本实用新型属于地基处理技术领域，特别涉及一种滩涂围垦吹填淤泥夹砂层地基加固结构，适用于一种大面积软弱地基处理，尤其适用于吹填淤泥下卧夹砂层地基加固处理。
背景技术：
目前，随着我国沿海地区的迅猛发展，其对于土地的需求大大增加，其中常见的处理方法是利用滩涂和吹填造地的技术。然而，由于新吹填淤泥质土一般均为“三高一低”(即高含水量、高压缩性、高灵敏性，低强度)的淤泥质土，当吹填完成后，含水量高，强度低，是目前地基处理中最为棘手的类型之一。在淤泥区施工，人员和机械设备无法进场，成为了整个工程的瓶颈。而要使新吹填淤泥地区满足施工的条件，就必须先对吹填淤泥土进行地基加固的处理。
吹填淤泥地基处理常用的传统方法有堆载预压法、真空预压技术、柔性桩复合地基法等等。而目前地基处理发展的一个典型的趋势就是复合加固技术，即融合了不只一种的传统地基加固技术，推陈出新，在众多的研究成果中均表明复合的地基处理方法要比单一方法的加固效果好。不同的吹填淤泥地基处理方法由于本身作用原理不同，都有着各自的适用特点和局限性。如真空电渗堆载联合地基加固技术就是典型的融合了三种地基处理方法的一种复合加固技术，其虽然解决了电渗与真空预压和堆载预压结合的难题，使电渗、真空预压和堆载预压三种地基处理方法结合在一起同时进行，对于渗透系数小的淤泥质软土地基，能大大缩短地基处理工期并提高处理效果，但是该方法对于吹填淤泥上部承载力不足以及夹砂层问题都没有加以有效的解决。而且，已有真空预压与电渗方法的联合使用均需采用真空膜对场地进行密封，而真空膜容易被电渗系统或上部堆载破坏从而造成漏气。另外，如压气真空预压法对于处理含水量极高、渗透性较差的疏浚泥时效果欠佳，有效加固深度较小，而且用于压入气体的竖向排水通道强度不足，无法满足气体压入过程中巨大的压力，而造成材料的破裂，影响实际的排水效果。
综上所述，现有的吹填淤泥下卧夹砂层地基处理加固技术还无法有效解决吹填层上部承载力不足、下卧夹砂层漏气、真空膜易破坏、吹填淤泥固结排水困难以及竖向排水通道材料性能差等问题，实际地基加固处理效果难以很好保证，亟需通过提出新技术加以解决。
技术实现要素：
本实用新型的目的是克服现有技术中的不足，提供一种滩涂围垦吹填淤泥夹砂层地基加固结构。本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：
这种滩涂围垦吹填淤泥夹砂层地基加固结构，包括：螺旋钢丝导电排水管、太阳能电源、双排钢板桩、自凝灰浆防渗墙、自凝灰浆承载板、吹填淤泥层、一般软土层和夹砂层；吹填淤泥夹砂层地基从上至下依次为吹填淤泥层、一般软土层、夹砂层和一般软土层；所述螺旋钢丝导电排水管包括导电软管、预制混凝土桩尖和高弹性螺旋钢丝；所述导电软管管壁内嵌入高弹性螺旋钢丝，导电软管周身设有排水孔，导电软管外包有滤布，所述螺旋钢丝导电排水管穿越夹砂层段表面包有绝缘胶布，螺旋钢丝导电排水管底端设有预制混凝土桩尖；所述吹填淤泥层顶部设有自凝灰浆承载板，吹填淤泥夹砂层地基四周设有自凝灰浆防渗墙，所述自凝灰浆防渗墙由双排钢板桩围成；所述太阳能电源通过支架放置在自凝灰浆承载板上，相邻两根螺旋钢丝导电排水管的高弹性螺旋钢丝通过导线分别与太阳能电源的正极和负极连接，与太阳能电源正极连接的螺旋钢丝导电排水管通过导管连接压气泵，与太阳能电源负极连接的螺旋钢丝导电排水管通过导管连接真空泵。
