[发明专利]一种真空注浆联合电阻加热的淤泥固化装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种淤泥软基的固结处理装置及方法，尤其涉及一种真空注浆联合电阻加热的淤泥固化装置及方法，属于软弱地基处理技术领域。

背景技术

沿海地区的海涂淤泥、吹填淤泥等软基具有含水率高、抗剪强度低、压缩性大、承载力且固结时间长的特点，因此地基沉降大，且多为不均匀沉降，极易造成上部建筑物或构筑物的墙体开裂、倾覆，针对淤泥软基，通常的做法是采用真空预压法、灌浆法，真空预压法固结时间长需3个月，固结度约为80%，处理后的淤泥土软基承载力约80kPa；灌浆法虽理论上能增加土地的整体性，提高土体强度，但因为淤泥土渗透性较差、粘聚力较大，土体孔隙比较小，且孔隙水压力的存在，实践表明，容易导致灌入土体的浆液顺着淤泥土薄弱土层处产生渗浆通道，并贯通整个土体，最终导致浆大部分的液顺着通道溢出，从而无法达到加固的效果，所以，亟需寻找合适的方法解决真空预压固结度低、固结时间长及灌浆漏浆、跑浆的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明提供一种真空注浆联合电阻加热的淤泥固化装置及方法，适用于围海造地的海涂淤泥、浅层软基或深厚软土地基，避免灌浆漏浆、跑浆，提高淤泥固结度、减少固结时间，降低淤泥含水率，减少软土地基不均匀沉降和总沉降，使固化后的淤泥具备一定承载力。

本发明所采用的技术方案为：

一种真空注浆联合电阻加热的淤泥固化装置，包括注浆管、排水板、水平排水管、电阻丝、水平输浆导管、输浆软管、输浆泵和固化剂浆液储存罐；所述注浆管设置有多个，每个注浆管上形成有若干个出浆孔，多个注浆管分别与水平输浆导管连通，在相邻两个注浆管之间设置排水板，多个排水板分别与水平排水管连通，水平排水管与外部排水管道连通，所述电阻丝缠绕在排水板上，所述电阻丝与设置在外部电源控制箱中的电源电连接，所述水平输浆导管通过输浆软管与输浆泵和固化剂浆液储存罐顺序连通。

作为本发明的进一步优选，所述的多个注浆管的轴线垂直于水平输浆导管的轴线，且多个注浆管的轴线在同一垂直面上，提高多个注浆管与水平输浆导管的整体结构稳定性以及固化剂浆液在注浆管与水平输浆导管中的流动性。

作为本发明的进一步优选，所述的注浆管上若干个出浆孔均匀环绕分布注浆管一周，有效增加注浆管上出浆孔的出浆范围和效率。

作为本发明的进一步优选，所述的注浆管、水平输浆导管、排水板和水平排水管是PVC材料，PVC易于生产制造，回收利用率高。

作为本发明的进一步优选，所述的多个注浆管以矩形阵列方式排布，矩形阵列中每个横排上的多个注浆管与一个水平输浆导管连通，在每个横排上的多个注浆管中相邻两个注浆管之间设置排水板，有效提高对淤泥固化的区域面积。

作为本发明的进一步优选，所述的注浆管的内径是3-5cm，满足淤泥固化对注浆管的要求，提高注浆管的利用率。

作为本发明的进一步优选，所述的相邻两个注浆管之间的距离是25-100cm，所述的排水板位于相邻两个注浆管的正中间，提高注浆管和排水板对淤泥的固化效果。

一种真空注浆联合电阻加热的淤泥固化方法，包括以下步骤：

（1）将多个内径是3-5cm的注浆管以25-100cm的间隔距离插入待固化淤泥内部，将电阻丝缠绕在排水板上，然后通过插板机将缠绕有电阻丝的排水板插入相邻两个注浆管之间的待固化淤泥内部，并与注浆管的插入深度相同；将多个排水板上的电阻丝通过输电导线接入到电源控制箱中的直流电源上；每个注浆管伸出待固化淤泥上部10-30cm后与水平输浆导管连通，水平输浆导管通过输浆软管与输浆泵和固化剂浆液储存罐顺序连通；多个排水板与水平排水管连通，水平排水管与外部排水管道连通；

（2）对插有注浆管和排水板区域内的待固化淤泥进行真空预压处理，抽真空两个月，使待固化淤泥固结度达到60%；

（3）开启电源控制箱中的直流电源，使排水板上的电阻丝对待固化淤泥进行加热，加热温度为40-50℃，加热时间为10-15天；保证待固化淤泥的孔隙比增大、孔隙水含量降低，待固化淤泥总的含水率降低，使待固化淤泥处于半干燥状态；

（4）加热结束后，配制固化剂浆液，并将配制好的固化剂浆液放进固化剂浆液储存罐；实际应用时，也可以根据需要选择采用目前市场上已有的固化剂材料；