ISO 19901-4:2016

INTERNATIONAL ISO
STANDARD 19901-4
Second edition
2016-07-15
Petroleum and natural gas
industries — Specific requirements
for offshore structures —
Part 4:
Geotechnical and foundation design
considerations
Industries du pétrole et du gaz naturel — Exigences spécifiques
relatives aux structures en mer —
Partie 4: Bases conceptuelles des fondations
Reference number
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ISO 2016
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Contents Page
Foreword .v
Introduction .vii
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3  Terms and definitions . 2
4 Symbols and abbreviated terms . 4
4.1 General . 4
4.2 Symbols for shallow foundations design . 4
4.3 Symbols for pile foundations design . 7
4.4 Symbols for soil-structure interaction for auxiliary subsea structures, risers
and flowlines .10
4.5 Symbols for design of anchors for stationkeeping systems .11
4.6 Abbreviated terms .12
5  General requirements .13
5.1 General .13
5.2 Design cases and safety factors .14
5.3 Characteristic values of soil properties .14
5.4 Testing and instrumentation .15
6  Geotechnical data acquisition and identification of hazards .16
6.1 General .16
6.2 Shallow geophysical investigation .16
6.3 Geological modelling and identification of hazards .17
6.3.1 General.17
6.3.2 Earthquakes .17
6.3.3 Fault planes .17
6.3.4 Seafloor instability .17
6.3.5 Scour and sediment mobility .18
6.3.6 Shallow gas .18
6.3.7 Seabed subsidence .18
6.4 Carbonate soils .19
7 Design of shallow foundations .19
7.1 General .19
7.2 Principles .20
7.2.1 General principles .20
7.2.2 Sign conventions, nomenclature and action reference point .21
7.2.3 Action transfer .21
7.2.4 Idealization of foundation area and the effective area concept .21
7.3 Acceptance criteria and design considerations .22
7.3.1 Action and material factors .22
7.3.2 Use in design . . .22
7.3.3 Special cases .23
7.3.4 Additional design considerations .24
7.3.5 Alternative method of design based on yield surfaces .26
7.3.6 Selection of soil parameter values for design .27
7.4 Stability of shallow foundations .27
7.4.1 Assessment of bearing capacity .27
7.4.2 Assessment of sliding capacity .29
7.4.3 Assessment of torsional capacity .31
7.5 Serviceability (displacements and rotations) .31
7.5.1 General.31
7.5.2 Displacement under static loading.31
7.5.3 Displacement under dynamic and cyclic actions .34
7.5.4 Other contributors to foundation settlement .34
7.6 Other design considerations .34
7.6.1 Hydraulic stability .34
7.6.2 Installation, retrieval and removal .34
8 Pile foundation design .35
8.1 Pile capacity for axial compression .35
8.1.1 General.35
8.1.2 Axial pile capacity .36
8.1.3 Skin friction and end bearing in cohesive soils .37
8.1.4 Skin friction and end bearing in cohesionless soils .38
8.1.5 Skin friction and end bearing of grouted piles in rock .40
8.2 Pile capacity for axial tension .41
8.3 Axial pile performance .41
8.3.1 Static axial behaviour of piles .41
8.3.2 Cyclic axial behaviour of piles .41
8.4 Soil reaction for piles under axial compression .41
8.4.1 Axial shear transfer t–z curves .41
8.4.2 End bearing resistance–displacement, Q–z, curve .42
8.5 Soil reaction for piles under lateral actions .44
8.5.1 General.44
8.5.2 Lateral capacity for soft clay .45
8.5.3 Lateral soil resistance–displacement p−y curves for soft clay .45
8.5.4 Lateral capacity for stiff clay .45
8.5.5 Lateral soil resistance–displacement p–y curves for stiff clay .46
8.5.6 Lateral capacity for sand .47
8.5.7 Lateral soil resistance – displacement p–y curves for sand .48
8.6 Pile group behaviour .
...

