4.3【。  液化土》和软土地基 — 《 4.3.1 ！ 本：条，。规定主要依据—液化场？地的震害调》查结果许多资料表】明在6度区液化对】房屋结？构所造成的震害【。是比较轻的因此本条！规定除对液化沉陷敏！感的乙类建筑—外，6度：区的一般建》筑可不考《虑，液化影响《当然6度的甲—类建筑？的液化问题也需【要专门研究 【 ？     关于【黄，土的液？化可能性及其危害在！我国的历史地震【中虽不乏报导但缺乏！。较详细的《评价资料在20【世纪50年代以来的！多次地震中黄土液】化现：象很：。少见到对黄》土的：液化判别尚缺乏经】验但：值得重？视近年来的》国内外震害与研究还！表明砾石在一定【条，件，下也会液《化但是由《于，黄土与砾《。石液化？研究资料还不够充分！暂不列入《规范有？待进：一步研究 — 《4.3.《2  本条是有关】液化判别和处—理的强制性条文【    ！ 本条较全》面地：规定了减少地—基液：。化危害？的对策？首先液化判别—的，范围为除6度设【。防外存？在，饱和砂土《。和饱和粉土的土层；！其次：一旦属于液》化土：应确定地基的液化】等级；最后根—据液化？等级和？。建筑抗震《设防分类选择合适的！处理措施包括地基处！理和对？上，部结构采取加强【。整体性的相》应措施等 — 4.—3.3 《 89规《范初判的《提法是根据20世】纪50年《。代以来历次地震【对液化与非液化场】地的实际考察、测试！分析结果得出—来的从地貌单元来】。讲，这些地震现场主【要为河流冲》洪积形成《的地：层没有？包括黄？土分布区及其他沉】积类型？如，唐山地震震中区（路！北区）为滦河—二级阶地地层年代】为，晚更新？世（Q3）地层对地！震烈度1《0度区考《察钻探测试表—明地下水位》为3m～4m表【层为3m左》。右的黏性土》其下即为饱》和砂层？在，1，0，度情况下没有发【生液化而《在一级阶地及—高，河漫滩？等地分布的地质【年代：较新的地层地震【烈度虽然只有7【度和8度却》也发生了大面积【液，化其他震区的河流】冲积：地层：在地质年代》较老的地层中也未】。发现液？化实例国外学者【T.L.You【d和P？erki《ns的研究结果表明！饱和松？散的水？力冲填土差不—多总会液化而且【。全新世的无黏性土】沉积层对液化也是】很，敏感：的更新世沉积—层发生液化》的情况很罕见前【更新：世沉积层发》生液化则《更是罕？见，这些：结论是根据19【75年以前世界范】围的地震液化资料给！出的并？已被1978年日本！的两：次大地震以及19】。77年罗马尼—亚地震？液化现象所证实 】 《    《 89规《范颁发后在执行中不！断有些单位和学【者提出液化初步【。判，别中第1《款在有些地区不【适合从举出的实例】来看多为高烈—度区（10》度以上）黄土高原的！黄，土状土很多是—古地震从描》述等方？面判定？为液化的没》有现代地震液化与否！的实际数据》有些例子是》用现行公式》判别的结果 —     ！。根据诸？多现代？地震液化资料分析认！为89规范中有关地！质，年代的判断》条文除？高烈度区中的黄【土，液，化外都能适用为【慎重起见《2001规范将【此款的？适，用范围改为局—限于7、《8度区 ！4.：3.4 《 89规《范关于地基液化【判别方法在地—震区：工程项目地基勘【察中已？广泛应用200【1规范的砂土液化】判别公式在地面下1！5m范围内与89规！范完全相同是对7】8版液？化判别公式加以【改进得到的保持【了15m内随—深度直线变化的简】化但减少了》随深度变化的斜【率（由0.1—。2，5，改为0.10）增加！了随水位变》化的斜率（由0【.05改为0.1】0）使液化》判，别的成功率比78】规范有所增加 】。   —  随？着高层及超》高层建筑的》不断发展基》础埋深越来越大【高大的建筑采—用桩：基和深基础要求判】别液化的深度也【相应加大判》别深度为15m已】不能：满足这？些工程的《需要由于15—m以下深层液化资料！较少从实际液化【与非液？化，资料中进行统—计分：析，尚不：具备：条件在20世纪5】0，年代以来的》历次地震中尤其是】唐山地震液化资料】均在15m》。。以内图8中15m】下，。的曲：线，是，根，据统计得到的经验公！式外推得《到的结果国外虽有】零星：深层液化资料—但也不？太确切根据唐山【地，震资料？及，美国H.B》.See《d教授资《料进行分析的结【果其液化《临界值？沿，深度变？化均为？非线性变化为了【解决15m以—。下液化判《。别2：001规《范对唐山地震砂土】液化研？究资：料、美？国H.B《.Seed教授研】究资料和我国—铁，路工：程，抗震设计《规范中的远震液化判！别方法与8》9建筑规范判别方法！。的液化临界值（Nc！r，）沿深度的变—化情：况，以8度区为》例做了？对比见图《8 【   】  从图8可以明显！看出在设计地震【一组（？或89规范》的近震情况N0＝】。10）深度为12】。m以：上时各种《方法的？临界锤击数较接近相！差不大；深度15m！～20m范围内【铁路抗震规范方【法比H.B.Se】ed：资料要大1》.2：击～1.5击89规！范由：于是线性延伸比【铁路抗震《规范方法要大—1.8击～8—.4击是偏于保守】的经过比较分析【2001规范考【。虑到判别方法的延续！性及广大工》程技术人员熟悉程】度仍采用《线性判别方》法15m～》。20：m深度范围内—取15？。m深度处的N—cr值进行判别这】样处理？与非线性《判别方法也较为【。接近：铁路抗震规范N0值！如8度取《10：则N：cr值在15m【～2：0m范围内比20】01规范小1—.，4击～？1.8击经过—全面分析对比后认】为这样调整方案既简！便又与？。其他方法接近 ！ ？    本次修订的！变化如下《 》    《 ，1  液化判别【深度一般要求—将液化判别深—度，加，深到2？0m对？于本规范《。第4.2.1条规定！可不进行天》然地基及基础—的抗震承载力验【算的各？类建筑可只判别地】面下15m范—围内土的液化 【  —   2 》 液化判别公式自】1994《年美国Nort【hridg》e地震和199【5年日本《Kobe地震—以来北美和》日本都对其使用的】。地震液化《简化：判别方法进》行了改进与完善1】996、199【7年美国举行了【专题研讨会2—000年左右—日本的几本规—。范皆对液化》判别：方法进行了修订【考虑到？影响土壤液化—的因素？很多：而且它们具有—显著的不确定性【采，用概率方法进—行液：化判别是一种合理】的选择自1988年！以来特别是》20世纪末和2【。。1世纪初国内外在】砂土液化判别概【率方法的《研究都有了长足【的进展我国》学者在？H.B.S》eed的简化液【。化判别方法的框架】下根据人工神经网络！模型与我国》大，。量，的液化和未》液化现场观测数据可！得到极限状态—时的液化强度比【函数建？立安全裕量方程利用！结构系统《的，。可靠度理论可得到】液化概率与安—全系数？的映：射函数并《可给出任一》震级：。不同概率水平、【不同地面加速—度以及不同地下【水位和埋深的液化】临界锤击数式—（4.3.4）是】基于以上研究结【果并考？虑规范延续性修【改而成的选用对数曲！线的：形式来表《示液化临界锤—击，。数随深度的变—。化比：2001规范折线形！式更为合理 ！。     —。考虑一般《结构可接受的—液化风？险水平以及国际惯例！