本發(fā)明屬于水下基床鋪設(shè)整平技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種整平船防穿刺的預(yù)壓載方法。

背景技術(shù)：

目前，隧道工程中主要利用整平船完成對(duì)隧道沉管的碎石墊層鋪設(shè)作業(yè)，為了避免因風(fēng)浪等環(huán)境外力和整平船作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)等內(nèi)力使整平船的樁腿繼續(xù)下陷或者突然下陷，導(dǎo)致整平船發(fā)生嚴(yán)重傾斜甚至傾倒的危險(xiǎn)現(xiàn)象，整平船就位工作前需要進(jìn)行預(yù)壓載，使樁腿底下的地基所承受的載荷能預(yù)先達(dá)到或略微超過上述危險(xiǎn)情形中可能出現(xiàn)的最大軸向力。預(yù)壓載過程中，若地基為較薄的硬土層覆蓋于較軟的粘性土層時(shí)，該硬土層即形成薄硬層。樁腿到達(dá)薄硬層時(shí)，整平船處于暫時(shí)穩(wěn)定的狀態(tài)，但是隨著預(yù)壓載的進(jìn)行，樁腿穿透薄硬層后會(huì)突然下陷至粘性土層，形成“穿刺”現(xiàn)象。穿刺現(xiàn)象會(huì)使整平船急速過度傾斜，造成設(shè)備損壞甚至人員傷亡，后果十分嚴(yán)重。

中國發(fā)明專利CN103911979A中公開了一種整平船四角均衡壓載抬升方法，該方法包括以下步驟：S1、下放船體平臺(tái)四角上的樁腿至泥面，并向船體平臺(tái)上的壓載艙打壓載水；S2、船體平臺(tái)四個(gè)角上的樁腿同時(shí)入泥，并持續(xù)給樁腿施加載荷至樁腿穩(wěn)固；S3、抬升船體平臺(tái)并保證船底未離開水面，然后穩(wěn)固樁腿；S4、抬升船體平臺(tái)至船底離開水面，并穩(wěn)固樁腿；S5、釋放壓載水；S6、抬升船體平臺(tái)至施工高度位置。其中，所述步驟S3中抬升船體平臺(tái)至船體平臺(tái)吃水位置1～2m。該發(fā)明的預(yù)壓載抬升方法工作效率高，可保證抬升過程中船體平臺(tái)的穩(wěn)定和安全性，保證基床的鋪設(shè)精度。

中國發(fā)明專利CN103911998A公開了一種整平船對(duì)角壓載抬升方法，該方法包括以下步驟：S1、下放船體平臺(tái)四個(gè)角上的樁腿同時(shí)入泥，并持續(xù)給樁腿施加載荷至樁腿穩(wěn)固；S2、抬升船體平臺(tái)至船體平臺(tái)離開水面；S3、采用對(duì)角分步壓載穩(wěn)固所述船體平臺(tái)四個(gè)角上的樁腿；S4、抬升船體平臺(tái)至施工高度位置。其中，所述步驟S2中船體平臺(tái)抬升至船體平臺(tái)離開水面的氣隙高度達(dá)0.5～1.5m。該發(fā)明工作效率高，可節(jié)省時(shí)間，可保證抬升過程中船體平臺(tái)的穩(wěn)定和安全性。

但是上述兩種預(yù)壓載方法只適用于整平船工作區(qū)地基不存在薄硬層的情況，若地基中存在薄硬層時(shí)使用上述兩種方法對(duì)整平船進(jìn)行預(yù)壓載，則會(huì)產(chǎn)生穿刺現(xiàn)象，造成人員傷亡及船體和設(shè)備的損壞。

綜上所述，研究出一種適用于整平船工作區(qū)的地基中存在薄硬層的預(yù)壓載抬升方法，防止在預(yù)壓載過程中發(fā)生整平船穿刺現(xiàn)象是非常必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有的整平船預(yù)壓載抬升方法不能適用于地基中存在薄硬層的技術(shù)問題，提出一種適用于整平船工作區(qū)地基中存在薄硬層的整平船防穿刺預(yù)壓載方法，能夠防止預(yù)壓載過程中發(fā)生整平船穿刺現(xiàn)象，提高整平船施工作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為：

