[发明专利]一种电渗联合水平排水板加固吹填土排水系统及施工方法

说明书

本发明涉及吹填土排水系统技术领域，公开了一种电渗联合水平排水板加固吹填土排水系统及施工方法；包括水平排水板、导电塑料排水板、真空通道支管、真空通道主管、直流电源、真空泵、密封膜；水平排水板分层铺设于深部软土中，并通过接头与真空通道支管连接，进而连接至真空通道主管。导电塑料排水板竖直打入上部软土中，通过金属导线将导电塑料排水板连接至直流电源正负极，导电塑料排水板顶端通过接头与真空通道主管连接，并进一步接入真空泵，导电塑料排水板上部还覆盖有密封膜。本发明兼具电渗法和水平排水板排水法的优点，避免塑料排水板的弯折问题，能够有效加快软土排水固结速率，显著提高深层软土加固效果。

技术领域

本发明涉及吹填土排水系统技术领域，具体是一种电渗联合水平排水板加固吹填土排水系统及施工方法。

背景技术

吹填造陆是解决沿海城市土地资源短缺的重要措施，也是合理疏浚和清洁沿海水环境的新途径。由于吹填土具有含水率高、压缩性高、渗透性低、承载力低等特点，工程中需要对吹填土进行加固处理，此时吹填土地基处理方法的合理选用及优化设计是工程中必须解决的技术难点。目前的排水固结法中，物理排水固结法包括堆载预压、真空预压、电渗法及不同物理加固相互联合的方法。这些物理排水固结法中主要采用竖向塑料排水板联合真空预压达到排水目的，由于塑料排水板的弯折问题，导致吹填土地基处理时间长，尤其是加固后期固结速率特别缓慢，并且对深部土层加固效果不佳。化学固化方法通过向吹填土中添加固化剂、吸水剂使土体达到脱水目的，其成本高且使用后可能对环境产生二次污染，因此当前该方法在工程实践中并未得到广泛运用。

电渗法作为一种新兴排水固结方法，具有加固速度快的特点，对细颗粒、低渗透性土有良好的加固效果。传统电渗法其电极材料往往采用金属材料存在电极腐蚀的问题，导电塑料排水板(EVD)的研制成功解决了电极腐蚀难题，并使电渗法重新得到学者们的重视。但导电塑料排水板竖向打入土体中，在土层深部的竖向排水板不可避免出现弯折现象。排水板的弯折将影响真空度向深部土层传递，导致处理周期变长且深部土层处理后效果不佳，此外，排水板弯折后同一水平面真空度分布不均匀，易使地基产生不均匀沉降，因此对于深厚吹填土地基，即使采用电渗法也难以处理深部土体；另一方面，水平排水板排水技术具有加固速率快、能够有效加固深层土体等特点；这是因为吹填土固结沉降主要以竖向位移为主，很少产生水平位移，因此将排水板水平布置能有效避免弯折问题，并提高真空效果的传递。然而，现场试验结果表明水平排水板对浅层土体的加固效果不如竖向排水板，而对于深层土体的加固效果要优于竖向排水板；为此提供一种电渗联合水平排水板加固吹填土排水系统及施工方法。

发明内容

针对上述排水固结法的不足，本发明结合电渗技术和水平排水板排水技术的优点，构建一种用于高效处理吹填土的竖向电渗联合水平排水板立式排水系统。在施工方面，水平排水板和竖向电极依次铺设，两者互不干扰，有利于提高施工效率。在材料损耗方面，竖向电极没有完全打入，水平排水板也没有在整个吹填土深度上铺设，因此能够减少材料损耗，做到经济合理，在理论方面，竖向电极处理上部土体效果更好，而水平排水板处理深部土体更有优势，因此竖向电渗与水平排水板联合优势互补，在理论上也能兼具电渗法和水平排水板排水技术的优点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种电渗联合水平排水板加固吹填土排水系统，包括围堰、直流电源、密封膜、阳极导电塑料排水板、阴极导电塑料排水板、水平排水板、真空通道主管、真空泵和真空通道支管；其特征在于，同一水平面的水平排水板呈条形分布，各层水平排水板之间为软土，所述水平排水板端部通过第一接头与真空通道支管连接，所述真空通道支管与铺设在围堰内侧的真空通道主管相连；

所述阳极导电塑料排水板和阴极导电塑料排水板均位于水平排水板的上部，且与水平排水板无接触，所述阳极导电塑料排水板和阴极导电塑料排水板竖向打入软土内，与直流电源正极相连的导线为电源正极导线，所述电源正极导线与阳极导电塑料排水板相连接；与直流电源负极相连的导线为电源负极导线，所述电源负极导线与阴极导电塑料排水板相连接，所述软土的顶部覆盖有密封膜。