换填夯实改进软黏土电渗加固方法
【技术领域】
[0001]本发明属于软弱土地基处理技术领域，尤其涉及一种及时回填及夯实减小电极与土体间裂缝的电渗排水加固方法。主要适合于沿海软黏土和淤泥质土地基处理等工程技术领域。
【背景技术】
[0002]沿海软黏土和淤泥质土含水量高、渗透性差、压缩性大、承载力低并且固结时间长。随着沿海地区经济发展的需求，软土的加固处理需求也越来越多。相比其他传统的处理方法，电渗法在处理加固沿海软黏土和吹填土时，拥有显著的优势，所以在沿海地区得到广泛应用。
[0003]在实际施工过程中电渗两极往往使用一定直径的钢筋，电压加载一段时间后，钢筋与土体之间会形成较大的裂缝，严重的地方钢筋和土体只在底部一小段区域有接触，这样会形成较大的接触电阻，使得实际作用于土体两端的电压远小于电源输出电压，从而极大的影响了电渗加固的效果。
[0004]在本发明之前，中国专利“真空电渗降水及低能量强夯的深层加固方法”(CN101016739A)公开了一种大面积软土的综合加固方法，结合电渗法和低能量强夯法，但是并没有对电渗中阴极阳极产生的裂缝进行很好的处理，加固后期电渗排水的效果并未得到很好的发挥。另外，在实际电渗过程中进行转换电极比较难以操作，可以考虑换填阴阳极土体的方式来提高电渗的平均效果，减少电渗处理后不均匀沉降的发生。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是针对现有电渗加固方法中阴极和阳极土体与钢筋之间间距过大导致土体有效电势降低明显，从而影响电渗加固效果的问题，提供一种换填夯实改进软黏土电渗加固方法，在进行一段时间电渗之后，当发现土体发生一定程度的裂缝以后，通过换填和夯实保证电渗取得良好的效果。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:本发明填补裂缝的技术方案包括换填和夯实两部分:
[0007]关于换填:本发明电渗电极采用环形布置，电渗产生一定裂缝后，先将阳极内侧土体换填到阴极钢筋与阴极土体的裂缝中，再将阳极外侧土体换填到阳极内侧钢筋和土体的裂缝中。由于在实际电渗中阳极附近土体的加固效果明显好于阴极，会导致后期沉降过大，进行电极转换比较难以操作。采用阴阳极土体换填同时填充裂缝的方法，可以减少阴阳极电渗效果的差距，有利于减少电渗后期的不均匀沉降。阳极外侧高含水量土体换填到阳极内侧钢筋与土体裂缝中的量很少，不会对电渗总体排水量产生影响。
[0008]关于夯实:阴阳极土体换填结束后，为了更加有效的减小土体裂缝，增强电路电流，在阴极和阳极钢筋附近进行低能量的夯实来使得裂缝弥合或者减小。产生明显裂缝一般在电渗中后期，这时对阴阳极土体附近土体进行低能量夯实还可以提高土层的均匀程度，使得后期的电渗电流分布也更加均匀，提高电渗的效果。
[0009]本发明提供的一种换填夯实改进软黏土电渗加固方法，具体包括以下步骤:
[0010](I)在软黏土场地中开挖竖向单井;在竖向单井底部放置潜水栗，潜水栗的出水管通过三通管连接抽水机的出水口 ；
[0011 ] (2)在竖向单井外围竖直插入若干钢筋作为阴极，然后以竖向单井为中心，在待处理场地边缘环形打入若干钢筋作为阳极；
[0012](3)用导线连接阳极的所有钢筋，通过电缆线接入程控电源箱的正极;用导线连接阴极的所有钢筋，通过电缆线接入程控电源箱的负极；
[0013](4)开启程控电源箱，对软黏土进行电渗；
[0014](5)随着通电时间的持续，阴阳极附近周边土体将出现泛白、开裂现象，当开裂缝隙达到20mm左右时，关闭程控电源箱;先将阳极内侧夯实及换填区土体换填到阴极外侧夯实及换填区的钢筋与土体的裂缝中，再从阳极外侧取土区取土换填到阳极内侧夯实及换填区的钢筋和土体的裂缝中；土体换填时的原则是保证钢筋和土体之间有足够的接触面积，减小接触电阻；
[0015](6)开启程控电源箱，对软黏土继续进行电渗，当电流降低到阈值以下时，停止电渗，实现软黏土电渗加固。
