Q∕SY 1536-2012 滩海人工岛地基处理技术规范

1、Q/SY中国石油球气詡飼企业标准Q/SY 15362012滩海人工岛地基处理技术规范Technical code for ground treatment of artificial island in beach-shallow sea2012-07-03 发布2012-09-01 实施中国石油天然气集团公司发布Q/SY 15362012 IQ/SY 15362012 #目 次 TOC o 1-5 h z ttjW ni醐i2规范性引用文件1术语和定义1基本规定25换填垫层法36堆载预压法4强夯法6振冲置换法7振冲密实法9Q/SY 15362012Q/SY 15362012本标准依据GB/T

2、 1. 12009标准化工作导则 第1部分：标准的结构和编写给出的规则 起草。本标准由中国石油天然气集团公司标准化委员会海洋石油丁程专业标准化直属丁.作组提出并 归口。本标准起草单位：中油辽河工程有限公司。本标准主要起草人：王丹、周铭、苏春梅、张红领、李旭志、沙秋、牟永春、刘偌武。Q/SY 15362012 Q/SY 15362012 滩海人工岛地基处理技术规范1范围本标准规定了滩海人T岛建设项目在地基处理的设计、施工和质量检验方面的要求。 本标准适用于滩海人下岛天然泥面下土体、岛体回填和重力式靠船设施的地基处理工程。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，

3、仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JGJ 79建筑地基处理技术规范JTJ 239水运工程土工合成材料应用技术规范JTJ/T 259水下深层水泥搅拌法加固软土地基技术规程JTS 147-1 港口工程地基规范JTS 206 - 1水运工程塑料排水板应用技术规程3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。1滩海 beach-shallow sea潮上带、潮间带与相邻浅水海域的总称。3. 2人工岛 artificial island为了在滩海区域进行海上油气开发，以砂、石、混凝土等为主要材料建成的岛式构筑物。3.3地基处理 ground tr

4、eatment为提高地基承载力和稳定性，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。3.4换填置换法cushion挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，回填坚硬、较粗粒径的材料，并夯压密实，形成垫层的地 基处理方法。3. 5堆载预压法 surcharge preloading对地基进行堆载，使地基土固结的地基处理方法。3. 6强夯法 dynanlic compaction, dynamic consolidation反复将夯锤提到高处使其自由落下，给地基以冲击和振动能量，将地基土夯实的地基处理方法。3. 7振冲法 vibroflotation在振冲器水平振动和高压水的共同作用下，使松砂土层

5、振密，或在软弱土层中成孔，然后回填碎 石等粗粒料形成桩柱，并和原地基土组成复合地基的地基处理方法。包括振冲置换法(vibroreplacement) 和振冲密实法(vibro - compaction) o振冲置换法的特点是采用与原地基土不同的粗粒 料回填振冲孔形成桩柱，并和原地基土组成复合地基。振冲密实法的特点是采用加填料或不加填料的 振密工艺对松砂土层进行振密。3. 8水下深层水泥搅拌法 offshore cement deep mixing利用专用的水下深层搅拌机，将预先制备好的水泥浆等材料注人水下地基土中，并与地基土就地 强制搅拌均匀形成拌和土，利用水泥的水化及其与土粒的化学反应获得强

6、度而使地基得到加固的 方法。4 基本规定4.1人工岛软基处理方法应根据土质条件，包括回填或冲填条件、人工岛上部结构类型及适应变形 能力、施工条件、材料来源和处理费用等因素，经综合分析比较选定，必要时也可选择两种或多种地 基处理方法联合应用。常用的地基处理方法可按表1选用。表1地基处理主要方法地基处理主要方法适用土质情况换填法换填砂垫层法换填厚度不宜大于4m的软土土工合成材料垫层法软土地基抛石挤淤法厚度小于5m的淤泥或流泥堆载预压法淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和黏土地基强夯法松软的碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、素填土和杂填土振冲置换法砂土、粉土、粉质黏土、素填土和杂填土。对于不排水抗剪强度

7、不小于20kPa的饱和黏性土应通过试验确定其适用性振冲密实法砂土及各类散粒材料的填土水下深层水泥搅拌法淤泥、淤泥质土和含水率较高且地基承载力不大于120kPa的 黏性土地基4.2在选择地基处理方案前，应完成下列工作：搜集详细的水文气象资料、岩土工程勘察资料、上部结构及基础设计资料等。根据工程的要求和采用天然地基存在的主要问题，确定地基处理的目的、处理范围和处理 后要求达到的各项技术经济指标等。结合工程情况，了解当地地基处理经验和施工条件，对于有特殊要求的工程，尚应了解其他 地区相似场地上同类工程的地基处理经验和使用情况等。调查航道、海底管线等情况。4.3岩土工程勘察资料应包括：土层的厚度及变化

