谭发茂
【内容摘要】 液化是一种特殊的工程地质现象，本文简要介绍了徐州地区液化地基的形成原因，液化的影响因素与工程特性，以及强夯、碎石桩施工的工艺特点。同时总结了连徐高速公路液化地基处理的经济可行的措施。
一.前言
连徐高速公路是国家重点工程连云港至霍尔果斯欧亚大陆桥的东桥头堡。该路西段（徐州段）跨越黄淮冲积平原东南部，路线有近一半处于液化土不良地质地段。由我公司承接的标段为该路段的试验段。通过试验段施工中的反复试验，为液化地基处理提供了成功的经验。本文将从液化土的形成条件、工程特性和处理措施等几方面简要介绍该路段液化地基处理施工的情况。
二.液化土形成的原因分析
1.土的液化机理
松散的砂土和粉土，在地下水的作用之下达到饱和状态。如果在这种情况下土体受到震动，会有变得更紧密的趋势，这种趋于紧密的作用使孔隙水压力骤然上升，而在这短暂的震动过程中，骤然上升的孔隙水压力来不及消散，这就使原来由土颗粒间接触点传递的压力（有效压力）减小，当有效压力完全消失时，土层会完全丧失抗剪强度和承载能力，变成像液体一样，这就是土的液化现象。
由此可见，发生液化现象，土质多是松散的砂土和粉土，而且受到震动和水的作用。
2.液化的条件
(1)地质条件
黄淮冲积平原为历史上黄河泛滥泥沙沉积形成。从两千多年前的周定王五年(公元前602年)&127;，黄河第一次大改道南徒，到入宋以后，夏秋霖潦，&127;黄河多次泛滥成灾。&127;而后，1077年的澶州曹村大决口和1855年的兰考城北黄河大决口，&127;使徐州平地积沙8～10米，这几层土都处于松散状态，&127;标准贯入度试验N值只有3～5击/0.3米，形成了沿线液化土层的基本条件。
(2)地下水的作用
砂土和粉土只有在饱和状态才会产生液化，而松散的砂土和粉土，在地下水位以下时才能达到饱和状态。因此，地下水的作用和地下水位的高低是影响液化的重要条件。
在７度地震区域，地下水位高于6m，地震时容易发生液化。徐州地区地下水丰富，地下水埋深只有0.5～1.5m，这就具备了液化形成的必不可少的条件。
(3)外力的作用
饱和的砂土和粉土在外力如地震的作用下，抗剪强度很快丧失。砂土的抗剪强度τ可用下式表示：
τ＝(σ－U)tgΦ
式中σ为剪切面上外力作用下的法向应力，&127;U为剪切面上孔隙水压力，Φ为土的内摩擦角。
地震时，土体受到强烈的震动，孔隙水压力U急剧增高，当U与总法向力σ相等时，土体抗剪强度τ＝0，地基失去承载力。
地震烈度愈高的地区，地面震动愈强烈，土层就愈容易液化。一般在６度以下的地区，液化现象很少发生，但在７度以上的地区，当地面加速度超过0.13g时才发生液化。当地面加速度为0.16g时，液化就相当普遍了。
连徐路西段为７度地震设防区域，具备了地基液化的外在条件。
3.地基液化的影响因素及液化的判别
地基土体液化在具备上述基本条件的情况下，还与地质年代、土颗粒粒径、土的密实度等因素有关，土是否液化还需要根据多项指标来综合分析判断。当符合下列因素之一时可不考虑液化影响。
(1)地质年代
年代久远的沉积土，经过长时期的固结作用和地震的影响，土的密实程度增大，从而形成胶结紧密的结构。地质年代愈久，土层的固结度、密实度和结构性也就愈好，液化的可能性就愈小。调查表明，地质年代在第四纪晚更新世(Q3)以前的饱和土不会发生液化。
也就是说，该路段只有Q4地质年代的土层才具有可液化性。
(2)土颗粒径和粘粒含量
土颗粒愈细愈容易液化，当土的平均粒径在0.1mm时，抗液化的能力最差。土层中粘粒(粒径小于0.005mm的颗粒)&127;增加，土的粘聚力增大，从而抵抗液化的能力增强。当粘粒含量超过10%时，７度地震不会引起土体液化。
土的粘性可用塑性指数Ip来定量分析，当土的塑指Ip≤10时，土体可液化性大，&127;该路段表层30～50cm以下至8～10间的土层，塑指Ip一般在9.5～10之间，证明其具有可液化性。
(3)上覆层厚度与土层的埋深
有资料表明，土质的液化深度很少超过15m的，更多的小于10m。
上覆层土层具有抑制可液化土层的喷砂冒水的作用，在７度地震区域，当覆盖层厚度超过7m时，可不考虑液化。
连徐路西段上覆土层厚只有约0.5～1.0m，&127;上覆土层对液化翻浆的抑制作用很小。
(4)土的密实度
有关资料分析表明，&127;相对密实度小于50%的砂土地震时普遍发生液化，而相对密实度大于70%的土层不大可能发生液化。
