一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括：導電管和非導電管，所述導電管上與非導電管上均勻間隔開設排水孔，所述導電管與非導電管通過接頭交錯連接成主外管，所述主外管外壁與底部包裹非導電土工織物濾層，所述主外管豎直設置且各導電管間通電電壓為縱向向上逐漸減小的梯度設置，多根所述主外管等距離間隔排成陣列。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，通過將導電電極管和不導電塑料排水管上下交替排布，形成從下往上的電勢梯度，這樣在不同深度處皆可通過電源設定該處的電勢，避免了電勢沿深度方向的衰減，提高排水效率。
【專利說明】一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領域】
[0001]本實用新型涉及巖土工程【技術(shù)領域】，具體地指一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]電滲法是一種非常有效的針對軟土地基的排水固結(jié)方法，但目前存在的主要困難之一是對于深度超過5m的軟土地基，電滲處理效果不佳，其主要原因有兩個方面:1)電勢從上到下逐漸衰減，隨著土體深度增加，通過深層土體的電流減?。?)目前電滲排水的排布結(jié)構(gòu)是將電極從土體表層直通到軟基底部，在表層將電極與電源正負極交替連接，這樣的排布結(jié)構(gòu)，電勢梯度是沿水平方向分布的，電滲排水也是水平流動的；土體中的水，在水平電場作用下，遷移到陰極附近，再通過陰極處的排水通道排出地面，擁集在陰極處的水向上提升還需要額外的能量，如果深度很大，向上提升的能量又不足，水就難以排出地面。
[0003]因為電能沿深度方向的衰減和電場方向是水平的，這兩個原因造成深層軟土地基電滲處理效果不理想。本發(fā)明即針對這兩個方面的問題提出解決方案。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的就是要解決上述【背景技術(shù)】的不足，提供一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)。
[0005]本實用新型的技術(shù)方案為:一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)，其特征在于，包括:導電管和非導電管，所述導電管上與非導電管上均勻間隔開設排水孔，所述導電管與非導電管通過接頭交錯連接成主外管，所述主外管豎直設置且各導電管間通電電壓為縱向向上逐漸減小的梯度設置，多根所述主外管等距離間隔排成陣列。
[0006]優(yōu)選的，所述主外管外壁與底部包裹非導電土工織物濾層。
[0007]優(yōu)選的，所述主外管內(nèi)設有未開孔的非導電塑料內(nèi)管。
[0008]優(yōu)選的，所述主外管上端設有柔性導電塑料排水板，所述柔性導電塑料排水板上設有排水槽。柔性導電塑料排水板為可卷繞的柔性材料制成。
[0009]優(yōu)選的，還包括與主外管對應設置的副外管，所述副外管由導電管與非導電管通過接頭交錯連接成的而成副外管，所述副外管的導電管與主外管的非導電管上下端相對應。
[0010]進一步的，所述副外管豎直設置且等距離間隔排列插入主外管陣列中，相鄰行或相鄰列的副外管與主外管交錯排列。用主外管和副外管兩種類型的管，副外管導電管的位置對應主外管非導電管的位置，這樣可提高非導電管所在土層的電滲處理效果。
[0011]進一步的，所述副外管內(nèi)設有未開孔的非導電塑料內(nèi)管。
[0012]進一步的，所述副外管上端設有柔性導電塑料排水板，所述柔性導電塑料排水板上設有排水槽。
[0013]優(yōu)選的，還包括柔性導電塑料排水板，所述柔性導電塑料排水板上設有排水槽，所述柔性導電塑料排水板等距離間隔排列插入主外管陣列中。柔性導電塑料排水板與土體的接觸面積比電極管大，在分級式電極管將電勢分配到土體深部的情況下，采用導電塑料排水板增加導電面積，可使電流增大，電滲效果更好。
[0014]進一步的，所述導電塑料排水板互相平行設置，所述相鄰行或相鄰列的導電塑料排水板與主外管交錯排列。