8、规律。各土层的一般物理力学指标，包括天然含水率、天然重度、相对密度、孔隙比、饱和度、液塑性指标、抗剪指标、压缩系数、无侧限抗压强度等。c）软土层还需要：渗透系数、固结系数、天然压密状态、压缩性指标、先期固结压力、现场十 字板剪切强度及灵敏度、砂夹层等。d）每个岩土体单元各项室内和现场测得的岩土试验指标的统计试样均不应少于6个。4.4地基处理方法的确定宜按下列步骤进行：a）根据荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、水深水位和环境情况等因 素进行综合分析，初步选出几种可供考虑的地基处理方案，包括选择两种或多种地基处理措 施组成的综合处理方案。b）对初步选出的各种地基处理方案，分别从

9、加固原理、适用范围、预期处理效果、耗用材料、 施工机械、工期要求和对环境的影响等方面进行技术经济分析和比较，选择最佳的地基处 理方法。c）对已选定的地基处理方法，宜按人工岛地基基础设计等级和场地复杂程度，在有代表性的场 地上进行相应的现场试验或试验性施工，并进行必要的测试，以检验设计参数和处理效果。d）如达不到设计要求时，应查明原因，修改设计参数或调整地基处理方法。4.5地基处理设计中应进行变形验算和地基稳定性验算。4.6水下深层水泥搅拌法加固软土地基的设计、施工及检验应符合JTJ/T 259的有关规定。 4.7施工技术人员应掌握所承担工程的地基处理目的、加固原理、技术要求和质量标准等。施工中

10、 应有专人负责质量控制和安全监测，并做好施工记录。当出现异常情况时，应及时会同有关部门妥善 解决。4.8地基处理结束后，应按国家有关规定进行工程质量检验和验收，处理后的承载力及变形量等应 达到设计要求。4.9人工岛回填区进行地基处理时，应对附近的岛体周边围堤进行水平及竖向变形观测。10地基处理施工应考虑对邻近区域构筑物的影响，并增加防范措施。5换填垫层法 5. 1 一般规定5.1.1换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。5.1.2根据垫层材料的不同，可分为换填砂垫层法、土工合成材料垫层法和抛石挤淤法等。5.2设计5. 2.1垫层可选用下列材料：a）砂石：宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、

11、砾砂、粗砂、中砂或石屑（粒径小于2mm的部分 不应超过总重的45%）,应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。当使用粉细砂或石粉 （粒径小于0. 075mm的部分不超过总重的9%）时，应掺入不少于总重30%的碎石或卵石。 起排水作用的砂垫层，其含泥量不宜大于5%。b）土工合成材料：由分层铺设的土工合成材料与地基土构成加筋垫层。所用土工合成材料的 品种与性能及填料的土类应根据工程特性和地基土条件，按照JTJ 239的要求设计。作为加筋的土工合成材料应采用抗拉强度较高、受力时伸长率小于5%、耐久性好、抗腐蚀 的土工格栅、土T格室、土工垫或土.丁织物等土工合成材料。2.2换填砂垫层的厚度、宽度及承载力

12、应满足JGJ 79的要求。5.2.3在软土地基上使用加筋垫层时，应保证人工岛稳定并满足允许变形的要求。5.3 施工1砂垫层施丁.时应减少对地基土的扰动。5.3.2施工水下砂垫层时，应均匀抛填，避免成堆。对回淤严重的地区，应控制抛砂的间歇时间， 避免出现淤泥夹层。5.3.3铺设土工合成材料时，下铺地基土层顶面应平整，防止土工合成材料被刺穿、顶破。铺设时 应把土工合成材料张拉平直、绷紧，避免有折皱；端头应固定或回折锚固；连接宜用搭接法、缝接法 或胶结法，并均应保证主要受力方向的连接强度不低于所采用材料的抗拉强度。5. 4质量检验垫层的施丁.质量检验宜用标准贯入试验或环刀法进行。6堆载预压法6. 1

13、 一般规定6.1.1堆载预压法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和黏性土地基。6.1.2对重要工程，应在现场选择试验区进行预压试验，并进行地基处理监测、现场试验及室内土 工试验，根据试验区获得的监测及试验资料，分析地基处理效果，对原设计进行修正，并指导全场的 设计与施工。1.3堆载预压工程，预压荷载应分级逐渐施加，确保每级荷载下地基的稳定性。6.2设计2.1软土厚度不大，或含有较多薄粉砂夹层，在设计荷载作用下，其固结速率能满足工期要求时， 可只设置排水砂垫层，进行堆载预压。水下排水砂垫层的厚度不宜小于lm，采用土工织物袋内充砂 时可适当减小。2.2排水砂垫层的砂料宜采用含泥量不大于5%，且渗