选用震级M＝7.】。5液：化概率？PL＝0《.32水位》为2m埋深为3m处！的液化临界锤击数】作为液化《判别：标准：贯入锤击数基准值见！正，文表4.3.4不】同地震？分组乘以调整—系数研究表明理想的！调整：系数β与震级—大小有？关可近似用式—β＝0.2》5M－0.89【表，示，鉴于本规范》规定按？设计地震分组进行抗！震，设计而各地》震分组？之间：又没：有明确的震级关系】因此本条依据20】01规？范两个地震》组的液化判别—标准以及β值所对】应的震级大小的代】表性规定了三—个地震？组的β数值 — 《     以8度】第一：组地下水位2m为】。例本次修订后的【。液，化临：界值随深度变化也在！图8中给出可以看到！其临：界锤：击数：与，2，001规范相差不】大 ：。 4—.3.5  本条】提供了一个简化的预！估液化危害的方法可！对场地的喷水冒【砂程：。。度，、一般？浅基础？建筑的可能损坏作】粗略的预估以便【为采：取工程措施提供依据！ ？ ？    1  液化！指数表达式的特【点是为？使液：化，指数为无《量，纲参数？权函：数W具有量》纲m-1；》。权函数？沿深度分《布为梯形其图形面积！判别深度2》0m时为12—5 【    2  【液化等级《的名称为轻微、中】等、严重三》级；各级的》液化指数、地面喷水！冒砂情况以及—对建筑危害程度的描！述见表4系根据【我国百余个液化震】害，资料：。得出：的 ！    【 2：0，01规范中层位影响！权函数值Wi的确】定考虑了判》别深度为《15m和20m【两种情况本次—修订明确《采用20m判—别深度因《此只保留原条文中的！判别深度为20【m情况的Wi确定方！案和液化《等级：。与液化指数》的对：应关系对本规范第】4.2.《1条规？定，可不进？行天然地基》及基：础的抗震承载力【验算的？各类：建筑计算液化指数时！15m地面》下的土？。层均视为不》液化： 4.】3.6  抗—液化措施是对液化】地，基的：综合治理89规【范，。已说明要注意以下几！点 》     —1，  倾斜场地的土】层液化？往往带来大面积土】体滑：动造成严《。重，后果而？水平场地土层液化】的后果一般只造成建！筑的不均匀下—沉和：倾斜本？条的规定不适用【于坡度大《于10°《的倾斜场地》。和，液化土层严重不均的！情，况； —     —2  液化》等级：属于轻？微者除甲、乙类建筑！。由于：其重：要性：需确保安全外一【般不作特殊处理因】。为这类场地可能不】发生喷水冒砂即使发！生也不？致造成建筑的严【重，震害：；  】  ： 3 ？ 对于液化等级属于！。中等的场地》尽量多考虑采用较】易实施的基》础与：上部结构处理的【构造措施不》一定要加固处理液】化土层？； 【。 ，   4  在【液化：。。。。。层深厚的情》况下消除部分—液化沉陷的措施即】处理深度《不一：定达到液化下界而】残留部分《未，经处理的液化层【    ！ 本次修订继续保】。持2001规范针】对89？规范的修改内—容 》     —1  89》规范中？不允许液化地基【作持力层的》规定有些偏严改【为不宜将《未加处理《的，液化土层作为天然地！基的持力层因为【理论：。分析与振动台试【。验均：已证明液化的主【要，危害来自基础外侧】液化：持，力，层范围内位》于基础直下方的【部位其实最难液化】由于最先液化—区域对基础直下【方未液化部分的影】响使之失去》侧边土压力支—持在：外侧易液化区的影】。响得到控制的—情况下？轻微液化的》土层是可以作—为基础？的持力层的》例如 】 ，    《   ？例11？。97：。。5年海城地震中营】口宾馆筏基》以液：化土层为持力—层震后无震》害基础下《液化层厚《度为4.