作为优选：所述导电软管外径为30～50mm，壁厚为2～3mm。
作为优选：每一环高弹性螺旋钢丝的间距为10～20mm；所述排水孔呈螺旋状排列，排水孔直径为1～2mm；所述预制混凝土桩尖最大直径为70～120mm。
作为优选：所述螺旋钢丝导电排水管按照矩形或正三角形布置插入吹填淤泥夹砂层地基并达到地基处理深度，所述预制混凝土桩尖打入夹砂层下部的一般软土层中。
作为优选：所述双排钢板桩高出吹填淤泥层长度为0.5～1.0m，双排钢板桩间距为0.6～ 1.5m，双排钢板桩插入吹填淤泥层下部的一般软土层中。
作为优选：所述太阳能电源位于相邻两根螺旋钢丝导电排水管之间。
作为优选：每隔1～2米设有一列导管，所述导管一端依次连接压气泵和真空泵，导管上每隔1～2m设有一根螺旋钢丝导电排水管，所述太阳能电源设置在两列导管之间。
本实用新型的有益效果是：
1)快速形成施工作业面，省时高效
本施工方法通过在吹填淤泥层上方灌入自凝灰浆形成自凝灰浆承载板，解决了人员和机械无法进入淤泥地基施工的难题，大大减少了传统吹填淤泥施工后等待固结的时间消耗。
2)解决夹砂层漏气问题，可直接进行真空预压
在基坑四周利用双排钢板桩、自凝灰浆等修筑自凝灰浆防渗墙，有效解决了夹砂层地基的漏气问题，同时克服了淤泥地基无法施工水泥或泥浆搅拌墙的问题。另外，自凝灰浆承载板和自凝灰浆防渗墙形成一个密闭的空间，取消了常规真空预压采用的真空膜，可直接在地基内进行真空预压。
3)多功能螺旋钢丝导电排水管促进土层排水，稳固地基
螺旋钢丝导电排水管按照矩形或者正三角形布置插入吹填淤泥夹砂层地基并达到设计的地基处理深度。相邻的两根螺旋钢丝导电排水管分别连接太阳能电源的正负极，作为电渗的阳极和阴极，形成电渗系统；之后将与太阳能电源正极连接的螺旋钢丝导电排水管连接压气泵，与太阳能电源负极连接的螺旋钢丝导电排水管连接真空泵，构成抽气压力系统。当电渗系统开始工作，在吹填淤泥夹砂层地基中形成电渗流，促进水分子从阳极向阴极流动，而压气则提高了吹填淤泥夹砂层地基中的孔隙压力差，提高了地基排水效果，达到降低土层中含水量的目的。另外，当吹填淤泥夹砂层地基排水完成后的注浆处理封闭了排水通道，同时可以在吹填淤泥夹砂层地基中形成细长型柔性桩，形成桩土复合地基，提高吹填淤泥夹砂层地基承载力。
4)绿色环保耗能低，拆装方便易维护
相邻的螺旋钢丝导电排水管之间的电渗系统工作所需要能源均靠设置在每对电极之间的太阳能电源提供。太阳能电渗能耗低，绿色环保，有利于减少相应的电渗能源消耗所造成的成本。另外，太阳能电源设置在自凝灰浆承载板上，用表面的支架进行固定安装，方便后期的拆卸，利于施工和维护，以及变换阴阳极等设置。
5)导电软管强度高、韧性好，导电性能好
导电软管内嵌的高弹性螺旋钢丝可保证螺旋钢丝导电排水管在压气或抽气过程中不被压爆或吸扁，内嵌钢丝导电可提高导电软管的导电效果，而且高弹性螺旋钢丝可提高螺旋钢丝导电排水管的柔性和强度。导电软管由聚乙烯、环氧树脂或丙烯酸酯树脂、石墨、炭黑，以及铜、铝、锌、铁或镍粉末中的一种或多种制作而成，强度高，韧性高，导电性能好。