14、透系数不小于5Xl（）-3cm/s的中、粗砂。6.2.3当软土厚度较大时，应设置竖向排水体（包括普通砂井、袋装砂井或塑料排水板等）进行堆 载预压设计。设计计算内容主要包括：a）选择竖向排水体的型式，确定其断面尺寸、间距、排列方式和深度。b）确定加载大小、范围、分级、加荷速率、预压或分级预压时间和卸载标准。c）计算地基固结度、强度增长、抗滑稳定和变形等。d）提出质量监测、检验要求。2. 4 普通砂井直径宜取300mm40（）mm，袋装砂井直径宜取70mm。塑料排水板宽度宜为 100mm,厚度宜为3. 5mm5mm，其当量换算直径可按公式（1）计算：丌式中： dp塑料排水板当量换算直径，单位为毫米

15、（mm）;b塑料排水板宽度，单位为毫米（mm）;8塑料排水板厚度，单位为晕米（mm）;a 换算系数，无试验资料时可取（）.751.0。2.5竖向排水体的平面布置可采用等边三角形或正方形排，其径向排水范围的等效直径么与相邻 竖向排水体中心间距Z的关系为：等边三角形排列:正方形排列:d e = 1 13Z2.6竖向排水体的间距可根据地基土的固结特性和预定时间内所要求达到的固结度确定。设计时， 竖向排水体的间距可按井径比选用二djd、，人,为竖向排水体直径，对塑料排水板可取= dp)0塑料排水板的间距可按20选用；袋装砂井的间距可按n = 22选用，不宜大于25; 普通砂井的间距可按? = 68选用

16、，不宜大于1()。2.7竖向排水体长度应根据工程要求和土层情况等确定。软土厚度不大时，竖向排水体可贯穿软 土层；软土厚度较大时，应根据稳定或沉降的要求确定；对以地基稳定性控制的工程，竖向排水体深 度至少应超过危险滑动面以下3m。2.8软土层中如分布有砂夹层时，设计中应考虑利用。2.9对竖向排水体未穿透受压土层的地基，应分别计算竖向排水体范围土层的平均固结度和竖向 排水体底面以下受压土层的平均固结度，通过预压使该两部分固结度和所完成的变形量满足设计 要求。6. 2. 1()平均固结度的计算应符合JTS 147-1的有关规定。6. 2.11预压荷载顶面的范围应大于或等于建筑物基础外缘所包围的范围。

17、6. 2.12加载速率应与地基土的强度增长相适应。当天然地基土的强度满足预压荷载下地基的稳定性 要求时，可一次性加载，否则应分级逐渐加载，待前期预压荷载下地基土的强度增长满足下一级荷载 下地基的稳定性要求时方可加载。6. 2. 13对于正常压密的粘性土，地基土强度增量标准值可按公式(2)计算：Acuk = l/rzcTzktancq (2)式中：Acuk地基或土层的强度增量标准值，单位为千帕(kPa);Urz地基或土层的平均应力固结度；azk地基或土层竖向垂直附加应力平均值标准值，单位为千帕(kPa);cq地基或土层的固结快剪内摩擦角标准值，单位为度()o6. 2. 14竖向排水体顶面应铺设排

18、水砂垫层。砂垫层的厚度和砂料应符合6. 2. 1和6. 2. 2的规定。6. 2. 15排水砂井的砂料宜选用中粗砂，其黏粒含量不应大于3%，且渗透系数不小于5Xl()-3cm/s。6.3 施工6. 3. 1水下排水砂垫层的施工，按5. 3. 2的规定执行。6. 3.2竖向排水体的施工机具应根据采用排水体的类型和施工条件选用。6. 3.3塑料排水板的性能指标应符合设计要求。塑料排水板在现场应妥善保护，防止阳光照射、破 损或污染，破损或污染的塑料排水板不得在工程中使用。塑料排水板施工质量应符合JTS 206 - 1的 有关规定。6.3.4砂井中冲灌的砂柱有中断时应补打。套管法施工的砂井，灌砂率不得

