[发明专利]一种碳纤维水泥搅拌桩联合电渗法加固软基施工方法

权利要求书

1.一种碳纤维水泥搅拌桩联合电渗法加固软基施工方法，其技术特征在于，包括如下步骤：

（1）场地整平，并在处理范围周边建立围栏和警示牌；

（2）测量放线，在设计位置进行放样，并予以复核、定位；

（3）对含碳纤维的水泥搅拌桩进行施工，采用水泥搅拌桩干法施工工艺，粉料为水泥与可导电的碳纤维混合物；桩位打孔至设计深度后，将喷粉桩机的钻头边搅拌、边提升，同时通过喷粉系统中的钻杆端喷嘴将水泥与碳纤维混合物充分搅动到土体中；

（4）在碳纤维的水泥搅拌桩顶部设置导电块，保证导电块与含碳纤维的水泥搅拌桩直接接触，使用电缆连接相邻阴极、阳极中的导电块，导电块套上绝缘护套；

（5）铺设水平砂垫层；

（6）布置塑料排水板：在含碳纤维的水泥搅拌桩之间，打设塑料排水板，塑料排水板布置在相邻异号电极的含碳纤维的水泥搅拌桩之间；

（7）通过塑料排水板顶端，向土体内注入设计浓度的氯化钙溶液或硅酸钠溶液；

（8）将电缆线与直流电源相连，通电电渗，当排水速率明显降低或排水量趋于零时，阴、阳电极反转，继续通电电渗；

（9）随着通电时间的持续，阳极水泥搅拌桩附近周边土体将出现泛白现象时，核查塑料排水板顶端流出水量是否趋于零；若是，停止电渗法施工，完成软基处理过程，或者也可以根据地基承载力处理要求来确定停止施工的时间。

2.根据权利要求1所述的碳纤维水泥搅拌桩联合电渗法加固软基施工方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的含碳纤维的水泥搅拌桩，其桩身直径为500～800mm，桩长为10～20m；所述的碳纤维长度为2~5mm，可导电，碳纤维所占整体粉料的质量比为5~15%，在含碳纤维的水泥搅拌桩中的碳纤维占整体桩体体积分数为1.5～2.0‰，含碳纤维的水泥搅拌桩的电阻率为0.5～0.7。

3.根据权利要求1所述的碳纤维水泥搅拌桩联合电渗法加固软基施工方法，其特征在于：步骤（3）中，使用喷粉桩机在桩位打孔，孔径为500~800mm，至设计深度后，将钻头以0.93~0.97m/min速度边搅拌、边提升。

4.根据权利要求1所述的碳纤维水泥搅拌桩联合电渗法加固软基施工方法，其特征在于：步骤（3）中，喷嘴的喷射量为加固湿土质量的12~20%、喷射压力为0.4~0.6MPa和钻杆提升速度为0.8~1.0m/min。

5.根据权利要求1所述的碳纤维水泥搅拌桩联合电渗法加固软基施工方法，其特征在于：步骤（4）中，所述的导电块为圆柱体铜块或铁块，其厚度为15～20cm，底面直径与水泥搅拌桩直径一致，为500~800mm，与水泥搅拌桩顶端接触，其上连接电缆。

6.根据权利要求1所述的碳纤维水泥搅拌桩联合电渗法加固软基施工方法，其特征在于：步骤（4）中，所述的绝缘护套材料为聚氯乙烯材料，其厚度为1.5～2mm，尺寸根据导电块尺寸确定。

7.根据权利要求1所述的一种碳纤维水泥搅拌桩联合电渗法加固软基施工方法，其特征在于：步骤（6）中，所述的塑料排水板，板芯采用聚乙烯或聚丙烯原料，滤膜为涤纶浸渍无纺布滤膜，宽度为100~120mm，塑料排水板的深度可以大于、等于或小于含碳纤维的水泥搅拌桩桩长，塑料排水板顶端进入砂垫层并露出150~200mm长度。

8.根据权利要求1所述的一种碳纤维水泥搅拌桩联合电渗法加固软基施工方法，其特征在于：步骤（8）中，所述的直流电源，其电压为30~45V，通电时间为3~5天，当电渗排水后含水率不超过40%时，停止电渗施工。

9.根据权利要求1所述的一种碳纤维水泥搅拌桩联合电渗法加固软基施工方法，其特征在于：所述的砂垫层，为级配良好的中粗砂，渗透系数大于1×10^-2cm/s，垫层厚度为150~250mm。

10.根据权利要求1所述的一种碳纤维水泥搅拌桩联合电渗法加固软基施工方法，其特征在于：步骤（7）中，所述的氯化钙溶液和硅酸钠溶液中的任意一种或两种的混合，由塑料排水板注入土体后，使其现场溶液浓度分别达到7%~15%和15%~30%。