CN102817355B - 一种真空电渗联合预压软土地基的简易加固方法 - Google Patents

Abstract

本发明针对淤泥质软粘土地基具有高含水量、高压缩性、低抗剪强度的不良特性，而发明了一种名为真空电渗联合预压软土地基的简易加固方法。该方法的步骤有：首先在需要处理的地基表面铺设土工布或编织布，再打设长短相间的纵向新型排水板，设置横向闭合排水系统，密封连接纵横向系统和搭接通电导线系统，再铺设真空密封膜，保证系统不漏气，进而利用真空泵抽取通过纵向新型排水板和横向排水系统中的水和气体，然后再将通电导线系统连接到电源的正负极，进而采用真空电渗联合法抽取通过纵向新型排水板和横向排水系统中的水和气体，最后移除密封膜，回收横向排水系统和通电导线系统，碾压平整场地。

Description

一种真空电渗联合预压软土地基的简易加固方法

技术领域

本发明是一种地基处理技术，主要适用于软土地基，属于岩土工程领域。

背景技术

在我国东南沿海地区，分布着广泛的淤泥质软土层，因其特有的高含水量、高压缩性、低抗剪强度等不良特性而给工程实践带来了诸多困难。因此工程中采用了各种方法加速排出软土中的孔隙水，如堆载预压法、真空预压法等，经过实践应用发现，常规真空预压技术虽然是一种有效的软基处理技术，但还存在较大的局限性。对于刚刚完成吹填的超软地基，加固处理需要消耗大量的吹填沙层和人工铺填山皮土作为垫层材料，保证常规真空预压施工机械的运行作业，这就需要消费大量的电能和需要较长的施工工期。

目前，真空电渗联合预压技术方面有中国专利局申请号200810024511.1基于真空电渗复合预压法的软土地基加固方法，该工法工序复杂，不能防雨水回灌，容易遭受天气干扰，且真空度传递效果差。本发明提出了一种真空电渗联合预压软土地基的简易加固方法，且又不同于申请号200510050724.7(“复合电渗、真空降水和真空预压加固地基的方法及其装置”)所描述的方法，该方法所采用的复合管构造复杂，且造价昂贵；需匀铺砂垫层，工期长；地基加固处理步骤极其繁琐，难以适于工程实践。而本发明能避其所短，通过密封连接方式，可以省去砂垫层，大大节省成本；还采用了一种新型排水板，且长短相间布置，有助于均匀加固上下土层，该排水板表面的碳纤维布，取材简单，制作方便，既可导电，又可防淤堵，并兼反滤的作用，从而缩短施工工期；另外以碳纤维布作滤布，还可以降低界面电阻阻值，减少能源的损耗且节约成本。

发明内容

本发明的目的是针对传统的真空预压处理方法存在的大量使用中粗砂作垫层、消耗大量资源、破坏环境、有效真空预压时间短、工期长、加固后软土的强度低等问题，提供了一种真空电渗联合预压软土地基的简易加固方法。

本发明的技术方案是：

一种真空电渗联合预压软土地基的简易加固方法，它有以下步骤：

首先在需要处理的地基表面铺设土工布或编织布，再打设长短相间纵向新型排水板，设置横向闭合排水系统，密封连接纵横向系统和搭接通电导线系统，再铺设真空密封膜，保证系统不漏气，进而利用真空泵抽取通过纵向新型排水板和横向排水系统中的水和气体，然后再将通电导线系统连接到电源的正负极，进而采用真空电渗联合法抽取通过纵向新型排水板和横向排水系统中的水和气体，最后移除密封膜，回收横向排水系统和通电导线系统，碾压平整场地。

将步骤进一步具体化如下：

1)真空预压法对软土场地作第一次加固处理。通过铺设土工布或编织布，利用插板机打设长短相间的纵向新型排水板，打设深度根据地质条件和工程要求来确定，有必要时还可以在长排水板上的浅层段上包裹滤布进行绝缘密封处理，防止真空度在浅层土体段的重复消耗，增大真空度的深层传递效率，其中长短排水板需排排错开间隔打设。将外露于土表的新型排水板，通过十字型密封接头相接，并与次钢丝水管紧密相连，次钢丝水管通过T型接头再与主钢丝水管紧密相连，主钢丝水管再与真空泵进行良好连接。与此同时在新型排水板外侧的碳纤维布事先捏制成的褶皱圈上，使用高温电热丝熔钻出小孔，因为碳纤维布是编制而成的网状结构，若直接采用冷刀具裁剪出，将会撕裂端部的碳纤维布，不利于导线的绑接。然后在现场上将导线穿过褶皱圈孔，保证两者良好接触，最后铺设密封膜，抽真空进行第一次加固处理。

2)真空电渗联合预压法对场地软土进行第二次加固处理。将导线与电源的正负极相连以形成直流回路，第一次加固处理的横向排水系统重复使用，进行第二次加固处理。利用该技术充分将前期的真空预压处理和后期的真空电渗联合预压处理有机结合，减少了地基土的固结时间，缩短了施工工期，提高了加固效果。