[0015]進一步的，所述導電塑料排水板行與列表面互相垂直，所述柔性導電塑料排水板與主外管的行與列均交替排列。
[0016]對于軟土地基，排水固結(jié)會產(chǎn)生很大的沉降，試驗和實踐表明這個沉降量將達到土層厚度的20%左右。土體沉降會使得排布的電極管伸出地面，將地表上覆的土工布和土工膜頂開，影響表層的抽真空排水，因此在地表處深度20%范圍內(nèi)采用柔性導電塑料排水板，土體沉降時柔性導電塑料排水板上端部分露出土體后會彎曲覆在土體表面，保證了地表土工布和土工膜的平整。
[0017]本實用新型的優(yōu)點為:
[0018]1.通過將導電管和非導電管上下交替排布，形成從下往上減小的電勢梯度，這樣在不同深度處皆可通過電源設定該處的電勢，避免了電勢沿深度方向的衰減。
[0019]2.導電管形成的電勢梯度方向是向上的，因此電滲排水方向也是向上的，不需要額外的向上提升的能量，電滲排水可在電場作用下直接從下往上排出地面。
[0020]3.用主外管和副外管兩種類型的管配合排列，副外管導電管的位置對應主外管非中導電塑料管的位置，這樣可提高主外管非導電管所在的水平方向土層的電滲處理效果。
[0021]4.主外管和副外管的上端采用柔性導電塑料排水板，使土體沉降時柔性導電塑料排水板上端部分露出土體后會彎曲覆在土體表面，保證了地表抽真空時土工布和土工膜的平整。
[0022]5.用主外管和柔性導電塑料排水板配合排列，在分級式電極管將電勢分配到土體深部的情況下，采用導電塑料排水板增加導電面積，可使電流增大，電滲效果更好。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]圖1為導電塑料管結(jié)構(gòu)示意圖
[0024]圖2為非導電管結(jié)構(gòu)示意圖
[0025]圖3為柔性導電塑料排水板結(jié)構(gòu)示意圖
[0026]圖4為主外管與副外管結(jié)構(gòu)示意圖
[0027]圖5為圖4中A-A剖面圖
[0028]圖6為實施例1中主外管與副外管排布示意圖
[0029]圖7為導電金屬管結(jié)構(gòu)示意圖
[0030]圖8為實施例2中主外管排布示意圖
[0031]圖9為實施例3中主外管與柔性導電塑料排水板排布示意圖
[0032]圖10為實施例4中主外管與柔性導電塑料排水板排布示意圖
[0033]其中:1.導電管2.非導電管3.非導電塑料內(nèi)管4.非導電土工織物濾層5.排水孔6.接頭7.主外管8.副外管9.柔性導電塑料排水板10.凹槽11.導水槽12.排水槽13.導電塑料管14.導電金屬管15.金屬絲。

【具體實施方式】
[0034]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0035]實施例1
[0036]如圖1所示，導電管I采用導電塑料管13，導電塑料管13管壁內(nèi)設有2根金屬絲15，金屬絲15為銅絲，直徑1mm。金屬絲15對稱分布于導電塑料管13管壁內(nèi)并軸向貫穿整個導電塑料管13，導電塑料管13內(nèi)外壁上均設有沿圓周均勻間隔設置的軸向?qū)?1。排水孔5設置在管壁未開槽處，排水孔5沿管壁圓周均勻間隔設置2-4個，排水孔5沿軸向等距離重復設置。導電塑料管外徑為30?40mm,內(nèi)徑為15?20mm,排水槽10沿管壁圓周寬度為5?8mm,外壁相鄰導水槽11沿管壁圓周距離為1mm,軸向相鄰排水孔5的間距為10 ?20mm。
[0037]如圖2所示，非導電管2為非導電塑料管，外壁上均設有沿圓周均勻間隔設置的軸向排水槽12，非導電管2未開槽處設有排水孔5，排水孔5沿管壁圓周均勻間隔設置2-4個，排水孔5沿軸向等距離重復設置。
[0038]接頭6兩端內(nèi)徑與導電塑料管8、非導電管2外徑相對應，接頭6兩端與導電塑料管8、非導電管2間均采用熱熔連接。