一種整平船防穿刺預(yù)壓載方法，包括以下步驟：

S1：判斷整平船工作區(qū)地基中是否存在薄硬層，若存在薄硬層，則計(jì)算薄硬層的極限承載應(yīng)力q_u值，并順次執(zhí)行步驟S2-S10；若不存在薄硬層，則順次執(zhí)行步驟S2、S3、S4、S7、S8、S9、S10；

S2：下放整平船，至樁腿抵達(dá)泥面，并同時(shí)均勻向船體平臺(tái)的壓載艙內(nèi)打入壓載水，直至樁腿進(jìn)入泥面；

S3：升降裝置持續(xù)對(duì)樁腿施加載荷至樁腿穩(wěn)固；

S4：升降裝置抬升船體平臺(tái)至船體平臺(tái)的吃水高度為空載吃水高度處；

S5：再次向船體平臺(tái)的壓載艙內(nèi)打入壓載水，同時(shí)升降裝置再次持續(xù)對(duì)樁腿施加載荷，直至樁腿的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值達(dá)到正常工作載荷應(yīng)力P_k值，然后啟動(dòng)船體平臺(tái)，使船體平臺(tái)和樁腿產(chǎn)生工作振動(dòng)，同時(shí)繼續(xù)向壓載艙內(nèi)打入壓載水，直至樁腿的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值達(dá)到薄硬層的極限承載應(yīng)力q_u值，樁腿繼續(xù)下陷并進(jìn)入薄硬層；

S6：停止船體平臺(tái)和樁腿的工作振動(dòng)，并釋放壓載艙內(nèi)的壓載水，直至樁腿的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值下降至正常工作載荷應(yīng)力P_k值，同時(shí)樁腿穿過薄硬層和軟弱層并到達(dá)持力層；

S7：再次抬升船體平臺(tái)，使船體平臺(tái)的底部離開水面，并穩(wěn)固樁腿；

S8：升降裝置再次持續(xù)對(duì)樁腿施加載荷，直至船體平臺(tái)的底部下陷至水面的波峰位置；

S9：重復(fù)步驟S7和S8直至船體平臺(tái)離開水面的氣隙高度不再變化；

S10：升降裝置再次抬升船體平臺(tái)，使船體平臺(tái)抬升至施工高度，同時(shí)再次向壓載艙內(nèi)打入壓載水直至樁腿的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值達(dá)到樁腿正常工作載荷應(yīng)力P_k值的1～1.5倍。

作為優(yōu)選，步驟S2中向船體平臺(tái)的壓載艙內(nèi)打入壓載水時(shí)，同時(shí)同速向所有壓載艙內(nèi)打入壓載水，以使載荷在每個(gè)樁腿之間分布均勻。

作為優(yōu)選，步驟S3中升降裝置持續(xù)對(duì)樁腿施加載荷時(shí)，同時(shí)開啟所有升降裝置，以使載荷在每個(gè)樁腿之間分布均勻。

作為優(yōu)選，步驟S5中再次向船體平臺(tái)的壓載艙內(nèi)打入壓載水時(shí)，同時(shí)同速向所有壓載艙內(nèi)打入壓載水，以使載荷在每個(gè)樁腿之間分布均勻。

作為優(yōu)選，步驟S5中升降裝置再次持續(xù)對(duì)樁腿施加載荷時(shí)，同時(shí)開啟所有升降裝置，以使載荷在每個(gè)樁腿之間分布均勻。

作為優(yōu)選，步驟S5中對(duì)單個(gè)樁腿實(shí)時(shí)荷載應(yīng)力值測(cè)量時(shí)，啟動(dòng)整平船上的檢測(cè)裝置，以實(shí)時(shí)檢測(cè)應(yīng)力值。

作為優(yōu)選，步驟S6中釋放壓載艙內(nèi)的壓載水時(shí)，同時(shí)同速釋放所有壓載艙內(nèi)的壓載水，以使載荷在每個(gè)樁腿之間分布均勻。

作為優(yōu)選，步驟S7中升降裝置再次抬升船體平臺(tái)時(shí)，抬升船體平臺(tái)至其底部離開水面的氣隙高度為工作海況波高處。

作為優(yōu)選，步驟S8中升降裝置再次持續(xù)對(duì)樁腿施加載荷時(shí)，同時(shí)開啟所有升降裝置，以使載荷在每個(gè)樁腿之間分布均勻。

作為優(yōu)選，步驟S10中再次向壓載艙內(nèi)打入壓載水時(shí)，同時(shí)同速向所有壓載艙內(nèi)打入壓載水，以使載荷在每個(gè)樁腿之間分布均勻。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于：

