一种既有堤防软基电化学处理的施工方法
【专利摘要】本发明公开了一种既有堤防软基电化学处理的施工方法，属于堤坝软基加固工程【技术领域】，本发明通过在电极周边注入化学溶液，增加了电化学反应的胶凝物（Fe(OH)3）和沉淀物（Mg(OH)2）含量，提高了土体的加固效果和缩短了加固时间；采用加入化学溶液结合电化学反应的方式，可以增大两排电极之间的间距，从而节约试验用材；通过在电极周边留有凹槽，方便了在施工过程中进行电极周边土体中化学溶液的注入，方便了测量电极周边土体中化学溶液的浓度；通过转换电源正负电极和进行化学溶液的更换，使得电极在土体中的电化学反应更为充分，加固范围和效果更为均匀，采用该方案施工工艺简单，可操作性强，经济效益明显，处理效果显著。
【专利说明】一种既有堤防软基电化学处理的施工方法
【技术领域】
[0001]本发明属于堤坝软基加固工程【技术领域】，具体涉及一种既有堤防软基电化学处理的施工方法。
【背景技术】
[0002]目前用于已经运营道路、堤防工程软基沉降处理的技术手段主要有:基底注浆技术、土体置换技术和粧基加固技术等。堤防工程的软基处理，与一般公路软基的处理存在一定的差异性，堤防工程除了沉降控制标准外，堤身在洪水期和枯水期的稳定性也是值得关注的重点，因此在软基处理过程中需要能够有效的提高软基本身的强度，达到控制变形的目的。
[0003]现有技术中，有如下方法:1)在已通车公路路基上进行沉降控制的施工方法，该方法在实施过程中需要对原有路堤进行开挖，破坏已有路堤的稳定性，施工过程中需要向路堤底部插入注浆管，施工复杂，未能有效解决软体本身的强度；2)通过利用一种轻质土置换原有路堤填土，来减小对地基的附件应力，达到减小路堤沉降的目标，未能达到提高软体地基强度的目的；3)在江河堤防软弱地基中依次交替布置电动土工塑料排水板作为阴阳电极，配合在电极周边分别灌入硅酸钠钠溶液和氯化钙溶液，进行地基加固的施工方法，该方法在施工过程中需要布置专门的化学溶液测试仪器施工难度较大，施工过程中只是单一的通过化学溶液中的阳离子形成胶凝物质，形成的胶凝聚合物较少，地基承载能力提高不明显；4 )在软岩中布置铁质电极进行软岩加固的方法，该方法采用单一的电极电解加固方案，未能重复考虑电解与化学溶液联合作用的加固效果，处理时间较长。
【发明内容】
[0004]发明目的:本发明的目的在于提供一种既有堤防软基电化学处理的施工方法，该方法对既有堤防破坏小，可实施性好、质量易于控制且能够在较短时间内施工。
[0005]技术方案:为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案:
一种既有堤防软基电化学处理的施工方法，包括如下步骤:
1)进行既有堤防的软土层的地质勘查，确定软土层的加固范围；
2)根据勘查结果，按照设计要求在既有堤防两侧分别向堤防底部插入若干排电极到需要加固的软土层中；该电极的主体为圆柱体形结构，电极的顶部为圆锥形；在电极上沿其轴向设有两个凹槽，在其中一个凹槽内嵌入注液管，在另一个凹槽内安装化学溶液浓度测量仪；电极插入完成后，按照每排正、负电极间隔的要求连接导线，接通直流电源，电源的电压为0~220伏，电流为0~300安培；
3)通过电极上的注液管，向阴极注入碳酸钠溶液，其浓度为10~20%，向阳极注入氯化镁溶液，其浓度为10~20% ;通过化学溶液浓度测量仪测量电极周边碳酸钠溶液和氯化镁溶液的浓度，当其浓度低于4%时，通过注液管分别注入碳酸钠溶液和氯化镁溶液，使其浓度达到 15% ； 4)当电极的输出电流小于20安培，化学溶液的浓度低于4%时，将原有的正、负电极进行互换，并分别在转换后的正电极N和负电极S注入相应的化学溶液，重复步骤3)，使其浓度达到15% ；
5)重复3)~4)直到软土层2的强度达到设计要求，停止通电和注入化学溶液，拔出电极。
[0006]所述的电极外径为3~10cm，长度为200~1000cm。
[0007]相邻的电极之间的距离为300~500cm。