[0039]如圖3和圖4所示，從導電塑料管13開始向上將導電塑料管13與非導電管2通過接頭6交錯排列成主外管7。從非導電管2開始向上將導電塑料管13與非導電管2通過接頭6交錯排列成副外管8。副外管8的導電管I與主外管7的非導電管2上下端相對應。主外管7和副外管8上端離地表處設有約有高度為整個土層厚度20%的柔性導電塑料排水板9，柔性導電塑料排水板9上設有徑向的凹槽10，柔性導電塑料排水板9寬約10cm，厚約I?2mm。如圖5所示，主外管7和副外管8內(nèi)設有未開孔的同軸非導電塑料內(nèi)管3。采用非導電土工織物濾層4從底部開始將主外管7、副外管8的外壁和底部分別包住，此時非導電土工織物濾層4作為一個整體將主外管7以及上端的柔性導電塑料排水板9、副外管8以及上端的柔性導電塑料排水板9從底部套住。
[0040]如圖6所示，主外管7縱橫等距離間隔排成陣列，副外管8等距離間隔排列插入主外管7陣列中，相鄰行或相鄰列的副外管8與主外管7間交錯排列。此時主外管7和副外管8各自的導電管I和非導電管2在水平位置彼此互相對應，可提高非導電管2所在土層的電滲處理效果。
[0041]主外管7、副外管8通電電壓為縱向向上逐漸減小的梯度設置，每根導電塑料管通電后與其上方的導電塑料管均形成由下向上的電場；水流通過電場的作用而穿透非導電土工織物濾層4，從排水孔5進入主外管7與其內(nèi)部的非導電塑料內(nèi)管3或副外管8與其內(nèi)部的非導電塑料內(nèi)管3之間，非導電塑料內(nèi)管3上端與柔性導電塑料排水板9上端各連接一套抽真空裝置，從而將水流排出土體。
[0042]實施例2
[0043]如圖7所示，導電管I采用導電金屬管14，導電金屬管14上設有排水孔5，排水孔5沿管壁圓周均勻間隔設置2-4個，排水孔5沿軸向等距離重復設置。
[0044]非導電管2為非導電塑料管，非導電管2外壁設有排水孔5，排水孔5沿管壁圓周均勻間隔設置2-4個，排水孔5沿軸向等距離重復設置。
[0045]接頭6 —端與非導電管2間采用熱熔連接，另一端設有內(nèi)螺紋，導電金屬管14兩端設有外螺紋，接頭6另一端與導電金屬管11螺紋連接。
[0046]如圖6所示，從導電金屬管14開始向上將導電金屬管11與非導電管2通過接頭6交錯排列成主外管7。組裝主外管7時，導電塑料管8與通電導線間采用焊接或防水膠布粘貼，各個導電塑料管8的通電導線分別連接地面電源。主外管7內(nèi)設有未開孔的同軸非導電塑料內(nèi)管3，采用非導電土工織物濾層4從底部開始將導電金屬管11的外壁和底部包住，此時非導電土工織物濾層4作為一個整體將主外管7從底部套住，將通電導線固定在導電金屬管14與非導電土工織物濾層4間。主外管7上端離地表約有高度為整個土層厚度20 %的柔性導電塑料排水板9，柔性導電塑料排水板9上設有徑向的凹槽10，柔性導電塑料排水板9寬約10cm，厚約I?2mm。如圖8所示，在排水區(qū)域?qū)⒍喔鲋魍夤?等距離間隔排成陣列。
[0047]主外管7電壓為縱向向上逐漸減小的梯度設置，每根導電金屬管14通電后與其上方的導電金屬管14均形成由下向上的電場；水流通過電場的作用而穿透非導電土工織物濾層4，從排水孔5進入主外管7與其內(nèi)部的非導電塑料內(nèi)管3間，柔性導電塑料排水板9上端與主外管7上端各連接一套抽真空裝置，從而將水流排出土體。
[0048]實施例3
[0049]本實施例主外管7結(jié)構(gòu)與實施例1 一致，在排水區(qū)域?qū)⒍喔鲋魍夤?等距離間隔排成陣列。如圖9所示，將柔性導電塑料排水板9等距離間隔排列插入主外管7陣列中。柔性導電塑料排水板9間互相平行設置，相鄰行的柔性導電塑料排水板9與主外管7交錯排列，任一行的柔性導電塑料排水板9處于相鄰行的主外管7間的縱向間隙中，相鄰行的導電塑料排水板9間表面縱向?qū)R。柔性導電塑料排水板9行與行之間正負電壓交替設置。柔性導電塑料排水板9相鄰行之間形成水平電場，給水流一個水平推力，使水流更易通過排水孔5進入主外管7中，水流同時也可以通過柔性導電塑料排水板9上的軸向凹槽10向上排出。采用主外管7和柔性導電塑料排水板9聯(lián)合使用的方式，主要目的是:1)柔性導電塑料排水板對于5m以內(nèi)淺層的軟基處理效果更好；2)柔性導電塑料排水板與土體的接觸面積比電極管大，在分級式電極管將電勢分配到土體深部的情況下，采用柔性導電塑料排水板增加導電面積，可使電流增大，電滲效果更好。
[0050]實施例4