1、本發(fā)明的整平船防穿刺預(yù)壓載方法可以在判斷出整平船作業(yè)區(qū)地基中存在薄硬層時(shí)，選擇對(duì)樁腿施加載荷的方式，使船體平臺(tái)四角上的樁腿平穩(wěn)穿過薄硬層并到達(dá)穩(wěn)定的持力層，并將船體平臺(tái)安全抬升到工作高度，避免了按照傳統(tǒng)的預(yù)壓載抬升方法，對(duì)整平船進(jìn)行預(yù)壓載抬升作業(yè)時(shí)可能發(fā)生穿刺現(xiàn)象的危險(xiǎn)性，提高整平船施工作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。

2、本發(fā)明的整平船防穿刺預(yù)壓載方法中樁腿一直處于穩(wěn)固狀態(tài)，節(jié)約整平船和樁腿的預(yù)壓載和抬升作業(yè)的時(shí)間，具有較高的工作效率。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整平船預(yù)壓載和抬升工作流程圖；

圖2為整平船及地基結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為樁腿穿刺分析模型圖。

以上各圖中：1、整平船；11、船體平臺(tái)；12、樁腿；13、壓載艙；14、升降裝置；2、水面；3、地基；31、泥面；32、薄硬層；33、軟弱層；34、持力層。

具體實(shí)施方式

下面，通過示例性的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體描述。然而應(yīng)當(dāng)理解，在沒有進(jìn)一步敘述的情況下，一個(gè)實(shí)施方式中的元件、結(jié)構(gòu)和特征也可以有益地結(jié)合到其他實(shí)施方式中。

在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“頂”、“底”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖2所示的位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

參見圖1，圖1為本發(fā)明整平船預(yù)壓載和抬升工作流程圖。如圖1所示，本發(fā)明的整平船防穿刺預(yù)壓載方法包括以下步驟：

S1：判斷整平船1工作區(qū)地基3中是否存在薄硬層32，若存在薄硬層32，則計(jì)算薄硬層32的極限承載應(yīng)力q_u值，并順次執(zhí)行步驟S2-S10；若不存在薄硬層32，則順次執(zhí)行步驟S2、S3、S4、S7、S8、S9、S10；

S2：下放整平船1，至樁腿12抵達(dá)泥面31，并同時(shí)均勻向船體平臺(tái)11的壓載艙13內(nèi)打入壓載水，直至樁腿12進(jìn)入泥面31；

S3：升降裝置14持續(xù)對(duì)樁腿12施加載荷至樁腿12穩(wěn)固；

S4：升降裝置14抬升船體平臺(tái)11至船體平臺(tái)11的吃水高度為空載吃水高度處；

S5：再次向船體平臺(tái)11的壓載艙13內(nèi)打入壓載水，同時(shí)升降裝置14再次持續(xù)對(duì)樁腿12施加載荷，直至樁腿12的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值達(dá)到正常工作載荷應(yīng)力P_k值，然后啟動(dòng)船體平臺(tái)11，使船體平臺(tái)11和樁腿12產(chǎn)生工作振動(dòng)，同時(shí)繼續(xù)向壓載艙13內(nèi)打入壓載水，直至樁腿12的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值達(dá)到薄硬32的極限承載應(yīng)力q_u值，樁腿12繼續(xù)下陷并進(jìn)入薄硬層32；

S6：停止船體平臺(tái)11和樁腿12的工作振動(dòng)，并釋放壓載艙13內(nèi)的壓載水，直至樁腿12的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值下降至正常工作載荷應(yīng)力P_k值，同時(shí)樁腿穿過薄硬層32和軟弱層33并到達(dá)持力層34；

S7：再次抬升船體平臺(tái)11，使船體平臺(tái)11的底部離開水面2，并穩(wěn)固樁腿12；

S8：升降裝置14再次持續(xù)對(duì)樁腿12施加載荷，直至船體平臺(tái)11的底部下陷至水面2的波峰位置；

S9：重復(fù)步驟S7和S8直至船體平臺(tái)11離開水面的氣隙高度不再變化；

S10：升降裝置14再次抬升船體平臺(tái)11，使船體平臺(tái)11抬升至施工高度，同時(shí)再次向壓載艙13內(nèi)打入壓載水直至樁腿12的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值達(dá)到樁腿12正常工作載荷應(yīng)力P_k值的1～1.5倍。

