CN104846711A - 用于土质边坡加固的电渗方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于土质边坡加固的电渗方法，是将阳极以一定的小角度水平朝下和阴极以一定的小角度水平朝上插入土体中，然后连接成电渗系统，经过电渗处理后，土体含水量降低，抗剪强度提高，达到路基加固、边坡抗滑或基坑防护的目的。本发明利用合理的施工角度对边坡进行电渗加固，可以对既有路基进行加固，直接将电极打入边坡内对其进行处理，且该方法不需要大型的设备，施工方便。

Description

用于土质边坡加固的电渗方法

技术领域

本发明涉及一种电渗加固土体技术，用于土质边坡的电渗加固抗滑、不损坏既有路面的路基加固以及基坑开挖的加固保护等土体加固领域，具体涉及一种用于土质边坡加固的电渗方法。

背景技术

我国沿海地区广泛分布着淤泥质软粘土层，在这些地区修筑公路时，受到工期及现场条件的限制，有时不得不采用过湿土填筑路基，这些软粘土含水量高，渗透性差，强度低，表现出较强的欠固结性，基于一级公路工程多为高填方路堤，会直接影响到路基的沉降和高填方路堤边坡的稳定性。同时由于某些地区梅雨季节，降雨量大而集中，并且持续时间较长，路堤在雨水的浸泡和周围山体水流的渗透作用下，含水量变大，不经过适当的处理，路堤往往产生较大的变形乃至滑动破坏，这些危害直接影响到公路的正常通行和使用寿命，甚至对车辆和人身安全构成威胁，造成大量的损失。

鉴于以上工程问题，有必要对不稳定的路堤和土质边坡进行加固修复。传统的方法有抗滑桩，反压护道等，但综合考虑工程场地的复杂性和经济性，电渗排水固结法无疑也是一种有效的方法，拥有越来越广泛的发展空间。然而现有的用于土质边坡（路基）加固的电渗方法并不完善，其工艺都是考虑从路面垂直向下插入电极进行加固处理，必然会影响道路的使用，且成本较高，容易破坏周围环境。开发一种施工方便、耗能低、效率高的电渗加固方法已成为亟待解决的技术问题。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种施工方便、耗能低、效率高的用于土质边坡加固的电渗方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明提供的用于土质边坡加固的电渗方法，包括以下步骤：

步骤1，将阴极和阳极从待加固土体的侧壁间隔地插入其中，其中阳极斜向下，与水平面的夹角为5~10°；阴极斜向上，与水平面的夹角为5~10°；

步骤2，将阴极、阳极与导线及电渗仪连接成电渗系统，对土体进行电渗处理。经电渗处理后的土体含水量降低，抗剪强度提高，达到路基加固、边坡抗滑或基坑防护的目的。

所述待加固土体可以是土质边坡、路基或基坑。

具体地，所述阳极材料选用铜或铁，经过电渗处理，阳极被腐蚀，金属离子进入土体使土体粘结强度大大提高，电渗完成后相当于形成一个个土钉；

具体地，所述阳极采用导电塑料管，电渗处理完成后，对阳极导电塑料管进行注浆加固。

具体地，所述阴极采用导电塑料管，导电塑料管周身开孔并用土工布包裹，有利于排水，电渗处理完成后，将其作为永久的排水通道予以保留。

具体地，所述导电塑料管的电阻率应不大于10^-3Ω·m，其结构形式为添加导电填料的塑料管或普通塑料管外加导电棒。

施工时时，具体操作步骤如下：

1、根据场地土质情况，确定电极的尺寸（包括长度、内径、外径）、电极布置间距和形式以及通电方式。

2、根据确定的电极尺寸定制电极；阳极可采用金属棒或导电塑料管，阴极采用导电塑料管，管周身打孔且用土工布包裹。

3、按照已确定的布置间距和形式在场地内布点。

4、根据土质情况人工或者机械引孔将电极插入土体中。阴极以一定的小角度水平向上插入土体中，方便排水；阳极以一定的角度水平向下插入土体，与阴极相反增加电渗处理面积，且方便电渗完成后对导电塑料管进行注浆加固。

5、将阳极和阴极分别用导线串联起来，分别汇总至电渗仪的正负输出电极。

6、按照已确定的通电方式开始电渗处理。随时记录电流电压以及出水量的变化情况，适时调整通电方式。

7、电渗处理完成后，对阳极采用导电塑料管的工程，进行注浆加固。

有益效果：本发明的用于土质边坡加固的电渗方法相比现有技术，具有以下优点：

（1）耗能较低，且对既有路基边坡上的植被草皮影响甚微，有利于工程与环境的和谐相处，是一种环保型技术；整个加固过程不需要大型的设备，方便施工，且工艺简单，所用设备、导线可全部回收，多次使用。

