[发明专利]一种带电溶胶结合真空-电渗加固软基的方法

说明书

本发明公开了一种带电溶胶结合真空‑电渗加固软基的方法，本方法是通过电化学向待加固软基区注入一种带电溶胶(TiO₂溶胶)，利用前期真空预压技术排出部分自由水，带电溶胶失水沉淀析出固体颗粒，由于TiO₂作为一种纳米材料，其颗粒粒径非常小，可以有效填充土颗粒间的孔隙；此外，后期采用电渗法进行排水固结时，带电的TiO₂纳米材料在直流电场作用下在土体中不断运动但不扰动土体，促进了土体中自由水的排出，有效改善了排水固结的效果。本发明将带电溶胶与真空‑电渗有机结合在一起，二者相辅相成，相互促进，通过真空预压使得溶胶析出固体颗粒填充土颗粒间的孔隙，并且其可以有效提高电渗效率，促进土中自由水的排出，大大改善了排水固结的效果。

技术领域

本发明涉及一种带电溶胶在软基加固中的应用以及真空-电渗复合法，属于地基土体加固的技术领域。

背景技术

在我国某些沿海、环湖的广大地区中，由于所处地理环境的特殊性，导致土层条件较为复杂，土体种类大多以软弱粘土为主，其具有独特的高含水率、高压缩性、低渗透性和低抗剪强度等不良性质，因此，在工程建设时期遇到此类软粘土地基时，需要采用特殊的加固措施进行处理。目前工程上加固软弱地基的常规处理方法有堆载预压法、真空预压法、电渗法、以及真空-电渗法等。

现有技术一的技术方案

堆载预压法主要通过先在软基中不同部位施打塑料排水板或袋装砂井，堆载前于堆载预压土方的底面铺设一土工布层，以利于预压均匀、土方卸除，然后在软基上加载预压，使土体中的孔隙水沿排水板排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度得到了有效的提高。

现有技术一的缺点

该加固方法在加固过程中需要控制一定的堆载速率，施工有一定困难，施工工期长，工程造价较高；当软粘土土层厚度较大时，堆载预压处理效果不佳。

现有技术二的技术方案

真空预压法通过铺设水平排水砂垫层和在软基中设置竖向排水体，再在砂垫层上铺设不透气的封闭膜，通过真空装置作用使土体中形成负压，将土体孔隙中的水排出，从而增加有效应力，使土体产生固结，减少后期沉降，提高地基承载力。

现有技术二的缺点

该加固方法虽然已广泛用于软土地基处理与围垦造地等工程，但由于塑料排水板淤堵、土体加固后真空度传递受阻等影响，易出现诸如真空预压法后期处理效率降低、处理效果不明显等问题。

现有技术三的技术方案

电渗法通过在地基土中插入金属电极，并通以直流电，在电场作用下，土中水从阳极流向阴极并在阴极将其排出，从而降低了高粘性土的含水率，改善了地基土的强度。

现有技术三的缺点

该方法存在金属电极易腐蚀、电量和电极消耗较大等问题，电渗过程中逸出的气泡影响加固效果。

现有技术四的技术方案

一种带电核壳纳米材料联合电渗法通过带电核壳纳米材料和某些化学物质注入软弱土中，然后借助于电渗法对软弱土进行处理。

现有技术四的缺点

该方法虽然能达到加快软弱土电渗排水速度、提高排水效率的目的，但是在电渗过程中也存在金属电极易腐蚀、电量和电极消耗较大等问题，电渗过程中逸出的气泡影响了加固效果。

现有技术五的技术方案

真空-电渗法主要通过前期使用真空预压法加固软土地基，排出土体孔隙中的部分自由水；后期真空预压法加固效果逐渐减弱时采用电渗法，同时抽真空不停止。

现有技术五的缺点