SYT 7637-2021 滩海人工岛地基处理技术规范-PDF解密

中华人民共和国石油天然气行业标准Technicalspecificationforgroundtreatmentofartificialislandinbeach-shallow2021—11-16发布2022—02—16实施I前言 12规范性引用文件 13术语和定义 14总体要求 3 45.1一般规定 45.2设计 4 4 46堆载预压法 46.1一般规定 4 56.3施工 66.4质量检验 67振冲密实法 77.1一般规定 77.2设计 77.3施工 77.4质量检验 78振冲置换法 88.1一般规定 88.2设计 88.3施工 8.4质量检验 109水泥土搅拌桩法 9.1一般规定 9.2设计 9.3施工 9.4质量检验 Ⅱ10高压旋喷桩法 附录A(规范性)堆载预压法处理地基监测要求 附录B(规范性)地基静载荷试验 附录C(规范性)复合地基静载荷试验 参考文献 本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的本文件起草单位：中国石油天然气股份有限公司规划总院、水利部交通利科学研究院、中国石油天然气股份有限公司冀东油田分公司、中国石油工本文件主要起草人：郝晓东、李冰、张彦龙、苏春梅、焦志斌、牟永春、杨杰、李景林、张文红、丛建、雷国辉、沙秋、李旭志、鞠美丽、丁选明、李志彪、陈育民、王志华、张书红、钱亚俊、1滩海人工岛地基处理技术规范本文件规定了滩海人工岛工程地基处理的设计、施工和质量检验要求。下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适GB/T50279岩土工程基本术语GB/T51064吹填土地基处理技术规范JGJ79建筑地基处理技术规范JTS257水运工程质量检验标准SY/T7444滩海人工岛工程监测技术规范滩海陆岸平台theplatformofthebeachandalongshoreoilwe在滩地高程为当地平均海平面以下范围内修筑的，为进行油气勘探开发，以土、砂、石、混凝土地基承载力特征值characteristi由载荷试验测定的地基土压力变形曲线线性变形段内规定的变形所对应的压2振冲置换法vibro-replacement在振冲器振动和高压水共同作用下成孔，并填入碎石等粗粒料，在软弱土层中形成碎石等粗粒料加强体的地基处理方法。振冲密实法vibro-compaction在振冲器振动和高压水的共同作用下，将粗粒土振密的地基处理方法。[来源：GB/T51064—2015,2.1.8,有修改]水泥土搅拌桩法deepsoilmixing在深层搅拌机械作用下，将水泥等固化剂和地基土强制搅拌形成增强体的地基处理方法。[来源：JGJ79—2012,2.1.14,有修改]高压旋喷桩法jetgrouting将水泥浆由喷嘴高压喷出，形成喷射流，同时旋转、提升钻杆，以此切割土体并与土拌合形成水泥土竖向增强体的地基处理方法。[来源：JGJ79—2012,2.1.15,有修改]抛石挤淤法riprapping软土地基上抛填石料，依靠抛石体的重力或压实机械等外加能量使部分软土挤出抛填体范围的一种浅层软基强行置换方法。堆载预压法surchargepreloading建筑物施工前，在地基上堆加荷载使地基土排水固结的地基处理方法。[来源：JGJ79—2012,2.1.7,有修改]注浆加固法groundimprovementbygrouting将水泥为主剂的浆液注入地基土层中，增强土颗粒间的联结，使土体强度提高、变形减少、渗透性降低的地基处理方法。[来源：JGJ79—2012,2.1.19,有修改]褥垫层夯实后厚度与虚铺厚度的比值。浆液注入率groutinjectionratiobyvolume注入土体浆液的体积与相应土体体积的比值。劈裂注浆fracturegrouting以注浆压力劈开土体，注入水泥浆形成防渗帷幕或加固土体。3将稠水泥浆压入地基土层中，形成泡形固化浆体，挤压地基土并硬化后形成加强体，又称挤密注浆。[来源：GB/T50279—2014,6.5.4,有修改]4总体要求4.1地基处理应满足构筑物地基承载力、变形和稳定性要求；地基存在软弱下卧层时，应对软弱下卧层的承载力进行验算。4.2地基处理宜考虑滩海环境条件和环境荷载的影响。