NORME ISO
INTERNATIONALE 19901-4
Deuxième édition
2016-07-15
Industries du pétrole et du gaz
naturel — Exigences spécifiques
relatives aux structures en mer —
Partie 4:
Bases conceptuelles des fondations
Petroleum and natural gas industries — Specific requirements for
offshore structures —
Part 4: Geotechnical and foundation design considerations
Numéro de référence
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ISO 2016
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Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction .vii
1 Domaine d'application . 1
2 Références normatives . 1
3  Termes et définitions . 2
4 Symboles et abréviations . 5
4.1 Généralités . 5
4.2 Symboles relatifs au dimensionnement des fondations superficielles . 5
4.3 Symboles relatifs au dimensionnement des fondations par pieux . 7
4.4 Symboles relatifs à l'interaction sol–structure pour les structures auxiliaires
immergées, les risers et les conduites d'écoulement .10
4.5 Symboles relatifs au dimensionnement des ancres pour les systèmes de maintien
en position des structures flottantes .11
4.6 Abréviations .13
5 Exigences générales .14
5.1 Généralités .14
5.2 Cas de conception et coefficients de sécurité .15
5.3 Valeurs caractéristiques des propriétés du sol .15
5.4 Essais et instrumentation .16
6  Acquisition des données géotechniques et identification des risques géologiques .17
6.1 Généralités .17
6.2 Étude géophysique superficielle .17
6.3 Modélisation géologique et identification des dangers .18
6.3.1 Généralités .18
6.3.2 Séismes .18
6.3.3 Plans de faille .18
6.3.4 Instabilité du fond marin .19
6.3.5 Affouillement et mobilité des sédiments .19
6.3.6 Gaz peu profond .20
6.3.7 Affaissement du sol marin .20
6.4 Sols carbonatés .20
7  Conception des fondations superficielles .20
7.1 Généralités .20
7.2 Principes .22
7.2.1 Principes généraux .22
7.2.2 Conventions en matière de signes, nomenclature et point de référence des
actions .22
7.2.3 Transfert des actions .23
7.2.4 Idéalisation de la surface d'une fondation et concept de surface effective .23
7.3 Critères d'acceptation et considérations relatives à la conception .23
7.3.1 Coefficients d'action et de matériau.23
7.3.2 Utilisation en conception .24
7.3.3 Cas particuliers . .25
7.3.4 Considérations supplémentaires relatives à la conception .25
7.3.5 Autre méthode de conception fondée sur les surfaces de rupture .29
7.3.6 Choix des valeurs des paramètres du sol pour la conception .29
7.4 Stabilité des fondations superficielles .30
7.4.1 Évaluation de la capacité portante .30
7.4.2 Évaluation de la capacité de glissement .32
7.4.3 Évaluation de la capacité de torsion .33
7.5 Aptitude au service (déplacements et rotations) . .34
7.5.1 Généralités .34
7.5.2 Déplacement sous l'effet de charges statiques .34
7.5.3 Déplacement sous l’effet d’actions dynamiques et cycliques .37
7.5.4 Autres éléments contribuant au tassement des fondations .37
7.6 Autres considérations en matière de conception .37
7.6.1 Stabilité hydraulique .37
7.6.2 Installation, récupération et enlèvement .38
8 Dimensionnement des fondations par pieux .38
8.1 Capacité d'un pieu à la compression axiale .38
8.1.1 Généralités .38
8.1.2 Capacité axiale d'un pieu .40
8.1.3 Frottement latéral et résistance de pointe dans des sols cohérents .40
8.1.4 Frottement latéral et résistance de pointe dans les sols non cohérents .42
8.1.5 Frottement latéral et résistance de pointe de pieux cimentés dans la roche .44
8.2 Capacité d'un pieu à la traction axiale .45
8.3 Performance axiale d'un pieu .45
8.3.1 Comportement axial statique des pieux .45
8.3.2 Comportement axial cyclique des pieux .45
8.4 Réaction du sol pour les pieux soumis à une compression axiale .46
8.4.1 Courbe de transfert de cisaillement axial t–z .46
8.4.2 Courbe de résistance de pointe-déplacement, Q–z .46
8.5 Réaction du sol pour les pieux soumis à des actions latérales .48
8.5.1 Généralités .48
8.5.2 Capacité latérale pour de l'argile molle .49
8.5.3 Courbes p−y de résistance latérale du sol–déplacement pour l'argile molle .49
8.5.4 Capacité latérale pour de l'argile raide .50
8.5.5 Courbes p–y de résistance latérale du sol–déplacement pour de l'argile raide .50
8.5.6 Capacité latérale pour le sable .51
8.5.7 Courbes p–y de résistance latérale du sol-déplacement pour le sable .52
8.6 Comportement d'un groupe de pieux .53
8.6.1 Généralités .53
8.6.2 Comportement axial .54
8.6.3 Comportement latéral .54
9 Évaluation de l'installation des pieux .
...