《2m为筏基宽度的1！/3左右液化—土层的标贯锤击数N！＝2～5烈度为7度！在此情况下基础外侧！液化对地基》中间部分的影响很】小 《     【    例2199！5，年日本？阪神地？震中有数座》建筑位于液化—严重的六《甲人工岛上地—基未加处理而未遭液！化，危害的工程实录【（见松尾雅夫等人】论文：载“基础工”—96年11》期P54）》  【。         ！  ①仓《库二栋平面》均为3？6m×24m—设计：中采用了补偿式基】础即使仓库满—载时的基底压力也只！是与移？去的土自重相—当地基为欠固结的可！液化砂砾震》后有震陷但》建筑物无损据认为】无震害的原因—是，。液化后的减震—效果使输入基底【的地震？作用削弱；补偿式筏！式基础防止了表层】。土喷砂冒水》；良好？的基础刚度可—使不均匀沉降—减小；采用了—吊车轨道调平地脚螺！栓加长？等构造？措施：以减少不均》匀沉降的影响 ！。 ：     》     》 ，  ②平《面为116.8m】×54.5m—的，仓库建在六甲人工岛！。厚15m的》可液：化土上设计时预期建！成后欠固结的—黏土下卧层》尚可能产生》1.1m～1.4m！的沉降为防止不均匀！沉降及液化设—计中采用了三方面的！措施补偿式基—础＋基础《下2m深度内以【水泥土？加固液化层＋—防止：不均匀沉降的构造措！。施地震使该房屋产生！震陷但？情况良好 【。   》      例3】震害调查《与有限元分析—显示当基《础宽度与液》化层厚？之比大于《3时则？液化震陷不超—。过液化层厚》的1％不致引起结】构严重？破坏 —。   《  因此将轻微和】中等液化《的土：层作为持力层不是绝！对不允许但应经过严！密的论？证 【    2  【液化：的危害主《要，来自震陷特别是不均！匀震陷震陷》量，主要决定于土—层的：液化程度《和上部结构的荷【。载由：于液化指数不能反】。映上部？结构的荷载影—响，因此有趋势直—接采用震陷量来评价！液化的危《害程：度例如对4》层以：下的民用建》筑当精细计算的平均！震陷值SE＜—5，cm时可不采取抗】液化措施《当，SE＝5c》m～15《cm时可优先—考虑采取结构和基】础的：。构，造措施当S》E＞15cm时【需要进行地》基处理？基本：消除液？化震陷；在同—样震陷量下》乙类建筑应该采【取较丙类建》筑更高的抗液化【。措施 —     依【据实：测震陷、《振动台？试验以及有》限元法对一系列【典，型液化地基》计算得出的震陷变化！规律发现震陷量取决！。于液化土的密度【（或承载力）、基】底压力？、，基底宽度、》液化层底面》。和顶面的位置和地】震震级？等因素曾《提出估计砂土—与粉土液化平均震陷！量的经验《。方法如下 ！ ， —式中SE一一液化震！陷，。量平均？值；液化层为多层】时先按各层次分别】计算后？再相：。加； ？ ：   》    B一一基】础宽度（m》）；对住房》等密集型基础取【建筑平面《宽度；当B》＜0.4《4d1时取B＝0.！44d1；》。 ： 《      S0一！一经验系数对第【一，。组7、？。8、：9度分别取》0.05、》0.15及》0.3； 》   【    d1一一由！地面算起的液化【深度（m）； ！。。      】 d2由地》面算：起的上覆非液化【土层深？度（m）《；液化层为持力层取！。d2：＝0； ！    《  p宽度》为B：。的基础底面地震作用！效应标准组合的压力！（kPa）》； ？ ，    —  ： Dr砂土相对密实！度（％）可依据标贯！。锤击数N取 【      ！ k一？一与粉土承载力有关！的经验系数当承载】力特征值不大于【80kPa时—取0.30当—不小于3《00kPa 时取0！.08其余可—内插取值《；   ！    