本技術涉及地基處理，具體而言，本技術涉及一種基于交工面標高控制的三相荷載聯合預壓施工方法與系統。

背景技術：

1、我國沿海地區的土層大多為近代沉積的軟土層，這類土具有含水率高、壓縮性大、滲透性差、強度及承載力低、層厚大且分布不均等特點，人們通常稱之為軟黏土。隨著經濟建設的飛速發展，沿海地區的建筑、交通、能源等工程也得到迅速發展，但由于條件限制，很多工程需要建造在近海軟弱地基或超軟弱海淤泥吹填造陸地基上。這種近海超軟弱海域土的含水量高，強度和承載力很低。在這種軟基上建造建筑物會產生地基剪切破壞、沉降及沉降差過大等問題，影響建筑物的安全和正常使用。因此，需要對這種軟土地基進行加固處理。

技術實現思路

1、本技術實施例提供了一種基于交工面標高控制的三相荷載聯合預壓施工方法與系統，可以解決現有軟土地基含水量高、強度和承載力低的問題。

2、為了實現該目的，本技術實施例提供了如下幾個方案。

3、根據本技術實施例的一個方面，提供了一種基于交工面標高控制的三相荷載聯合預壓施工方法，包括在目標場地上方形成水平排水層，將排水板插入所述目標場地，所述目標場地的地基為軟土地基，所述排水板的頂部埋入所述水平排水層內；

4、在所述水平排水層遠離所述目標場地一側形成抽真空層，利用所述抽真空層抽真空；

5、確定抽真空完成，在所述抽真空層上方施工形成堆載層、水荷載層，所述水荷載層位于所述堆載層上方，所述堆載層和所述水荷載層的高度與所述目標場地的交工面標高對應；

6、確定滿足卸載條件，去除所述水荷載層，振夯施工所述堆載層，清理所述目標場地，所述卸載條件包括靜置預設時間、單日沉降速率小于預設沉降值中的至少一種。

7、在一個可能的實現方式中，所述水平排水層包括第一排水層和第二排水層，所述在目標場地上方形成水平排水層，包括：

8、清理所述目標場地，在所述目標場地鋪設預設材料，所述預設材料包括土工布；

9、將厚度為第一厚度的中粗砂鋪設在所述預設材料上形成砂墊層，將所述砂墊層確定為所述第一排水層；

10、所述將排水板插入所述目標場地，包括：

11、利用插板機將所述排水板插入所述目標場地內，所述排水板的頂部露出所述第一排水層；

12、確定所述排水板插入完成，根據所述排水板的露出高度鋪設中粗砂以形成所述第二排水層，所述排水板的頂部埋入所述第二排水層。

13、在一個可能的實現方式中，在埋入所述排水板的中粗砂上方鋪設真空主管和濾管，并在所述目標場地外設置抽真空系統；

14、在所述真空主管和濾管上方依次鋪設所述預設材料以及密封膜，并將所述密封膜壓入壓膜溝。

15、在一個可能的實現方式中，所述堆載層的形成，包括：

16、在所述抽真空層的上方鋪設第一預設層數的所述預設材料；

17、獲取所述堆載層的厚度，根據所述厚度以及預設沉降條件堆填土料，形成所述堆載層，所述預設沉降條件包括地表沉降速率每晝夜小于或等于第一預設值。

18、在一個可能的實現方式中，所述水荷載層的形成，包括：

19、根據第二預設高度形成位于第一防水材料上的所述水荷載層，所述水荷載的布置方式包括水袋、水箱、水圍堰中的至少一種，所述第一防水材料包括防滲土工膜。

20、在一個可能的實現方式中，所述根據第二預設高度形成位于第一防水材料上的所述水荷載層，包括：

21、獲取所述水荷載層的水荷載高度，根據所述水荷載高度與所述第二預設高度的大小確定目標水荷載，利用所述第一防水材料和所述目標水荷載形成所述水荷載層。

22、在一個可能的實現方式中，所述目標水荷載為水圍堰，所述利用所述第一防水材料和所述目標水荷載形成所述水荷載層，包括：

23、在所述目標場地四周堆砌高度為第三預設高度的圍堰，所述圍堰的截面形狀與所述水荷載層的高度、容重相對應，所述第三預設高度大于所述水荷載高度；

24、在所述圍堰內鋪設并固定第三預設層數的第二防水材料，將水注入所述第二防水材料形成的盛水空間以形成所述水荷載層。

25、在一個可能的實現方式中，所述堆載層和所述水荷載層的高度滿足公式(1)：

26、p＝γs·h1+γwh2(1)，式中，p表示上部荷載，γw表示水荷載層中水的容重，γs表示堆載層中堆載料的容重，h1為所述堆載層的高度，h2為所述水荷載層的高度。

