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1、辽河滩海地区人工岛岛体下土层地基处理,汇报内容,概述研究目标研究内容项目技术研究总结取得成果结论及建议,概述,人工岛是用于海上开发的一种新兴的结构型式，它可以实现海油陆采和冬季作业，增加北方冰冻海域的作业时间。人工岛的最主要特点是施工技术简单，耐久性稳定性强，投资小。但人工岛投资中30是用于地基处理，地基处理分为三部分：泥面下、回填土和钻井区。,概述,地基处理,泥面下,回填区,钻井区,人工岛岛体,靠船装置,概述,现阶段用于海上的地基处理方法较少，施工难度大，腐蚀性强，费用高，施工质量无法达到要求。有些计算软件无法合理正确模拟实际情况和处理后的效果。因此需要掌握现有的地基处理方法和计算软件的优缺
2、点，了解国内外的新技术，并把最合理的方法用在人工岛的设计中，以减少工程投资。,研究目标,结合辽河滩海区域土层的特点，研究可应用于人工岛建设、海上施工便利的地基处理方案，掌握合理准确的模拟计算方法，选取最优方案，达到优化设计，降低工程投资的目的。,研究内容,搜集适用于辽河滩海海域土层性质，便于海上施工的地基处理方法；根据已有的地质资料，结合辽河滩海区域土层的特点，利用程序进行模拟计算，分析计算结果和实际经验，找出合理准确的计算方法；综合对比可应用的地基处理方案，选取最优。,项目技术研究总结,搜集整理地质资料；总结辽河滩海区域土层的特点；搜集整理地基处理方法；总结已用过的地基处理方法；方案设计；,
3、搜集整理地质资料,搜集近几年辽河滩海地区海上项目，整理水深小于5m，适合建造人工岛项目的地质资料，包括辽河滩海区域的葵东区块、海南区块和月东区块，共计10个井位。根据搜集的地质资料,可以看出海南区块的地质条件优于葵东区块,葵东区块又优于月东区块。月东区块上层没有砂质粉土层，直接就是厚达8.5m淤泥质粘土层。,总结辽河滩海区域土层的特点,辽河滩海地区土层一般由较薄的浮泥层，砂质粉土层，较厚的淤泥质粘土层，和超过20m的细砂层组成。而对整个地基的承载力及稳定性起控制作用的就是淤泥质粘土层，特点是天然含水量高，呈流塑状态；孔隙比大，压缩性高；渗透性差；强度低。,总结辽河滩海区域土层的特点,在结构物荷
4、载作用下，这种地基土将产生很大的沉降变形，而且沉降往往持续很长时间才能稳定。地基的抗剪强度不足以支承上部荷载时，地基就会产生局部剪切破坏或整体滑动破坏，将影响建筑物的正常使用，甚至影响建筑物的安全。同时地基产生严重沉降或者不均匀沉降时，对建筑物的影响也不可忽视。,搜集合适的地基处理方法,地基处理这门技术的发展是岩土工程中发展最快的一个分支之一，迄今为止无法说得出有多少中地基处理方法。每种方法都有自己的适应范围及其优缺点，选择最佳的方案将对工程的进度、施工条件、造价、处理效果的各个方面产生影响，也可以集中各方案的优点，采用一个综合处理方案。,从加固原理上分类,排水固结,注浆加固,热加固,加筋法,
5、挤密法,置换法,加载预压法/超载预压法（排水固结法）,加固原理：加载预压法通过在软土上预先堆置相当于建筑物重量的荷载，以达到预先完成或大部分完成地基沉降，并通过地基土的固结以提高地基承载力。超载预压法通过在软土上预先堆置超过建筑物重量的荷载，以达到预先完成软土次固结的大部分。,适用范围：淤泥、淤泥质土、冲填土等饱和粘性土及杂填土。为缩短固结时间，常设置砂井或塑料排水板。该法需要较长的时间最大加固深度为20m（具有竖向排水通道）。尤其是超载预压法能使软土的次固结得到有效的消除。,适用与辽河滩海地区土层的加固方法,加载预压法/超载预压法,适用与辽河滩海地区土层的加固方法,加载预压法/超载预压法,深
6、层搅拌法（注浆加固法）,加固原理：利用水泥浆等材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，使软土硬结而提高地基承载力。,适用范围：淤泥、淤泥质土、含水量较高地基承载力不大于120kpa的粘性土、粉土等软土地基。,粉体喷射法（置换法）,加固原理：利用生石灰或水泥等粉体材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机在地基深部就地将软土和固化剂强制拌和，利用固化剂与软土产生的一系列物理化学反应，形成坚硬的拌和土体，以置换部分软弱土体，形成复合地基。,适用范围：同深层搅拌法。与深层搅拌法相比，在固化过程中，粉体材料能吸收周围土体更多的水分，使土体固结。,适用与辽河滩海地区土层的加固
7、方法,深层搅拌法/粉体喷射法,土工织物/树根桩（加筋法）,加固原理：土工织物利用土工织物的高强度、韧性等力学性能，以扩散土中应力，增大土体的刚度或抗拉强度，与土体构成各种复合土工结构。树根桩通过就地灌注的小直径灌注桩，使之与土体构成复合地基，借以提高地基承载力，增加地基的稳定性和减少沉降。,适用范围：土工织物砂土、粘性土和软土的加固，或用作反滤、排水和隔离的材料。树根桩适合各类土.,适用与辽河滩海地区土层的加固方法,土工织物,CFG桩/低强度水泥砂石桩（置换法）,加固原理：CFG桩利用振动打桩机击沉D300-400mm的桩管，在管内边振边填入碎石、粉煤灰、水泥和水按一定比例的配合材料，形成半刚
