專利名稱：一種真空/電滲/磁場(chǎng)/堆載聯(lián)合預(yù)壓加固軟基的方法
一種真空/電滲/磁場(chǎng)/堆載聯(lián)合預(yù)壓加固軟基的方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于地基處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種真空一電滲一磁場(chǎng)一堆載聯(lián)合預(yù)壓 加固軟基的方法。
背景技術(shù)：
在建筑工程中，對(duì)不良地基土進(jìn)行處理與加固的方法一般有置換法、預(yù)壓法、壓實(shí) 與夯實(shí)法、加筋法及灌漿法等。針對(duì)土質(zhì)的不同選用其中的一種或是幾種的結(jié)合，完成對(duì)地 基土的處理。
對(duì)于由于海相、湖相及河相沉積的軟弱粘土層，其含水量大、壓縮性高、強(qiáng)度低，透 水性差，在建筑物荷載作用下會(huì)產(chǎn)生較大的沉降和沉降差，對(duì)于大面積施工，必須對(duì)該類地 基進(jìn)行加固處理與加固。中國(guó)專利=200610096961，深層軟土地基加固方法；中國(guó)專利，公 開號(hào)CN102535432A, —種真空-電滲-堆載聯(lián)合加固軟基的系統(tǒng)和方法；中國(guó)專利，公開 號(hào)CN200810018498，一種軟土地基的加固方法，這些專利都采用了電滲方法和真空及加載 方法相結(jié)合來促進(jìn)排水和加固進(jìn)程。
本專利提出利用真空預(yù)壓、電滲和堆載聯(lián)合加固軟土地基的系統(tǒng)和方法，是在已 知專利方法基礎(chǔ)上增加了磁場(chǎng)的作用。
磁場(chǎng)誘導(dǎo)水產(chǎn)生分子感應(yīng)磁矩，分子感應(yīng)磁矩的相互作用可以改變土壤中水的粘 度，提高其擴(kuò)散滲透速度，可以有效促進(jìn)水的滲透；磁場(chǎng)不僅可以作用于土壤中的自由水， 也可以作用于結(jié)合水，促使其脫離束縛，沿著一定的方向滲透排出，從而起到加固的目的。 磁場(chǎng)還可能改變土壤顆粒的一些物理性質(zhì)，如粘結(jié)性，膨脹量，表面張力，團(tuán)聚化作用等，利 用其利于排水固結(jié)的一面可以強(qiáng)化固結(jié)作用，提高固結(jié)速度，節(jié)約地基處理耗費(fèi)的人力物 力。
所述的磁場(chǎng)，可以是微弱磁場(chǎng)，或者是強(qiáng)磁場(chǎng)，可以使交變磁場(chǎng)，直流磁場(chǎng)或者兩 者的疊加，還可以使用梯度磁場(chǎng)，磁場(chǎng)強(qiáng)度可以在0-20000GS變化。磁場(chǎng)的建立可以通過永 久磁鐵、通電的電磁線圈等多種方式來實(shí)現(xiàn)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種一種真空一電滲一磁場(chǎng)一堆載聯(lián)合預(yù)壓加固軟基的方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案包括以下步驟
(I)在預(yù)處理的軟土地基上鋪設(shè)一層30_50cm厚的砂墊層。
(2)在預(yù)處理軟土地基場(chǎng)地的四周開挖真空密封膜的密封溝。
(3)在鋪設(shè)砂墊層和開挖密封溝的同時(shí)制作排水電極和水平排水管。
(4)在部分塑料排水板上繞制線圈制作產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置。
(5)利用打板機(jī)打設(shè)塑料排水板，按照電極間距預(yù)留布置排水電極的位置，預(yù)留電 極間距優(yōu)先采取4飛倍排水板間距，在預(yù)留布置電極的位置不打排水板，只打孔，成孔后立 即插入事先制做好的排水電極，電極上端與導(dǎo)電線路連接。繞有線圈的塑料排水板并排間隔布置。線圈端頭與導(dǎo)電線路連接。
(6)在場(chǎng)地上布置水平排水管，水平排水支管與塑料排水板間距一致，水平排水主 管間距10m-15m。
(7)將處于同一排的塑料排水管和排水電極連接在同一根水平排水支管上，塑料 排水板露出地面的預(yù)留段纏繞在水平排水支管上2 3圈。排水電極與支管采用連接。支 管與主管相連，主管連接真空泵，每1000nTl500m布置一臺(tái)真空泵。
