一种真空联合覆水加载预压系统及其施工方法技术领域
本发明属于地基预压技术领域，特别涉及一种真空联合覆水加载预压系统及其施
工方法。
背景技术
为满足工程场地形成的沉降要求，并缩短工期，在施工过程中往往需要对地基进
行预压。现有技术中，预压地基一般采用联合预压方法，传统的联合预压方法一般为真空联
合土方堆载预压，具有加速固结、不控制填土速率等优点。但实际施工过程中土方堆载工序
复杂，后期荷载不易调整、运输及施工成本偏高，整体应用成本高，且往往带来一定的环境
污染。
发明内容
为了解决在真空联合土方堆载预压施工过程中土方堆载工序复杂，后期荷载不易
调整、运输及施工成本偏高、容易造成环境污染的问题，本发明提供一种真空联合覆水加载
预压系统及其施工方法。
本发明的一种真空联合覆水加载预压系统技术方案如下：
一种真空联合覆水加载预压系统，用于预压地基，包括待预压地基、铺设于待预压
地基表面的砂垫层、铺设于砂垫层上的密封膜、以及垂直埋设于待预压地基内的若干排水
板，所述密封膜的边缘埋设在待预压地基内，还包括设置在待预压地基周围的覆水围堰，设
置于覆水围堰包围圈内的抽真空装置和抽水装置，抽真空装置的抽真空管管口穿过密封膜
埋设于砂垫层中，抽真空装置的排管管口设置于覆水围堰包围圈内，抽水装置的抽水管管
口设置于覆水围堰包围圈内，抽水装置的排管管口设置于覆水围堰包围圈外。
进一步的，所述的真空联合覆水加载预压系统中，所述密封膜的上部铺设土工布，
土工布的边缘埋设在待预压地基内。
进一步的，所述的真空联合覆水加载预压系统中，所述覆水围堰的高度为0.5m-
1.5m，所述覆水围堰的顶部宽度为0.5m-1m。
进一步的，所述的真空联合覆水加载预压系统中，所述真空联合覆水加载预压系
统还包括安装在覆水围堰包围圈内用于测量覆水围堰中水位高度的水位计、以及用于测量
待预压地基沉降程度的测沉降装置。
进一步的，所述的真空联合覆水加载预压系统中，所述测沉降装置为安装于待预
压地基内的分层沉降计。
进一步的，所述的真空联合覆水加载预压系统中，所述真空联合覆水加载预压系
统还包括控制系统，所述抽真空装置和抽水装置还分别包括与控制系统连接的控制装置，
所述水位计以及测沉降装置还分别包括与控制系统连接数据远传装置。
进一步的，所述的真空联合覆水加载预压系统中，所述抽真空装置和抽水装置的
控制装置分别通过线缆或无线信号与控制系统连接，所述水位计以及测沉降装置的数据远
传装置分别通过线缆或无线信号与控制系统连接。
进一步的，所述的真空联合覆水加载预压系统中，所述真空联合覆水加载预压系
统还包括GSM装置，GSM装置与控制系统连接。
本发明的一种真空联合覆水加载预压系统的有益效果如下：
本发明的一种真空联合覆水加载预压系统，由于在现有技术的真空联合覆水加载
预压系统的基础上，增加了覆水围堰，并且增加了抽水装置，因此，通过抽真空装置从待预
压地基内抽出的水可以储存在覆水围堰的包围圈中，在实际施工过程中因地制宜、变废为
宝，即起到了现有技术中土方堆载加速待预压地基内固结的作用，也起到了密封和保护密
封膜的作用；并且在需要调整待预压地基的荷载时，可以很方便的通过抽水装置将水抽走，
起到了调整待预压地基的荷载的作用，从而解决了“真空联合土方堆载预压施工过程中土
方堆载工序复杂，后期荷载不易调整、运输及施工成本偏高、容易造成环境污染”的问题。另
外，本发明的一种真空联合覆水加载预压系统，在为抽真空装置以及抽水装置增加了控制
装置后，结合控制系统，使得本发明能够通过自动抽排水控制，实现联合预压过程中自动分
