基于湿陷性黄土厚度空间分布的变桩长振冲碎石桩的施工控制方法和装置与流程

本技术涉及桩基施工，特别是涉及一种基于湿陷性黄土厚度空间分布的变桩长振冲碎石桩的施工控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

背景技术：

1、湿陷性黄土在我国西北、华北等地区广泛分布。因其特殊的架空孔隙结构，在天然低湿度下具有较高的强度，但一旦受水浸湿，结构迅速破坏，强度骤然降低，产生大量附加下沉，对建于其上的建筑物、道路、管线等造成严重的变形破坏。

2、振冲碎石桩是处理湿陷性黄土地基的常用有效方法之一。其原理是通过振冲器的高频振动和高压水冲，将地基土振密、挤密，并在形成的孔中回填碎石，形成具有良好排水和承载性能的碎石桩体。碎石桩与挤密后的桩间土共同作用，不仅能提高地基承载力、减少沉降，还能加速土体排水固结，消除或部分消除黄土的湿陷性。

3、在设计振冲碎石桩时，桩长和承载力是两个核心设计参数。桩长必须穿透湿陷性土层并支承在可靠的持力层上，才能从根本上避免因下部未处理湿陷性土体浸水引发的灾难性沉降。承载力则直接关系到上部结构的安全。《建筑地基处理技术规范》（jgj 79-2012）明确规定，在湿陷性黄土场地，碎石桩桩端应穿透湿陷性土层，进入下部非湿陷性持力层。

4、然而，实际工程场地中，湿陷性黄土层的厚度在横向上往往存在显著起伏。现有技术条件下的设计方法，难以精确响应这种空间变异性。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够精准响应施工场地的地质变化的基于湿陷性黄土厚度空间分布的变桩长振冲碎石桩的施工控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品。

2、第一方面，本技术提供了一种基于湿陷性黄土厚度空间分布的变桩长振冲碎石桩的施工控制方法，包括：

3、获取目标施工场地的空间-参数映射关系；所述空间-参数映射关系包括所述目标施工场地的若干空间坐标与湿陷性黄土层厚度的对应关系；所述空间坐标包括所述目标施工场地对应的三维地质网格模型中每个空间网格节点的坐标；所述空间-参数映射关系为基于所述目标施工场地的多个离散钻孔位置对应的地层信息，进行空间插值运算得到的；

4、基于所述空间-参数映射关系，以及目标施工场地中各待施工桩位对应的空间坐标，确定各所述待施工桩位对应的湿陷性黄土层厚度；

5、根据预设的桩端嵌入深度以及各所述待施工桩位各自对应的湿陷性黄土层厚度，确定各所述待施工桩位各自对应的施工桩长数据；所述桩端嵌入深度为使桩底端伸入湿陷性黄土层下部的非湿陷性持力层，以满足桩基稳定支撑要求的设计深度；

6、根据各所述待施工桩位各自对应的施工桩长数据，下发施工控制指令至智能振冲桩机；所述施工控制指令用于控制所述智能振冲桩机在各所述待施工桩位按照相应的施工桩长数据执行制桩操作。

7、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

8、获取预设的承载力确定模型；所述承载力确定模型表征施工桩长数据与复合地基承载力的函数关系；所述复合地基承载力为振冲碎石桩与桩间土组成的复合地基的承载力；

9、将各所述待施工桩位各自对应的施工桩长数据输入至所述预设的承载力确定模型，确定各所述待施工桩位各自对应的目标复合地基承载力。

10、在其中一个实施例中，所述将各所述待施工桩位各自对应的施工桩长数据输入至所述预设的承载力确定模型，确定各所述待施工桩位各自对应的目标复合地基承载力，包括：

11、根据各所述待施工桩位各自对应的施工桩长数据，确定各所述待施工桩位各自对应的单桩竖向承载力；

12、根据各所述待施工桩位各自对应的单桩竖向承载力，确定各所述待施工桩位各自对应的目标复合地基承载力。

13、在其中一个实施例中，所述根据各所述待施工桩位各自对应的施工桩长数据，下发施工控制指令至所述智能振冲桩机，包括：

14、根据各所述待施工桩位各自对应的施工桩长数据，生成数字化桩长等值线图；所述数字化桩长等值线图用于通过等值线的形式展示场地内每个所述待施工桩位所需的施工桩长数据；

15、根据所述数字化桩长等值线图，下发所述施工控制指令至所述智能振冲桩机；所述施工控制指令用于控制所述智能振冲桩机按照所述数字化桩长等值线图指示的各所述待施工桩位对应的施工桩长数据执行制桩操作。

16、在其中一个实施例中，所述获取目标施工场地的空间-参数映射关系，包括：

17、获取所述目标施工场地的多个离散钻孔位置对应的地层信息；所述地层信息包括湿陷性黄土层厚度、持力层特征参数、桩间土特征参数、桩体设计参数；

18、利用空间插值算法，对所述离散钻孔位置的地层信息进行插值处理，生成覆盖所述目标施工场地的所述三维地质网格模型；其中，所述三维地质网格模型中的各网格节点存储有相应的湿陷性黄土层厚度、持力层特征参数、桩间土特征参数、桩体设计参数；