（2）电极近似水平插入土体，由于上部荷载作用，解决了单独电渗过程中的开裂问题，使电渗效率大大提高；并且阴阳极上下布置，在电渗作用下，水从阳极流向阴极，与重力方向一致，有利于土体中的水向阴极汇聚排出，排水效率显著提高。

（3）在电渗过程中，金属阳极的金属离子不断进入土体，在电泳作用下带负电的土体颗粒不断向阳极移动，使得阳极处粘结强度显著提高，在电渗处理完成后，金属阳极转化为一个有效的土钉。

（4）阴极管将作为排水通道永久保留，可改善土体的排水条件；如果日后由于特殊情况导致土体含水率显著变化，可重新连接导线、设备，再次进行电渗加固处理；对于金属阳极可重新插入金属电极进行加固。

（5）对既有公路、铁路的路基加固，不需要中断公路和铁路的使用，即可达到加固路基的效果；对土质边坡其抗滑移安全系数明显提高。

（6）对于竖向施工有困难的路基加固，均可采用该方法。

除了上面所述的本发明解决的技术问题、构成技术方案的技术特征以及由这些技术方案的技术特征所带来的优点外，本发明的用于土质边坡加固的电渗方法所能解决的其他技术问题、技术方案中包含的其他技术特征以及这些技术特征带来的优点，将结合附图做出进一步详细的说明。

附图说明

图1是本发明实施例的纵断面布置图

图2是本发明实施例的坡面正视图

图中：1阴极，2阳极，3土质边坡，4导线，5电渗仪。

具体实施方式

实施例：

本实施例的用于土质边坡（路基）加固的电渗方法通过以下步骤实现：

1)        根据场地土质情况，确定阴极和阳极的尺寸，包括长度、内径、外径，阴极与阳极的布置间距和形式以及通电方式。

2)        根据已确定的指标定制阴极和阳极。阴极采用导电塑料管，管周身打孔且用土工布包裹，阳极可采用金属棒或导电塑料管，无需打孔也不需要包裹。

3)        按照已确定的布置间距和形式在场地内布置点位。

4)        如图1所示，根据土质情况人工或者机械引孔将阴极1和阳极2插入土质边坡3的土体中。阴极1以5~10°的角度水平向上插入土体中，有利于排水；阳极2以与阴极相同的角度水平向下插入土体，与阴极1插入方向相反增加电渗处理面积，且方便导电塑料管在电渗完成后进行注浆加固。

5)        如图2所示，将阴极1和阳极2的分别用导线4串联起来，分别汇总至电渗仪5的正负输出电极。

6)        按照已确定的通电方式开始电渗处理。随时记录电流电压以及出水量的变化情况，适时调整通电方式。

7)        电渗处理完成后，回收导线4和电渗仪5，可重复多次利用。

8)        对于阳极2采用导电塑料管的工程，在电渗仪5和导线4回收完成后，对阳极2进行注浆加固。

以上结合附图对本发明的实施方式做出详细说明，但本发明不局限于所描述的实施方式。对本领域的普通技术人员而言，在本发明的原理和技术思想的范围内，对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变形仍落入本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于土质边坡加固的电渗方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，将阴极和阳极从待加固土体的侧壁间隔地插入其中，其中阳极斜向下，与水平面的夹角为5~10°；阴极斜向上，与水平面的夹角为5~10°；

步骤2，将阴极、阳极与导线及电渗仪连接成电渗系统，对土体进行电渗处理。

2.根据权利要求1所述的用于土质边坡加固的电渗方法，其特征在于：所述待加固土体为土质边坡、路基或基坑。

3.根据权利要求1所述的用于土质边坡加固的电渗方法，其特征在于：所述阳极的材料为铜或铁。

4.根据权利要求1所述的用于土质边坡加固的电渗方法，其特征在于：所述阳极为导电塑料管，在电渗处理完成后，对阳极导电塑料管进行注浆加固。

5.根据权利要求1所述的用于土质边坡加固的电渗方法，其特征在于：所述阴极采用导电塑料管，导电塑料管周身开孔并用土工布包裹，在电渗处理完成后作为永久的排水通道。

6.根据权利要求4或5所述的用于土质边坡加固的电渗方法，其特征在于：，所述导电塑料管的电阻率应不大于10^-3Ω·m，其结构形式为添加导电填料的塑料管或普通塑料管外加导电棒。