级加载卸载，从而更有效的解决了上述问题。
本发明的一种真空联合覆水加载预压系统的施工方法技术方案如下：
一种如上所述的真空联合覆水加载预压系统的施工方法，包括以下步骤：
1)在待预压地基表面铺设砂垫层，将若干排水板埋设于待预压地基内；
2)将密封膜铺设于砂垫层表面，并将将密封膜的边缘埋设在待预压地基内；
3)将土工布铺设于密封膜表面，并将将土工布的边缘埋设在待预压地基内；
4)在待预压地基周围设置覆水围堰，将抽真空装置和抽水装置设置于覆水围堰包
围圈内，将抽真空装置的抽真空管管口穿过密封膜埋设于砂垫层中，抽真空装置的排管管
口设置于覆水围堰包围圈内，抽水装置的抽水管管口设置于覆水围堰包围圈内，抽水装置
的排管管口设置于覆水围堰包围圈外；
5)在覆水围堰包围圈内设置水位计以及测沉降装置；
6)将抽真空装置和抽水装置的控制装置通过线缆或无线信号与控制系统连接，所
述水位计以及测沉降装置的数据远传装置通过线缆或无线信号与控制系统连接；
7)通过控制抽真空装置以及抽水装置的启停，将待预压地基内的水抽至覆水围堰
包围圈内并调整覆水围堰内的水位高度，实现对待预压地基的联合预压。
进一步的，所述的真空联合覆水加载预压系统的施工方法中，在对待预压地基进
行联合预压时，控制系统将接收到的测沉降装置测出的实际沉降值与控制系统的设定沉降
值进行比较，当实际沉降值小于设定沉降值时，控制系统启动抽真空装置，将待预压地基中
的水抽至覆水围堰包围圈内，当实际沉降值大于设定沉降值时，控制系统关闭抽真空装置；
控制系统通过接收到的水位计测出的覆水围堰包围圈内的实际水位值与控制系统的设定
水位值进行比较，控制抽水装置的启停，控制水位高度；施工过程中的数据通过GSM装置发
送至手机。
进一步的，所述的真空联合覆水加载预压系统的施工方法中，在对待预压地基进
行联合预压时，控制系统将预压的过程分为若干时间段，每个时间段中，控制系统采用上一
段落中描述的施工方法进行控制。
进一步的，所述的真空联合覆水加载预压系统的施工方法中，在对待预压地基进
行联合预压时：
第一步，控制系统通过比较水位计测出的覆水围堰包围圈内的实际水位值与控制
系统的分级加载设定水位值，来控制抽真空装置的启停，使覆水围堰包围圈内的水位保持
在控制系统的分级加载设定水位值，并根据测沉降装置测出的实际沉降值计算出沉降变化
率，当一定时间段中沉降变化率趋于稳定时，控制系统增大分级加载设定水位值；
第二步，控制系统循环执行第一步的动作，分级加载，直至覆水围堰包围圈内的实
际水位值到达控制系统的最大设定水位值；
第三步，控制系统通过比较水位计测出的覆水围堰包围圈内的实际水位值与控制
系统的最大设定水位值，来控制抽水装置以及抽真空装置的启停，使覆水围堰包围圈内的
水位保持在控制系统的最大设定水位值；控制系统比较测沉降装置测出的实际沉降值与设
定沉降值，当实际沉降值大于等于设定沉降值时，控制系统启动抽水装置，关闭抽真空装
置，在自动排干覆水围堰包围圈内的水后，关闭抽水装置，完成联合预压；施工过程中的数
据通过GSM装置实时发送至手机。
进一步的，所述的真空联合覆水加载预压系统的施工方法中，在对待预压地基进
行联合预压时，控制系统实时比较沉降变化率与沉降变化率报警值，当沉降变化率超过沉
降变化率报警值时，控制系统终止联合预压，启动排水，排干覆水围堰包围圈内的水。
本发明的一种真空联合覆水加载预压系统的施工方法有益效果如下：
本发明的一种真空联合覆水加载预压系统的施工方法，由于在现有技术的真空联
