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一、地基与基础分部1、<土石方工程>案例1：将原设计的打桩-开挖-回填碎石优化为开挖-换填-打桩1.案例背景某项目拟建场区原有地貌形态属滨海浅滩，后经人工改造形成的虾池养殖区，长期海洋养殖，池内淤泥层厚而软稀，现场进行了土方回填作为拟建场地。
工程基础设计做法为预应力方桩，根据现场情况及桩基设计，如何确保软土地基沉桩质量，是现场需要解决的重大难题。
原设计方案为在回填土上后直接进行沉桩施工，沉桩完成后进行桩间土开挖，超挖50cm后回填碎石土作为基础的褥垫层。
2.案例策划如果按照原设计方案组织施工，现场将面临以下问题：原来的场区回填只是满足了运输车辆的通行，而桩基作业时打桩机械需要的地基承载力远高于普通运输车辆，而且沉桩作业时桩机局部对基底有很强的冲击作用，如果直接在回填土上打桩，很可能无法确保安全施工；而且沉桩后再行挖土，挖掘机和运输车辆行走会对桩体产生侧向推力，而本工程回填土厚度约2m，回填土下方有厚达8m的淤泥层，工程桩上部都位于淤泥层，无法承受水平荷载，如果按此方案施工，桩身质量恐受影响。
3.案例实施项目部将上述情况向建设单位进行汇报，并提出先进行土方开挖，并对设计基底标高进行超挖后回填2m级配砂石（回填标高考虑一定的桩基隆起效应，避免打桩后再开挖），经过碾压密实后进行桩基施工。
有关领导听取建议后，组织勘察、设计和参建单位的相关专家召开多次现场会议，经过现场试验和会议论证，最终采纳了对已回填场地进行开挖换填后进行桩基施工的方案。
4.案例效果施工现场如果发生安全事故就是最大的成本，该方案将原设计的打桩-开挖-基底回填碎石优化为开挖-换填-打桩，而且将原设计的50cm碎石回填调整为2m 换填，确保了桩基施工安全、减少了我方施工难度同时还扩大了我方施工的工程量和施工效益。
该做法扩大回填工程量约13万立方（虚方），增加产值约600万。
5.心得体会无论建设方还是施工方，安全都是第一要保障的要素，在确保安全的基础上才能采取相应的做法和施工措施。
海洋工程地基桩基施工方案一、前言随着我国海洋工程建设规模的不断扩大，海洋工程的地基桩基施工成为一个备受关注的问题。
海洋工程地基桩基的施工具有其独特的特点，包括环境复杂、水下作业、水下视野受限等，因此对于海洋工程地基桩基施工方案的研究和制定就显得非常重要。
本文旨在针对海洋工程地基桩基施工的特殊性，探讨其施工方案并提出相应的建议。
二、海洋工程地基桩基施工概况海洋工程地基桩基施工是指在海洋环境中进行地基桩基的安装和施工工作。
一般情况下，海洋工程的地基桩基包括浅水区和深水区两种类型。
在浅水区，地基桩基多采用驻锚式、固定式、摇摆式或喷泵式方法进行施工；而在深水区，地基桩基多采用气压与水下爆破、沉井及自吸式等方式进行施工。
海洋工程地基桩基施工具有以下特点：1.环境复杂：海洋环境中存在海浪、潮流、波浪等多种自然环境因素的影响，施工环境复杂且不稳定。
2.水下作业：海洋工程地基桩基施工大部分是在水下进行的，作业人员难以直接观察施工情况。
3.视野受限：水下视野受限，不便于作业人员的观察和操作。
4.安全风险大：受水下环境和自然因素影响，施工安全隐患较大。
因此，海洋工程地基桩基施工必须克服这些困难，确保施工进度和施工质量。
下面将针对海洋工程地基桩基施工的特殊性，提出相应的施工方案。
三、海洋工程地基桩基施工方案1.施工前期准备（1）环境调查：在进行海洋工程地基桩基施工前，必须对施工区域的海底地质特征、水文气象条件、海洋生物等进行全面调查，以便为施工的安全稳定提供依据。
（2）设计方案：根据调查结果和地质特征，确定合理的施工方案并编制相应的施工设计图纸和规划方案。
（3）施工队伍培训：施工队伍必须经过专业培训，熟悉海洋工程地基桩基施工特点和施工要求，掌握相应的操作技能和安全知识。