附图说明
图1是滩涂围垦吹填淤泥夹砂层地基加固结构的纵断面示意图；
图2是螺旋钢丝导电排水管注浆形成水泥浆桩示意图；
图3是螺旋钢丝导电排水管的结构示意图；
图4是太阳能电渗排水系统的平面布置示意图；
附图标记说明：螺旋钢丝导电排水管1；绝缘胶布2；滤布3；导电软管4；排水孔5；预制混凝土桩尖6；高弹性螺旋钢丝7；太阳能电源8；导线9；双排钢板桩10；自凝灰浆防渗墙11；自凝灰浆承载板12；压气泵13；真空泵14；导管15；注浆泵16；吹填淤泥层17；一般软土层18；夹砂层19；水泥浆20；浆液渗透区21；支架22。
具体实施方式
下面结合实施例对本实用新型做进一步描述。下述实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
如图1至图4所示，所述滩涂围垦吹填淤泥夹砂层地基加固结构包括：螺旋钢丝导电排水管1、绝缘胶布2、滤布3、导电软管4、排水孔5、预制混凝土桩尖6、高弹性螺旋钢丝7、太阳能电源8、导线9、双排钢板桩10、自凝灰浆防渗墙11、自凝灰浆承载板12、压气泵13、真空泵14、导管15、注浆泵16、吹填淤泥层17、一般软土层18、夹砂层19、水泥浆20、浆液渗透区21和支架22。吹填淤泥夹砂层地基从上至下依次为吹填淤泥层17、一般软土层 18、夹砂层19和一般软土层18。
如图1、图3所示，所述螺旋钢丝导电排水管1包括绝缘胶布2、滤布3、导电软管4、排水孔5、预制混凝土桩尖6和高弹性螺旋钢丝7。所述导电软管4外径为30-50mm，壁厚为 2-3mm，导电软管4管壁内嵌入高弹性螺旋钢丝7，每一环高弹性螺旋钢丝7的间距为10-20mm。所述导电软管4周身设有排水孔5，所述排水孔5呈螺旋状排列，排水孔5直径为1-2mm，每隔3mm设置一个。所述导电软管4外包有滤布3，可有效地过滤土中杂质，避免堵塞排水孔5。所述螺旋钢丝导电排水管1底端设有预制混凝土桩尖6，所述预制混凝土桩尖6最大直径为 70-120mm。所述螺旋钢丝导电排水管1按照矩形或正三角形布置插入吹填淤泥夹砂层地基并达到地基处理深度，所述预制混凝土桩尖6打入夹砂层19下部的一般软土层18一定深度，螺旋钢丝导电排水管1穿越夹砂层19段表面包有绝缘胶布2，使导电软管4与夹砂层19绝缘。所述导电软管4由聚乙烯、环氧树脂或丙烯酸酯树脂、石墨、炭黑，以及铜、铝、锌、铁或镍粉末中的一种或多种制作而成，质量比例为：1:0.1～0.2:0.2～0.3:0.05～ 0.1:0.1:0.2。
如图1所示，所述吹填淤泥层17顶部设有自凝灰浆承载板12，吹填淤泥夹砂层地基四周设有自凝灰浆防渗墙11，所述自凝灰浆防渗墙11由双排钢板桩10围成，有效地解决了淤泥地基无法施工水泥或泥浆搅拌墙的问题，同时自凝灰浆防渗墙11有效解决了夹砂层19漏气问题。所述双排钢板桩10高出吹填淤泥层17长度为0.5～1.0m，双排钢板桩10间距0.6～ 1.5m，双排钢板桩10插入吹填淤泥层17下部的一般软土层18一定深度。所述太阳能电源8 通过支架22放置在自凝灰浆承载板12上，位于相邻两根螺旋钢丝导电排水管1之间，相邻两根螺旋钢丝导电排水管1的高弹性螺旋钢丝7通过导线9分别与太阳能电源8的正极和负极连接，作为电渗的阳极和阴极。与太阳能电源8正极连接的螺旋钢丝导电排水管1连接压气泵13，与太阳能电源8负极连接的螺旋钢丝导电排水管1连接真空泵14，其中压气泵13 的压力为0.5-1.0MPa，真空泵14的工作气压为80-90KPa。