本發(fā)明的整平船防穿刺預(yù)壓載方法可以在判斷出整平船1作業(yè)區(qū)地基中存在薄硬層32時(shí)，選擇對(duì)樁腿12施加載荷的方式，使船體平臺(tái)11四角上的樁腿12平穩(wěn)穿過薄硬層32并到達(dá)穩(wěn)定的持力層34，避免了按照傳統(tǒng)的預(yù)壓載抬升方法，對(duì)整平船1進(jìn)行預(yù)壓載抬升作業(yè)時(shí)可能發(fā)生穿刺現(xiàn)象的危險(xiǎn)性，提高整平船1施工作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。

步驟S1中，判斷整平船1工作區(qū)地基3是否存在薄硬層32是通過地質(zhì)勘查中的鉆芯取樣方法來實(shí)現(xiàn)的，利用鉆芯取樣方法獲得的整平船1工作區(qū)的地基存在以下兩種情況：第一，整平船1的樁腿12入泥處為碎石層，碎石層下方為擠密砂樁組成的復(fù)合地基層，復(fù)合地基下方為天然地基層；第二，整平船1的樁腿12入泥處為粉質(zhì)粘土層，粉質(zhì)粘土層下方為粉細(xì)砂形成的薄砂層，薄砂層下面為粉質(zhì)粘土層。其中，天然地基層的極限承載應(yīng)力大于復(fù)合地基層的極限承載應(yīng)力，則樁腿12由復(fù)合地基層進(jìn)入天然地基層時(shí)不會(huì)發(fā)生穿刺現(xiàn)象，反之則會(huì)發(fā)生穿刺現(xiàn)象；薄砂層的極限承載應(yīng)力大于粉質(zhì)粘土層的極限承載應(yīng)力，則樁腿12由薄砂層進(jìn)入粉質(zhì)粘土層時(shí)，會(huì)容易發(fā)生穿刺現(xiàn)象。

參見圖2，圖2為整平船及地基結(jié)構(gòu)示意圖。為了方便描述上述較大承載應(yīng)力的底基層覆蓋于較小承載應(yīng)力的底基層之上的地基情況，本申請(qǐng)中定義具有較大承載應(yīng)力的薄砂層為薄硬層32，其下的粉質(zhì)粘土層為軟弱層33，軟弱層33的下方為穩(wěn)定的持力層34。如圖2所示，整平船1包括船體平臺(tái)11、設(shè)置在船體平臺(tái)11四角上的樁腿12、均勻分布在船體平臺(tái)11上的多個(gè)壓載艙13以及均勻分布在樁腿12上的升降裝置14。壓載艙13和升降裝置14平均分布在船體平臺(tái)11和樁腿12上，可保證每個(gè)樁腿12的預(yù)壓載載荷相同。作為優(yōu)選，本實(shí)施例中，整平船1內(nèi)的壓載艙13為八個(gè)，升降裝置14為四個(gè)。整平船1的工作區(qū)域的地基3中自上而下為泥面31、薄硬層32、軟弱層33和持力層34。

需要說明的是，步驟S1中，利用地質(zhì)勘查方法獲得地基層中存在薄硬層32時(shí)，還需要對(duì)穿刺的可能性作出分析和評(píng)價(jià)。參見圖3，圖3為本發(fā)明的穿刺分析模型圖。如圖3所示，樁腳12到達(dá)薄硬層32時(shí)，當(dāng)作用在軟弱層33頂面處附加應(yīng)力P_z和薄硬層32內(nèi)土體自重應(yīng)力P_cz之和大于軟弱層33的極限承載應(yīng)力q_ub值時(shí)，樁腿12將會(huì)發(fā)生穿刺現(xiàn)象，即穿通薄硬層32到達(dá)持力層34；反之，則不發(fā)生穿刺現(xiàn)象。穿刺公式為：P_z+P_cz>q_ub。

繼續(xù)參見圖3，如圖3所示，樁腿12底面的正常工作載荷應(yīng)力P_k值傳遞至軟弱層33頂面，根據(jù)應(yīng)力擴(kuò)散原理，軟弱層33頂面受到的等效附加應(yīng)力P_z為：P_z＝P_kB²/(B+2Htga)²；土體自重應(yīng)力P_cz為P_cz＝r₃'D'；軟弱層33的極限承載應(yīng)力q_ub值為：