（4）准备设备材料：根据设计方案和施工要求，准备好相应的设备和材料，包括钢管桩、水泥、钢筋、钻头等。
2.浅水区地基桩基施工方案（1）驻锚式：采用驻锚式方法进行施工，需要设置相关的锚点，确保施工设备的稳定性。
各种海上风电地基基础的适用范围1 海上风电机组基础结构设计需考虑的因素海上风电机组基础结构设计中，基础形式选择取决于水深、水位变动幅度、土层条件、海床坡率与稳定性、水流流速与冲刷、所在海域气候、风电机组运行要求、靠泊与防撞要求、施工安装设备能力、预加工场地与运输条件、工程造价和项目建设周期要求等。
当前阶段国内外海上风电机组基础常用类型包括单桩基础、重力式基础、桩基承台基础(潮间带风电机组)、高桩承台基础、三脚架或多脚架基础、导管架基础等。
试验阶段的风电机组基础类型包括悬浮式、吸力桶式、张力腿式、三桩钢架式基础等形式，但仅处于研究或试验阶段。
基础型式结构特征优缺点造价成本适用范围安装施工重力式有混凝土重力式基础和钢沉降基础结构简单、抗风浪袭击性能好；施工周期长，安装不便较低浅水到中等水深（0～10m）大型起重船等单桩式靠桩侧土压力传递风机荷载安装简便，无需海床准备；对土体扰动大，不适于岩石海床高浅水到中等水深（0～30m）液压打桩锤、钻孔安装多桩式上部承台/三脚架/四脚架/导管架适用于各种地质条件，施工方便；建造成本高，难移动高中等水深到深水（>20m）蒸汽打桩锤、液压打桩锤浮式直接漂浮在海中（筒型基础/鱼雷锚/平板锚）安装灵活，可移动、易拆除；基础不稳定，只适合风浪小的海域较高深水（>50m）与深水海洋平台施工法一致吸力锚利用锚体内外压力差贯入海床节省材料，施工快，可重复利用；“土塞”现象，倾斜校正低浅水到深水（0～25m）负压下沉就位表1 当前常用风电基础形式的比较2 中国各海域适用风电基础形式的分析我国渤海水深较浅,辽东湾北部浅海区水深多小于10 m ,海底表层为淤泥、粉质粘土、淤泥质粉砂，粉土底部沉积物以细砂为主,承载力相对较大,可作持力层。
和粉砂层,承载力小,易液化,不适宜作持力层;而黄河口海域多为黄河泥沙冲淤海底,因此,渤海的大部分海域为淤泥质软基海底,冲刷现象也较为严重,且冬季有冰荷载的作用,不宜采用重力式基础和负压桶基础,可采用单桩结构。
土木、水利与海洋工程专业学什么简介土木、水利与海洋工程专业是一门应用科学，主要研究建筑物和工程结构的设计、建造、维护和管理。
本文将介绍土木、水利与海洋工程专业学习的内容和重要性。
学习内容1. 工程力学工程力学是土木、水利与海洋工程专业的基础学科，涵盖静力学、动力学和强度学三个方面。
学生需要学习物体静力学力学平衡状态，如梁、柱和桥梁等结构物的受力分析。
此外，动力学涉及物体的运动学和动力学，如地震力学和风力学等。
强度学则关注物体的变形和破坏行为，以确保工程结构的安全性和可靠性。
2. 结构力学结构力学是土木、水利与海洋工程专业的重要学科，主要研究建筑物和工程结构的受力、变形和破坏行为。
学生需要学习建筑物和工程结构的分析与设计，包括梁、柱、桥梁和楼房等。
通过学习结构力学，学生能够了解和运用不同材料的力学性能，并设计出符合安全标准和经济性要求的结构。
3. 地基工程地基工程是土木、水利与海洋工程专业的重要领域，涉及土壤力学、地基设计和地下结构等。
学生需要学习土壤力学的基本理论和工程实践，以了解土壤的性质和行为。
地基设计是为了保证工程结构的稳定和安全，需要考虑土壤的承载力和沉降性。
地下结构包括地下隧道和地下管线等，学生需要学习相关的设计和施工技术。
4. 水利工程水利工程是土木、水利与海洋工程专业的重点领域，主要包括水资源开发利用、水力学和水工结构等。
学生需要学习水文学和水资源规划，了解水资源的量和质，并进行水资源的开发和管理。
水力学涉及水流的性质和行为，如河流和水库的水力特性，学生需要学会模拟和分析流体力学问题。