19、基于所述三维地质网格模型，获得所述目标施工场地的空间-参数映射关系。

20、在其中一个实施例中，所述方法还包括：

21、根据各所述空间网格节点对应的湿陷性黄土层厚度和预设的所述桩端嵌入深度，确定各所述空间网格节点各自对应的施工桩长数据；

22、根据各所述空间网格节点各自对应的施工桩长数据，生成所述目标施工场地的数字化桩长等值线图；所述数字化桩长等值线图用于通过等值线的形式展示场地内每个所述空间网格节点所需的施工桩长数据；

23、将所述数字化桩长等值线图发送至所述智能振冲桩机；所述智能振冲桩机用于按照从所述数字化桩长等值线图中读取出的待施工桩位对应的施工桩长数据，在相应的待施工桩位执行制桩操作。

24、第二方面，本技术还提供了一种基于湿陷性黄土厚度空间分布的变桩长振冲碎石桩的施工控制装置，包括：

25、关系获取模块，用于获取目标施工场地的空间-参数映射关系；所述空间-参数映射关系包括所述目标施工场地的若干空间坐标与湿陷性黄土层厚度的对应关系；所述空间坐标包括所述目标施工场地对应的三维地质网格模型中每个空间网格节点的坐标；所述空间-参数映射关系为基于所述目标施工场地的多个离散钻孔位置对应的地层信息，进行空间插值运算得到的；

26、厚度确定模块，用于基于所述空间-参数映射关系，以及目标施工场地中各待施工桩位对应的空间坐标，确定各所述待施工桩位对应的湿陷性黄土层厚度；

27、桩长确定模块，用于根据预设的桩端嵌入深度以及各所述待施工桩位各自对应的湿陷性黄土层厚度，确定各所述待施工桩位各自对应的施工桩长数据；所述桩端嵌入深度为使桩底端伸入湿陷性黄土层下部的非湿陷性持力层，以满足桩基稳定支撑要求的设计深度；

28、指令下发模块，用于根据各所述待施工桩位各自对应的施工桩长数据，下发施工控制指令至智能振冲桩机；所述施工控制指令用于控制所述智能振冲桩机在各所述待施工桩位按照相应的施工桩长数据执行制桩操作。

29、第三方面，本技术还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

30、第四方面，本技术还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

31、第五方面，本技术还提供了一种计算机程序产品。所述计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的方法的步骤。

32、上述基于湿陷性黄土厚度空间分布的变桩长振冲碎石桩的施工控制方法、装置、计算机设备、计算机可读存储介质和计算机程序产品，通过获取目标施工场地的空间-参数映射关系；空间-参数映射关系包括目标施工场地的若干空间坐标与湿陷性黄土层厚度的对应关系；空间坐标包括目标施工场地对应的三维地质网格模型中每个空间网格节点的坐标；空间-参数映射关系为基于目标施工场地的多个离散钻孔位置对应的地层信息，进行空间插值运算得到的；如此，将离散的勘察数据转化为连续的、可计算的空间数字化模型，为后续桩长计算提供了精确的、全场地覆盖的数据基础，克服了传统勘察仅能反映局部点位的局限，为差异化施工奠定了数据前提；通过基于空间-参数映射关系，以及目标施工场地中各待施工桩位对应的空间坐标，确定各待施工桩位对应的湿陷性黄土层厚度；如此，能够精确获取每个待施工桩位处实际的湿陷性黄土层厚度，使得每个桩位的施工参数能够与其所在位置的地质条件精确匹配，避免了相关技术中等长桩设计中因地质条件变异导致的安全冗余或隐患；通过根据预设的桩端嵌入深度以及各待施工桩位各自对应的湿陷性黄土层厚度，确定各待施工桩位各自对应的施工桩长数据；桩端嵌入深度为使桩底端伸入湿陷性黄土层下部的非湿陷性持力层，以满足桩基稳定支撑要求的设计深度；如此，将空间地质参数直接转化为可执行施工的桩长参数，建立了以土层厚度确定桩长的确定性数学函数，实现了桩长与湿陷层厚度在空间尺度上的精确关联，在确保桩基穿透湿陷层的前提下最大限度节约材料；通过根据各待施工桩位各自对应的施工桩长数据，下发施工控制指令至智能振冲桩机；施工控制指令用于控制智能振冲桩机在各待施工桩位按照相应的施工桩长数据执行制桩操作；如此，实现通过数字化设计成果指导现场物理施工，使设计输出的桩长参数能够直接驱动智能装备执行差异化作业，构建了从设计到施工的闭环控制，确保了全场地各桩位按各自所在位置的地质条件精确桩长施工，能够精准响应施工场地的地质变化。