式中：P_k為單個(gè)樁腿12正常工作載荷應(yīng)力值，KP_a；B為單個(gè)樁腿12底面最大截面處的直徑，m；H為薄硬層32的厚度，m；α為薄硬層32的壓力擴(kuò)散角，度；r₃'為軟弱層33頂面以上土體平均浮重度，KN/m³；D為單個(gè)樁腿12的入泥深度，具體為自地基表面至樁腿12底面的深度，m；D'為地基表面至軟弱層33頂面的深度(D+H)，m；C為軟弱層33內(nèi)的粘土不排水抗剪強(qiáng)度，KP_a，一般取B/2范圍內(nèi)的平均值；r'為單個(gè)樁腿12的排開土體的平均浮重度，KN/m³；V為單個(gè)樁腿12排開土體的體積，根據(jù)B、D的值計(jì)算得到，m³；A為單個(gè)樁腿12底面的底面積，m²。

特別指出的是，壓力擴(kuò)散角α是應(yīng)用上述公式分析穿刺可能性、預(yù)測(cè)插樁深度的重要參數(shù)。在本領(lǐng)域現(xiàn)有技術(shù)中，壓力擴(kuò)散角α有以下三種取值方式：第一種，α采用3：1荷載擴(kuò)散法取值，即tga＝1/3即α≈18.4°；第二種，當(dāng)薄硬層32厚度H小于樁腳直徑B的2.5倍時(shí)，薄硬層32的α角大于軟弱層33的α角，說明α角與薄硬層32內(nèi)砂的內(nèi)摩擦角Φ成正比，采用α等于Φ計(jì)算；第三種，擴(kuò)散角α根據(jù)土的物理力學(xué)性質(zhì)確定，一般取α＝22°，當(dāng)薄硬層32為密實(shí)的砂礫、粗砂、中砂、老粘性土?xí)r，取α＝30°。

另外，上述式中，單個(gè)樁腿12實(shí)時(shí)荷載應(yīng)力值通過整平船1上的檢測(cè)裝置檢測(cè)得到；單個(gè)樁腿12正常工作荷載應(yīng)力P_k指由整平船1的結(jié)構(gòu)和性能參數(shù)決定；軟弱層33頂面以上土體平均浮重度r₃'、軟弱層33內(nèi)的粘土不排水抗剪強(qiáng)度C、單個(gè)樁腿12的排開土體的平均浮重度r'、薄硬層32內(nèi)砂的內(nèi)摩擦角Φ、單個(gè)樁腿12的入泥深度D以及薄硬層32的厚度H通過地質(zhì)勘查中的鉆芯取樣方法檢測(cè)得到。

進(jìn)一步地，本申請(qǐng)中定義地基層的極限承載力與其承受的最大荷載之比為穩(wěn)定性系數(shù)，以Fs表示。具體地，穩(wěn)定性系數(shù)Fs有兩種計(jì)算方法，第一種方法采用軟弱層33的極限承載應(yīng)力q_ub值與最大荷載應(yīng)力(P_z+P_cz)之比，即穩(wěn)定性系數(shù)Fs＝q_ub/(P_z+P_cz)；第二種計(jì)算方法采用薄硬層32的極限承載應(yīng)力q_u值與樁腿12的正常工作載荷應(yīng)力P_k值之比，即穩(wěn)定性系數(shù)Fs＝q_u/P_k，其中，理論上講，只要Fs大于1，樁腿將是穩(wěn)定的，不會(huì)發(fā)生穿刺。但在實(shí)際應(yīng)用中，從安全角度出發(fā)，F(xiàn)s至少應(yīng)大于1.5才能保證不會(huì)發(fā)生穿刺現(xiàn)象。

繼續(xù)參見圖1，如圖所示，若判斷整平船1工作區(qū)地基3存在薄硬層32時(shí)，則可判斷出利用傳統(tǒng)的預(yù)壓載抬升方法將會(huì)產(chǎn)生整平船1穿刺現(xiàn)象，則按照上述分析計(jì)算薄硬層32的極限承載應(yīng)力q_u值，并順次執(zhí)行本申請(qǐng)的預(yù)壓載抬升方法中的步驟S2至S10；若判斷處整平船1工作區(qū)地基3不存在薄硬層32，則本申請(qǐng)的預(yù)壓載抬升方法中的步驟S2、S3、S4、S7、S8、S9、S10。