合覆水加载预压系统的基础上，增加了覆水围堰，并且增加了抽水装置，因此，通过抽真空
装置从待预压地基内抽出的水可以储存在覆水围堰的包围圈中，在实际施工过程中因地制
宜、变废为宝，即起到了现有技术中土方堆载加速待预压地基内固结的作用，也起到了密封
和保护密封膜的作用；并且在需要调整待预压地基的荷载时，可以很方便的通过抽水装置
将水抽走，起到了调整待预压地基的荷载的作用，从而解决了“真空联合土方堆载预压施工
过程中土方堆载工序复杂，后期荷载不易调整、运输及施工成本偏高、容易造成环境污染”
的问题。另外，本发明的一种真空联合覆水加载预压系统，在为抽真空装置以及抽水装置增
加了控制装置后，结合控制系统，使得本发明能够通过自动抽排水控制，实现联合预压过程
中自动分级加载卸载，从而更有效的解决了上述问题。
附图说明
图1是本发明的一种真空联合覆水加载预压系统的示意图；
图2是本发明的一种真空联合覆水加载预压系统的系统原理图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的一种真空联合覆水加载预压系统及
其施工方法作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清
楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地
辅助说明本发明实施例的目的。
实施例一：
参考图1至图2，本实施例提供的一种真空联合覆水加载预压系统，用于预压地基，
包括待预压地基1、铺设于待预压地基1表面的砂垫层2(砂垫层2的厚度一般为70cm左右)、
铺设于砂垫层2上的密封膜3、以及垂直埋设于待预压地基1内的若干排水板4(相邻排水板
的间距为1m-1.5m)，所述密封膜3的边缘埋设在待预压地基1内，还包括设置在待预压地基1
周围的覆水围堰5，设置于覆水围堰5包围圈内的抽真空装置6和抽水装置7(抽真空装置6和
抽水装置7的数量和位置可以根据实际需要决定)，抽真空装置6的抽真空管61管口穿过密
封膜3埋设于砂垫层2中，抽真空装置6的排管62管口设置于覆水围堰5包围圈内，抽水装置7
的抽水管71管口设置于覆水围堰5包围圈内，抽水装置7的排管72管口设置于覆水围堰5包
围圈外。采用本实施例的真空联合覆水加载预压系统，由于在现有技术的真空联合覆水加
载预压系统的基础上，增加了覆水围堰5，并且增加了抽水装置7，因此，通过抽真空装置6从
待预压地基1内抽出的水可以储存在覆水围堰5的包围圈中，在实际施工过程中因地制宜、
变废为宝，即起到了现有技术中土方堆载加速待预压地基1内固结的作用，也起到了密封和
保护密封膜3的作用；并且在需要调整待预压地基1的荷载时，可以很方便的通过抽水装置7
将水抽走，起到了调整待预压地基1的荷载的作用，从而解决了“真空联合土方堆载预压施
工过程中土方堆载工序复杂，后期荷载不易调整、运输及施工成本偏高、容易造成环境污
染”的问题。
作为较佳的实施方式，为了保护密封膜3不被破坏，所述密封膜3的上部铺设土工
布8，土工布8的边缘埋设在待预压地基1内。
作为较佳的实施方式，为了使覆水围堰5能够承载足够多的水以及便于覆水围堰5
上工作人员的通行，所述覆水围堰5的高度为0.5m-1.5m，所述覆水围堰5的顶部宽度为
0.5m-1m。
作为较佳的实施方式，为了便于观察以及实时掌握预压进度，所述真空联合覆水
加载预压系统还包括安装在覆水围堰5包围圈内用于测量覆水围堰5中水位高度的水位计