4.3选择地基处理方案前，应开展下列工作：a)收集岩土工程勘察资料、水文环境资料、人工岛结构及上部设施设计资料等；b)根据工程要求，确定地基处理目的、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、施工条件，了解其他地区同类工程的地基处理经验和使用情况等；d)调查周边航道、海底管道等情况。4.4地基处理方案的确定宜按下列步骤进行；a)根据构筑物的使用要求，结合水文、地质和施工条件等因素进行综合分析，对地基处理方法进行初选，必要时可采用多种地基处理方法，地基处理方法可按表1选用；b)对初步选出的地基处理方法确定设计方案，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，选择最佳地基处理方案；c)对已选定的地基处理方案，选定有代表性的区域进行现场试验或试验性施工，检验验证设计方案和处理效果。根据试验结果，修正设计参数、完善或优化地基处理方案。表1常用地基处理方法及适用条件方法特占置换深度有限；围堤、进海路地基改善土体自身性质；围堤、进海路和岛心地基密实土体；提高土体抗液化能力围堤、进海路和岛心地基置换并密实土体；需大量填料；砂土、粉土、粉质黏土(G≥围堤、进海路和岛心地基围堤、进海路和岛心地基可局部处理、单点处理；土围堤、岛心、已建44.5软弱地基处理可采用土工合成材料加筋垫层，加筋垫层应选用抗拉强度高、延伸率低的土工合成材料。其设计、施工可参照JTJ239相关要求。4.6地下水流速较大或受潮汐、波浪影响较大的区域，应采取防止人工岛地基土颗粒和填筑材料流失的反滤和防渗措施，必要时应开展专题研究。4.7地基处理施工过程中应进行现场监测和动态管控，出现异常时，应及时反馈，查明原因并修正。4.8地基处理监测内容包括但不限于地基稳定和变形，同时进行人工岛安全监测，监测要求按照SY/T7444执行.4.9地基处理结束后宜按JTS257的规定进行工程质量检验和验收。5抛石挤淤法5.1一般规定5.1.1抛石挤淤法适用于人工岛围堤、进海路地基的处理。5.1.2抛石挤淤法适用于处理浮泥、流泥、淤泥、淤泥质土地基。5.1.3抛石挤淤法处理深度不宜大于5m。5.2.1根据工程要求，确定最小挤淤宽度和深度。5.2.2堤身结构变形及稳定性复核时，底部泥石混合层不作为有效抛石地基。5.2.3抛石挤淤材料主要为开山混合石料，石料含泥量不应大于10%,岩性均匀，非风化。抛石质量应根据土层性质和挤淤深度确定，一般宜为100kg～1000kg。5.3.1挤淤施工抛填应全断面推进，水深较大时宜先行海上抛填。5.3.2推填时前端抛石高度应超出已填堤身2m～3m,堤身沉降部位应及时补填至工作面高程。5.3.3施工过程中，堤头和堤身两侧隆起的淤泥包接近填筑高程时，应进行清除。5.3.4施工过程中，应监测堤身走向、断面形状和填筑高程。5.4.1施工结束后，应对堤身的平面位置和断面尺寸进行检测。检验方法宜根据需要选用体积平衡法、钻孔探摸法和探地雷达法。5.4.2体积平衡法根据实抛方量及断面测量资料推算挤淤范围及深度并辅以钻孔探摸。按每50m一段，全线检测。5.4.3钻孔探摸法按间距100m布置断面且不少于3个，每断面3个钻孔，孔底应进入下卧层不小于5.4.4探地雷达法纵断面沿抛石顶面全线探测，测线间距应不大于5m;横断面间距应不大于50m。点测时测点距离应不大于1m。6堆载预压法6.1一般规定6.1.1堆载预压法适用于滩海人工岛围堤、进海路、岛心地基的处理。5型号打设深度m滤膜抗拉强度B型C型6.2.9土体强度增长宜按公式(1)计6θ——滑动圆弧圆心与第i个土条滑动圆弧中心线连线与垂直方向的夹角，单位为度(°);φ——第i个土条滑动面上土的内摩擦角，单位为度()。6.2.11预压荷载下地基最终沉降量的计算可取附加应力与土自重应力的比值为0.1的深度作为压缩层的计算深度，或计算至低压缩土层。可按公式(3)计算最终沉降量：式中：s——最终沉降量量，单位为米(m);ξ——经验系数，可按地区经验确定，无经验时对正常固结饱和黏性土地基可取ξ=1.3～1.6,荷6.2.12陆上施工，水平排水垫层宜采用中粗砂垫层，厚度不应小于500mm,含泥量不应大于5%,6.2.13水下施工，水平排水垫层宜采用碎石垫层，厚度不应小于1000mm,碎石粒径不应大于5cm,6.2.14加固区边线与相邻建筑物、地下管线等的距离不宜小于20m。