步驟S2中向船體平臺(tái)11的所有壓載艙13內(nèi)打入壓載水時(shí)，同時(shí)同速向每個(gè)壓載艙13打入壓載水，確保向所有壓載艙13內(nèi)打壓載水的水量均勻，這樣可以保證船體平臺(tái)11的浮態(tài)平穩(wěn)，且船體平臺(tái)11四角上的樁腿12載荷均衡并同時(shí)進(jìn)入泥面。

步驟S3中利用升降裝置14持續(xù)對(duì)樁腿12施加載荷至樁腿12穩(wěn)固。每條樁腿12上均設(shè)置有升降裝置14，同時(shí)開啟所有升降裝置14以使第二預(yù)壓載作業(yè)樁腿12的載荷分布均勻，保證整平船1的穩(wěn)定性。當(dāng)升降裝置14持續(xù)對(duì)樁腿12加載樁腿12也不在繼續(xù)下陷時(shí)，即表明此時(shí)樁腿12已到達(dá)薄硬層32的頂面，處于穩(wěn)固狀態(tài)。

步驟S4中利用升降裝置14抬升船體平臺(tái)11，保持船體平臺(tái)11的底部未離開水面2，停留一段時(shí)間，并使樁腿12穩(wěn)固。作為優(yōu)選，本實(shí)施例中抬升船體平臺(tái)11至船體平臺(tái)11的吃水高度為空載吃水高度處，以利于保證整平船1預(yù)壓載過程中的穩(wěn)定性。

需要說明的是，步驟S4中利用安裝在樁腿12上的升降裝置14抬升船體平臺(tái)11的抬升過程為：通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)減速箱，減速箱帶動(dòng)爬升齒輪與樁腿12齒條進(jìn)行嚙合運(yùn)動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)船體平臺(tái)11的升起或者下降。

整平船1的壓載水系統(tǒng)包括壓載艙13、壓載水泵以及閥箱。每個(gè)壓載艙13包括兩臺(tái)具有足夠排量且有獨(dú)立動(dòng)力的壓載水泵打入或排出壓載水，或由可控制的海水閥自流壓載。在監(jiān)控室可控制各壓載水泵的啟動(dòng)與停止。壓載艙13的吸口應(yīng)安裝在最佳位置，以利于壓載艙13內(nèi)的所有壓載水排空。壓載艙13內(nèi)設(shè)置的排空閥應(yīng)為故障安全型，可保證壓載艙13打入和排出壓載水的過程安全可靠。

步驟S5中，樁腿12處于薄硬層32的頂面，為了將薄硬層32破壞并使樁腿12平穩(wěn)穿過薄硬層32，再次向船體平臺(tái)11的壓載艙13內(nèi)打入壓載水，同時(shí)升降裝置14再次持續(xù)對(duì)樁腿12施加載荷，直至樁腿12的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值達(dá)到正常工作載荷應(yīng)力P_k值。然后啟動(dòng)船體平臺(tái)11，使船體平臺(tái)11和樁腿12產(chǎn)生工作振動(dòng)，同時(shí)繼續(xù)向壓載艙13內(nèi)打入壓載水，直至樁腿12的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值達(dá)到薄硬32的極限承載應(yīng)力q_u值，樁腿12繼續(xù)下陷，此時(shí)薄硬層32即被破壞。樁腿12進(jìn)入薄硬層32并緩緩下降。

其中，再次向船體平臺(tái)11的壓載艙13內(nèi)打入壓載水時(shí)，同時(shí)同速向所有壓載艙13內(nèi)打入壓載水，以使載荷在每個(gè)樁腿12之間分布均勻；升降裝置14再次持續(xù)對(duì)樁腿12施加載荷時(shí)，同時(shí)開啟所有升降裝置14，以使載荷在每個(gè)樁腿12之間分布均勻；對(duì)單個(gè)樁腿12實(shí)時(shí)荷載應(yīng)力值測(cè)量時(shí)，啟動(dòng)整平船1上的檢測(cè)裝置，以實(shí)時(shí)檢測(cè)應(yīng)力值。

