[發明專利]一種真空預壓聯合循環電滲的加固裝置和方法

有效

• 申請號: 201510207141.5
• 申請日: 2015-04-28
• 公開（公告）號: CN104790378B
• 公開（公告）日: 2017-03-08
• 發明（設計）人: 葉漢明;彭劼;何想;謝高強;胡建斌
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: E02D3/11
• 分類號: E02D3/11
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 張惠忠

技術領域

本發明涉及一種真空預壓聯合循環電滲的加固裝置和方法，主要應用于軟土、超軟土等低承載力的地基的加固，屬于真空預壓聯合電滲加固軟土地基工程的技術領域。

背景技術

???自從19世紀初Reuss教授發現粘土中的電滲現象以來，電滲處理軟土技術已經廣泛運用到工程實踐中，如加固斜坡、堤岸、水壩；提高樁的軸向阻力、減小樁的負摩阻力；提高試驗中地錨的抗拔力；提高高靈敏性軟土對周期荷載的抗力等等。電滲加固的原理是利用了土顆粒表面帶負電這一性質，因此為保持電中性，土體中的可移動陽離子數量要多于可移動陰離子數量。在電滲加固過程中，土體中的陽離子向陰極移動，同時帶動土中水流向陰極，這些水再通過預設的排水通道排出。然而，通過工程實踐表明：在電滲加固后期，陰極的排水效果很低。因此，現有工程往往將電滲與其他加固方法聯合應用。

在我國沿海地區，存在大面積第四紀海相沉積土。經過大量的工程實踐和室內試驗研究，形成了各種加固方法，如：電滲固結法、真空預壓法、真空堆載聯合預壓法、真空聯合電滲排水預壓法等。其中真空預壓聯合電滲加固技術，結合了真空預壓法與電滲排水法的優點，能夠做到快速排水固結。但是，在電滲過程中，土體中的離子分別向陰陽兩極移動，而隨著陰極抽真空排水帶走大量的離子，土體的電阻不斷增大，這會影響到電滲的排水加固效果。因此提出一種能夠循環利用土體中的離子達到提高加固效果的方法是值得研究的。

發明內容

????為了解決上述存在的問題，本發明公開了一種真空預壓聯合循環電滲的加固裝置，本發明針對目前真空預壓聯合電滲加固效果不理想，在電滲過程中，離子隨著水流從陰極排出，大大降低了土體的導電性能；本發明能夠保持土體的導電性的同時，簡化了施工過程。

一種真空預壓聯合循環電滲的加固裝置，該加固裝置用于加固低承載力的地基，包括射流泵、電源和兩個外管，所述兩個外管內分別插有內管和電極棒，其中一個外管內的電極棒連接到電源的正極，另一個外管內的電極棒連接到電源的負極，所述兩個內管均連接到射流泵，所述兩個內管表面均包覆有反滲透膜，

所述兩個外管均插入到軟土中，軟土表面鋪設有砂墊層，所述砂墊層表面鋪設有密封膜，所述兩個外管的頂部開口位于砂墊層上方，

電源給兩個電極棒通電后，兩個電極棒分別作為陰極和陽極，兩個外管周圍的軟土中的陽離子向陰極移動，陰離子向陽極移動，離子移動過程，起到加固軟土的作用，

射流泵啟動后，射流泵對內管產生真空作用，外管周圍的軟土中的水分就會在射流泵的真空作用下流入到內管，并被射流泵抽吸排出，軟土中的水分排出，加固軟土。

所述內管和外管均設置有若干個貫穿管壁的通孔，所述外管的表面包覆有濾布。

所述外管設置有底部，所述外管的底部設置成錐體形狀。

所述每個外管內的內管和電極棒之間均設置有隔板，所述隔板的底部與外管的底部固定，隔板的頂部延伸到外管的開口處。

所述兩個內管均通過抽水管與射流泵連接，所述兩個內管中的抽水管通過三通閥門匯合到一個總的抽水管，該總的抽水管連接到射流泵。

所述外管的頂部開口中設置有蓋板，所述蓋板與外管密封，抽吸管穿過蓋板，抽吸管的四周與蓋板密封，電極棒穿過蓋板，電極棒的四周與蓋板密封。

所述電極棒選用鋼筋。

一種真空預壓聯合循環電滲的加固的方法，包括如下步驟：

（1）在軟土上覆蓋砂墊層，再利用鉆孔設備進行鉆孔，在砂墊層上布設密封膜，以及在加固區邊緣設置止水帷幕；

（2）固定外管：將兩個規格一致的外管插入到步驟（1）所述的鉆孔中，兩個外管之間間隔一定距離，每個外管中均插有內管和電極棒，所述同一個外管中的內管和電極棒之間用隔板隔開，兩個電極棒分別接通到電源的正極和負極，兩個內管分別接通到射流泵；

（3）接通電極棒：將電源打開，兩根電極棒接通電源后一個成為陽極電極棒，另一個成為陰極電極棒，軟土中的陽離子向陰極電極棒游走，軟土中的陰離子向陽極電極棒游走，陽離子和陰離子在軟土中朝向陽極電極棒和陰極電極棒游走的過程中，軟土被加固；

（4）抽吸水分：啟動射流泵，射流泵能夠同時抽吸內管中的水分和空氣，內管周圍環境中的水分和空氣被射流泵抽吸排放出去，外管周圍的軟土在水分和空氣被抽吸的過程中，軟土會被加固；