(8)在水平排水管和導(dǎo)電線路上鋪設(shè)一層土工布，在土工布上鋪設(shè)真空膜，將電滲 和磁場(chǎng)排水系統(tǒng)覆蓋在膜下，將真空膜壓入密封溝然后回填粘土并壓實(shí)。
(9)開動(dòng)真空泵抽真空，并啟動(dòng)直流電源開始電滲和磁場(chǎng)作用，真空預(yù)壓和電滲、 磁場(chǎng)同時(shí)進(jìn)行。真空從水平排水主管傳遞到支管，從支管傳遞到排水電極和塑料排水板的 空腔中，并向軟土地基擴(kuò)散。電流通過導(dǎo)線，排水電極和電極間的土體傳導(dǎo)，在陽(yáng)極和陰極 之間形成電勢(shì)差。同時(shí)給線圈通電，兩個(gè)饒有線圈的相鄰塑料排水板之間形成磁場(chǎng)。軟土 地基中的自由水在真空負(fù)壓和磁場(chǎng)的作用下向塑料排水板和排水電極匯集。通過水平管網(wǎng) 排出。另一方面，具有極性的水分子在電勢(shì)差的作用下由陽(yáng)極向陰極匯集，電滲作用增大了 水分子活性，加快了滲透速度，并促使結(jié)合水脫離土顆粒。，同時(shí)，在磁場(chǎng)作用下，水分子的 粘滯度減小，土的滲透吸水增加，含水量降低，也使得整個(gè)排水固結(jié)的過程加速進(jìn)行。在真 空、電滲和磁場(chǎng)的聯(lián)合作用下，土體迅速排水固結(jié)，地基產(chǎn)生固結(jié)沉降。
電滲和磁場(chǎng)的作用可以采用間歇式進(jìn)行方式，以增加固結(jié)作用的有效性和均勻 性。
在抽真空5 10天后，膜下真空度達(dá)到SOkPa以上，在檢查確定真空膜無漏氣并且 電滲系統(tǒng)穩(wěn)定工作之后，在真空膜上進(jìn)行堆載預(yù)壓。堆載可采用在真空膜上修建粘土圍堰 然后在圍堰內(nèi)覆水，或者在真空膜上鋪設(shè)土工布和砂墊層后堆土。堆載后，真空預(yù)壓、電滲、 磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓四者同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到沉降設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后卸載。
本發(fā)明將磁場(chǎng)的作用引入真空預(yù)壓、電滲和堆載預(yù)壓的過程中，真空預(yù)壓、電滲、 磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓四種工藝同時(shí)進(jìn)行，不需要獨(dú)立施加作用的時(shí)間，極大的節(jié)約了工期，能節(jié) 約電滲的費(fèi)用，并能提高加固的效果。


圖1是本發(fā)明真空-電滲-磁場(chǎng)-堆載聯(lián)合加固軟土地基的系統(tǒng)平面布置圖。
圖2是本發(fā)明真空-電滲-磁場(chǎng)-堆載聯(lián)合加固軟土地基的系統(tǒng)剖面示意圖。
圖3是本發(fā)明的磁場(chǎng)作用原理示意圖
圖中1塑料排水板，2排水電極，3水平排水支管，4水平排水主管，5電滲支導(dǎo)線，6電滲主導(dǎo)線，7磁場(chǎng)支導(dǎo)線，8磁場(chǎng)主導(dǎo)線，9真空泵，10電滲電源；11磁場(chǎng)電源；12砂墊 層，13水平排水管路，14導(dǎo)電線路，15 土工布，
16真空膜，17水或砂子，18粘土密封墻，19密封溝，20圍堰，21線圈。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖1、圖2、圖3所示，一種真空-電滲-磁場(chǎng)-堆載聯(lián)合加固軟土地基的系統(tǒng)，由排水電極2，導(dǎo)線電路、塑料排水板1、線圈21、水平排水管路13、真空泵9、電源10、11等 組成。
一種真空-電滲-磁場(chǎng)-堆載聯(lián)合加固軟土地基的方法，可以采用以下的技術(shù)步 驟實(shí)現(xiàn)
(I)整理場(chǎng)地并鋪設(shè)一層30_50cm厚的砂墊層12。
(2)如果地基夾有砂層，為防止漏氣需設(shè)置密封墻18。
(3)制作排水電極2，
(4)在塑料排水板I上繞制線圈21制作產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置。
(5)利用打板機(jī)打設(shè)繞有線圈的塑料排水板I間距1. 5mXl. 5m,塑料排水板I根據(jù) 軟土層厚度確定入土深度，地面以上預(yù)留O. 5m.
