CN212477687U - 一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置，包括：灰土挤密桩；所述的电渗系统主要由打入到土体内的阴阳电极、为所述阴阳电极提供直流电的直流电源、用于将阴阳电极附近场地的水排出的水泵组成，其中所述阴阳电极分布在所述灰土挤密桩周围；所述的排水系统主要由伸入到所述灰土挤密桩内的排水管和与所述排水管相连且向外抽吸的真空射流泵组成。通过电渗法降低软土地基中的含水量从而扩大灰土挤密桩在含水量较高，饱和度较大的湿陷性黄土地区的应用。

Description

一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置

技术领域

本实用新型属于地基处理技术领域，特别涉及一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置，适用于含水量较高饱和度较大的黄土地区的地基处理。

背景技术

湿陷性黄土是一种非饱和的欠压密土，在天然湿度下，其压缩性较低，强度较高，但遇水浸湿后，在附加压力或自重压力的影响下，引起较大的湿陷变形。故这样的土质必须经过处理之后才能作为建筑物的地基。灰土挤密桩是一种有效便捷的处理湿陷性黄土地基的方法，该方法是利用锤击将钢管打入土中，使之侧向挤密成孔，将管拔出后，在桩孔中分层回填用石灰和土按一定体积比例2：8或3：7的灰土夯实而成。灰土挤密桩与桩间土共同组成复合地基，以承受上部载荷。电渗法是在电场作用下，在土中插入金属电极，并通以直流电，土中水从阳极流向阴极，产生电流，从而降低高黏性土的含水率或地下水位，以及改善土性的加固方法。

当天然含水量在0.6倍液限含水量范围内时，此时传统的灰土挤密桩成孔难度最小，挤密程度最佳；当天然含水量大于25%时，由于挤压引起超孔隙水压力，土体难以挤密，挤密效果较差，且孔壁附近土的强度因受扰动而降低，拔管时容易出现缩颈等状况。

综上所述，现有单独的灰土挤密桩技术应用范围相对较窄，对含水量较高，饱和度较大的软土地基的处理效果不佳。另外，现有技术在实际的工程应用中往往存在着诸多的条件限制，施工操作复杂，亟需通过改进技术来进行解决。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置，以解决现有灰土挤密桩适用范围的局限性。通过电渗法降低软土地基中的含水量从而扩大灰土挤密桩在含水量较高，饱和度较大的湿陷性黄土地区的应用。

为了实现上述目的，本实用新型实施例所采用的技术方案如下：

本实用新型实施例提供一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置，包括：灰土挤密桩；所述的电渗系统主要由打入到土体内的阴阳电极、为所述阴阳电极提供直流电的直流电源、用于将阴阳电极附近场地的水排出的水泵组成，其中所述阴阳电极分布在所述灰土挤密桩周围；所述的排水系统主要由伸入到所述灰土挤密桩内的排水管和与所述排水管相连且向外抽吸的真空射流泵组成。

进一步地，所述阴阳极电极外包裹着分级式电极管，所述分级式电极管包括相互套接的外管和内管，所述外管由导电管和第一非导电塑料管通过接头交错连接而成，所述导电管和第一非导电塑料管上均均匀间隔开设排水孔，所述内管采用第二非导电塑料管，所述第二非导电塑料管下端与外管下端平齐或高于外管下端1~2mm，所述外管外壁与底部包裹非导电土工织物滤层。

进一步地，所述导电管为导电塑料管，导电塑料管内设有轴向的金属丝，金属丝对称分布于导电塑料管管壁内并轴向贯穿整个导电塑料管。

进一步地，导电塑料管内外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向排水槽。

进一步地，所述接头两端分别与导电管和第一非导电塑料管采用热熔连接。

进一步地，所述灰土挤密桩包括桩管本体和固定在所述桩管本体底部的桩尖，桩管本体和桩尖的连接处设置多个进水孔，所述排水管的顶端伸出桩管本体且与桩管本体的顶部固定连接，所述排水管的底端分别与所述进水孔连接。

根据以上技术方案，本实用新型的有益技术效果为:

1）本实用新型通过电渗法先对地基进行深度排水，期间采用周期间歇式的方式控制矩阵电极的工作，提高深度地基排水效果。

2）本实用新型通过电渗法使原地基中的含水量下降，然后利用打夯机进行成孔，用灰土进行夯填，击实夯实成桩，从而达到对高含水量高饱和度的湿陷性黄土地区良好的地基处理的效果。

3）本实用新型导电电管通电电压为纵向梯度设置，可将电能传到土体深部，解决了深层软基处理时，由于能量损失，深部土体难以排水固结的问题。

4）该实用新型中通过进入管内水体的中和作用，很大程度上避免了电极附近的极化，降低了界面电阻，极大提高了电渗排水的效率。

5）本实用新型主要是先利用电渗法对含水量较大，饱和度较大的施工场地进行排水处理，场地中的含水量得到大幅度有效的降低。然后如果在对灰土挤密桩进行打桩夯填时利用桩管中设置的排水管进行二次排水，确保灰土挤密桩在施工时不会出现因为含水量过大而造成的桩管的缩颈比较严重的情况。从而确保桩管能在比较良好的环境下进行施工，使得工程中桩的质量得以保证。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1是本实用新型实施例提供的一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置的剖面示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电极布置平面示意图；

图3是本实用新型实施例提供的排水示意图；

图4是本实用新型实施例提供的灰土挤密剖面示意图；

图5是本实用新型实施例提供的阴阳电极管的示意图；

图中各附图标记为:软黏土1、直流电源2、水泵3、阴阳电极4、桩尖5、软管6、电极接口7、桩管8、排水管9、水管10、真空射流泵11、电极安放管12、排水孔13、接头14、非导电塑料管15、导电管16、排水孔17。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

结合图1至图5所示，本实用新型实施例提供一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置，包括：灰土挤密桩8；所述的电渗系统主要由打入到土体内的阴阳电极4、为所述阴阳电极4提供直流电的直流电源2、用于将阴阳电极附近场地的水排出的水泵3组成，其中所述阴阳电极4分布在所述灰土挤密桩周围；所述的排水系统主要由伸入到所述灰土挤密桩内的排水管9和与所述水管10相连且向外抽吸的真空射流泵11组成。

本实施例中，所述阴阳极电极4外包裹着分级式电极管，所述分级式电极管包括相互套壁与底部包裹非导电土工织物滤层。采用非导电土工织物包裹套壁是为了防止土体在通电渗流时发生土颗粒的过量流失或管涌现象。

本实施例中，所述导电管16为导电塑料管，导电塑料管内设有轴向的金属丝，金属丝对称分布于导电塑料管管壁内并轴向贯穿整个导电塑料管。将金属丝对称分布于导电塑料管管壁内并且让金属丝轴向贯穿整个导电塑料管这样设计的目的是为了让电极管附近的土体在电渗系统通电后都能充分渗透固结。

本实施例中，导电塑料管内外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向排水槽。在导电塑料管内外壁上设置沿圆周均匀间隔的轴向排水槽是为了当对阴阳电极通以直流电进行电渗时，均匀间隔的轴向排水槽会加快水的排出，从而加快原有高含水量高饱和度场地土体降水量的降低。

本实施例中，所述接头两端分别与导电管16和第一非导电塑料管15采用热熔连接。采用热熔连接可以保证接头处做到密封，连接牢固的效果。

本实施例中，所述灰土挤密桩8包括桩管本体和固定在所述桩管本体底部的桩，灰土挤密桩采用灰土比3:7的比例配制而成，桩管本体和桩尖的连接处设置多个进水孔，所述排水管9的顶端伸出桩管本体且与桩管本体的顶部固定连接，所述排水管的底端分别与所述进水孔连接。桩管中设置排水管是为了保证当在对原有高含水量高饱和度场地进行电渗排水后，当进行打桩的过程中，采用排水管可以将桩管附近的水进行二次排出，确保灰土挤密桩在施工过程的环境符合其适用的施工环境。

通过采用上述技术方案，软土地基施工过程中，先根据土工试验得到的该施工厂地的土的天然含水量，饱和度等参数，然后根据该参数，结合湿陷深度和地基承载力等要求，采用电渗法先对地基深度进行排水，从而降低原有地基中的含水量，当用打桩机进行成孔和拔管的过程中，桩孔及其周边土尚未出现缩颈和隆起，挤密效果良好。