27、在一個可能的實現方式中，通過公式(1)、(2)、(3)計算所述堆載層和水荷載層的高度，其中，公式(2)、(3)分別為：

28、h1＝h-h+s+s1????(2)

29、s1＝mv·γwh2·h1?????(3)

30、式中，h表示交工面標高，h為目標場地標高，s為目標場地施工期沉降，s1為堆載層的附加固結，mv為附加固結系數。

31、在一個可能的實現方式中，所述振夯施工所述堆載層，包括：

32、在所述堆載層上進行振夯施工，所述振夯施工包括點夯和滿夯，所述振夯施工的夯點是根據所述排水板的位置確定的。

33、根據本技術實施例的一個方面，提供了一種基于交工面標高控制的三相荷載聯合預壓施工系統，所述系統包括施工設備，所述施工設備包括排水板，所述系統通過所述施工設備實現如上所述的基于交工面標高控制的三相荷載聯合預壓施工方法。

34、在一個可能的實現方式中，所述施工設備包括傳感器、計算機處理終端，所述傳感器包括孔隙水壓力計、位移傳感器以及真空壓力計；

35、所述孔隙水壓力計埋設于目標場地的土層中，真空壓力計埋設于水平排水層中，位移傳感器埋設于堆載層的底部和堆載層的頂部；

36、所述計算處理終端與所述傳感器連接，所述計算機處理終端在確定抽真空后，獲取所述傳感器采集的數據，并根據所述數據繪制沉降時程曲線。

37、在一個可能的實現方式中，所述位移傳感器包括第一位移傳感器、第二位移傳感器，所述第一位移傳感器埋設于堆載層的底部，所述第二位移傳感器埋設于堆載層的頂部，所述第二位移傳感器在堆載層施工完成后，開始工作并上傳數據至所述計算機處理終端。

38、在一個可能的實現方式中，所述傳感器的埋設，包括：

39、在插打排水板后，埋設孔隙水壓力計；

40、確定水平排水層鋪設完成后，埋設真空壓力計；

41、在抽真空層上方埋設第一位移傳感器，并在堆載層施工完成后，埋設第二位移傳感器。

42、在一個可能的實現方式中，所述施工設備還包括抽水泵以及用于儲水的蓄水容器，所述抽水泵用于將蓄水容器的水注入水荷載或將水荷載中的水注入蓄水容器；

43、所述抽水泵用于將水注入或抽出所述水荷載；

44、形成水荷載層時，所述抽水泵的工作時間通過公式(4)確定；

45、

46、式中，t為工作時間，n表示水荷載的數量，s為水荷載的底面積；h2為所述水荷載層的高度，v表示抽水泵的抽水速度。

47、可選地，所述水荷載的形成，包括：

48、利用水荷載形成水荷載層，獲取當前的沉降時程曲線對應的當前固結度計算曲線，生成當前固結度計算曲線與預設的固結度計算曲線的誤差；

49、根據誤差控制所述抽水泵將水注入或抽出水荷載。

50、本技術實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：

51、本技術提供的基于交工面標高控制的三相荷載聯合預壓施工方法與系統在目標場地上方形成水平排水層，將排水板插入目標場地，目標場地的地基為軟土地基，排水板的頂部埋入水平排水層；在水平排水層遠離目標場地一側形成抽真空層，利用抽真空層抽真空；確定抽真空完成，在抽真空層上方施工形成堆載層、水荷載層；確定滿足卸載條件，去除水荷載層，振夯施工堆載層，清理目標場地。本技術實施例在目標場地上設置抽真空層、水荷載層并在清除水荷載層后，對堆載層進行振夯施工，能夠通過真空層的負壓荷載(氣相荷載)，堆載層的土荷載(固相荷載)以及水荷載層的液相荷載實現目標場地的三相荷載聯合預壓施工，有效降低目標場地的含水量，提升目標場地的強度和承載力，且施工成本低，加固工期短，大大節省施工時間和成本。