Q/SY
中国石油天然气集团公司企业标准
Q/SY 1536—2012
滩海人工岛地基处理技术规范
Technical code for ground treatment of artificial island in beach-shallow sea
2012—07－03 发布
2012一09一01实施
中国石油天然气集团公司 发布 Q/SY 1536—2012
目 次
前言 1 范围 2 规范性引用文件 3 术语和定义 4 基本规定 5 换填垫层法 6 堆载预压法 7 强夯法 8 振冲置换法 9 振冲密实法
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前言
本标准依据GB/T1.1一2009《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工程专业标准化直属工作组提出并归口。
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。
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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工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工岛天然泥面下土体、岛体回填和重力式靠船设施的地基处理工程
4-
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，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 JTJ239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。
3. 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 treatment 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。
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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（vibro一 replacement）和振冲密实法（vibro一compaction）。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 cementdeepmixing 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
适用土质情况
地基处理主要方法
换填厚度不宜大于4m的软土软土地基厚度小于5m的淤泥或流泥淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和黏土地基松软的碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、素填土和杂填土砂土、粉土、粉质黏土、素填土和杂填土。对于不排水抗剪强度不小于20kPa的饱和黏性土应通过试验确定其适用性砂土及各类散粒材料的填土淤泥、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
换填砂垫层法土工合成材料垫层法
换填法
抛石挤淤法堆载预压法强夯法
振冲置换法振冲密实法
水下深层水泥搅拌法
4.2在选择地基处理方案前，应完成下列工作：
a） 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。 b) 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。
c） 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。 d）调查航道、海底管线等情况。
4.3岩土工程勘察资料应包括：
a）土层的厚度及变化规律。 b) 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
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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/T259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。 4.10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、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JTJ239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、土工格室、土工垫或土工织物等土工合成材料。
5.2.2换填砂垫层的厚度、宽度及承载力应满足JGJ79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。
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5.3施工 5.3.1砂垫层施工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
垫层的施工质量检验宜用标准贯人试验或环刀法进行。
6堆载预压法
6.1一般规定
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。 6.1.3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 6.2.1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1m，采用土工织物袋内充砂时可适当减小。 6.2.2排水砂垫层的砂料宜采用含泥量不大于5%，且渗透系数不小于5×10-3cm/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。
6.2.4普通砂井直径宜取300mm～400mm，袋装砂井直径宜取70mm。塑料排水板宽度宜为 100mm，厚度宜为3.5mm～5mm，其当量换算直径可按公式（1）计算：
d, =α2(b)
(1)
元
式中： d塑料排水板当量换算直径，单位为毫米（mm）; b-塑料排水板宽度，单位为毫米（mm）；一塑料排水板厚度，单位为毫米（mm）; α——换算系数，无试验资料时可取0.75～1.0。
6.2.5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d。与相邻竖向排水体中心间距1的关系为： 4 Q/SY 1536—2012
等边三角形排列:
d. = 1. 05l
正方形排列：
d = 1. 13l
6.2.6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 n选用（n=d/dw，dw为竖向排水体直径，对塑料排水板可取dw= d）。塑料排水板的间距可按 n=15～20 选用；袋装砂井的间距可按 n=15～22 选用，不宜大于 25; 普通砂井的间距可按n=6～8 选用，不宜大于10。 6.2.7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。 6.2.8软土层中如分布有砂夹层时，设计中应考虑利用。 6.2.9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。 6.2.10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。 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：
△cuk = UrzOzktancq
(2)
......
...
式中: △cuk一地基或土层的强度增量标准值，单位为千帕（kPa）; Urz——一地基或土层的平均应力固结度;
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）；
Pcq 地基或土层的固结快剪内摩擦角标准值，单位为度（°）。 6. 2.14 竖向排水体顶面应铺设排水砂垫层。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5×10-3cm/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，灌砂率不得小于计算值的85%，对于袋装砂井并不得小于95%。打设时不得发生扭结、缩径或断裂现象。袋装砂并打设后，至少应露出砂垫层500mm。 6.3.5塑料排水板和袋装砂井施工时，宜配置能检测其深度的设备。
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