3)扫尾处理。移除密封膜，回收横向排水系统和通电导线系统，碾压平整场地。

本发明是在改进传统真空预压中大量使用中粗砂作垫层，消耗大量资源，有效真空预压时间短、工期长，加固后软土的强度提高不多等问题，首先在80KPa的真空负压压力下，将绝大部分自由水和部分孔隙水沿着纵向排水板和横向真空排水系统排出，在总应力不变的情况下，随着土体中超孔隙水压力的逐渐消散，有效应力也在不断增大，使得土体得到了第一次加固，接着利用真空电渗联合预压法来对地基进行第二次加固，其工作原理：一是利用电渗能够排出部分弱结合水的特点，进行真空预压联合电渗加固，可以使电解产生的，聚集于电极处的气体更容易逸出，从而减少了界面电阻所消耗的电能，在加固的过程中，由于真空预压的作用可以减少阳极附近的微裂缝的产生；二是在真空负压压力，电渗力，烘烤和膨胀加密的共同作用下，土体达到了较大程度的固结。其中采用了一种新型排水板，排水板表面的碳纤维布，既作电极，又可防淤堵，兼反滤的作用，可以减少后期的繁琐工序。另外以碳纤维布作滤布，还可以降低界面电阻阻值，降低能源的损耗且节约成本。

附图说明

图1——真空电渗联合预压场地布置示意图。

图2——通电导线系统布置剖面示意图。

图中：长短新型排水板(1)，十字型密封接头和T型接头(2)，次钢丝水管(3)，主钢丝水管(4)，导线(5)，褶皱圈(6)，褶皱圈孔(7)，电源(8)。

具体实施方式

1、真空预压法对软土场地作第一次加固处理

1)通过机械对场地进行平整，平整度达到5‰。

2)铺设一层编织布；若处理超软地基，则可布置300-400g土工布。利用滤膜包裹的泡沫作为人工围埝。

3)进行纵向新型排水板(1)施工，根据地质条件计算确定打设长短相间的纵向新型排水板(1)的间距、深度和所使用的排水板规格型号。排水板的孔径一般为80～120μm，可以适当选孔径较大的，排水板的外露长度根据间距确定，一般为40～60cm，碳纤维布的宽度为20～30cm，板头和包裹的碳纤维布要求平整、对齐，不得有进泥现象出现。

4)横向排水系统的设置：将外露于土表的新型排水板(1)，通过密封接头(2)相接，并与次钢丝水管(3)相连，次钢丝水管(3)通过T型接头再与主钢丝水管(4)，主钢丝水管(4)再与真空泵相连。

5)在新型排水板(1)外侧的碳纤维布事先捏制成的成褶皱圈(6)上，使用高温电热丝熔钻出小孔，将导线(5)穿过褶皱圈孔(7)，铺设密封膜，密封膜质量符合设计要求，在工厂热合一次成型。将事先压制成型的密封膜，分两层铺设，铺膜时要考虑沉降引起对膜的变形要求，两层密封膜均要埋入密封沟回填压实。

6)安真空泵，真空抽气。按照设计要求布置真空泵，开泵进行抽气。保证在真空负压80kpa作用下，抽气进行30～45天。

2、真空电渗联合预压法对场地软土进行第二次加固处理

将导线与电源(8)的正负极相连以形成直流回路，第一次加固处理的横向排水系统重复使用，进行第二次加固处理。该工序持续15～25天。利用该技术充分将前期的真空预压处理和后期的真空电渗联合预压处理有机结合，减少了地基土的固结时间，缩短了施工工期，提高了加固效果。

3、扫尾处理

移除密封膜，回收横向排水系统和通电导线系统，碾压平整场地。

Claims (3)

1.一种真空电渗联合预压软土地基的简易加固方法，其特征在于包括以下步骤：首先在需要处理的地基表面铺设土工布或编织布，再打设长短相间纵向新型排水板，设置横向闭合排水系统，密封连接纵横向系统和搭接通电导线系统，再铺设真空密封膜，保证系统不漏气，进而利用真空泵抽取通过纵向新型排水板和横向排水系统中的水和气体，然后再将通电导线系统连接到电源的正负极，进而采用真空电渗联合法抽取通过纵向新型排水板和横向排水系统中的水和气体，最后移除密封膜，回收横向排水系统和通电导线系统，碾压平整场地；

其中所述纵向新型排水板是集排水、真空度传递与电极为一体的复合电极排水板，排水板包括芯板和碳纤维布，碳纤维布上布满小孔，既可导电，又可防淤堵和反滤。

2.根据权利要求1所述方法，其特征在于，横向排水系统是将纵向新型排水板通过十字型密封接头相接，并与次钢丝水管紧密相连，次钢丝水管通过T型密封接头再与主钢丝水管紧密相连，主钢丝水管再与真空泵进行良好连接。

3.根据权利要求1所述方法，其特征在于，通电导线系统是在外露新型排水板表面的碳纤维布事先捏制成的褶皱圈上，打好小孔，再利用导线穿过褶皱圈孔，保证两者良好接触，最后将导线连缀成系统，与电源的正负极相连。