[发明专利]一种电化学注盐加固软土地基的装置及方法

说明书

本发明提供了一种电化学注盐加固软土地基的装置和方法，属于软土地基加固领域。所述方法包括：将配制好的盐溶液从中间位置注入待加固软土地基区中，并使盐溶液在第一电场的作用下从待加固软土地基区的中间位置扩散至两侧；使盐溶液扩散后的待加固软土地基区在第二电场的作用下发生电渗以使部分水体运移至待加固软土地基区的中间位置并通过抽真空将其抽出、部分水体运移至待加固软土地基区的两侧排出。本发明通过将控制土体含盐量与缩短渗流路径进行结合，能够更加有效地提高电渗法加固软土地基的效果。

技术领域

本发明涉及一种电化学注盐加固软土地基的装置及方法，属于软土地基加固领域。

背景技术

随着我国经济高速发展，城市化进程不断加快，城市人口急剧增加，一方面，为城市发展带来了巨大劳动生产力，另一方面，也造成了人口基数与城市用地比例极度不平衡，这种矛盾在沿海经济圈尤其突出。土地问题现已成为限制沿海地区经济进一步发展和人文建设的重要问题。为解决人口增长与住房用地的不平衡问题，常常采取填海造地的方法以扩充城市面积，但是吹填过后的软弱黏土和疏浚淤泥的含水率通常高达100%～200%，土体压缩性高、结构松散，抗剪强度几乎为零，属于超软黏土，其不能满足施工承载力要求。因此，必须对吹填超软黏土形成的陆域进行处理，以期满足工程建设承载力要求。

目前，工程上常采用真空预压法、堆载预压法、真空-堆载联合法、化学灌浆法以及电渗法对上述土体形成的陆域进行加固处理。真空预压法采用塑料排水板，由于塑料排水板易淤堵、土体加固后真空度传递受阻导致后期处理效率降低，下部土体处理效果不明显，施工前往往需要二次处理，工程造价较高。堆载预压法需要大量的堆载材料且施工工期较长，工程造价较高，加固过程中需要控制一定的堆载速率，施工有一定困难；而且大面积的堆载易引起加固地基的失稳及产生较大的位移。真空-堆载联合法对周围环境有较大的影响；利用该方法加固时，土体侧向位移具有先向加固区内，然后向加固区外移动的特点，如果影响范围内埋有地下管线或者地面构筑物比较接近加固区，土体的这种往复变形会造成管线破坏和构筑物裂缝的发展。化学灌浆法容易对环境造成危害且成本通常很高，工程应用价值小，有些国家已经采取措施禁止使用化学灌浆技术用来加固地基土。电渗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；加固后土体强度不均匀现象明显。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种电化学注盐加固软土地基的方法和装置，通过向待加固软土地基区注入一定体积的盐溶液使得其处于较为适合于电渗法处理的土体含盐量区间，可以让土体中的水体在电场作用下更大程度上得以排出。

与此同时，这还能够降低电渗过程中的能耗以及电化学反应。此外，在注入盐溶液过程中使用的注浆管，还可作为电渗过程的排水通道，缩短了水体渗流路径，能够使得在利用电极转换技术处理后的地基土体强度得到更大程度的提高且加固后的地基土体强度更为均匀。

为实现上述目的，本发明提供了一种电化学注盐加固软土地基的装置，该装置包括：两个EKG电极、注浆管、抽真空装置、阀门一、阀门二、容量器和直流电源，

两个EKG电极插设在待加固软土地基区的相对两侧，能够与直流电源正、负极连接；

注浆管插设在两个EKG电极之间，且能够与直流电源的正极连接，注浆管上设置有多个小孔；

抽真空装置通过导管与注浆管连通；

阀门一设置在抽真空装置与注浆管之间，用于使抽真空装置与注浆管连通或不连通；

容量器用于放置盐溶液，且通过导管与注浆管连通；

阀门二设置在容量器与注浆管之间，用于使容量器与注浆管连通或不连通；