9、以及用于测量待预压地基1沉降程度的测沉降装置10。
作为较佳的实施方式，为了更精确的测量待预压地基1的沉降情况，所述的真空联
合覆水加载预压系统中，所述测沉降装置10为安装于待预压地基1内的分层沉降计。
作为较佳的实施方式，为了使真空联合覆水加载预压系统更加智能，使用更加方
便，所述真空联合覆水加载预压系统还包括控制系统，所述抽真空装置6和抽水装置7还分
别包括与控制系统连接的控制装置63(73)，所述水位计9以及测沉降装置10还分别包括与
控制系统连接数据远传装置91(101)。
作为较佳的实施方式，为了方便控制信号以及测量信号的传输，所述的真空联合
覆水加载预压系统中，所述抽真空装置6和抽水装置7的控制装置63(73)分别通过线缆或无
线信号与控制系统连接，所述水位计9以及测沉降装置10的数据远传装置91(101)分别通过
线缆或无线信号与控制系统连接。
作为较佳的实施方式，为了使工作人员能实时掌握预压施工的进度，所述的真空
联合覆水加载预压系统中，所述真空联合覆水加载预压系统还包括GSM装置12，GSM装置12
与控制系统11连接。施工过程中的重要参数能实时的发送给相关的工作人员。
实施例二：
参考图1至图2，本实施例提供的一种真空联合覆水加载预压系统的施工方法，包
括以下步骤：
1)在待预压地基1表面铺设砂垫层2，将若干排水板4埋设于待预压地基1内；
2)将密封膜3铺设于砂垫层2表面，并将将密封膜3的边缘埋设在待预压地基1内；
3)将土工布8铺设于密封膜3表面，并将将土工布8的边缘埋设在待预压地基1内；
4)在待预压地基1周围设置覆水围堰5，将抽真空装置6和抽水装置7设置于覆水围
堰5包围圈内，将抽真空装置6的抽真空管61管口穿过密封膜3埋设于砂垫层2中，抽真空装
置6的排管62管口设置于覆水围堰5包围圈内，抽水装置7的抽水管71管口设置于覆水围堰5
包围圈内，抽水装置7的排管72管口设置于覆水围堰5包围圈外；
5)在覆水围堰5包围圈内设置水位计9以及测沉降装置10；
6)将抽真空装置6和抽水装置7的控制装置63(73)通过线缆或无线信号与控制系
统连接，所述水位计9以及测沉降装置10的数据远传装置91(101)通过线缆或无线信号与控
制系统连接；
7)通过控制抽真空装置6以及抽水装置7的启停，将待预压地基1内的水抽至覆水
围堰5包围圈内并调整覆水围堰5内的水位高度，实现对待预压地基1的联合预压。
由于在现有技术的真空联合覆水加载预压系统的基础上，增加了覆水围堰5，并且
增加了抽水装置7，因此，通过抽真空装置从待预压地基1内抽出的水可以储存在覆水围堰5
的包围圈中，在实际施工过程中因地制宜、变废为宝，即起到了现有技术中土方堆载加速待
预压地基1内固结的作用，也起到了密封和保护密封膜3的作用；并且在需要调整待预压地
基1的荷载时，可以很方便的通过抽水装置7将水抽走，起到了调整调整待预压地基1的荷载
的作用，从而解决了“真空联合土方堆载预压施工过程中土方堆载工序复杂，后期荷载不易
调整、运输及施工成本偏高、容易造成环境污染”的问题。另外，本发明的一种真空联合覆水
加载预压系统，在为抽真空装置6以及抽水装置7增加了控制装置后，结合控制系统11，使得
本发明能够通过自动抽排水控制，实现联合预压过程中自动分级加载卸载，从而更有效的
解决了上述问题。
本实施例的真空联合覆水加载预压系统的施工方法中，可以进行不同的工况判断
运行模式，可实现多级慢加载、快速卸载、快速加载、缓速加载、缓速卸载、停止工作等多个
工作状态。