水工结构包括水坝、渠道和泵站等，需要学生学习相关的设计和施工技术。
5. 海洋工程海洋工程是土木、水利与海洋工程专业的前沿领域，主要研究海洋资源开发利用和海洋环境工程。
学生需要了解海洋地质和海洋动力学，以便开展海底资源勘探和开发。
此外，海洋环境工程涉及海洋岸线的保护和海洋能源利用，学生需要学习相关的设计和施工技术。
深水基础施工技术随着经济的发展和科技的进步，水深海洋工程的建设逐渐向深海领域发展。
海洋深处，水流湍急，海底地形不规则，地质条件复杂，海洋环境的恶劣和船舶的限制，都给海洋工程的建设带来了极大的困难。
深水基础施工技术是现代海洋工程建设的重要组成部分。
在深水海洋工程建设中，要保证基础的牢固、安全和稳定，深水基础施工技术是非常关键的，本文将从以下几个方面对深水基础施工技术进行介绍。
一、深水基础施工技术的概述深水基础施工技术是解决深水海洋工程基础技术问题的一种综合技术。
深水基础施工技术针对深水海洋工程建设过程中海水深度超过40米的基础问题，采用特殊的传统技术和新材料技术。
深水基础施工技术的施工过程主要包括试验研究、设计方案、构件制作、堆载试验和安装。
二、深水基础施工技术常用的技术和方法1. 螺旋钻孔法螺旋钻孔法也称为桩孔重注法，是目前广泛使用的一种深水基础处理方法，其优点是施工简单、速度较快、施工土方较少和孔侧土体受到的干扰较小。
螺旋钻孔法的技术原理是把钢管螺旋推进到海底，通过旋转作用挖掘土壤，并把混凝土灌注到桩孔内，最后在桩孔顶部钻一个孔，用混凝土注入孔内固化成混凝土桩。
2. 胶结桩胶结桩是一种靠地壳胶结材料施工成的桩。
在深海矿山工程、大型海上工程的基础施工中，胶结桩已广泛采用。
胶结桩的施工过程如下：首先需要将基础部分挖掉，然后涂上堆距，再将天然高砂堆滚压整平，相邻的高砂堆之间间隔不少于0.8m，再采取腻子喷涂和成菜腻散、成硬的麻石高力绝缘防护材料，最后在上面涂上0.1m厚的水泥浆，并施工成为圆形的胶结桩。
3. 钻桩法钻桩法是一种通过回转钻孔机和钻孔桶将土样挖掘或钻成钻孔，并经过重新加固加密成桩而形成的一种深度基础施工技术。
其特点是施工技术稳定，对深水堆载和地基标高识别能力较高，施工速度较快。
但其缺点是施工设备较为复杂，成本较高。
三、未来深水基础施工技术的发展趋势当前，不断推进的深水走向和海底智能油田等能源领域的发展，为深水基础施工技术的发展提供了多方面的支持。
土木工程技术在海洋工程中的应用案例与技巧一、引言海洋工程是指利用工程技术和装备在海洋环境中进行的各种工程活动，包括海洋勘察、海洋资源开发、海洋生态保护等。
土木工程技术在海洋工程中的应用发挥着重要的作用。
本文将介绍几个海洋工程中土木工程技术的应用案例，并探讨相关技巧。
二、案例一：海底隧道海底隧道是指建设在海底的通道，可用于连接岛屿与大陆、跨越海峡等。
建设海底隧道需要克服多种复杂的工程挑战，如水下地质条件、海水压力、波浪影响等。
土木工程技术在以下几个方面具有重要应用：1. 隧道设计与施工：土木工程师需要针对海洋环境特点进行隧道设计，考虑水下地质、波浪冲击等因素。
同时，施工过程中需要采用适应海洋工程的特殊施工设备和技术，如水下掘进机、海底爆破等。
2. 地基加固与防水：海底隧道的地基需要经过加固，以保证隧道的稳定性。
土木工程师采用传统的地基处理方法，如灌注桩、挡土墙等。
同时，应保证隧道的防水性能，避免海水渗入导致隧道结构损坏。
3. 材料选择和疲劳分析：由于海洋工程受到海水的腐蚀和波浪的冲击，土木工程师需要选择合适的材料，并进行相关的疲劳分析。
此外，在隧道的设计和施工过程中，还需要考虑材料的可持续性和环境影响。
三、案例二：海上风电场海上风电场是指在海洋中建设风力发电设备的场地。
相比陆上风电场，海上风电场具有更大的装机容量和更可靠的风能资源，但也面临更多的技术挑战。