如图2所示，当吹填淤泥夹砂层地基排水工作完成后，利用导管15连接螺旋钢丝导电排水管1和注浆泵16，通过注浆泵16向螺旋钢丝导电排水管1中注入水泥浆20。由于螺旋钢丝导电排水管1周身设有排水孔5，水泥砂浆可与周围土体形成浆液渗透区21，共同形成水泥浆柱，起到稳固地基土层的作用。
如图4所示，太阳能电渗排水系统平面布置采用排列式组合。每隔1-2米间隔布置一列导管15，所述导管15一端依次连接压气泵13和真空泵14，导管15上每隔1-2m设有一根螺旋钢丝导电排水管1，并利用导管15连接。在两列导管15之间设有太阳能电源8，所述太阳能电源8的正负极分别连接两侧的螺旋钢丝导电排水管1。当电渗排水系统开始工作，在吹填淤泥夹砂层地基中形成电渗流，促进水分子从阳极向阴极流动。
所述滩涂围垦吹填淤泥夹砂层地基加固结构的施工方法，包括以下步骤：
步骤一、在吹填淤泥夹砂层地基四周插入双排钢板桩10，使双排钢板桩10高出吹填淤泥层17的长度为0.5～1.0m，双排钢板桩10间距为0.6～1.5m，双排钢板桩10插入吹填淤泥层17下部的一般软土层18一定深度；
步骤二、在吹填淤泥层17上方注入0.5～1.0m厚度的自凝灰浆，自凝灰浆凝固成自凝灰浆承载板12；
步骤三、在双排钢板桩10之间通过泥浆护壁法开挖自凝灰浆槽，自凝灰浆槽的深度贯穿夹砂层19，并进入夹砂层19下部的一般软土层18的深度达1.0m以上，在自凝灰浆槽灌入自凝灰浆，自凝灰浆凝固成自凝灰浆防渗墙11；
步骤四、制作螺旋钢丝导电排水管1，并根据夹砂层19深度在螺旋钢丝导电排水管1的相应位置包裹绝缘胶布2，在螺旋钢丝导电排水管1底端设置预制混凝土桩尖6；
步骤五、按照矩形或正三角形布置采用钢沉管桩机将螺旋钢丝导电排水管1插入吹填淤泥夹砂层地基并达到设计的地基处理深度；
步骤六、将相邻两根螺旋钢丝导电排水管1的高弹性螺旋钢丝7通过导线9分别与太阳能电源8的正极和负极连接，作为电渗的阳极和阴极，太阳能电源8通过支架22放置在自凝灰浆承载板12上；
步骤七、与太阳能电源8的正极连接的螺旋钢丝导电排水管1连接压气泵13，与太阳能电源8的负极连接的螺旋钢丝导电排水管1连接真空泵14；
步骤八、启动真空泵14从螺旋钢丝导电排水管1向吹填淤泥夹砂层地基外进行真空排水；
步骤九、启动压气泵13从螺旋钢丝导电排水管1向吹填淤泥夹砂层地基内增压，加大阳极和阴极之间的孔隙水压力差；
步骤十、启动太阳能电源8，一排螺旋钢丝导电排水管1作为阳极，相邻一排螺旋钢丝导电排水管1作为阴极，在吹填淤泥夹砂层地基中形成电渗流，促进水分子从阳极向阴极流动；
步骤十一、吹填淤泥夹砂层地基排水处理完成后拆除上部太阳能电源8、压气泵13和真空泵14，保留螺旋钢丝导电排水管1在吹填淤泥夹砂层地基内，将螺旋钢丝导电排水管1通过导管15连接注浆泵16向螺旋钢丝导电排水管1内注入水泥浆20形成柔性细长桩。