[发明专利]一种增压式真空预压联合电渗加固软土地基的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软土地基的加固方法，具体地说是一种增压式真空预压联合电渗加固软土地基的方法。

背景技术

在我国的东南沿海和某些内陆，海相、湖相及河相沉积的软弱粘性土层分布广泛。软粘土具有以下特点：含水量高、压缩性高、强度低、透水性差。这种粘土层往往使得地基承载力和稳定性不能满足工程的要求，影响上部结构的正常使用，因此有必要在工程建设之前对软粘土地基进行处理。

    电渗现象发现于1809年，由俄国学者Reuss提出。电渗是电动现象之一，是指将一电位差施加在有孔介质上，其孔隙水将通过毛细管移向阴极；若切断电流，孔隙水的流动也立刻停止。如今，根据电渗的基本原理与特性，已将电渗技术广泛应用于软土地基的加固。电渗法是一种新的地基加固方法，其主要优点就是通过电渗带动土体中的孔隙水由阳极向阴极流动，且孔隙水的流动不受土颗粒大小的影响。Casagrande首次将电渗法应用于岩土工程中，现已逐渐开始应用于港口建设和围垦工程中高黏粒含量、低渗透性吹填土的排水加固。传统的软土地基处理方法主要有真空预压、强夯、堆载预压、真空井点降水等，但是这些处理方法的效果严重依赖于土体的渗透系数，对于渗透系数很小的粘土表现疲软。电渗固结的排水速率主要与电渗渗透系数有关，电渗渗透系数通常要高于水力传导系数一个数量级，这使电渗在加固软土地基方面拥有广阔的前景。但处理成本高，阳极腐蚀量大，后期电渗效率低等问题一直制约着电渗法的发展。

为了最大限度地解决以上问题，经过不断的技术改进以及发展，将传统的真空预压加固方法与电渗加固相结合形成真空预压与电渗的联合应用。真空预压固结处理地基是一种有效的地基处理方法，1952年由瑞典皇家地质学院Kjellman教授提出之后，被各国学者关注并广泛应用在软土地基处理工程中。真空预压法通过抽真空设备，以塑料排水板为真空传递路径，以气压差作为土体排水固结的唯一驱动力，但随着真空预压的进行，塑料排水板与其周围土体之间的气压差会逐渐减小，这也导致地基土的固结速率下降，影响真空预压的效果。

若能在真空预压的过程中，保持气压差不变或者增加气压差，便可极大地提高真空预压的处理效果。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种增压式真空预压联合电渗加固软土地基的方法。

为达到上述目的，本发明的构思是：将增压式真空预压和电渗法相结合，通过在真空-电渗处理系统中在电渗阳极中加入增压管。一方面，真空预压发挥着加固作用，即土体的总应力不发生变化，由于不断进行抽真空作业，土体中孔隙水压力逐渐降低，使得有效应力不断提高；另一方面，引入增压系统之后，增大了增压段土体的水头，提高了真空预压过程中塑料排水板和周围土体之间的压力差，迫使土体中的自由水更加快速地进入竖向塑料排水板，这一过程相当于增加了土体固结的效率，加速了土体固结，显著地提高地基处理效果；通过增压式真空预压联合电渗的处理，使得地基土体中的水位快速下降至增压管以下，即增压管以上的土体逐渐固结，自重应力随之增大，进而上部土体又可形成荷载，对增压管下部土体形成堆载预压，使得影响深度进一步加深，可大大缩短工期，对后续施工有着重要的意义。

根据上述发明构思，本发明采用如下技术方案：

一种增压式真空预压联合电渗加固软土地基的方法，包括以下步骤：

1）真空预压系统的安装：整平场地，铺设第一道土工织物，开挖密封沟；插设竖向塑料排水板，将各竖向塑料排水板通过立体式密封接头与密封支管相连，再将各密封支管通过三向接头与竖向排水系统密封主排水管相连，竖向排水系统密封主排水管连接至竖向排水系统真空泵，形成竖向排水系统；在土体表面铺设横向塑料排水板，将横向塑料排水板通过立体式密封接头与密封支管相连，再将各密封支管通过三向接头与横向排水系统密封主排水管相连，横向排水系统密封主排水管连接至横向排水系统真空泵，形成横向排水系统，横向排水系统和竖向排水系统相对独立控制；铺设第一道密封膜，将密封膜的四周压入开挖好的密封沟中；