6.3.1堆载预压处理地基施工主要流程：施工准备、铺设水平排水垫层、排水板位置放样、设备就6.3.4塑料排水板施工时，平面位置偏差应不大于100mm,垂直度允许偏差为±1.5%。6.3.5塑料排水板打设时不应接长，回带长度不应超过500mm,且回带数量不宜超过总根数的5%。6.3.6水平排水垫层表面外露排水板长度应不小于200mm。体要求应按附录A执行。6.4.2地基处理前后按每3000m²~5000m²布置一组静力触探试验和钻孔取土，且不少于3组。地基处理前后的试验点距离应小于3m。77.2.4填料宜采用质地坚硬的碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂等材料，粒径宜小于50mm。7.2.6地基沉降可按公式(4)计算：式中：n——土层区计算层数；Ap——第1层土的平均附加应力增量，单位为千帕(kPa);7.3.5振冲成孔贯入时，水泵水压宜为200kPa～600kPa,水量宜为200L/min～400L/min。73.7施工完成后，应将顶部的松散体碾压密实。对海上振冲密实，应在其顶部抛1m～2m碎石或7.4.1施工结束后应对地基进行检验。检测方法宜采用标准贯入试验、静力触探试验、静载荷试验，8的1%,水下检验时不少于2%,且总数不应少于3点。 (6) (7) (8)98.2.7复合土层的压缩模量E₂,等于该层天然地基压缩模量E的ξ倍，可按公式(9)、公式(10)E,FSE, (10)8.2.9复合地基的抗剪强度指标值可按公式(11)～公式(13)计算： (11) (12) (13)q——碎石桩、搅拌桩等柔性桩体的凝聚力，单位为千帕(kPa),重要工程应通过直剪试验确8.4.3桩体动力触探试验检测数量不少于总桩数的1%,水下检验时不少于2%,且不少于3根。 (14) (15)式中：9.3施工9.3.2施工主要流程如下：a)场地平整，清除地上和地下的障碍物；b)搅拌机械就位、调平；9.3.3单桩桩位允许偏差为桩径的±25%;桩身垂直度允许偏差为±1%。用于防渗墙时，还应满足9.3.9若施工过程中停浆，恢复喷浆后应将停浆前段桩体复搅500mm;若停机超过3h,宜先拆卸输9.3.11单桩施工结束，停浆面应高于桩顶设计标高500mm,后续采用人工挖除。9.3.12施工过程应定期检查输送管道，防止管道破裂污染环境。9.3.15施工期间应监测场地的地面沉降、地表水平位移和深层土体水平位移。9.4.2水泥土搅拌桩宜在龄期达到28d后进行质量检验。9.4.3钻孔取心率不低于80%,心样应制成试样并进行无侧限抗压强度试验。检验数量不少于施工总桩数的1%,水下检验时不少于2%,且不少于3根。9.4.4标准贯入试验检验数量不少于施工总桩数的1%,水下检验时不少于2%,且不少于3根。9.4.5复合地基承载力应开展复合地基静载荷试验，数量不少于总桩数的0.5%,且不少于3组。10高压旋喷桩法10.1.2高压旋喷桩法适用于处理黏性土(流塑、软塑和可塑)、粉土、砂土、素填土和碎石土等地10.2.2浆液以普通硅酸盐水泥为主要材料，水泥掺量应通过室内试验确定，水灰比为1.0～1.5。可根据需要加入适量的外加剂及掺合料，掺入量应通过试验确定。10.2.3布置形式一般采用正三角形或正方形，桩间距宜取2～3倍桩身直径。10.2.4桩长应根据地基承载力和变形的要求确定，并应穿透软弱土层到达地基承载力相对较高的土层；对有稳定要求的地基，桩身应穿越并深入危险滑动面以下不少于2.0m。10.2.5旋喷桩单桩竖向承载力特征值计算按9.2.5规定确定。10.2.6旋喷桩复合地基承载力特征值应通过现场静载荷试验确定。初步设计时按9.2.6规定确定。10.2.7地基沉降计算按8.2.6和8.2.7的规定执行。10.2.8地基稳定性分析按6.2.10和8.2.9的规定执行。10.2.9旋喷桩复合地基宜在桩顶之上设置褥垫层。褥垫层厚度宜为300mm～500mm,褥垫层材料可选用中砂、粗砂和级配砂石等，褥垫层最大粒径不宜大于20mm。褥垫层的夯填度不应大于0.9。10.2.10旋喷桩施工，宜选用单管法、双管法或三管法。10.3.1施工前，应根据设计进行工艺试验，数量不少于3根。确定高压水的压力、流量和提升速度等施工参数。10.3.2旋喷桩的工艺流程为：施工准备、机具就位、贯入喷射管、喷射注浆、拔管、冲洗和移位等。10.3.3喷射孔与高压注浆泵的距离不宜大于50m。孔位的允许偏差应为±50mm。垂直度允许偏差应为±1%。