水平排水真空预压联合电渗法加固软土地基的系统和工艺的制作方法

本发明涉及一种水平排水真空预压联合电渗法加固软土地基的系统和工艺。

背景技术：

使用疏浚淤泥或者工业废弃污泥用作围垦填充材料主要面临的挑战：大部分挖掘或疏浚的淤泥都非常的软，这些填充材料的强度需要很长时间才能改善；使用软土进行土地开垦的困难：主要顶层表面太软，工人和机器无法在上面进行软土加固工作。关键的技术挑战是如何形成工作平台，自然晾晒是最简单低价的方法，然而所需耗费的时间长达数年。对吹填区域的软土排水以增强土体强度形成工作平台成为主要的手段，真空预压和电渗排水技术是常用的软土脱水方法。为解决深厚软土层排水加固问题，有学者提出了真空预压分层分阶段排水：第一步先用真空预压对浅层4-5米左右进行排水固结，待浅层处理后达到一定强度用作工作平台在进行第二步深层土体加固。这种地基处理方法只有在所有的填充材料吹填完并且工作平台已经形成之后才能进行软土地基加固，整体处理周期很长，土地开发效率较低。电渗加固软土排水速率非常快，并且对软黏土的颗粒粒径不敏感，有学者进行了电极板水平布置上下方向排水研究，然而对于深厚的软黏土水平电极布置形式纯电渗加固不能满足处理要求。

技术实现要素：

鉴于背景技术的不足，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够快速排水、加快围垦速率、提高地基处理效率的水平排水真空预压联合电渗法加固软土地基的系统。

为此，本发明是采用如下技术方案来实现：

水平排水真空预压联合电渗法加固软土地基的系统，包括围垦区、淤泥池、真空泵和直流电源，其特征是：所述围垦区内一侧竖向设有与真空泵连接的排水总管，所述排水总管上设有多层横向排水管，所述横向排水管另一端插入围垦区另一侧内壁，且横向排水管上设有多个导电塑料排水板，所述最上层的横向排水管设有电渗阳极，往下的每一层横向排水管设置的电渗电极与上一层横向排水管设置的电渗电极相反，所述导电塑料排水板的电极通过导线连接对应横向排水管的电渗电极，导电塑料排水板设有间隔排水槽，各有一根导线包裹在靠近排水板两端处，导线与导电排水板形成既能排水又能导电的整体，所述横向排水管的电渗电极通过导线连接直流电源。

所述淤泥池设有多根输送管，从第二层所述横向排水管开始每层横向排水管下方设置一所述输送管，所述围垦区上设置一所述输送管。

所述输送管上设有阀门。

所述围垦区上设有覆盖层，所述覆盖层包括从上到下依次贴合设置的土工膜、土工布和编织布。

本系统具有以下优点：1、当淤泥将覆盖住最底层导电塑料排水板时即可开启真空泵进行真空预压抽水，排水和填淤泥同时进行，大大缩短整个项目工期；2、每一层导电塑料排水板均可在抽真空作用下排水，在直流电场作用下将电渗阳极区域土体水分排向电渗阴极区域通过真空预压排出；3、本系统所用导电塑料排水板一种材料同时满足真空预压、电渗两种方法要求，同时还能防止作为电渗阳极的电动排水板腐蚀，节省阳极电极，使电渗作用持续更长的时间；4、排水板垂直打设能够处理深度约为20米，因真空度沿深度传递和受损问题深部土体处理效果不佳，而导电塑料排水板水平铺设则不存在这个缺陷，处理深度不受限制；5、对于顶层以下土体，可以充分利用上层土体自重，等效于土体处于真空预压、电渗、堆载三者联合作用下排水加固，有利于进一步增强排水固结效率。

本发明还提供了一种水平排水真空预压联合电渗法加固软土地基的工艺，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：打开所有阀门使输送管将淤泥送至围垦区内，底层填充高度达到1-1.5米时开始铺设最底层电动塑料排版，水平方向间距为2-3米（参照真空预压与电渗的作用范围）待淤泥将覆盖住最底层导电塑料排水板时即可开启真空泵进行真空预压抽水，抽真空和填淤泥同时进行；