[0008]所述的电极为铁质材料，电极的主体为圆柱体形结构，电极的顶部为圆锥形。
[0009]有益效果:与现有技术相比，本发明既有堤防软基电化学处理的施工方法具备以下优点:
1)通过在电极周边注入化学溶液，增加了电化学反应的胶凝物(Fe(OH)3)和沉淀物(Mg(OH)2)含量，提高了土体的加固效果和缩短了加固时间；
2)采用加入化学溶液结合电化学反应的方式，可以增大两排电极之间的间距，从而节约试验用材；
3)通过在电极周边留有凹槽，方便了在施工过程中进行电极周边土体中化学溶液的注入，方便了测量电极周边土体中化学溶液的浓度；
4)通过转换电源正负电极和进行化学溶液的更换，使得电极在土体中的电化学反应更为充分，加固范围和效果更为均匀，采用该方案施工工艺简单，可操作性强，经济效益明显，处理效果显著。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是既有堤防软基电化学处理时的结构示意图；
图2是图1的横剖面示意图；
图3是电极的横断面示意图；
图4是电极的纵断面示意图。
【具体实施方式】
[0011]以下结合附图和【具体实施方式】对本发明做进一步的说明。
[0012]如图1~4所示，图中N是直流电源的正极(负极)；S是直流电源的负极(正极)；既有堤防I设置在软土层2上，在堤防I两侧分别向堤防I底部插入多排电极3，保证电极3插入到需要加固的软土层2中，相邻的电极3之间的距离为300~500cm。
[0013]实施例1
既有堤防软基电化学处理的施工方法，包括如下步骤:
1)进行既有堤防I的软土层2的地质勘查，确定软土层2的加固范围；
2)根据勘查结果，按照设计要求在既有堤防I两侧分别向堤防底部插入若干排电极3，保证电极3插入到需要加固的软土层2中，两排电极3之间的距离为400cm ;电极3为铁质材料，电极3的主体为圆柱体形结构，电极3的顶部为圆锥形；在电极3上沿其轴向设有两个凹槽，在其中一个凹槽内嵌入用于注入化学溶液的注液管5，在另一个凹槽内安装测量电极3周边化学溶液浓度的化学溶液浓度测量仪6，电极外径为7cm，根据软土层的厚度进行确定长度为600cm ;电极3插入完成后，按照每排正、负电极间隔的要求连接导线4，接通直流电源，电源的电压为0~220伏，电流为0~300安培；
3)通过电极3上的注液管5，向阴极注入碳酸钠溶液，其浓度为15%，向阳极注入氯化镁溶液，其浓度为15% ;通过电极3上的化学溶液浓度测量仪6，测量电极3周边碳酸钠溶液和氯化镁溶液的浓度，当其浓度低于4%时，通过注液管5分别注入碳酸钠溶液和氯化镁溶液，使其浓度达到15% ；
4)当电极3的输出电流小于20安培时，化学溶液的浓度低于4%时，将原有的正、负电极进行互换，并分别在转换后的正电极N和负电极S注入相应的化学溶液，使其浓度达到15% ；
5)重复3)~4)直到软土层2的强度达到设计要求，停止通电和注入化学溶液，拔出电极3。
[0014]实施例2
既有堤防软基电化学处理的施工方法，包括如下步骤:
1)进行既有堤防I的软土层2的地质勘查，确定软土层2的加固范围；
2)根据勘查结果，按照设计要求在既有堤防I两侧分别向堤防底部插入若干排电极3，保证电极3插入到需要加固的软土层2中，两排电极3之间的距离为300cm ;电极3为铁质材料，电极3的主体为圆柱体形结构，电极3的顶部为圆锥形；在电极3上沿其轴向设有两个凹槽，在其中一个凹槽内嵌入用于注入化学溶液的注液管5，在另一个凹槽内安装测量电极3周边化学溶液浓度的化学溶液浓度测量仪6，电极外径为3cm，根据软土层的厚度进行确定长度为200cm ;电极3插入完成后，按照每排正、负电极间隔的要求连接导线4，接通直流电源，电源的电压为0~220伏，电流为0~300安培；
3)通过电极3上的注液管5，向阴极注入碳酸钠溶液，其浓度为10%，向阳极注入氯化镁溶液，其浓度为10% ;通过电极3上的化学溶液浓度测量仪6，测量电极3周边碳酸钠溶液和氯化镁溶液的浓度，当其浓度低于4%时，通过注液管5分别注入碳酸钠溶液和氯化镁溶液，使其浓度达到15% ；