(6) 如圖1所示，按照3. 0mX3. Om的間距預(yù)留布置排水電極2的位置，在預(yù)留布 置電極的位置不打排水板，只打孔，成孔后立即插入制做好的排水電極，電極上端與導(dǎo)電線 路5連接。繞有線圈的塑料排水板并排間隔布置。線圈端頭與導(dǎo)電線路7連接。
(7)在砂墊層12上布置水平排水管路14，水平排水主管4間距10m_15m，水平排 水支管3間距1. 5mXl. 5m。水平排水管路14埋入砂墊層12中。
(8)在砂墊層12上鋪設(shè)一層土工布15，土工布15與砂共同組成水平排水和真空 傳遞系統(tǒng)。
(9)在砂墊層12上布置電滲導(dǎo)電線路。導(dǎo)電線路由支導(dǎo)線5和主導(dǎo)線組成6。同 時(shí)，在砂墊層12上布置磁場(chǎng)導(dǎo)電線路。導(dǎo)電線路由支導(dǎo)線7和主導(dǎo)線組成8。
(10) 將處于同一排的塑料排水板和排水電極連接在同一根水平排水支管上，塑 料排水板露出地面的預(yù)留段纏繞在水平排水支管上2 3圈。排水電極與支管采用連接。支 管與主管相連，主管連接真空泵，每1000m2 1500m2布置一臺(tái)真空泵。
(11)在土工布15上鋪設(shè)真空膜16 .真空膜材質(zhì)為聚乙烯，厚度按照設(shè)計(jì)要求 確定。
(12)在密封墻18內(nèi)側(cè)開挖1. 5深的密封溝19，將真空膜16放入，并用軟粘土回填壓實(shí)。
(13)將水平排水管4穿過真空膜16與真空泵9連接，并做好有關(guān)的密封。
(14)將電極排水管陰極和陽(yáng)極的主導(dǎo)線5通過密封溝19的底部與電源10的負(fù) 極和正極連接。同時(shí)將磁場(chǎng)線圈的陰極和陽(yáng)極的主導(dǎo)線8通過密封溝19的底部與電源11 的負(fù)極和正極連接。
(15)開動(dòng)真空泵9抽水，檢查是否漏氣加強(qiáng)真空維護(hù)。
(16)在真空抽水的同時(shí)打開電源進(jìn)行電滲和磁場(chǎng)的作用。電滲過程和磁場(chǎng)作用可 采用間歇通電法，也可采用極性轉(zhuǎn)換法，每2-3天進(jìn)行一次陰極和陽(yáng)極的轉(zhuǎn)換。
(17)在抽真空5 10天后，真空膜下的真空度達(dá)到SOkPa以上，進(jìn)行堆載預(yù)壓。 堆載方案可采用圖2所示在密封溝19內(nèi)側(cè)修建粘土圍堰20，并向圍堰內(nèi)注水17進(jìn)行覆水 預(yù)壓，或者堆土預(yù)壓。堆載后，真空預(yù)壓、電滲、磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓四者同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到沉降設(shè) 計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后卸載。
權(quán)利要求
1.一種真空一電滲一磁場(chǎng)一堆載聯(lián)合預(yù)壓加固軟基的方法，其特征包括以下步驟(1)在預(yù)處理的軟土地基上鋪設(shè)一層30-50cm厚的砂墊層；(2)在預(yù)處理軟土地基場(chǎng)地的四周開挖真空密封膜的密封溝；(3)在鋪設(shè)砂墊層和開挖密封溝的同時(shí)制作排水電極和水平排水管；(4)在部分塑料排水板上繞制線圈制作產(chǎn)生磁場(chǎng)的裝置；(5)利用打板機(jī)打設(shè)塑料排水板，按照電極間距預(yù)留布置排水電極的位置，在預(yù)留布置電極的位置不打排水板，只打孔，成孔后立即插入事先制做好的排水電極，電極上端與導(dǎo)電線路連接；繞有線圈的塑料排水板并排間隔布置；線圈端頭與導(dǎo)電線路連接；(6)在場(chǎng)地上布置水平排水管，水平排水支管與塑料排水板間距一致，水平排水主管間距 IOm-15m ；(7)將處于同一排的塑料排水管和排水電極連接在同一根水平排水支管上，塑料排水板露出地面的預(yù)留段纏繞在水平排水支管上廣3圈；排水電極與支管采用連接；支管與主管相連，主管連接真空泵，每1000nTl500m布置一臺(tái)真空泵；(8)在水平排水管和導(dǎo)電線路上鋪設(shè)一層土工布，在土工布上鋪設(shè)真空膜，將電滲和磁場(chǎng)排水系統(tǒng)覆蓋在膜下，將真空膜壓入密封溝然后回填粘土并壓實(shí)；(9)開動(dòng)真空泵抽真空，并啟動(dòng)直流電源開始電滲和磁場(chǎng)作用，真空預(yù)壓和電滲、磁場(chǎng)同時(shí)進(jìn)行；真空從水平排水主管傳遞到支管，從支管傳遞到排水電極和塑料排水板的空腔中，并向軟土地基擴(kuò)散；電流通過導(dǎo)線，排水電極和電極間的土體傳導(dǎo)，在陽(yáng)極和陰極之間形成電勢(shì)差；同時(shí)給線圈通電，兩個(gè)饒有線圈的相鄰塑料排水板之間形成磁場(chǎng)；軟土地基中的自由水在真空負(fù)壓和磁場(chǎng)的作用下向塑料排水板和排水電極匯集；通過水平管網(wǎng)排出；在抽真空5 10天后，膜下真空度達(dá)到SOkPa以上，在檢查確定真空膜無漏氣并且電滲系統(tǒng)穩(wěn)定工作之后，在真空膜上進(jìn)行堆載預(yù)壓；堆載可采用在真空膜上修建粘土圍堰然后在圍堰內(nèi)覆水，或者在真空膜上鋪設(shè)土工布和砂墊層后堆土 ；堆載后，真空預(yù)壓、電滲、磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓四者同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到沉降設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后卸載。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，預(yù)留電極間距采取4飛倍排水板間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，電滲和磁場(chǎng)的作用采用間歇式進(jìn)行方式。
全文摘要
一種真空—電滲—磁場(chǎng)—堆載聯(lián)合預(yù)壓加固軟基的方法，其將磁場(chǎng)的作用引入真空預(yù)壓、電滲和堆載預(yù)壓的過程中，通過真空預(yù)壓、電滲、磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓四種工藝同時(shí)進(jìn)行，不需要獨(dú)立施加作用的時(shí)間，節(jié)約了工期和費(fèi)用，并能提高加固的效果。磁場(chǎng)誘導(dǎo)水產(chǎn)生分子感應(yīng)磁矩，分子感應(yīng)磁矩的相互作用可以改變土壤中水的粘度，提高其擴(kuò)散滲透速度，可以有效促進(jìn)水的滲透；磁場(chǎng)不僅可以作用于土壤中的自由水，也可以作用于結(jié)合水，促使其脫離束縛，沿著一定的方向滲透排出，從而起到加固的目的。磁場(chǎng)還可能改變土壤顆粒的一些物理性質(zhì)，如粘結(jié)性，膨脹量，表面張力，團(tuán)聚化作用等，利用其利于排水固結(jié)的一面可以強(qiáng)化固結(jié)作用，提高固結(jié)速度，節(jié)約地基處理耗費(fèi)的人力物力。
文檔編號(hào)E02D3/11GK102995620SQ201210589409
公開日2013年3月27日 申請(qǐng)日期2012年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月27日
發(fā)明者趙紅華, 郭靖, 趙春吉, 李鵬飛, 常艷 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)