[发明专利]一种加固吹填淤泥土的真空电渗排水方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种加固吹填淤泥土的真空电渗排水方法及用于淤泥打板的插板机，适用于吹填造地，尤其适用于大面积围海造地或低洼地填高工程，属于水利工程、土木工程、环境工程领域。

背景技术

吹填淤泥土具有含水量高、压缩性强、渗透性差、承载力低、固结时间长等特点。为加速沿海开发，必须进行地基处理，通过地基处理达到提高场地承载力，消除不均匀沉降，控制工后沉降的目的。由于吹填淤泥土几乎没有承载力，目前市场上使用的各种插板机由于自重过大、打插深度过大，不能自由行走等缺陷无法使用。

吹填淤泥土地基处理技术现常采用的方法有堆载、真空预压、强夯法及电渗法等。目前的地基处理的缺陷是无法直接在淤泥上作业。真空预压可以适当解决该问题，但人工插板只能达到2~3m，满足不了后期施工的需要，因而需要二次真空处理，工期势必增长。

真空预压和电渗排水联合应用是近几年发展起来的软基加固新技术。而现有的方法只是将两种方法简单叠加，没有实现有机结合。以往的方法中真空产生的水流是竖向的而电渗产生的水流是水平的，方向并不一致导致了能量的浪费；并且在室内研究中电极往往上下布置，而在现场试验及应用时则采用水平布置，竖向施打，导致室外应用跟室内研究脱节。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述缺陷，提供一种能在吹填淤泥土上行走的插板机及将正负极上下布置的真空电渗排水方法。

本发明的技术方案是：

一种加固吹填淤泥土的真空电渗排水方法，其特征在于包括以下步骤：

1）制作并预埋阳极；将长8~12m的直径24~32mm的铁棒平铺于场地设计位置，并将其固定，防止吹填时将其移动。将正极用导线连接引出吹填区；

2）吹填淤泥至设计标高，吹填高度一般为3~5m； 

3）将插板机吊放在预处理吹填区域边界，靠浮箱浮力使其浮于淤泥面上，使叶轮轴线恰好在泥面上，插排水板；排水板插完后，将插板机调离吹填区；

4）在操作区铺一层编织布，制作阴极管，将阴极管置于阳极正上方，固定，用导线连接，并引出场区；

    5）在场地内布置水平排水主管，阴极管。阴极管间距与排水板间距一致，塑料排水板与阴极管采用缭绕法连接，即将塑料排水板露出地面的预留段缠绕在阴极管上2～3圈，排水板头插入土体内；水平排水主管与阴极管间采用三通连接，将正负极引出的导线连接到直流电源的正负极上；

   6）在水平排水管和导电线路上铺设一层土工布，在土工布上铺设两层真空膜，将电渗排水系统置于膜下，将真空膜压入密封沟，然后回填粘土并压实；将水平排水主管穿过真空膜与真空泵连接，将阴极导线和阳极导线通过密封沟的底部与直流电源的负极和正极连接；

  7）开动真空泵抽真空，排出部分土体中的自由水，真空稳定后，修筑围堰覆水预压，并同时启动直流电源开始电渗；水分子带极性，在电渗作用下，由阳极向阴极移动，电渗作用增大了水分子的活性，加快了渗透速度，同时电渗还对土体中的结合水起作用，促使弱结合水脱离土颗粒的束缚排出，进一步降低土体的含水率，加速排水。另外在电泳的作用下，土颗粒向阳极移动，加速土体的固结。

8）预压结束后，卸载。

步骤4）中阴极是由EKG材料做成的导电带孔滤管，装在土工布做成的管套内。

上述真空电渗排水方法中使用的插板机，包括卷扬机、发动机、桩管、控制室、振动锤、操作平台，操作平台下方四个角落分别安装4个浮箱，浮箱之间安装叶轮，叶轮片通过轴承、三角带与发动机连接，在操作平台上安装龙门架，龙门架之间设置桩管轨道。

所述浮箱（3）直径1~3m，高4~6m。浮箱起支撑作用，使操作平台能够浮于泥面上并完成打板操作； 

所述叶轮（4）的叶轮片长5~6m左右，宽20~30cm左右。行走时，启动发动机带动叶轮片翻转，通过向后拨动淤泥土向前行走，新近吹填淤泥有一定流动性，保证机械持续前进，不至于叶轮空转；用于水上提供动力的螺旋桨在泥面上只能空转，不能提供前进动力，因而水上插板机在泥面上也不能使用。

以往的插板机直接支撑主架，主架上只能悬挂一个桩管，因此只能一次打一根排水板，本发明插板机上添加了龙门架，可同时施打多根排水板。龙门架之间设置桩管轨道，能根据要求调整桩管间距。

有益效果：

1）本发明中的插板机能水平浮于淤泥面上；在淤泥上完成前后行走、左右移动、停止和打板等作业，打设排水板深度在7~8m，施打的排水板深度能满足后期施工要求不需要二次真空预压处理，节省工期，节约成本。