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，在建国以后的多次地震中，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。
4.3.3
89规范初判的提法是根据建国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10度区考察，钻探测试表明，地下水位为3～4m表层为3.Om左右的粘性土，其下即为饱和砂层，在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，而且全新世的无粘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1975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1977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，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。但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，89规范中判别深度为15m，已不能满足这些工程的需要，深层液化判别问题已提到日程上来。
由于15m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50年代以来的历次地震中，尤其是唐山地震，液化资料均在15m以上，图4.3.4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.Seed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，我们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89规范判别方法的液化临界值(Ncr)沿深度的变化情况，以8度区为例做了对比，见图4.3.4。
图 4.3.4 液化临界值随深度变化比较（以8度区为例）
从图4.3.4可以明显看出：在设计地震第一组(或89规范的近震情况，N0＝10)，深度为12m以上时，临界锤击数较接近，相差不大；深度15～20m范围内，铁路抗震规范方法比H.B.Seed资料要大1.2～1.5击，89规范由于是线性延伸，比铁路抗震规范方法要大1.8～8.4击，是偏于保守的。经过比较分析，本次修订考虑到本规范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。建议15～20m深度范围内仍按15m深度处的Ncr值进行判别，这样处理与非线性判别方法也较为接近。目前铁路抗震规范判别液化时N0值为7度、8度、9度时分别取8、12、16，因此铁路抗震规范仍比本规范修订后的Ncr值在15m～20m范围内要大2.2～2.5击；如假定铁路抗震规范N0值8度取10，则比本规范修订后的Ncr值小1.4～1.8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。
考虑到大量的多层建筑基础埋深较浅，一律要求将液化判别深度加深到20m有些保守，也增加了不必要的工作量，因此，本次修订只要求将基础埋深大于5m的深基础和桩基工程的判别深度加深至20m。
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，做粗略的预估，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ω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15m时为100，判别深度20m时为125。
2 液化等级的名称为轻微、中等、严重三级；各级的液化指数(判别深度15m)、地面喷水冒砂情况以及对建筑危害程度的描述见表4.3.5，系根据我国百余个液化震害资料得出的。
表4.3.5
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液化等级和对建筑物的相应危害程度 |
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液化等级 |
液化指数(15m) |
地面喷水冒砂情况 |
对建筑的危害情况 |
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轻微 |
＜5 |
地面无喷水冒砂，或仅在洼地、河边有零星的喷水冒砂点 |
危害性小，一般不至引起明显的震害 |
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中等 |
5～15 |
喷水冒砂可能性大，从轻微到严重均有，多数属中等 |
危害性较大，可造成不均匀沉陷和开裂，有时不均匀沉陷可能达到200mm |
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严重 |
＞15 |
一般喷水冒砂都很严重，地面变形很明显 |
危害性大，不均匀沉陷可能大于200mm，到重心结构可能产生不容许的倾斜 |
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，从我国目前的技术、经济发展水平上看是较合适的。
本次修订的主要内容如下：
1 89规范中不允许液化地基作持力层的规定有些偏严，本次修订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：
(1)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。
(2)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”r;基础工”1996年11期，P54)：
1)仓库二栋，平面均为36m×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；采用了吊车轨道调子，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粘土下卧层尚可能产生1.1～1.4m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。
(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＜5cm时，可不采取抗液化措施，当SE＝5～15cm时，可优先考虑采取结构和基础的构造措施，当SE＞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。
本次修订过程中开展了估计液化震陷量的研究，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：
(4.3.6-1)
(4.3.6-2)
式中：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；
：基础宽度(m)；对住房等密集型基础取建筑平面宽度；当B≤0.44d1时，取B＝0.44d1；
：经验系数，对7、8、9度分别取0.05、0.15及0.3；
：由地面算起的液化深度(m)；
：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；
：宽度为B的基础底面地震作用效应标准组合的压力(kPa)；
：砂土相对密度(％)，可依据标贯锤击数N取
；
：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300kPa时取0.08，其余可内插取值；
：修正系数，直接位于基础下的非液化厚度满足第4.3.3条第3款对上覆非液化土层厚度d11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，与日本的实测震陷值基本符合；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第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。
近几年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，故本次修订将”r;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”r;不宜”。
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海城地震、唐山地震及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50～150m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100～150m，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：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。
4.3.11
关于软土震陷，由于缺乏资料，各国都还未列入抗震规范。但从唐山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，实有明确抗御措施之必要。
我国《构筑物抗震设计规范》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lOOkPa，9度区fak大于120kPa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15～30cm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.Seed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＞lOOkPa的软土均可不考虑震陷的影响。
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4.3.11中的要求时，可不采取消除软土地基的震陷影响措施。
表4.3.11
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基础底面以下非软土层厚度 |
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烈度 |
基础底面以下非软土层厚度(m) |
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7 8 9 |
≥0.5b且≥3 ≥b且≥5 ≥1.5b且≥8 |
※注：
b为基础底面宽度(m)。