卿江
（四川省交通运输厅交通勘察设计研究院，四川，成都，610017）
【摘要】本文通过分析山区沿溪公路路基砂土液化的机理，以及影响其液化的因素等。进一步探讨路基砂土液化的评判方法，以及有效的处理措施，以降低砂土液化的发生率。
【关键字】山区沿溪公路；路基砂土液化；处理；评判
近年来我国西南山区发生地震的频率不断增加，对加快灾后重建过程中的基础设施构成严重威胁，西南地区遭受了汶川地震、芦山地震后导致山区部分公路路基开裂、垮塌、不均匀沉降、桥梁墩台滑移、墩柱、支座破坏等，为确保灾后重建工程得以安全保障，为此对因地震引起路基砂土液化破坏路段进行分析与处理。
一、路基砂土液化的机理
还未发生地震时，有砂承担全部的外力，而水只承担其自身的压力。此时的路基砂土保持弹性压缩变形，稳定性较强。但当发生地震时，有地震引起的剪力，导致砂产生改变其排列状态而产生滑移。再加上排水不畅等原因，使得外部应力转移至水中，由水承担超孔隙水压力，并随着振动持续增加，而不断降低有效应力。当达到一定的限度时，路基砂土开始失去稳定性，直到全部应力都转移至水中，此时，而；则路基砂土完全丧失对剪力的抵抗力与承受力，造成对建筑物及地面的破坏，即路基砂土液化。
二、影响路基砂土液化的因素
（一）动荷条件
动荷条件包括地震的强度与地震的持续时间。即：当地震的强度越大，路基砂土更容易发生液化；当地震的持续时间越长，路基砂土更容易发生液化；反之，当地震的强度越小、地震的持续时间越短时，路基砂土发生液化的可能性也随之降低。
（二）埋藏条件
由于不同的埋藏条件下，砂土的原始应力状态不同，也会造成路基砂土液化的差异性。即：上覆压力越小，路基砂土更容易液化。所以，当地震发生时，埋藏深度越浅的路基砂土越容易发生液化。反之，埋藏深度越深的路基砂土，其发生液化的可能性越小，当深度＞20m时，其液化的可能性将大大降低。另外，地下水位越高，路基砂土液化的机率也越高；反之，地下水位越低，路基砂土液化的机率也越低。
（三）土性条件
在土的固相成分中，包括有机物、非晶体材料、盐类、结晶质黏土矿物、结晶质非黏土矿物等。因此，对土性条件的分析较为复杂。总的来说，较细的砂土更容易发生液化，因为较细的砂土中，孔隙水在外力的作用下更加难以排出，故而产生路基砂土液化。
三、路基砂土液化的评判方法
目前，对路基砂土液化的评判方法主要有：①动剪应力法；②概率法；③规范法。其中，动剪应力法需要采用原状土样，其采样较难，使得其评价结果存在差异性；而通过使用概率法所得的结果同样具备不准确性；规范法基于SPT（现场实测资料），其操作简单，并且结果准确度较高，因此得到了最广泛的应用。但是规范法不能对路基砂土潜在层的空间性质进行反映和判断，不能为风险评价和工程可靠性设计提供数据参考和支持。
规范法的公式为：
四、路基砂土液化的处理
由于地震难以预测，其发生的不确定因素较多。因此，对于山区沿溪公路路基砂土液化的处理，可根据当地的地质资料以及实验资料，对可液化砂土层的厚度、埋藏深度以及液化程度等进行分析和判断，以此得出其对山区沿溪公路的影响程度。通过此种方式，能够有效的节省投资，并得到相对准确的结果。进而采取更科学合理的有效措施以作处理。
（一）地基处理
1、加固处理
对山区沿溪公路路基砂土液化的加固处理，有效的方式包括：砂桩挤密法、振冲碎石桩、袋装砂井等。
①砂桩挤密法：在松散的填土地基或者砂性土上，采用冲击荷载或者振动等施工方式，在路基中间成孔，并将砂挤入土中，进而使路基砂土中形成密实的砂柱体，以此对地基进行加固的作用。其工作原理为：砂土在的成桩过程中，对周围砂层进行的振密和挤密作用，能够有效的提高砂土地基的负荷力与承载力，对砂土液化起到了良好的防护作用。
②振冲碎石桩：在软弱的地基上，采用振动、水冲或冲击的方式，使地基成孔，并将砂或者碎石等粗骨料通过挤压填入孔中，进而能够形成密实的柱体，以提高砂土地基的负荷力与承载力，完成对地基的加固处理。
③袋装砂井：在砂土地基的建设过程中，事先设置竖向袋装砂井。并通过路堤的自重，或者直接在地表进行加载预压等手段，以此加大砂土地基的排水量，使得砂土中孔隙水减少，进而使砂土更加密实和坚固。以此降低路基砂土液化的发生率，并提高砂土地基的强度。
2、地基处理效果对比分析
在进行加固处理之后，再对三种不同的加固方式的效果进行对比分析。首先通过预压的方式，记录并分析采用三种不同加固方式地基的侧向位移量、淤泥夹砂层标准贯入击数、平均沉降量的数据变化，其结果见表1。
表1侧向位移量、淤泥夹砂层标准贯入击数、平均沉降量的数据变化
通过表1可知，袋装砂井处理段的侧向位移量、平均沉降量最大，砂桩挤密法处理段则次之，而振冲碎石桩处理段的变化量最小。可以得出结论，即：袋装砂井的加固效果最好，砂桩挤密法次之，而振冲碎石桩的处理效果则一般。但是在提高软土层的强度方面，砂桩挤密法的效果最好；而在提高可液化砂土层的强度上，振冲碎石桩的效果最好。因此，在采用三种不同加固方式的选择上，应结合实际情况，选择最合适的方法，才能有针对性的提高路基的强度。
3、液化消除处理对比分析
通过对比三种使用不同加固处理方式路基的静力触探结果、标准贯入法，得出三种路基的液压评判结果，以及其最小抗液化安全系数。检测结果如表2。
表1三种采用不同加固处理方式的砂土层抗液化状态
由上表可知，振冲碎石桩对砂土液化的处理效果最好，但振冲碎石桩的工程造价成本较高，而砂桩挤密法也能满足砂土液化的处理要求，并且其工艺较为简单，工程造价成本也较低。在具体的砂土液化处理中，应结合实际情况采取更科学合理的加固处理方式，以降低山区沿溪公路路基砂土液化的发生率。
五、结语
当地震等自然灾害发生后，道路桥梁均会发生相应的影响，比如路面裂缝、路基下陷等。其中主要的原因为路基的砂土液化，只有深入的研究影响其液化的因素，并采取科学合理的评判手段，以及处理方案等。才能有效的提高路基的强度，降低砂土液化的发生率，为地震多发区公路的安全提供保障。
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