ξ修—正系数直接位—于基础？下的：。。。非液化厚度满足【本规范第4.3.3！条第：3款对上《覆非液化土层—厚度du的要求ξ】＝0；？无非液化《层ξ＝1；中间【情况内？插确定 【     采用】以上经验方》法，。计算得？。到的震陷值与日本的！实测：震陷基本《符合：；但与国内资料的】符，合程：度较差主《要的原因可》能是国内资料中实测！震陷值常常是相对】值如相对于车—间某个柱子或相对】于室外地《面的：震陷；地质剖面则往！往是附近的而不是针！对所：考察的基础的；【有的震陷值（—如天津上古林的场】地）含？。有震前沉《降及：软土震陷；不明确】。沉降：值是最大沉降或平】均沉降 】     鉴于震】陷量的评价方—法目前？还不：够成熟？因此本条只是给出】了必要时可》以根据液化震陷【量的评价结果适当调！整抗液化措施的原】。。则，规定 】4.3.《7～4.3.9【  在这几条中规】定了消除液化震陷和！减轻液化影》响的具体措施这些措！施都是在震害—调查和分析判断的】基础上？提出来的 — ，   》  ：。。采用振冲加固或挤密！。。碎石桩加固后—构成了复合地—基，此时：如桩间？土的实测标贯—。值仍低？于本规？范，4.3？.4条规定的临界值！不能简单判为—液化许多文献或工】程实：践，均已指出振冲桩或挤！密碎石桩有》挤密、排水和增大桩！身，刚度等多重作用【而实测的桩间土标】贯值：。不能反？映排水的作用—。因此89规范要【求加固后的桩—间土的标贯》值应大于临界标【贯值是偏保守的 ！    【 新的研究成果与工！程实践中《已提出了《一些考虑桩身强【度，与排水？效应：的方法以及根据桩】的，面积置换率和—桩土应力《比适当降低》复合地基《。桩间土？液化判？。别，的临界标《贯值的经验方法20！01规范将“桩间土！的实测？标贯值不应小于【临界标？贯，锤击数”的要求改为！“不宜”本次修【订继续保持》 ？     【注意到历次地震【的震害经《验表明？筏，基、箱基等整体【性好的？基础对抗液化十【分有利例《如1975年海【城，地震中营口市营【口饭店？直接坐落在》4，.2m厚的液化【土层上震《后仅沉降缝（筏基】与裙房间）有—错位；197—6年唐山《地震中天津》医院12《.8：。m宽的筏基下有2】.3m的液》化粉土液化层—距，基底3.5》m未：做抗液化处理—震后室外有喷—水冒砂但房》屋基本？不受影响1995】。年，日本：神户：地震中也有许多类似！的实例实验》和理论分析》结果也？表明：液化：往往最先发》生在房屋基础下【外侧的地方》基础中部以下—是最不容易液—。。化的因此对大面积箱！形基础中部区域的】抗，液化措？施，可以适？当放宽？要求： 4【.3.10 — 本条规定了有可】能发生侧扩》或流动时滑》。动土体的最危险范】围并：要求采？取土体抗滑和—结构抗？裂措施 — ？    1 — 液化侧扩地段的】。。。宽度来自197【5年：海城地震、19【7，6年唐山《地震及1995年日！本，阪神地震对》液化侧扩区的大【量调查根据对—阪，神地震的《调查在距水线50m！范围内水平位移【及竖向位移均很大；！。在5：0m～150m范围！内水平地面位—移仍较显著；大于】150m以后水【平位：移趋于减小基本【不构成震害》上述：调查结果与我国海城！、唐：山地震后《的调查结果基—本一：致海河故道、滦运河！、，新滦：。河、陡河岸波—。滑坍范围《约距水线10—0，m～150m辽河、！黄河等？则可达500m ！ ？ ，。    2  侧】向流动土体对—结构的侧向》推力根据阪神地【震后对？受害结构《的反算结果得到的1！）非液？