4.4.1  本条规定主要依据液化场地的震害调查结果。多数资料表明抗震设防地震动分档0.05g区的液化对一般城市轨道交通结构物所造成的震害是比较轻的。所以规定抗震设防地震动分档0.05g时，一般情况下可不进行液化判别和处理。但对液化沉陷敏感的城市轨道交通结构物可按抗震设防地震动分档0.10(0.15)g的要求进行判别和处理。

4.4.2  饱和松砂和饱和粉土属于可液化土层，这已经被历次地震的震害调查结果所证实。汶川地震砂土液化现场考察发现10余处液化地点有砂砾石喷出，最大直径为3cm～10cm，并通过勘察验证了砂砾层液化现象的存在；分析现场考察资料发现，液化砂砾土的平均粒径0.4mm～10mm，不均匀系数3～20，曲率系数0.3～1.2；汶川地震液化喷水持续时间明显比唐山地震短，说明地下液化层不同于以往的纯砂层，地震时的超孔隙水压力消散较快，使砂砾层液化的可能性较大。较早的震害调查也发现砂砾料发生液化破坏的实例，如：1975年海城7.3级地震时辽宁省营口市石门岭水库心墙土石坝上游砂砾料坝壳水下部分发生液化、滑坡；1976年唐山7.8级地震时北京密云水库白河主坝黏土斜墙上游保护层砂砾料发生液化、滑坡。

    含砾粒砂土、粉质黏土与粉砂互层土、混砂土可以发生液化，但目前对其液化性能的研究尚不充分，对其液化问题作为砂土或粉土处理，也是不合适的，应进行专门的研究。

4.4.3  现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中给出的判别方法是根据实际液化与非液化资料的统计分析给出的。它主要以地表是否已喷水冒砂和液化引起的滑移等宏观震害现象而确定的。另外这种情况所定义的液化不完全等同于由取土样并进行三轴试验而确定的“初始液化”、“完全液化”、“固态转变为液态”等液化的概念。本规范强调以震害调查为基础的宏观判别和以原位测试及室内试验为主要依据的进一步判别相结合的方法。先从宏观判别入手，经宏观判别认为有液化可能性时，再做进一步判别；而宏观判别认为没有液化可能性时，则不再做进一步判别。

    地震液化是由多种复杂的内因和外因综合作用的结果。而“液化”或“不液化”这两种复杂的现象绝非一个简单的定值标准所能概括。工程设计中的“液化”概念，只能是一个概念性的、潜在的趋势。因此，强调进一步判别时宜结合国内外有代表性的研究成果，采用多种方法进行分析、比较和判断，不宜采用单一方法做出判定。当多种方法判别有矛盾时，应根据地震地质条件以及具体工程情况，做出科学、合理的综合判定。

4.4.4  液化初步判别方法取自现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011。此方法是根据对新中国成立以来历次大地震的地震区可能液化的土层液化情况进行统计分析得出的，同时也借鉴了国外的研究成果和经验。

    根据对唐山地震区砂土液化的宏观调查表明，震中区为滦河二级阶地，地层年代为晚更新世(Q3)地层，地下水位为3m～4m，表层为3.0m左右的黏性土，其下为饱和砂层，在地震烈度10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度却发生了大面积的液化；其他震区的河流冲积地层在地质年代较老的地层中也没有发现液化实例。国外学者Youd和Perkins的研究结果表明，饱和松散的水力冲填土差不多总会液化，全新世的无黏性土对液化也是敏感的，更新世发生液化的情况很罕见，前更新世发生液化的情况更加罕见。这些结论虽然是根据1975年以前世界范围的地震液化资料给出的，但在后来的1978年日本的两次地震和1977年罗马尼亚地震已经获得了证实。

    室内试验说明：土的液化强度是随着黏粒含量的增加而提高的。海城、唐山地震现场勘察资料也表明，当黏粒含量达到一定的数值后，就很少发生液化。因此规定，对地震动峰值加速度分区0.10(0.15)g、0.20(0.30)g和0.40g的地区的粉土的黏粒(粒径小于0.005mm的颗粒)含量百分率分别不小于10、13和16时，可判为不液化土。需要注意的是：黏粒含量必须严格遵守操作规程，采用六偏磷酸钠作为分散剂测定，如果采用其他分散剂或者其他颗粒分析方法，则应按有关规定换算。