土木工程技术在海上风电场中的应用主要包括以下几个方面：1. 海上基础结构设计与施工：海上风电场需要建设稳定的基础结构以支撑风力发电机组。
土木工程师需要根据海洋环境条件设计合适的基础结构，如钢管桩、浮式基础等。
施工阶段需要考虑海上施工技术，如吊装、安装等。
2. 海上输电线路布置：海上风电场需要将风能输送至陆地的发电站。
土木工程师需要设计合适的海上输电线路布置方案，考虑陆地接入点、海上电缆敷设等因素，并确保传输效率和输电线路的可靠性。
3. 抗风振技术：土木工程师需要考虑海上风电场的抗风振问题。
文章编号:100529865(2008)022*******深海石油平台及其锚固基础形式评述李 飒1,韩志强2,王圣强1,董艳秋1,要明伦1(1.天津大学建筑工程学院,天津 300072;2.中国船级社天津分社,天津 300457)摘 要:随着全球对能源需求量的不断增加,海上石油开发逐渐向深海甚至超深海范围发展,传统的海洋平台已经不能满足海洋油气开发的需要。
顺应式塔式平台(CT 或CPT )、张力腿式平台(T LP )、迷你张力腿式平台(Mini 2T LP )、S par 平台、水下生产系统(Subsea System )、浮式生产系统(FPS )和浮式生产储油装置(FPS O )等各种结构形式被用于深海的开发。
随着水深的发展,系泊系统(含锚固基础)成为平台的关键部分。
深入了解这些结构各自的特点、使用情况以及锚固方法,将有助于我国深海石油事业的发展。
关键词:深海;结构形式;锚泊系统;锚固基础中图分类号:P73.22;U674.38 文献标识码:AThe platform and its anchoring system for deepwater offshore engineeringLI Sa 1,H AN Zhi 2qiang 2,W ANG Sheng 2qiang 1,DONG Y an 2qiu 1,Y AO Ming 2lun 1(1.The Civil Engineering Department ,T ianjin University ,T ianjin 300072,China ;2.T ianjin Branch of China Classification S ociety ,T ianjin 300457,China )Abstract :With the increment of demand for m ore natural energy res ources ,petroleum exploration and production in recent years have m oved into deepwater or ultra 2deepwater off the continental shelf.The traditional platform is being replaced by deepwater production facilities.In ad 2dition to the developing technologies for exploration and production of oil and natural gas ,new concepts in deepwater systems and facilities have emerged to make ultra 2deepwater projects a reality.C ompliant T owers ,T ension Leg Platforms ,Mini 2tension Leg Platforms ,S pars ,Subsea Sys 2tems ,Floating Production Systems ,and Floating Production ,S torage and O ffloading