10.3.4高压水的压力一般应不小于20MPa,应通过现场试验确定，流量应不小于30L/min,提升速10.3.5浆液应采用机械搅拌，不加缓凝剂的浆液宜在拌好后1h内用完。10.3.6喷嘴达到设计标高时喷射注浆，注浆压力达到设计值时提升喷射管，由下而上旋转喷射注浆。喷射管分段提升搭接长度应不小于100mm。10.3.7需要局部扩大加固范围或提高强度的部位，宜采用复喷措施。10.3.8旋喷注浆过程中出现压力骤然下降、上升或冒浆异常时，应查明原因并采取应对措施。10.3.9原孔位应采用冒浆回灌或第二次注浆等措施，以防止浆液凝固收缩影响桩顶高程。10.3.10施工中应做好废泥浆处理，不准许直接排放。10.3.11施工中应采用自动记录装置记录用浆量和提升速度。10.3.12施工期间应监测场地的地面高程、地表水平位移和深层土体水平位移。10.4.1旋喷桩质量检验方法宜采用钻孔取心和静载荷试验；水下施工宜采用钻孔取心试验。10.4.2旋喷桩宜在龄期达到28d后进行质量检验。10.4.3钻孔取心率应不低于80%,心样应制成试样并进行无侧限抗压强度试验。检验数量不少于施工总桩数的1%,水下检验时不少于2%,且不少于3根。10.4.4复合地基承载力应开展复合地基静载荷试验，数量不少于总桩数的0.5%,且不少于3组。11注浆加固法11.1一般规定11.1.1注浆加固法适用于滩海人工岛围堤、岛心地基的局部处理，以及已建人工岛地基处理。11.2.2注浆孔间距宜取1.0m～2.0m,孔径宜为70mm～110mm。11.2.3浆液宜用普通硅酸盐水泥，可掺入粉煤灰，掺入量宜为水泥重量的20%～50%。根据工程需11.2.5注浆用水pH值不应小于4。水泥浆水灰比可取0.6～2.0,常用水灰比为1.0。11.2.6砂土地基中，浆液的初凝时间宜为5min～20min;黏性土地基中，浆液初凝时间宜为1h~11.2.7注浆量和单孔注浆有效范围应通过现场工艺试验确定，黏性土地基中，浆液注入率宜为15%~20%;注浆点上覆土层厚度应大于2m。11.2.9压密注浆，采用水泥砂浆浆液时。坍落度宜为25mm～75mm,注浆压力宜为1.0MPa~11.3.1施工前，应根据设计进行工艺试验，确定注浆孔间距、注浆量及有效范围、注浆压力等施工入孔径为50mm的注浆管，封闭水泥浆凝固后，自上而下或自下而上注浆。11.3.5注浆的流量可取7L/min～10L/min,充填型注浆流量不宜大于20L/min。11.3.7浆液应机械搅拌均匀，注浆过程中应不停缓慢搅拌，浆液应在初凝时间内使用，泵送前应经11.4.3钻孔取土试验应在加固深度范围内，每隔1m取土样进行室内试验，测定土的无侧限抗压强11.4.5各项检验数量应不少于注浆孔数的2%～5%。检验点合格率小于80%时，应对不合格的注浆11.4.6多瞬态面波法检验数量每300m²不少于1条测线布置，且不少于3条测线。(规范性)堆载预压法处理地基监测要求A.1地表沉降监测符合下列要求：a)地表沉降通过在加固地基表面设置沉降板，用水准仪进行观测；b)地表沉降宜400m²~1000m²布置一个监测点，且不少于6点；c)监测频率在加载期和恒载初期1次/d,恒载中后期2d～4d观测一次，出现异常情况时加密A.2水平位移监测包括地表水平位移和深层土体水平位移监测，符合下列要求：a)地表水平位移通过在加固地基边缘设置位移边桩，用全站仪进行观测；b)深层土体水平位移通过在加固地基边缘埋设测斜管，用测斜仪进行监测；c)地表水平位移宜50m～100m布置一个监测点；d)深层土体水平位移宜100m～200m布置一个监测点；e)监测频率在加载期和恒载初期1次/d,恒载中后期3d～5d观测一次，出现异常情况时加密A.3孔隙水压力通过在地基土不同深度埋设的孔隙水压力计，用相应的接收仪进行监测。超静孔隙水压力需结合对应的地下水位进行计算。宜5000m²~10000m²布置一个监测点，且不少于2点。监测频率在加载期和恒载初期1次/d,恒载中后期2d～4d观测一次，出现异常情况时加密监测。A.4地下水位通过埋设的地下水位管进行监测。监测点数量和监测频率与孔隙水压力监测频率相同。地基静载荷试验B.1本试验要点适用于确定振冲密实地基、预压地基和注浆加固地基等承压板应力主要影响范围内土层的承载力和变形参数。B.2平板静载荷试验采用的压板面积应按需检验土层的厚度确定，且不应小于1.0m²。B.3试验基坑宽度不应小于承压板宽度或直径的3倍。