[发明专利]一种真空预压联合循环电渗的加固装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种真空预压联合循环电渗的加固装置和方法，主要应用于软土、超软土等低承载力的地基的加固，属于真空预压联合电渗加固软土地基工程的技术领域。

背景技术

   自从19世纪初Reuss教授发现粘土中的电渗现象以来，电渗处理软土技术已经广泛运用到工程实践中，如加固斜坡、堤岸、水坝；提高桩的轴向阻力、减小桩的负摩阻力；提高试验中地锚的抗拔力；提高高灵敏性软土对周期荷载的抗力等等。电渗加固的原理是利用了土颗粒表面带负电这一性质，因此为保持电中性，土体中的可移动阳离子数量要多于可移动阴离子数量。在电渗加固过程中，土体中的阳离子向阴极移动，同时带动土中水流向阴极，这些水再通过预设的排水通道排出。然而，通过工程实践表明：在电渗加固后期，阴极的排水效果很低。因此，现有工程往往将电渗与其他加固方法联合应用。

在我国沿海地区，存在大面积第四纪海相沉积土。经过大量的工程实践和室内试验研究，形成了各种加固方法，如：电渗固结法、真空预压法、真空堆载联合预压法、真空联合电渗排水预压法等。其中真空预压联合电渗加固技术，结合了真空预压法与电渗排水法的优点，能够做到快速排水固结。但是，在电渗过程中，土体中的离子分别向阴阳两极移动，而随着阴极抽真空排水带走大量的离子，土体的电阻不断增大，这会影响到电渗的排水加固效果。因此提出一种能够循环利用土体中的离子达到提高加固效果的方法是值得研究的。

发明内容

    为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种真空预压联合循环电渗的加固装置，本发明针对目前真空预压联合电渗加固效果不理想，在电渗过程中，离子随着水流从阴极排出，大大降低了土体的导电性能；本发明能够保持土体的导电性的同时，简化了施工过程。

一种真空预压联合循环电渗的加固装置，该加固装置用于加固低承载力的地基，包括射流泵、电源和两个外管，所述两个外管内分别插有内管和电极棒，其中一个外管内的电极棒连接到电源的正极，另一个外管内的电极棒连接到电源的负极，所述两个内管均连接到射流泵，所述两个内管表面均包覆有反渗透膜，

所述两个外管均插入到软土中，软土表面铺设有砂垫层，所述砂垫层表面铺设有密封膜，所述两个外管的顶部开口位于砂垫层上方，

电源给两个电极棒通电后，两个电极棒分别作为阴极和阳极，两个外管周围的软土中的阳离子向阴极移动，阴离子向阳极移动，离子移动过程，起到加固软土的作用，

射流泵启动后，射流泵对内管产生真空作用，外管周围的软土中的水分就会在射流泵的真空作用下流入到内管，并被射流泵抽吸排出，软土中的水分排出，加固软土。

所述内管和外管均设置有若干个贯穿管壁的通孔，所述外管的表面包覆有滤布。

所述外管设置有底部，所述外管的底部设置成锥体形状。

所述每个外管内的内管和电极棒之间均设置有隔板，所述隔板的底部与外管的底部固定，隔板的顶部延伸到外管的开口处。

所述两个内管均通过抽水管与射流泵连接，所述两个内管中的抽水管通过三通阀门汇合到一个总的抽水管，该总的抽水管连接到射流泵。

所述外管的顶部开口中设置有盖板，所述盖板与外管密封，抽吸管穿过盖板，抽吸管的四周与盖板密封，电极棒穿过盖板，电极棒的四周与盖板密封。

所述电极棒选用钢筋。

一种真空预压联合循环电渗的加固的方法，包括如下步骤：

（1）在软土上覆盖砂垫层，再利用钻孔设备进行钻孔，在砂垫层上布设密封膜，以及在加固区边缘设置止水帷幕；

（2）固定外管：将两个规格一致的外管插入到步骤（1）所述的钻孔中，两个外管之间间隔一定距离，每个外管中均插有内管和电极棒，所述同一个外管中的内管和电极棒之间用隔板隔开，两个电极棒分别接通到电源的正极和负极，两个内管分别接通到射流泵；

（3）接通电极棒：将电源打开，两根电极棒接通电源后一个成为阳极电极棒，另一个成为阴极电极棒，软土中的阳离子向阴极电极棒游走，软土中的阴离子向阳极电极棒游走，阳离子和阴离子在软土中朝向阳极电极棒和阴极电极棒游走的过程中，软土被加固；

（4）抽吸水分：启动射流泵，射流泵能够同时抽吸内管中的水分和空气，内管周围环境中的水分和空气被射流泵抽吸排放出去，外管周围的软土在水分和空气被抽吸的过程中，软土会被加固；