本实施例还提供一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基装置的施工方法，包括以下步骤：

1）进行打桩前须在室内试验得到土体的平均天然含水量和饱和度；

2）打桩前需要根据场地施工时的湿陷深度和地基承载力的要求，确定灰土挤密桩的桩长和布点间距；

3）进行场地平整的操作，采用挖掘机与装载机结合的方法，运用挖掘机装土、自卸汽车运土或装载机运土的方式，将所有挖出的土方集中成堆，然后用反铲挖掘机装土，用自卸汽车将土运到低于施工标高的地方，并用装载机摊平，碾压平整，最后用压路机压实；

4）测量放线，定出与电渗法相关的阴阳电极的分级式电极管的位置，灰土挤密桩的定位轴线、打桩场地边线并标识，确定灰土挤密桩的桩顶标高和原地面标高；

5）将准备好的阴阳电极管插入施工场地中预先标记的电极管待放的位置处，并将其与直流电源相连，将场地中的阴阳电极都依次按顺序布置；

6）在布点需要打桩的位置布设多个排水管和多个矩阵阴阳电极，排水管均与真空射流泵11连通，通过对矩阵阴阳电极进行通电加快底层含水排出，启动真空射流泵11加快排水管中的含水排出；

7)在打桩前将排水管与灰土挤密桩桩尖处的排水管安置好并且将两者连接，检查好水管是否漏水，然后采用沉桩机将与桩孔同直径的钢管打入土中拔管成孔；

8）用打桩机在布点进行成孔施工，开始成孔阶段要求轻击慢沉，打入设计深度后，立即关闭油门，桩管停滞1min后缓慢均速地拔锤。成孔后清底夯实、夯平，夯实次数不小于8击。成孔时应该满足一定的施工顺序，当整片处理时，宜从里（或中间）向外间隔1～2孔进行，成孔后清底夯实、夯平；

9）向孔内添加灰土比为3:7的灰土的填料，接下来主要对填孔里的灰土进行夯实。灰土采用分层回填夯实，逐层以量斗定量向桩孔内下料，每层回填厚度280-320mm,采用电动卷扬机提升式夯实机分层夯实。

本具体实施方式的实施例均为本实用新型的较佳实施例，并非依此限制本实用新型的保护范围，本实用新型中应用了具体实施例对实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及核心思想，同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (6)

1.一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置，其特征在于，包括：

灰土挤密桩；

电渗系统，所述的电渗系统主要由打入到土体内的阴阳电极、为所述阴阳电极提供直流电的直流电源、用于将阴阳电极附近场地的水排出的水泵组成，其中所述阴阳电极分布在所述灰土挤密桩周围；

排水系统，所述的排水系统主要由伸入到所述灰土挤密桩内的排水管和与所述排水管相连且向外抽吸的真空射流泵组成。

2.根据权利要求1所述的一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置，其特征在于，所述阴阳电极外包裹着分级式电极管，所述分级式电极管包括相互套接的外管和内管，所述外管由导电管和第一非导电塑料管通过接头交错连接而成，所述导电管和第一非导电塑料管上均均匀间隔开设排水孔，所述内管采用第二非导电塑料管，所述第二非导电塑料管下端与外管下端平齐或高于外管下端1~2mm，所述外管外壁与底部包裹非导电土工织物滤层。

3.根据权利要求2所述的一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置，其特征在于，所述导电管为导电塑料管，导电塑料管内设有轴向的金属丝，金属丝对称分布于导电塑料管管壁内并轴向贯穿整个导电塑料管。

4.根据权利要求3所述的一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置，其特征在于，导电塑料管内外壁上均设有沿圆周均匀间隔设置的轴向排水槽。

5.根据权利要求2所述的一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置，其特征在于，所述接头两端分别与导电管和第一非导电塑料管采用热熔连接。

6.根据权利要求1所述的一种灰土挤密桩联合电渗法处理软弱地基的装置，其特征在于，所述灰土挤密桩包括桩管本体和固定在所述桩管本体底部的桩尖，桩管本体和桩尖的连接处设置多个进水孔，所述排水管的顶端伸出桩管本体且与桩管本体的顶部固定连接，所述排水管的底端分别与所述进水孔连接。

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