19、小于计算值的85%,对 于袋装砂井不得小于95%。打设时不得发生扭结、缩径或断裂现象。袋装砂井打设后，至少应露出 砂垫层5()()mm。6.3.5塑料排水板和袋装砂井施丁_时，宜配置能检测其深度的设备。6.3.6对堆载预压工程，在加载过程中应进行变形、孔隙水压力等项目的监测，并根据监测资料控 制加载速率。对设置竖向排水体的地基，基底中心沉降每昼夜不应超过15mm;对天然地基，基底中 心沉降每昼夜不应超过l（）mm。当加固地基土很软且深厚时，上述标准可适当放宽。水平位移每昼夜 不应超过5mm。6. 4质量检验1施工过程质量检验和监测应包括以下内容：a）塑料排水板应在现场随机抽样进行性能指标的测试

20、，其性能指标包括纵向通水量、复合体抗 拉强度、滤膜抗拉强度、滤膜渗透系数和等效孔径等。b）对不同来源的砂井和砂垫层砂料，应取样进行颗粒分析和渗透性试验。c）以地基稳定为控制因素的重要工程，应在预压区内选择代表性位置预留孔位，在加载不同阶 段进行十字板剪切强度试验和钻取土样进行室内土工试验，验算地基的稳定性。d）应进行地基垂直位移、水平位移和孔隙水压力等项目的监测。4. 2竣工验收检验应符合下列规定：a）竖向排水体处理深度范围内和竖向排水体底面以下受压土层，经预压所完成的竖向变形和平 均固结度应满足设计要求。b）应对预压的地基土进行原位十字板剪切试验和室内土工试验。必要时，宜进行载荷试验， 试验

21、数量不应少于3点。7强夯法1 一般规定7.1.1强夯法适用于处理大型人工岛，且远离人工岛围堤的上部回填，处理的材料为碎石土、砂土、 低饱和度的粉土与黏性土、素填土和杂填土等。1.2强夯施工时，应考虑振动对邻近构筑物和设备的影响。7.2设计2.1单击夯击能应根据要求的加固深度经现场试夯或当地经验确定；缺少试验资料或经验时，按 公式（3）计算，或按表2预估。式中：H强穷的有效加固深度，单位为米（m）;M锤重，单位为千牛（kN）；h 落距，单位为米（m）;a 经验系数，一般采用（）.4（）.7,具体数值可通过试验确定。2.2夯点位置可根据基底平面形状，采用正方形或梅花形布置，间距宜为5m10m。2.

22、 3单点穷击击数应根据现场试验中得到的最佳穷击能确定。单击穷击能小于4000kN m时， 最后两击的平均穷沉量不应大于50mm；单击穷击能为4000N m6000kN m时，不应大于 1 OOmm；单击穷击能大于6000kN m时，不应大于200mm。2. 4穷击遍数应根据地基土的性质确定，宜采用2遍3遍，对于渗透性弱的细粒土，穷击遍数 可适当增加。后一遍夯点应选在前一遍夯点间隙位置，单点夯击完成后再以低能量满夯2遍。表2强夯法的有效加固深度单击夯击能碎石土、砂土等粗颗粒土粉土、黏性土等细颗粒土kN mmm100()5.()6. 04.()5. 020006.()7. 05.()6. 0300

23、07.()8.()6.()7. 040008.()9. 07.()8. 050009.()9. 58.()8. 560009. 51(). 08. 5 9. 0800()1().()1(). 59.()9. 52.5两遍之间的间歇时间应根据土中超静孔隙水压力消散时间确定；缺少实测资料时，可根据地 基土的渗透性确定。对于渗透性差的黏性土，两遍之间的间歇时间不宜少于3周4周，粉土地基间 歇时间不宜少于2周，对于碎石土及砂土等渗透性好的土可连续夯击。2.6强夯施工的各项参数宜通过现场试验确定。7.3 施工1强夯施工应符合下列规定：a）强夯施工应按照强夯试验确定的施工参数进行，每夯完一遍应将夯坑填平，

24、测量场地平均 标高。b）完成全部夯击遍数后，最后应用低能量满夯，将场地表层松土夯实。7.3.2施工过程中应对各项参数及施工情况进行详细记录。7.3.3强夯施工过程中的监测应符合下列规定：a）在每遍夯击前，应对夯点放线进行复核，夯完后检查夯坑位置，发现偏位或漏夯应及时 补夯。b）按设计要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量。7. 4质量检验4.1强夯处理后的地基竣工验收承载力检验，应在施工结束后间隔一定时间方能进行，对于碎石 土和砂土地基，其间隔时间可取7d14d;粉土和黏性土地基可取14d28d。4.2竣工验收质量检验应根据土质情况及设计要求，采用原位测试和室内土工试验进行检测。载 荷试验检验的数量，应根据场地复杂程度和重要性确定，检验点不应少于3点。8振冲置换法8.1般规定8.1.1振冲置换法适用于处理砂土、粉土、粉质黏土、素填土和杂填土等地基。1.2对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的饱和