[0016]进一步地，所述步骤6之前还包括对阴阳极周围土体进行低能量夯实的步骤，采用低能量夯实法夯击阴阳极周围土体使得裂缝弥合。具体地，夯实能采用220KN.m的强夯能级进行低能量的跳夯实，然后采用80KN.m的强夯能级进行满夯平整，其中落距采用l-2m，夯锤尺寸为1.5m*l.5m。由于不同工程和场地土质不同处理要求差别大，具体工程的低能量夯实采用的夯击能量、夯锤直径以及降落高度根据现场实际情况确定，目的是确保钢筋和土体之间裂缝弥合即可。夯实过程中出现局部橡皮土的现象时应该采取必要的措施，可以翻松干土或者添加生石灰等调整其含水量。
[0017]进一步地，所述阴阳极钢筋垂直于软黏土地基表面竖向打入土体中，钢筋的直径为10-35mm，长度由软黏土处理深度决定。
[0018]进一步地，所述竖向单井内部安装有pvc管和滤布的护筒，以防止内部坍塌，并可以增强排水效果。
[0019]本发明的优点和效果在于:
[0020]第一:采用阴阳极土体换填同时填充裂缝的方法，可以减少阴阳极电渗效果的差距，有利于减少电渗后期的不均匀沉降。
[0021]第二:通过低能量夯实可以使得换填的土体更加密室，减小电极和土体之间的间距，减小接触电阻。还可以提高土层的均匀程度，使得后期的电渗电流分布也更加均匀，提尚综合电渗效果。
[0022]第三:通过设计竖向单井和井点管排水，将水排入竖向单井中，避免了常规电渗方法中阴极土体出积水难排出的问题，增强了电渗效果。
[0023]第四:低能量夯实和换填措施都属于物理过程，不涉及化学浆液或者固化剂，不会对环境产生化学污染等。
【附图说明】
[0024]图1是本发明实施例的俯视图；
[0025]图2是图1的剖视图；
[0026]图中:1-软黏土场地，2-阳极，3-程控电源箱，4-阴极，5-竖向单井，6_阳极内侧夯实及换填区，7-阳极外侧取土区，8-阴极外侧夯实及换填区，9-抽水机，10-出水管，11-潜水栗O
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。
[0028]本发明提供的一种换填夯实改进软黏土电渗加固方法，该方法包括以下步骤:[0029 ] (I)如图1、2所示，在软黏土场地I中开挖竖向单井5;在竖向单井5底部放置潜水栗11，潜水栗11的出水管10通过三通管连接抽水机9的出水口；所述竖向单井5内部可安装有pvc管和滤布的护筒，以防止内部坍塌，并可以增强排水效果。
[0030](2)在竖向单井5外围竖直插入若干钢筋作为阴极4，然后以竖向单井5为中心，在待处理场地边缘环形打入若干钢筋作为阳极2;所述阴阳极钢筋垂直于软黏土地基表面竖向打入土体中，钢筋的直径可设置为10-35mm，长度由软黏土处理深度决定。
[0031](3)用导线连接阳极2的所有钢筋，通过电缆线接入程控电源箱3的正极;用导线连接阴极4的所有钢筋，通过电缆线接入程控电源箱3的负极；
[0032](4)开启程控电源箱3，对软黏土进行电渗；
[0033](5)随着通电时间的持续，阴阳极附近周边土体将出现泛白、开裂现象，当开裂缝隙达到20mm左右时，关闭程控电源箱3;先将阳极2内侧夯实及换填区6 土体换填到阴极4外侦唠实及换填区8的钢筋与土体的裂缝中，再从阳极2外侦诹土区7取土换填到阳极2内侧夯实及换填区6的钢筋和土体的裂缝中；土体换填时的原则是保证钢筋和土体之间有足够的接触面积，减小接触电阻;采用阴阳极土体换填同时填充裂缝的方法，可以减少阴阳极电渗效果的差距，有利于减少电渗后期的不均匀沉降。
[0034](6)开启程控电源箱3，对软黏土继续进行电渗，当电流降低到阈值以下时，停止电渗，实现软黏土电渗加固。
