[發(fā)明專利]環(huán)狀電滲單井排水的軟黏土地基處理方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410734376.5
• 申請(qǐng)日: 2014-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104594333A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫召花;高明軍;胡松;劉賀
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D3/11
• 分類號(hào): E02D3/11
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 32204
• 代理人: 李曉

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種軟黏土地基的排水加固方法，具體涉及一種環(huán)狀電滲單井排水的軟黏土地基處理方法，屬于巖土工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在我國(guó)的東南沿海和某些內(nèi)陸地區(qū)，軟黏土地基廣泛分布，軟黏土的特點(diǎn)是含水率高、壓縮性高、強(qiáng)度低、透水性差。高壓縮性導(dǎo)致地基有相當(dāng)大的沉降和沉降差，低滲透性使得沉降的持續(xù)時(shí)間很長(zhǎng)，可能會(huì)影響建筑物的正常使用，低強(qiáng)度使得地基承載力和穩(wěn)定性不能滿足工程要求。

常用真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓等排水固結(jié)方法來(lái)處理軟黏土地基，真空預(yù)壓對(duì)地基承載力的提高有限，對(duì)處理邊界的施工要求較高，堆載預(yù)壓存在堆載材料來(lái)源不足和可能導(dǎo)致地基失穩(wěn)等問(wèn)題。排水固結(jié)法受限于軟黏土的低水力傳導(dǎo)系數(shù)和高黏粒含量等因素，而工期較長(zhǎng)，且難以達(dá)到預(yù)期效果。

電滲法是通過(guò)對(duì)插入土體中的電極施加低壓直流電來(lái)加速排水固結(jié)的一種地基處理方法，由于電滲法的電滲透系數(shù)與土顆粒粒徑無(wú)關(guān)，被認(rèn)為是處理軟黏土地基的有效方法。同真空預(yù)壓法的加固機(jī)理相似，電滲固結(jié)也是在保持土體總應(yīng)力不變的情況下，通過(guò)產(chǎn)生負(fù)超靜孔壓來(lái)提高有效應(yīng)力，因此不會(huì)導(dǎo)致地基因承載力不足而失穩(wěn)。然而，電滲法由于受金屬電極材料的影響，而沒(méi)有得到廣泛的推廣應(yīng)用，電動(dòng)土工合成材料可以避免金屬電極在電滲過(guò)程中腐蝕的缺陷，使電滲法進(jìn)入新的發(fā)展階段。

土體在電滲過(guò)程中形成從陽(yáng)極到陰極的水平水流，而對(duì)于匯聚在陰極處的水卻不能提供向上的動(dòng)力使其排出土體表面，因而對(duì)于電滲法處理的土體存在陽(yáng)極附近的土體含水率大大降低，越往陰極土體含水率越高的現(xiàn)象。因而提出將電滲法與真空預(yù)壓法、堆載預(yù)壓法等結(jié)合，然而結(jié)合后的方法存在施工復(fù)雜、電能消耗大、造價(jià)高等缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種操作簡(jiǎn)單、排水效率高的環(huán)狀電滲單井排水的軟黏土地基處理方法。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供的環(huán)狀電滲單井排水的軟黏土地基處理方法，包括開(kāi)挖單井、打入電滲電極、電滲和排水等步驟，其特征在于：所述電滲電極以單井中心線為軸線，環(huán)狀陣列打入軟黏土地基數(shù)圈；每圈電滲電極均通過(guò)一根導(dǎo)線獨(dú)立連接，將最外圈和次外圈的導(dǎo)線分別連接直流電源的正極和負(fù)極，在土體中形成從外向內(nèi)的環(huán)向電滲流；如此由外向內(nèi)依次對(duì)每相鄰兩圈電滲電極進(jìn)行通電，重復(fù)上述電滲處理步驟，最終將處理范圍土體中的水排入單井內(nèi)，再將單井內(nèi)的水排出地表。

具體地，上述各步驟操作如下：

1）在軟黏土地基中開(kāi)挖滿足地基處理要求的單井，以單井中心線為軸線，在軟黏土地基中環(huán)狀陣列打入數(shù)圈成梅花形分布的電滲電極；

2）將所有電滲電極用導(dǎo)線連接，需滿足同一圈的電滲電極單獨(dú)使用一根導(dǎo)線連接；

3）將最外圈的電滲電極連接到直流電源的正極，次外圈的電滲電極連接到直流電源的負(fù)極，開(kāi)啟電源后在土體中形成從外向內(nèi)的環(huán)向電滲流；一段時(shí)間后關(guān)閉電源拆除導(dǎo)線，再將次外圈的電極連接電源的正極，其內(nèi)相鄰一圈的電極連接電源的負(fù)極，如此依次對(duì)每圈電極進(jìn)行通電了；最終通過(guò)井壁周圍的電滲電極將處理范圍內(nèi)的水排入單井內(nèi)，將單井內(nèi)的水通過(guò)潛水泵及出水管排出地表；

4）多次重復(fù)上述電滲處理步驟，直至沒(méi)有水流入單井中。

具體地，滿足地基處理要求的單井為充分考慮現(xiàn)場(chǎng)工程地質(zhì)情況、電滲處理范圍等因素來(lái)設(shè)計(jì)單井的開(kāi)挖深度和半徑，為了防止井壁坍塌，所述單井內(nèi)安裝有打孔護(hù)筒，所述打孔護(hù)筒包括打滿小孔的PVC管和包設(shè)于PVC管外部的濾布。

具體地，所述電滲電極垂直于地基表面豎向打入土體中，打入土體深度為地基的處理深度。

具體地，所述電滲電極材料為電動(dòng)土工合成材料，每個(gè)電滲電極為實(shí)心或空心的管狀結(jié)構(gòu)。電滲電極不具有豎向排水功能

具體地，相鄰環(huán)狀電滲電極的間距為1～1.5m，最內(nèi)層的環(huán)狀電極緊貼單井井壁打入土體中。

具體地，所述直流電源對(duì)電滲電極進(jìn)行穩(wěn)壓或穩(wěn)流通電，相鄰兩圈電滲電極的通電時(shí)間根據(jù)內(nèi)圈電極附近土體的含水率判斷。

具體地，還包括步驟5）電滲處理完畢后對(duì)單井進(jìn)行回填壓實(shí)處理

有益效果：本發(fā)明通過(guò)環(huán)狀電滲單井排水對(duì)黏土地基進(jìn)行處理，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

第一，通過(guò)電滲法形成的環(huán)向滲流，將土體中的水排入單井中，克服了常規(guī)電滲法對(duì)于匯聚在陰極處的水難以排出的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了對(duì)軟黏土地基的現(xiàn)場(chǎng)處理；

第二，該方法不需要與真空預(yù)壓、堆載預(yù)壓等方法聯(lián)合，因而施工簡(jiǎn)單，便于操作，同時(shí)節(jié)省了造價(jià)。而且可以通過(guò)一次進(jìn)行多組本方法，實(shí)現(xiàn)對(duì)軟黏土地基的大面積處理。