Systems are now being used in deepwater or ultra 2deepwa 2ter.At the same time ,the deeper and deeper water depth makes the m ooring system including the anchoring system become one of the key parts of platforms.T o know m ore about characteristics of structures will be very useful for ocean engineering development in china.K ey w ords :deepwater ;platform structure ;m ooring system ;anchoring system收稿日期:2007208203作者简介:李 飒(1970-),女,天津人,副教授,主要从事海洋平台系泊系统及海洋土力学方面的研究。
5.海洋平台地基z5.1 海洋土力学
z5.2 桩基础的形式
z5.3 单桩的轴向承载力
z5.4 单桩的水平承载力
z5.5 基础的沉降、滑移和冲刷
1
(2)．静力触探试验
z通过机械装置，将某种规格的金属肩探头用静力压人土层中，同时测试土层对触探头的贯人阻力，以此来判断、分析、确定地基土的物理力学性质。
单桥探头结构
1-顶柱；2-电阻应变片；3-传感器；4-密封垫圈套；5-四芯电缆；6-外套筒
4
(3)．圆锥动力触探
z利用锤击动能，将一定规格的圆锥探头打入土中，根据打人土中的阻抗大小判别土层的变化，对土层进行力学分层，并确定土层的物理力学性质。
5
(4)标准贯入试验（SPT）
z是动力触探类型之一，其利
用规定重量的穿心锤，从恒
定高度上自由落下，将一定
规格的探头打人士中，根据
打人的难易程度判别土的性
质。
1-穿心锤；2-锤垫；3-钻杆；4-贯入器头；
5-出水孔；6-贯入器身；7-贯入器靴
6
7(5)．十字板剪切试验z 将十字板头压入被测土层中，施加一定的扭转力矩，将土体剪坏，测定土体对抵抗扭剪的最大力矩，通过换算得到土体的抗剪强度值。
1-手摇柄；2-齿轮；3-蜗轮；4-开口钢环；5-固定夹；6-导杆；7-百分表；8-转盘；9-底板；10-固定套；11-弹子盘；12-底座；13-制紧轴；14-接头；15-套管；16-钻杆；17-导轮；18-轴杆；19-十字板头
(6)．扁铲侧胀试验
z用静力将扁铲形探头贯
入土中，达试验深度
后，利用气压使扁铲侧
面向外扩张进行试验。
8
(7). 旁压试验（PMT）
z将圆柱形旁压器放人
土中，通过旁压器在竖
直孔内加压，使旁压膜
膨胀，并将压力传给周
围土体,使土体或岩层
产生变形直至破坏，通
过量测施加的压力和土
变形之间的关系，可得
到地基土在水平方向上
的应力应变关系。
9
年提出了抗剪强度的库仑定律
5.1.4 海洋土的特性
z海洋土地基特性参数具有一定的变异性z砂土的液化(取决于循环载荷下的残余孔隙水压力)
13
5.2.2 桩壁厚的确定
z钢管桩壁厚是由桩体强度和稳定性要求与腐蚀裕量所决定,同时尚应考虑施工方面的要求,并不得小于最小厚度t:
z t=6.35+D/100 mm
z式中:D一一桩径，mm。
16
5.2.3 桩体分段的确定z确定桩体的分段长
度时,应考虑起吊能
力、打桩工艺、打
桩时桩体强度、刚
度和稳定性、现场
焊接条件以及土质
情况等因素。
17
5.2.4 桩体的构造要求
z1. 在桩顶和桩尖处,一个桩径长度范围内的桩壁厚度,必要时应加厚至最小壁厚的1.5倍。
z2. 钢管桩在泥面处厚壁段的上下均应留有适当富裕长度,以适应桩体实际入土的深度的变化。
每一桩段应留有1m左右的余量,以备因锤击损伤后,将此长度割去。