    关于利用上覆非液化土层厚度和地下水位深度进行液化初判的界限值，是根据唐山、海城和日本新澙地震地震区的调查结果，并考虑一定的安全系数确定的。对以往的震害调查表明，地下水位较高的情况产生液化的例子较多，对地下水位较低的情况或当地表有较厚的非液化覆盖层时，即使下覆可能液化的土层发生液化，由于上覆有效压力比较大，可以抑制液化的土喷冒出地面，因此地基也不会产生大量的下沉和不均匀沉降。

4.4.5  本条文主要给出了场地地震液化的进一步判别方法。

    1  液化判别的深度。汶川地震砂土液化现场考察发现4个不同地区的村庄均出现了液化喷水高度达10m以上的情况，勘察确认了20m以内深处土层液化的真实性。过去的多次大地震中也发现，地面以下15m～20m的粉细砂层可能发生液化。另外，考虑到城市轨道交通高架区间结构、高架车站结构的基础埋深很大，多采用桩基础；且区间隧道结构、地下车站结构是城市轨道交通结构的主要组成部分，地下车站结构为浅覆深埋结构，二层～三层的地下车站结构的底面埋深达15m～20m，甚至超过20m；单层区间隧道底面埋深可能达10m～15m，双层或交叉区间隧道下层底面埋深可能达到甚至超过25m。因此，地面以下15m～20m范围内土层的液化，可能引起地下车站结构和区间隧道的严重破坏或上浮，对地面以下20m土层进行液化判别是非常必要的。所以本条文关于液化判别的深度采用现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011中的规定，即对地面以下20m深度范围的饱和砂土、粉土应采用标准贯入试验法判别。

    对超过20m深度土层的深层土液化问题，目前的研究还不够深入，当地下车站结构和区间隧道的底面埋深超过20m时，对深层土层的液化问题，有必要进行专门的研究。

    2  进一步判别时宜采用多种方法进行分析、比较和判断。当有成熟经验时，尚可采用其他液化判别方法。有代表性的方法：

        (1)NCEER法：即经Youd等修改后的Seed简化方法，是国外目前普遍接受的液化判别方法；

        (2)砂土液化概率判别法：陈国兴等(2005)选取国内外25次大地震中344个场地的实测资料，提出以地面峰值加速度为指标并具有概率意义的液化判别方法；

        (3)静力触探试验判别法：此方法已纳入现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111；

        (4)剪切波速判别法；

        (5)动三轴试验判别法。

4.4.6  土工试验测得的土层设计参数是在一定的荷载条件下得到的，不一定完全符合结构物真实的荷载条件。例如，饱和松散的砂土地基会因为地震时的液化而丧失承载力。因此，本条规定判定为发生液化的土层，相应于其液化程度应对土层设计参数进行修正。

4.4.7  确定土层液化影响的折减系数也可以采用其他成熟的方法。

4.4.8  本条文制定参考了现行国家标准《铁路工程抗震设计规范》GB 50111的相关规定。

4.4.9  液化等级的划分为液化危害的估计提供了一个简单的方法，可以根据液化等级对场地的喷水冒砂程度、对地下结构物和地面结构物基础的可能损坏做粗略地预估。液化的等级为轻微、中等和严重三级；根据我国百余个液化震害资料，各级液化等级(判别深度15m)下，地面喷水冒砂情况以及对地面结构物的危害程度，见表1。

表1  液化等级和对建筑物相应的危害程度

4.4.10  抗液化措施是对液化地基的综合治理。要注意以下几点：

    (1)判定为发生液化的土层，如果采取抗液化措施，则不必根据其液化程度对土的参数进行修正。因为土已经过抗液化处理，不可能液化；其土性参数也不再是液化时的土性参数。

    (2)本条规定不宜将未经处理的可液化土层作为天然地基持力层。理论分析和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正下方的部位其实最难液化，由于最先液化区域对基础正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。并且通过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。所以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。

    (3)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，本条规定不适用于坡度大于10度的倾斜场地和液化土层严重不均的情况。

    (4)液化等级属于轻微者，除特殊设防类、重点设防类结构物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结构物的严重危害。

    (5)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结构物处理的构造措施，不一定要加固处理液化土层。

    (6)在液化层深厚的情况下，消除部分液化沉陷的措施，处理深度不一定达到液化下界，可以残留部分未经处理的液化层。

    (7)强烈地震时软土发生震陷，不仅被科学实验和理论研究证实，而且在宏观震害调查中，也证明存在软土震陷。但研究成果尚不够充分，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。

4.4.11～4.4.13  这三条中规定了消除或部分消除液化震陷、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。条文的制定参考了现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011，特别强调了对区间隧道、地下车站结构处于液化土层中的处理要求。