4)当电极3的输出电流小于20安培时，化学溶液的浓度低于4%时，将原有的正、负电极进行互换，并分别在转换后的正电极N和负电极S注入相应的化学溶液，使其浓度达到15% ；
5)重复3)~4)直到软土层2的强度达到设计要求，停止通电和注入化学溶液，拔出电极3。
[0015]实施例3
既有堤防软基电化学处理的施工方法，包括如下步骤:
1)进行既有堤防I的软土层2的地质勘查，确定软土层2的加固范围；
2)根据勘查结果，按照设计要求在既有堤防I两侧分别向堤防底部插入若干排电极3，保证电极3插入到需要加固的软土层2中，两排电极3之间的距离为500cm ;电极3为铁质材料，电极3的主体为圆柱体形结构，电极3的顶部为圆锥形；在电极3上沿其轴向设有两个凹槽，在其中一个凹槽内嵌入用于注入化学溶液的注液管5，在另一个凹槽内安装测量电极3周边化学溶液浓度的化学溶液浓度测量仪6，电极外径为10cm，根据软土层的厚度进行确定长度为100cm ;电极3插入完成后，按照每排正、负电极间隔的要求连接导线4，接通直流电源，电源的电压为0~220伏，电流为0~300安培；
3)通过电极3上的注液管5，向阴极注入碳酸钠溶液，其浓度为20%，向阳极注入氯化镁溶液，其浓度为20% ;通过电极3上的化学溶液浓度测量仪6，测量电极3周边碳酸钠溶液和氯化镁溶液的浓度，当其浓度低于4%时，通过注液管5分别注入碳酸钠溶液和氯化镁溶液，使其浓度达到15% ；
4)当电极3的输出电流小于20安培时，化学溶液的浓度低于4%时，将原有的正、负电极进行互换，并分别在转换后的正电极N和负电极S注入相应的化学溶液，使其浓度达到15% ；
5)重复3)~4)直到软土层2的强度达到设计要求，停止通电和注入化学溶液，拔出电极3。
【权利要求】
1.一种既有堤防软基电化学处理的施工方法，其特征在于，包括如下步骤: 1)进行既有堤防(1)的软土层(2)的地质勘查，确定软土层(2)的加固范围； 2)根据勘查结果，按照设计要求在既有堤防(1)两侧分别向堤防底部插入若干排电极(3)到需要加固的软土层(2)中；该电极(3)的主体为圆柱体形结构，电极(3)的顶部为圆锥形；在电极(3)上沿其轴向设有两个凹槽，在其中一个凹槽内嵌入注液管(5),在另一个凹槽内安装化学溶液浓度测量仪“);电极(3)插入完成后，按照每排正、负电极间隔的要求连接导线(4),接通直流电源，电源的电压为0~220伏，电流为0~300安培； 3)通过电极(3)上的注液管(5),向阴极注入碳酸钠溶液，其浓度为10~20%，向阳极注入氯化镁溶液，其浓度为10~20% ；通过化学溶液浓度测量仪(6)测量电极(3)周边碳酸钠溶液和氯化镁溶液的浓度，当其浓度低于4%时，通过注液管(5)分别注入碳酸钠溶液和氯化镁溶液，使其浓度达到15% ； 4)当电极(3)的输出电流小于20安培，化学溶液的浓度低于4%时，将原有的正、负电极进行互换，并分别在转换后的正电极~和负电极3注入相应的化学溶液，重复步骤3),使其浓度达到15% ； 5)重复3)-4)直到软土层2的强度达到设计要求，停止通电和注入化学溶液，拔出电极⑶。
2.根据权利要求1所述的既有堤防软基电化学处理的施工方法，其特征在于:所述的电极(3)外径为3~10挪，长度为200~1000。1110
3.根据权利要求1所述的既有堤防软基电化学处理的施工方法，其特征在于:相邻的电极(3)之间的距离为30(^500(?^
4.根据权利要求1所述的既有堤防软基电化学处理的施工方法，其特征在于:所述的电极(3)为铁质材料，电极(3)的主体为圆柱体形结构，电极(3)的顶部为圆锥形。
【文档编号】E02D3/11GK104452738SQ201410689765
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】吕雪芬, 毛石根, 舒实, 徐枫, 左翔 申请人:禹顺生态建设有限公司, 南京河海科技有限公司