化上：覆土：层施加于结》构的侧压相》当，于被动土压力破坏】土楔的运动》方向是土楔向上【滑而楔后土体向【下与被动土压发生时！的运动方《向一致；2）液【化层中的侧压相当于！竖，向总压的1/3；】3，）桩基承受侧压的】面积相当于》垂直于流动方—向桩排的宽度 【   【  3 《 减小地裂对结【构影响的措施包括】1）将建筑》的主轴沿平》行河流？放置：；2）使建筑—的长高比小于—3；3？）采用筏基或箱基】。基础板内应根据需】。要加配抗拉裂钢筋】。筏基内的《抗弯：钢筋可兼作抗拉【裂钢筋抗拉裂—钢，筋可由中部》。向基础边缘逐段减】少当土体《。产生引张裂缝—并流向河心或海岸】线时基础《底面的极限摩阻力】形成对基础的撕【拉力理论上其最【大，值等于建筑》物重力荷载之半乘】以土与基《础间的摩擦系—数实际上常因基础底！面与土有部分—脱离接触而》减少：。。 》 4.3.1—1、4.3.—1，2，。。  从1《976？年唐山地震、199！9，年我国台湾》和土耳其地震中的】破坏实例分析软【。土，震陷确是《造成震害的重—要原因实《有明：确判别标准和抗御】措施之必要 —。    】 我：国构：筑物抗？震设计规《范GB 《50191》的，199？3，年版根据唐》山地震经《验，规定7度区不考【虑软土震陷；8度区！fak大于》100kPa9【度区f？ak大于《120k《Pa的土亦可不考】虑但上述规定有以下！不足  ！   （1）缺少系！统的震陷试验研【究资料 —     （】2）：震陷实录局限于津】塘8、9度地区【7度区是未知的空】白；：不少7度区的软土比！津塘地区（》唐山地震时为8、】9度区）要差津塘】地区的多层建筑在8！、9度地震时产【生了15cm—～30cm的震陷比！它们差的土在7【度时是否会产生【大于5cm的震【陷初步认《为对7？度区：fk＜70kPa】的软土？还是应该考》虑，震陷的可能性并【宜采用室内动三轴】试验和H《.B：.S：eed简化方法加】以判定？ ：  》   （3）对8】、9度规定的—fak？值偏于？保守根据天津—实际震？陷资：料并考虑地》震的偶发性及—所需的设防费用暂时！。规定软土震陷—量小于5cm者可不！采取措施则8度【区fak《＞90kPa—。及9：度区fak》＞100k》Pa的软《土均可不考虑震【陷的影响 》   【  对少黏性土【。的液化判别我国学者！最早给出了判别方】法1980年汪【闻韶院？士提出根据液限、塑！限判别少黏》性土的地震液—化此：方法在国内已获得】普遍认？可在国际《上也有一《定，影，。响我国水利和电【力部：门的地质《勘察规范《已将此写《入条文虽然近几【年，国外学者[Bray！ et a》l.：（2004）—、Seed e【t al.（2【。。。003）、》Marti》n et 》al.（《2000《）等]对此判别【方法进？行了改进但基本思路！和框架没《。变本次修订借鉴【和考虑了国内外学】者，对该：判别法的修》。改意见及《水利水电《工程地质勘察规【范GB 5》0，47：8和：水工：建筑物抗震设计【规范DL 5073！的有：。关规定？增加了软弱粉质【土震陷的判别法 】 ，     】对自：重湿陷性黄土或黄】土状土研究表明具】有震陷性若》孔隙比大于0—.8当含水量—在缩限（指固体与半！固体的界限）与25！％之间时《应该根据需要评估其！震陷量对《。含水量？在25％以上的【黄土：或黄土状土的—震陷量可按》一般软？土评：估关于？软土及黄《土的可能震陷目前已！有了一？些研究？成果可？以参考例如当—建筑基础《底面以下非》软土：层厚度符合表—5中的要求时可【不，采取消除软》。土地基的震陷影响措！施 《 》