却出现与常理的差异；3)如果有多个钻孔，钻孔的液化等级不一致时，没有提供整个地基液化等级的判别法，从而难以决定相应的抗液化处理措施。

1 贯入深度的取值

根据文献[1]中式(1)详判时，ds的含义是：饱和土标准贯入点深度。实际上，标贯是有起始点深度，终止点深度的。一般情况是，标贯穿过了30 cm的地层；有些时候是标贯穿越地层距离小于30 cm而击数已经达到50，标贯击数N是经过计算的结果。规范并没有说明ds是起始点深度，终止点深度，还是二者的中点深度。这就导致不同的人，不同的勘察单位对液化土的相关计算出现差异。这种差异不仅表现在Ncr的差异，还会表现在计算液化指数时该点标贯击数代表的层顶，层底深度的差异，最后就是液化指数计算结果的差异。

(1)

从概率的观点看，ds应该是穿越土层深度的代表值，那么哪一个深度更有代表性，显然中点深度更具有代表性。那么用起始点深度计算和中点深度计算，差别究竟如何，因为这里二者有0.15 m的差距，相对ds本身来讲，还是较小的，可以用微分公式(1)的办法估计二者的差距，二者的差距约为式(2)，随ds的增大而降低。具体计算，最大差距为0.97(取N0=19,β=1.05,ds=0.5),这个结果在大多数情况下对结果影响不太明显，然而当N与Ncr的差异确实在0.97之内时，就需要注意这种影响了,它可能把本不液化的判别为液化，天壤之别。

(2)

不仅在计算Ncr时会遇到ds的取值问题，用文献[1]中式(3)计算液化指数IlE时，它还会涉及到计算分层厚度和土层厚度层位影响权函数的取值问题。如果在二个标贯点之间没有土工分层界线时，计算di时，代表土层的下层界线以标贯起始点深度计算将比标贯穿越地层中点深度计算减少0.15 m(该代表二个标贯点间下层土层的上层界线减小0.15 m)，Wi也会随之而变；如果在二个标贯点之间有土工分界线时，计算di时，代表土层的下界线不变(该代表土层下层土层的上层界线不变)，Wi是否变化取决于该土层的上界线是否会变。经过仔细推导和验算，这个误差一般不超过1.5。

(3)

2 有填挖方时的计算

一般情况下，地基总是有填挖方的，也就是说：无论是初勘察还是详勘察时测得的ds，dw在实际运营时数值变化了，并不是勘察时的数值。那么，在这种情况下，该如何进行液化判别。

现在大多数勘察院在做勘察报告时就是把实际运营时的ds，dw数值代入Ncr判别：N≤Ncr时，液化；N>Ncr时，不液化。也即是修正Ncr，不修正N，做判别。如果原标贯点在地下5 m，水位在地下1 m；现在需要填方2 m，原来水位不变。按经验，应该是更不容易液化了，因为多了上面的围压；但是代入公式发现是Ncr增加了，更容易液化了。这到底是什么原因。

假定水位不变，只是简单的填方或是挖方，且填挖的厚度较小，可以对原来的判别式做微分，见式(4) (其中Δds=Δdw)，可以发现在ds=7.5 m处发生转折,在ds>7.5 m时，公式与常理吻合，也与初判趋势一致(ds,dw越大，越不容易液化)，但是在ds<7.5 m时，与常理相悖。这表明：直接用现行《建筑抗震设计规范》的式(1)判别填挖方后土的液化是有些问题的(该规范也并没有说明公式是否适用于填挖方后土的液化判别，及如何使用公式)。其实文献[2]中式(5)和式(6)提供了运营后的判别方法，该法仅适用于ds≤15 m的情况。其基本思路是：Ncr不变，修正N来解决运营后土的液化判别，而Ncr的算法与旧的GB 50011—2001建筑抗震设计规范相同。

(4)

(5)

(6)

3 各勘探点判别液化等级不一致

在勘察中经常会碰到各个勘探孔的液化等级判定不一致的情况，在这种情况下，如何判断地基的液化等级就成了一个问题，然而规范却未给出相应的办法。笔者所在的公司一般采取如下措施：1)如果地块面积较大，应该分区评价；2)如果同一分区中液化点的液化判别等级差距为二级，重新核查数据；3)核查数据无误：a.工程比较重要，建筑物为甲乙类建筑，或者有20%的勘探点液化等级较高，以较高的液化等级作为地基液化等级；b.建筑物为丙类建筑，等级较高的勘探点不超20%，则用各个勘探点的液化指数以控制面积为权重加权平均的办法综合研判，考虑的因素：液化指数的大小，液化指数的差异大小，建筑物的重要性，建筑物由于液化而导致的破坏后果，地基处理的经济性等。

4 结语

《建筑抗震设计规范》的液化判别公式中由于ds的含义略有含糊，导致大多数人算出的Ncr存在差异，建议用标贯起始点+0.15 m作为ds来算Ncr；并在计算IlE按相同原则确定di，Wi。

考虑填挖方的情况时，规范未明确给出判别公式。ds≤15 m时，可以采用规范的Ncr+修正N(修正系数用文献[2]给出的公式)的办法来判别液化。

各个勘探点判别出的液化等级存在差异时，应该结合实际情况，综合研判地基的液化等级：地块面积较大，可以分块判别；液化等级较高的勘探点较多时，按谨慎性原则，以较高的液化等级为地基液化等级；液化等级较高的点不多时，可以用各个勘探点的液化指数以控制面积为权重，加权评价的办法综合研判。