z3. 桩体与导管（或套管）之间的环形空间,一般宜用水泥浆充填，以实现钢桩与导管（或套管）之间的载荷传递。
z4. 水泥浆的比重不宜小于1.8,一般用不低于500号的水泥拌制。
18
22
23载荷沉降曲线（P -S 曲线）
z
26 5.3.6.1打桩公式
z z
z
数值方法z
28
可按下式计算:
32
5.3.8 安全系数
z
桩基的容许承载力为极限承载力除以安全系数。
平台上固定载荷加相应的最小活
载荷
1.5
平台上固定载荷加相应的最大活
载荷极端环境条件
平台上固定载荷加相应的最小活
载荷 2.0
平台上固定载荷加相应的最大活
载荷工作环境条件
安全系数K
载荷情况
设计环境条件
5.3.10.3负摩擦形成的原因
z1.桩周大面积堆载;
z2.桩周欠固结软粘土;
z3.新填土在自重作用下产生固结。
37
5.4.1水平承载力的计算方法z横向载荷作用下桩的内力及变形,一般可以通过求解桩轴挠曲的微分方程或用有限元法得到。
计算中宜考虑土的非线性特性及泥面冲刷、滑移和沉桩对土体扰动的影响等因素。
39
5.4.2 桩侧土抗力
桩侧土抗力P应按下式计算求得:
z P=-Esy N/mm2
z式中:Es——计算点的土抗力模量,MN/m3,其值随土质、深度和位移而变;
z y——计算点的桩侧位移,mm。
z土抗力模量
z桩在横向载荷作用下,其侧向位移较小时可不考虑土的非线性特性,按一般公认的线性假定确定土抗力模量。
z横向载荷下桩的计算,考虑土的非线性时,宜以计算点的P-y曲线为依据,取其割线斜率作为土抗力模量。
40
5.4.3 P-y曲线
z P-y曲线的线型与土质、深度及载荷性质等有关。
一般应根据现场或室内试验资料的分析结果绘制。
缺乏资料时,可以参考使用本节所附P-y曲线。
41
42 A 砂性土的P -y 曲线z 砂性土分为浅层土和深层土，浅层土和深层土的极限土抗力转折点深度按下式计算：
()321
()R C C D X mm C −=式中：C1，C2，C3——系数，以
φ为参数。
查表确定；
φ——砂性土内摩擦角；
D ——外径，mm。
44z 某一给定深度x 的砂性土P-y 曲线可用下式表示:
z N/m
z 式中:Pu ——深度x 处的极限土抗力,N/m;
z A ——考虑循环载荷或短期静载状态的系数,按下式选取:
z 循环载荷:z 短期静载:z k ——初始量,MN/m3,以内摩擦角￠为参数,查图确定;
z y ——桩侧位移,mm;
z
x ——土表面下计算点深度,mm;
z D ——外径,mm 。
⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅⋅⋅⋅=y P A x k tgh P A P u u 9.0=A 9.08.00.3≥⎟⎠⎞⎜⎝
⎛−=D x A
45 B 软粘土的P -y 曲线
z 软粘土的P-y 曲线如下
图所示，P-y 曲线的
OCDE 段为曲线，其方
程式为，z 其余部分为直线。
其中
OCDEF 曲线用于短期
静载，OCDG 曲线用于
循环载荷(x ≥X R )，
OCDHI 曲线用于循环
载荷(x <X R )。
3
15.0⎟⎟⎠⎞⎜⎜⎝⎛=c u y y P P 其中Pu ——桩侧极限土抗力，kPa；P——实际桩侧土抗力，kPa；y c ——达到极限土抗力之半时的位移值，mm，可用y c =2.5ε0 D 表示；ε0——原状土不排水试验在1/2最大应力时出现的应变；y ——实际桩侧位移，mm；
x ——土表面下计算点深度，mm。
KPa
b桩侧土抗力
z桩侧土抗力P应按下式计算求得:
z P=-E s y N/mm2
z式中:Es——计算点的土抗力模量,MN/m3,其值随土质、深度和位移而变;
z y——计算点的桩侧位移,mm。
z P-y曲线的线型与土质、深度及载荷性质等有关
50。