[0035]在步骤(6)之前还可采用低能量夯实法夯击阴阳极周围土体使得裂缝弥合。具体地，夯实能采用220KN.m的强夯能级进行低能量的跳夯实，然后采用80KN.m的强夯能级进行满夯平整，其中落距采用l_2m，夯锤尺寸为1.5m*l.5m。由于不同工程和场地土质不同处理要求差别大，具体工程的低能量夯实采用的夯击能量、夯锤直径以及降落高度根据现场实际情况确定，目的是确保钢筋和土体之间裂缝弥合即可。夯实过程中出现局部橡皮土的现象时应该采取必要的措施，可以翻松干土或者添加生石灰等调整其含水量。通过低能量夯实可以使得换填的土体更加密室，减小电极和土体之间的间距，减小接触电阻。还可以提高土层的均匀程度，使得后期的电渗电流分布也更加均匀，提高综合电渗效果。
[0036]前文所述仅仅是本发明的一个实施例，但并不限制其本身，任何本领域的研究和工程人员，在不违背本发明精神的情况下，所做的变化和更动，都在本发明的保护范围内。
【主权项】
1.一种换填夯实改进软黏土电渗加固方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)在软黏土场地(I)中开挖竖向单井(5);在竖向单井(5)底部放置潜水栗(11)，潜水栗(11)的出水管(10)通过三通管连接抽水机(9)的出水口； (2)在竖向单井5外围竖直插入若干钢筋作为阴极(4)，然后以竖向单井(5)为中心，在待处理场地边缘环形打入若干钢筋作为阳极(2); (3)用导线连接阳极(2)的所有钢筋，通过电缆线接入程控电源箱(3)的正极；用导线连接阴极(4)的所有钢筋，通过电缆线接入程控电源箱(3)的负极； (4)开启程控电源箱(3)，对软黏土进行电渗； (5)随着通电时间的持续，阴阳极附近周边土体将出现泛白、开裂现象，当开裂缝隙达到20mm时，关闭程控电源箱(3);先将阳极(2)内侧夯实及换填区(6) 土体换填到阴极(4)夕卜侧夯实及换填区(8)的钢筋与土体的裂缝中，再从阳极(2)外侧取土区(7)取土换填到阳极(2)内侧夯实及换填区(6)的钢筋和土体的裂缝中；土体换填时的原则是保证钢筋和土体之间有足够的接触面积，减小接触电阻； (6)开启程控电源箱(3)，对软黏土继续进行电渗，当电流降低到阈值以下时，停止电渗，实现软黏土电渗加固。2.根据权利要求1所述一种换填夯实改进软黏土电渗加固方法，其特征在于，所述步骤6之前还包括对阴阳极周围土体进行低能量夯实的步骤，采用低能量夯实法夯击阴阳极周围土体使得裂缝弥合。具体地，夯实能采用220KN.m的强夯能级进行低能量的跳夯实，然后采用80KN.m的强夯能级进行满夯平整，其中落距采用l-2m，夯锤尺寸为1.5m*l.5m。由于不同工程和场地土质不同处理要求差别大，具体工程的低能量夯实采用的夯击能量、夯锤直径以及降落高度根据现场实际情况确定，目的是确保钢筋和土体之间裂缝弥合即可。夯实过程中出现局部橡皮土的现象时应该采取必要的措施，可以翻松干土或者添加生石灰等调整其含水量。3.根据权利要求1所述一种换填夯实改进软黏土电渗加固方法，其特征在于，所述阴阳极钢筋垂直于软黏土地基表面竖向打入土体中，钢筋的直径为10_35mm，长度由软黏土处理深度决定。4.根据权利要求1所述一种换填夯实改进软黏土电渗加固方法，其特征在于，所述竖向单井(5)内部安装有pvc管和滤布的护筒，以防止内部坍塌，并可以增强排水效果。
【专利摘要】本发明公开了一种换填夯实改进软黏土电渗加固方法，本发明采用阴阳极土体换填同时填充裂缝的方法，可以减少阴阳极电渗效果的差距，有利于减少电渗后期的不均匀沉降。本发明通过低能量夯实可以使得换填的土体更加密室，减小电极和土体之间的间距，减小接触电阻，还可以提高土层的均匀程度，使得后期的电渗电流分布也更加均匀，提高综合电渗效果。本发明通过设计竖向单井和井点管排水，将水排入竖向单井中，避免了常规电渗方法中阴极土体出积水难排出的问题，增强了电渗效果。低能量夯实和换填措施都属于物理过程，不涉及化学浆液或者固化剂，不会对环境产生化学污染等。
【IPC分类】E02D3/11
【公开号】CN105714762
【申请号】CN201610071680
【发明人】臧俊超
【申请人】浙江大学