[發明專利]電滲排水剛性樁組件及施工方法

有效

• 申請號: 202111363862.7
• 申請日: 2021-11-17
• 公開（公告）號: CN114108598B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 黃俊光;張恒;李偉科;李磊;李健斌;梁永恒;彭浩;李健津
• 申請（專利權）人: 廣州市設計院集團有限公司
• 主分類號: E02D3/10
• 分類號: E02D3/10;E02D3/11;E02D5/22
• 代理公司: 華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 米晶晶

本發明公開一種電滲排水剛性樁組件及施工方法。電滲排水剛性樁組件包括至少兩個金屬樁和至少兩個排水件，使用電滲排水剛性樁組件進行施工時，將至少一個金屬樁與電源正極電性連接，至少一個金屬樁與電源負極電性連接，開啟電源后可以在土體中形成直流電場，土體中水分在電場作用下向與電源負極電性連接的金屬樁一側運動，通過樁腔內的排水件將水排走，從而迅速降低土體含水量、快速固結土體和提高地基承載能力；排水完成后，向樁腔內部灌注混凝土，混凝土凝固后與金屬樁結合形成高強剛性樁，樁內混凝土增強了金屬樁穩定性并提高了樁側摩阻力，樁周軟土與金屬混凝土樁形成復合地基，解決了軟土地基成樁質量差、承載力不足的問題。

技術領域

本發明涉及軟土地基處理技術領域，特別是涉及一種電滲排水剛性樁組件及施工方法。

背景技術

隨著沿海地區經濟發展和城市用地緊張，大量工程建設項目將在沿海地區展開。沿海地層中通常埋藏有淤泥或淤泥質軟土，此類土體多呈飽和、流塑狀態，具有含水量高、承載力低、固結時間長等不良工程特性，工程建設之前需要對此類軟土地基進行加固處理。

現有常用的軟土地基處理方法有排水固結法、電滲法、水泥土攪拌法等，但由于軟土通常顆粒較細、親水礦物含量高，導致水力滲透系數低，傳統的排水固結法效果差且固結周期較長；電滲法雖然可以快速排出軟土地基中的水分，但后期固結效果不理想，最終沉降量、承載力無法滿足工程建設需求。部分工程采用多種復合地基方法進行地基處理，如水泥土樁、灰土樁、灌注樁復合地基等，但在軟土地區的復合地基施工中大量出現成樁質量差的問題；而預制樁雖然承載力高、質量可控，但由于打設過程中會產生嚴重的擠土效應，破壞樁側土體結構，且預制樁跟軟土剛度相差過大，無法發揮樁間土的承擔作用，導致樁基使用數量和機械使用頻率增加，既不經濟也不環保。

綜上可見，現存軟土地基處理方法雖各有優勢，但也存在著固結周期長、固結效果差、承載力低、成樁質量不可控等諸多缺陷，無法滿足現代工程的建設需求。

發明內容

基于此，有必要提供一種電滲排水剛性樁組件及施工方法，旨在解決軟土地區排水固結慢、承載力低、成樁質量不可控的問題。

本申請提供一種電滲排水剛性樁組件，包括：

至少兩個金屬樁，所有所述金屬樁間隔設置，所述金屬樁包括樁本體，所述樁本體內設樁腔且所述樁本體開設有與所述樁腔連通的開口，所述樁本體的周向側壁形成有集水通孔，所述集水通孔用于連通所述樁腔與外界，至少一個所述金屬樁用于與電源正極電性連接，至少一個所述金屬樁用于與電源負極電性連接；

至少兩個排水件，一個所述排水件對應于一個所述金屬樁，所述排水件可拆卸地插設于所述樁腔內部。

使用該電滲排水剛性樁組件時，將金屬樁插入軟土，將至少一個所述金屬樁與電源正極電性連接，至少一個所述金屬樁與電源負極電性連接，如此，在軟土地基中，與電源正極電性連接的金屬樁與與電源負極電性連接的金屬樁之間形成直流電場，與電源負極電性連接的金屬樁成為陰極金屬樁，與電源正極電性連接的金屬樁成為陽極金屬樁，根據電滲原理，土體中水分在電場作用下從陽極金屬樁的一側向陰極金屬樁的一側運動，由此陰極金屬樁的樁腔內部可以聚集土體中水分，再通過樁腔內部的排水件將樁腔內的水排離樁腔，達到快速降低軟土地基含水量、快速固結土體和提高軟土地基承載能力的目的；排水完成后，拆卸樁腔內部的排水件，向樁腔內部灌注混凝土等填充介質，金屬樁可以為混凝土等填充介質的凝固起到隔離保護作用，使得混凝土等填充介質達到更好的凝固效果，凝固后混凝土與金屬樁結合形成高強剛性樁，部分填充介質穿過集水通孔進入軟土地基中并在凝固后與樁周軟土形成整體，從而提高了金屬樁與軟土的側摩阻力，提高成樁質量。

總的來說，電滲促使樁周軟土快速排水固結，金屬管的樁身提高了樁內混凝土的凝固效果和成樁質量，金屬樁與混凝土結合形成高強剛性樁，內填的混凝土增強了金屬樁的穩定性，部分混凝土與軟土凝結形成整體而提高了樁側摩阻力，樁周軟土與金屬混凝土樁形成復合地基，解決了軟土地基排水固結慢、成樁質量差、承載力不足的問題。