[0051]本實施例主外管7結(jié)構(gòu)與實施例2 —致，在排水區(qū)域?qū)⒍喔鲋魍夤?等距離間隔排成陣列。如圖10所示，將柔性導電塑料排水板9等距離間隔排列插入主外管7陣列中。柔性導電塑料排水板9等間隔排成陣列且行與列表面互相垂直，柔性導電塑料排水板9與主外管7行與列之間均縱橫交替排列，所有的行與列之間柔性導電塑料排水板9與主外管7中心都在一條直線上。柔性導電塑料排水板9行與行、列與列之間正負電壓交替設置。柔性導電塑料排水板9相鄰行與相鄰列之間均會形成水平電場，給水流一個水平推力，使水流更易通過排水孔5進入主外管中，水流同時也可以通過柔性導電塑料排水板9上的軸向凹槽10向上排出，增加排水效果。
[0052]以上所述，僅為本實用新型的【具體實施方式】，應當指出，任何熟悉本領域的技術(shù)人員在本實用新型所揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu),其特征在于,包括:導電管(I)和非導電管(2)，所述導電管(I)上與非導電管(2)上均勻間隔開設排水孔(5)，所述導電管(I)與非導電管(2)通過接頭(6)交錯連接成主外管(7)，所述主外管(7)豎直設置且各導電管(I)間通電電壓為縱向向上逐漸減小的梯度設置，多根所述主外管(7)等距離間隔排成陣列。
2.如權(quán)利要求1所述的一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主外管(7)外壁與底部包裹非導電土工織物濾層(4)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主外管⑵內(nèi)設有未開孔的非導電塑料內(nèi)管(3)。
4.如權(quán)利要求1所述的一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述主外管(7)上端設有柔性導電塑料排水板(9)，所述柔性導電塑料排水板(9)上設有軸向凹槽(10)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括與主外管對應設置的副外管，所述副外管(8)由導電管(I)與非導電管(2)通過接頭(6)交錯連接而成，所述副外管(8)的導電管(I)與主外管(7)的非導電管(2)上下端相對應。
6.如權(quán)利要求5所述的一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu),其特征在于,所述副外管(8)豎直設置且等距離間隔排列插入主外管(7)陣列中，相鄰行或相鄰列的副外管(8)與主外管(7)間交錯排列。
7.如權(quán)利要求5所述的一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu),其特征在于,所述副外管⑶內(nèi)設有未開孔的非導電塑料內(nèi)管(3)。
8.如權(quán)利要求5所述的一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu),其特征在于,所述副外管(8)上端設有柔性導電塑料排水板(9)，所述柔性導電塑料排水板(9)上設有軸向凹槽(10)。
9.如權(quán)利要求1所述的一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)，其特征在于，還包括豎直設置的柔性導電塑料排水板(9)，所述導電塑料排水板(9)上設有軸向凹槽(10)，所述柔性導電塑料排水板(9)等距離間隔排列插入主外管(7)陣列中。
10.如權(quán)利要求9所述的一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述柔性導電塑料排水板(9)互相平行設置，所述相鄰行或相鄰列的柔性導電塑料排水板(9)與主外管(7)交錯排列。
11.如權(quán)利要求9所述的一種分級式電滲排水軟基處理電極排布結(jié)構(gòu)，所述柔性導電塑料排水板(9)行與列表面互相垂直，所述柔性導電塑料排水板(9)與主外管(7)的行與列均交替排列。
【文檔編號】E02D3/11GK204151774SQ201420584368
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】莊艷峰, 陳文 , 王有成, 楊宏武 申請人:武漢河海澤地電滲科技有限公司