[发明专利]直流电场增强真空预压软地基处理法

说明书

技术领域

 本发明涉及一种软地基处理工法，尤其是一种直流电场增强真空预压软地基处理法。

背景技术

 真空预压工法作为软地基处理工程施工的重要工法，在沿海滩涂开发、填海造地等工程项目中发挥着非常重要的作用。随着市场的不断发展以及受限于砂土资源的稀缺，自然沉积形成或人工吹填形成的淤泥质土越来越多地成为真空预压软地基处理工程的施工对象。但是现有的真空预压工法在对淤泥质土进行软地基处理时存在普遍的困难，主要原因是：

1）、淤泥质土的的固体颗粒细、粘性高、渗透率极低，在淤泥质土中真空度的传递和排水固结的效果差。

2）、淤泥质土往往含有大量的呈絮状或胶状的有机物，淤泥质土中细小的固体颗粒和絮状或胶状有机物在真空预压排水固结期间易堵塞土体中的毛细排水通道和塑料排水板的滤布，导致真空预压过程中即使提高真空度或延长抽真空时间也难以达到处理效果的“干抽”现象。

3）、对淤泥质土进行真空预压软地基处理的区域大部分是在沿海滩涂地区或近海地区，淤泥中的盐碱含量高，在真空预压期间盐碱成份析出后也会产生结晶体堵塞土体中的毛细排水通道和塑料排水板的滤布。

根据施工实践，对淤泥质土进行真空预压软地基处理时，塑料排水板的滤布在开始抽真空30天后会出现明显的堵塞现象，以塑料排水板为中心的半径20cm以外的淤泥质土区域的真空度传递和排水固结效果会明显下降。

4）、淤泥质土的软土层以20m以上的深厚软土层为主，尤其是大多数吹填淤泥的填海造地工程往往在吹填层以下还有深厚的自然沉积形成的软土层，同时，随着填海造地工程的不断推进，吹填海域的吹填软土层也会越来越深厚，因此对淤泥质土的软地基处理工程需要解决深厚软土层的软地基处理技术问题。由于真空预压技术自身的局限，单独采用真空预压技术进行软地基处理的最佳处理深度在10m以内，有效处理深度也仅在20m左右，显然单独采用真空预压技术不能胜任以淤泥质土为主的深厚软土层的软地基处理施工技术要求。

为了加强对淤泥质土的真空预压软地基处理效果，满足工程设计要求，现有的真空预压软地基处理技术通常是增加塑料排水板的插板密度并延长真空预压软地基处理的施工工期，但仍然不能解决淤泥质土土层和塑料排水板滤布的堵塞现象，对淤泥质土的真空预压软地基处理的施工效果仍然不好。

近年来，随着市场的需求，软地基处理行业开始不断出现创新技术，如研究用电渗工法联合真空预压工法或用塑料排水板直接连接真空管的直排式真空预压工法等施工技术，这些新技术对真空预压软地基处理效果都有所提高，但仍然没有根本解决淤泥质土在真空预压过程中的低渗透率和自堵塞问题，在处理淤泥质土的软地基时效果仍不理想。尤其是在对深厚层淤泥质土的软地基处理方面，目前软地基处理行业还没有出现突破性的技术创新。

本发明的宗旨是结合淤泥质土的特点和针对现有的对淤泥质土进行真空预压软地基处理技术存在的问题，并借鉴石油采油行业的直流电场排堵增油技术以及地质勘探行业的电法勘探技术，从疏通、排堵、驱水引流的角度提出利用直流电场增强真空预压软地基处理的新的技术方案，以显著增强淤泥质土的真空预压软地基处理的施工效果，尤其是解决深厚层淤泥质土的软地基处理的技术难题，同时实现降低施工能耗和施工成本、缩短施工工期的目的。

发明内容

本发明的具体技术方案如下。

1、直流电场增强真空预压软地基处理法，其特征在于包括以下步骤：

1）、在真空预压软地基处理区域设置若干个直流电场作业井，直流电场作业井以向地下垂直向埋设塑料管或金属管或复合材料管的方式设置，所述的塑料管或金属管或复合材料管的朝下的一端的端部密封，塑料管或金属管或复合材料管的管壁上设有若干个透水孔，透水孔外设有滤布或滤网或滤膜；

2）、在真空预压软地基处理区域安装直流电源，在至少一个直流电场作业井中放置阳极放电电极，在至少一个直流电场作业井中放置阴极放电电极，在真流电场作业井中阳极放电电极的放置深度大于阴极放电电极的放置深度，直流电源与阳极放电电极和阴极放电电极通过电缆相连接；

3）、在真空预压施工装置进行抽真空和排水固结的施工作业期间，启动直流电源，直流电源输出的直流电流通过电缆传输到阳极放电电极，阳极放电电极向软地基处理区域的软土层释放直流电流，在阳极放电电极和阴极放电电极间的软土层中产生直流电场，对软地基处理区域的软土层进行直流电场处理。