8、性的桩体，与原地基形成复合地基，从而提高地基承载力。低强度水泥砂石桩用振动打桩成孔灌注工艺，将以砂石为主、掺入少量水泥、粉煤灰等其他工业废料入土中，形成低强度的水泥砂石桩，与原地基土一起组成复合地基，共同承担上部结构传来的荷载。,适用范围：CFG桩淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和和非饱和的粘性土，粉土。能使天然地基承载力提高70以上。低强度水泥砂石桩淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和和非饱和的粘性土，粉土。,钢筋混凝土疏桩/砂桩（置换法）,加固原理：钢筋混凝土疏桩采用较大桩距（一般大于5-6倍桩径）布置的钢筋混凝土小直径摩擦群桩，使之与承台底土共同承担上部结构的荷载。砂桩用水力振冲器或沉桩机成孔，填以砂
9、料，使之置换部分软弱粘土并使土中水分逐步排除而固结，从而提高地基承载力。,适用范围：钢筋混凝土疏桩淤泥、淤泥质土、杂填土、饱和和非饱和的粘性土。砂桩软弱粘性土，需要较长的时间，对不排水剪切强度小于15mpa的软土，应采用袋装砂桩。,适用与辽河滩海地区土层的加固方法,钢筋混凝土疏桩,适用与辽河滩海地区土层的加固方法,砂桩,总结可适用地基处理方法,人工岛岛体下土层地基处理方案设计的特点：地基处理范围大；要求承载力不高；满足岛体抗滑移稳定性要求。适合该要求的地基处理方法有：堆载预压法、土工织物法、砂桩或袋装砂法。,整理已用过的地基处理方法,排水固结法加载预压法置换法砂桩 注浆加固法深层搅拌法,加载预
10、压法,海南8砂石人工岛，岛体采用大块石堆至3.9m，进行一级加载，经过近5个月的冬季停工期预压，待沉降稳定后再进行第二级加载，第二级加载采用山皮土逐层碾压至7.04m。现岛体已建成，有8口油井，一个二层生活办公楼及计量间、设备等。实际观察，施工过程中和使用阶段，均未出现滑移的迹象，岛体稳定。,砂桩,月东A人工岛，岛体下土层采用砂桩处理，桩径D500mm，间距1.3m，与原地基土形成复合地基。设计时，考虑复合土体共同抗剪切作用。砂桩施工历时6个月。,深层搅拌法,月东A人工岛，靠船装置基础采用CDM拌和体，加固到粉砂层。选用可座底式驳船，采用双轴深层搅拌机施工。CDM拌合体施工历时4个月。,方案设
11、计,人工岛地基处理分为两个部分，一是人工岛岛体下部土体的地基处理，二是靠船装置下部的地基处理。人工岛岛体下部土体要求处理后满足岛体抗滑移稳定性要求；靠船装置下部土体要求处理后满足地基承载力和抗滑移稳定性的要求，且满足沉降量要求。因此，将研究分为两大部分。,岛体下土体地基处理,该部分土体地基处理范围大，要求承载力不高，适合该要求的地基处理方法有：堆载预压法、土工织物法、砂桩或袋装砂法。以海南8和月东人工岛地质资料，建立模型，分别计算水深在0.4m，0.6m和3m时，采用的地基处理方法。要求满足施工期抗滑移稳定系数大于1.1，稳定期抗滑移稳定系数大于1.2。计算结果如下表所示。,由上可得，减缓坡度
12、或者设置土工织物，可增强土体一定的稳定性，但效果不明显，减缓坡度的效果要好于设置土工织物。堆载预压法适用于稳定期满足要求的方案，通过增加施工时间来达到满足施工期稳定性要求的目的。设置砂桩可以非常有效的增强土体的稳定性。,减缓坡度增加了岛壁和护面的工程量；设置土工织物可采用砂被、土工布或土工格栅；堆载预压选用岛体本身自重利用冬季停工期预压，也可设置竖向排水井，如：塑料排水带、袋装砂和砂井等。砂桩和砂井施工机具相同，但设计的桩径和密度不同，计算时考虑的作用不同。设置砂桩可以有效的增强土体的稳定性，但工程量大，费用高，施工周期较长。减缓坡度和设置土工织物可以与以上两种方法同时使用，这两种方法可增强土
13、体一定的稳定性。,施工时间从少到多排序：减缓坡度土工织物砂桩堆载预压法投资从少到多排序：堆载预压土工织物减缓坡度砂桩处理效果从好到一般排序：砂桩减缓坡度土工织物堆载预压,靠船装置下土体地基处理,该部分土体地基处理范围小，要求承载力高，沉降量小，适合的地基处理方法有：深层搅拌法、CFG桩法。以月东人工岛地质资料，建立模型进行计算。,取得的成果,比较全面的了解了现有的地基处理方法，选择合理的方法建立辽河滩海区域人工岛模型，可以用于指导人工岛地基处理方面的设计。,结论及建议,适用于海上地基处理的方法比较少，一般的地基处理方法没有专业机具，施工和质量检验麻烦，施工质量不容易保证。人工岛岛体下土层，方案设计时要权衡施工时间和工程投资等因素。特别对于靠船装置下土体的地基处理，应考虑改进靠船装置的形式，尽量减少进行地基处理的范围。,谢谢大家！,