步骤二：在最底层排水板上吹填2-3米时开始铺设下一层导电塑料排水板，重复步骤一待淤泥填至标高位置时，关闭所有阀门，然后在淤泥上从下到上铺设编织布、土工布和编织布进行真空预压表面密封处理；

步骤三：开启直流电源进行电渗联合真空预压进行排水；

步骤四：在淤泥排出适量水后且淤泥还没固结时，可开启横向排水管下方输送管的阀门，继续向围垦区内填淤泥，使围垦区内的淤泥保持在标高线范围内，直至淤泥固结。

附图说明

本发明有如下附图：

图1为本发明中水平排水真空预压联合电渗法加固软土地基的系统的结构示意图；

图2为本发明中导电塑料排水板的俯视图。

具体实施方式

参照上述附图所示，本发明提供的水平排水真空预压联合电渗法加固软土地基的系统包括围垦区1、淤泥池2、真空泵3和直流电源4，围垦区1内一侧竖向设有与真空泵3连接的排水总管5，排水总管5上设有多层横向排水管6，横向排水管6另一端插入围垦区1另一侧内壁，且横向排水管6上设有多个导电塑料排水板7，最上层的横向排水管6设有电渗阳极8，往下的每一层横向排水管6设置的电渗电极与上一层横向排水管6设置的电渗电极相反，导电塑料排水板7的电极15通过导线连接对应横向排水管6的电渗电极，导电塑料排水板7设有间隔排水槽，各有一根导线包裹在靠近导电排水板6两端处，导线与导电排水板6形成既能排水又能导电的整体，横向排水管6的电渗电极通过导线连接直流电源4，淤泥池2设有多根输送管9，从第二层横向排水管6开始每层横向排水管6下方设置一输送管9，围垦区1上设置一输送管9，输送管9上设有阀门10，围垦区1上设有覆盖层，覆盖层包括从上到下依次贴合设置的土工膜11、土工布12和编织布13。

在本实施例中，当淤泥将覆盖住最底层导电塑料排水板7时即可开启真空泵3进行真空预压抽水，排水和填淤泥同时进行，大大缩短整个项目工期；每一层导电塑料排水板7均可在抽真空作用下排水，在直流电场作用下将电渗阳极8区域土体水分排向电渗阴极14区域通过真空预压排出；本系统所用导电塑料排水板7一种材料同时满足真空预压、电渗两种方法要求，同时还能防止作为电渗阳极的导电塑料排水板7腐蚀，节省阳极电极，使电渗作用持续更长的时间；排水板垂直打设能够处理深度约为20米，因真空度沿深度传递和受损问题深部土体处理效果不佳，而导电塑料排水板7水平铺设则不存在这个缺陷，处理深度不受限制；对于顶层以下土体，可以充分利用上层土体自重，等效于土体处于真空预压、电渗、堆载三者联合作用下排水加固，有利于进一步增强排水固结效率。

本发明还提供了一种水平排水真空预压联合电渗法加固软土地基的工艺，其特征是，包括以下步骤：

步骤一：打开所有阀门10使输送管9将淤泥送至围垦区1内，待淤泥将覆盖住最底层导电塑料排水板7时即可开启真空泵3进行真空预压抽水，抽真空和填淤泥同时进行；

步骤二：待淤泥填至标高位置时，关闭所有阀门10，然后在淤泥上从下到上铺设编织布11、土工布12和编织布13进行真空预压表面密封处理；

步骤三：开启直流电源4进行电渗联合真空预压进行排水；

步骤四：在淤泥排出适量水后且淤泥还没完成固结时，可开启横向排水管6下方输送管9的阀门10，继续向围垦区内1填淤泥，使围垦区内1的淤泥保持在标高线范围内，直至淤泥完成固结。