作为较佳的实施方式，在对待预压地基进行联合预压时，控制系统将接收到的测
沉降装置10测出的实际沉降值与控制系统的设定沉降值进行比较，当实际沉降值小于设定
沉降值时，控制系统启动抽真空装置6，将待预压地基1中的水抽至覆水围堰5包围圈内，当
实际沉降值大于设定沉降值时，控制系统关闭抽真空装置6；控制系统通过接收到的水位计
9测出的覆水围堰5包围圈内的实际水位值与控制系统的设定水位值进行比较，控制抽水装
置7的启停，控制水位高度；施工过程中的数据通过GSM装置发送至手机。采用本实施例的真
空联合覆水加载预压系统的施工方法，当作为负载的覆水围堰5包围圈内的水由于外部因
素(如下雨或高温)造成负载增加或减少时，控制系统能自动控制抽真空装置6以及抽水装
置7，确保覆水围堰5包围圈内的水位高度在需要的范围内，保证施工质量的稳定。另外在出
现各种意外情况时，控制系统也能及时做出相应的反应，保证施工的质量和安全，例如，当
待预压地基出现意料之外的变形过大时，控制系统就能及时控制排水装置，将覆水围堰5包
围圈内的水排出，保证待预压地基的稳定。
作为较佳的实施方式，为了使本实施例的真空联合覆水加载预压系统的施工方法
更加便于施工且施工的质量更加稳定，在对待预压地基1进行联合预压时，控制系统将预压
的过程分为若干时间段，每个时间段中，控制系统采用上一段落中描述的施工方法进行控
制。这样一来，工作人员就可以针对不同性质的待预压地基在每个时间段中预设设定沉降
值以及设定水位值，在每个时间段中，当实际沉降值达到设定沉降值的要求且时间满足条
件，则施工进入下一时间段，以此类推，最后完成待预压地基的施工。在施工过程中，时间段
的时间、预设设定沉降值以及设定水位值可以根据实际情况进行调整。
作为较佳的实施方式，所述的真空联合覆水加载预压系统的施工方法中，在对待
预压地基进行联合预压时，也可以采用如下方法：
第一步，控制系统通过比较水位计9测出的覆水围堰5包围圈内的实际水位值与控
制系统的分级加载设定水位值，来控制抽真空装置6的启停，使覆水围堰5包围圈内的水位
保持在控制系统的分级加载设定水位值，并根据测沉降装置10测出的实际沉降值计算出沉
降变化率，当一定时间段中沉降变化率趋于稳定时，控制系统增大分级加载设定水位值；
第二步，控制系统循环执行第一步的动作，分级加载，直至覆水围堰5包围圈内的
实际水位值到达控制系统的最大设定水位值；
第三步，控制系统通过比较水位计9测出的覆水围堰5包围圈内的实际水位值与控
制系统的最大设定水位值，来控制抽水装置7以及抽真空装置6的启停，使覆水围堰5包围圈
内的水位保持在控制系统的最大设定水位值；控制系统比较测沉降装置10测出的实际沉降
值与设定沉降值，当实际沉降值大于等于设定沉降值时，控制系统启动抽水装置7，关闭抽
真空装置6，在自动排干覆水围堰5包围圈内的水后，关闭抽水装置7，完成联合预压；施工过
程中的数据通过GSM装置实时发送至手机。
作为较佳的实施方式，为了保证施工的质量和安全，所述的真空联合覆水加载预
压系统的施工方法中，在对待预压地基1进行联合预压时，控制系统实时比较沉降变化率与
沉降变化率报警值，当沉降变化率超过沉降变化率报警值时，控制系统终止联合预压，启动
排水，排干覆水围堰5包围圈内的水。上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本
发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，
均属于权利要求书的保护范围。