步驟S6中，薄硬層32被破壞且樁腿12緩緩進(jìn)入薄硬層32后，為了防止當(dāng)樁腿12穿過薄硬層32進(jìn)入軟弱層33時(shí)，因軟弱層33的極限承載應(yīng)力q_ub值小于薄硬層32的極限承載應(yīng)力q_u值，而造成樁腿12突然快速下陷并對(duì)整平船1的穩(wěn)定性造成不良影響，進(jìn)而停止船體平臺(tái)11和樁腿12的工作振動(dòng)，并釋放壓載艙13內(nèi)的壓載水。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樁腿12的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值，直至樁腿12的實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值下降至正常工作載荷應(yīng)力P_k值時(shí)停止釋放壓載水，同時(shí)通過檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)樁腿12的下陷深度，直至樁腿12穿過薄硬層32和軟弱層33并到達(dá)持力層34。其中，釋放壓載艙13內(nèi)的壓載水時(shí)，每個(gè)壓載艙13內(nèi)釋放壓載水的速度均相同，從而確保整平船的四條樁腿12的載荷分布均勻，確保樁腿12和船體平臺(tái)11的穩(wěn)固。

步驟S7中，待樁腿12到達(dá)持力層34后，再次利用升降裝置14抬升船體平臺(tái)11，使船體平臺(tái)11的底部離開水面2的氣隙高度大于工作海況波高處，然后執(zhí)行步驟S8，再次利用升降裝置14對(duì)樁腿12施加載荷，樁腿12下陷，則當(dāng)船體平臺(tái)11的底部下陷至水面2的波峰位置時(shí)，重復(fù)執(zhí)行上述步驟S7，反復(fù)操作直至整平船11的氣隙高度不再變化，從而確保樁腿12在持力層受到穩(wěn)定的支持力且處于穩(wěn)定狀態(tài)。

最后，執(zhí)行步驟S10，利用升降裝置14抬升船體平臺(tái)1至施工高度，同時(shí)向壓載艙13內(nèi)打入壓載水。其中，施工高度為水面2的預(yù)測(cè)最大波高的一半和可預(yù)測(cè)的水面2的高潮位以及富余高度的和，其中為了保證整平船1的穩(wěn)定性，富余高度為0.5m。然后再次向壓載艙13內(nèi)打入壓載水，直至樁腿12實(shí)時(shí)載荷應(yīng)力值達(dá)到正常工作載荷應(yīng)力P_k值的1～1.5倍，以保證整平船1不會(huì)因風(fēng)浪等環(huán)境外力和整平船1作業(yè)時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)等內(nèi)力而使整平船1的樁腿繼續(xù)下陷或者突然下陷，即保證整平船1在施工作業(yè)中的穩(wěn)定性。其中，再次向船體平臺(tái)11的壓載艙13內(nèi)打入壓載水時(shí)，同時(shí)同速向所有壓載艙13內(nèi)打入壓載水，以使載荷在每個(gè)樁腿12之間分布均勻。

若在步驟S1中判斷出整平船1工作區(qū)地基3中不存在薄硬層32，則按照傳統(tǒng)的整平船預(yù)壓載抬升方法進(jìn)行預(yù)壓載和抬升，即執(zhí)行步驟S2、S3、S4、S7、S8、S9、S10，與上述相同，不再贅述。

在上述的整個(gè)壓載過程中，指揮人員要確?？勺冚d荷均勻的分布在四根樁腿12上，船體平臺(tái)11水平傾斜不超過一個(gè)可允許的值，本實(shí)施例中該可允許的值為0.3度。若在預(yù)壓載過程中，出現(xiàn)某一樁腿12突然產(chǎn)生穿透，將導(dǎo)致四根樁腿12受力不均，并對(duì)樁腿12產(chǎn)生彎矩，這是十分危險(xiǎn)的，因此，指揮人員要立即將下陷樁腿12附近的壓載水全部釋放以減輕該穿透的樁腿12的受力。壓載過程中指揮人員要注意任意樁腿12的載荷都不可以超過樁腿的最大允許壓載載荷。在整個(gè)預(yù)壓載過程中都要記錄打入壓載水的量以及各樁腿12的下陷深度。

本發(fā)明的整平船防穿刺預(yù)壓載方法可以在判斷出整平船1作業(yè)區(qū)地基中存在薄硬層32時(shí)，使船體平臺(tái)11四角上的樁腿12平穩(wěn)穿過薄硬層32并到達(dá)穩(wěn)定的持力層34，避免了按照傳統(tǒng)的預(yù)壓載抬升方法中可能導(dǎo)致穿刺現(xiàn)象的發(fā)生，提高整平船1施工作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。