本發(fā)明涉及軟土地基加固領(lǐng)域，具體涉及一種基于管狀EKG電極的電滲土樁處理軟基的方法，屬于巖土工程領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

我國沿海地區(qū)廣泛分布著淤泥質(zhì)軟粘土層，這些粘性土的顆粒以粘粒和細(xì)粒為主，主要特性有：含水量高、滲透性差、強度低、壓縮性高。在這些地區(qū)修筑工程建筑時，必須對地基進(jìn)行加固處理才能滿足工程要求。

常用的軟粘土地基加固方法有真空預(yù)壓法、樁基礎(chǔ)等。對于滲透系數(shù)很小的粘性土，真空預(yù)壓法工期較長，且難以達(dá)到預(yù)期的加固效果，而常用的灌注樁、碎石樁等樁基礎(chǔ)由于受制于工程場地的復(fù)雜性和經(jīng)濟性，也未必是最優(yōu)的加固方法。電滲排水法不受制于土體水力傳導(dǎo)系數(shù)等因素，是指是在土體中插入電極，將電極連接電源正負(fù)極并通直流電，在電場作用下，土體中的離子攜帶水份從陽極流向陰極并在陰極排出，在土體中形成負(fù)的孔隙水壓力，從而達(dá)到加固地基土體的目的。

傳統(tǒng)的電極材料為金屬電極，電滲過程中，陽極附近電解的金屬離子會與土體形成膠結(jié)物，進(jìn)一步提高了陽極周圍土體的強度，但金屬電極容易腐蝕，不能滿足長時間的電滲處理。傳統(tǒng)電滲加固后，土體含水率從陽極至陰極逐漸增大，只有陽極周圍有限區(qū)域內(nèi)的土體得到了加固，加固效果不均勻，因而提出了通過電極轉(zhuǎn)換、間歇通電等技術(shù)來改善這一現(xiàn)象，然而這些技術(shù)增加了電滲能耗和施工的復(fù)雜程度。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：為了克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，本發(fā)明提供一種基于管狀EKG電極的電滲土樁處理軟基的方法，該方法施工方便、能耗低、高效且環(huán)保。

技術(shù)方案：為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供的一種基于管狀EKG電極的電滲土樁處理軟基的方法，包括以下步驟：

步驟1，在軟土地基內(nèi)打設(shè)一根管狀EKG電極作為中心電極，以該電極中心為軸線，環(huán)狀陣列布設(shè)兩圈管狀EKG電極作為次外圈電極和外圈電極；

步驟2，將次外圈電極和外圈電極分別用一根導(dǎo)線獨立連接，并將外圈每根電極連接水平排水管，將排水管連接至真空泵；

步驟3，將中心電極和次外圈電極分別連接電源正負(fù)極，對土體進(jìn)行第一次電滲；

步驟4，待次外圈電極管頂有水排出時斷開電源，拆除導(dǎo)線；

步驟5，將次外圈電極和外圈電極導(dǎo)線分別連接電源正負(fù)極，對土體進(jìn)行第二次電滲，最終將流至外圈電極中的水通過真空泵排出。

作為優(yōu)選，所述管狀EKG電極具有圓柱形的空心管狀結(jié)構(gòu)，由電動土工合成材料制成。利于水向上排出，且不易腐蝕。

作為優(yōu)選，所述管狀EKG電極的主體是空心導(dǎo)電塑料管，管壁上貫穿有金屬絲，所述金屬絲與管壁的中軸線處于同一平面上，管壁上均布沿軸向的凹槽，凹槽之間間隔分布有排水孔。

作為優(yōu)選，所述空心導(dǎo)電塑料管的外孔直徑為50mm，壁厚為25mm。

作為優(yōu)選，所述中心電極、次外圈電極和外圈電極均垂直地表打入土體，打入深度根據(jù)地基土的處理深度確定，所述中心電極、次外圈電極和外圈電極之間的環(huán)狀間距均為1～1.5m。

作為優(yōu)選，所述外圈電極通過水平排水管連接至真空泵。

作為優(yōu)選，所述第一次電滲的處理時間根據(jù)次外圈電極頂部是否有水排出來確定，第二次電滲處理時間根據(jù)真空泵有無水抽出來判斷。

作為優(yōu)選，根據(jù)場地處理范圍，將多組環(huán)狀電極矩陣布設(shè)，同時進(jìn)行電滲處理，提高電滲效率。

使用時，可以采用以下操作步驟：

步驟1，在軟土地基內(nèi)打設(shè)一根管狀EKG電極材料，以該電極中心為軸線，環(huán)狀陣列布設(shè)兩圈相同的電極材料；

步驟2，將每圈電極分別用一根導(dǎo)線獨立連接，并在外圈每根電極管中設(shè)置水平排水管，將排水管連接至真空泵；

步驟3，將中心電極和次外圈電極分別連接電源正負(fù)極，對土體進(jìn)行電滲處理；

步驟4，待次外圈電極管頂有水排出時斷開電源，拆除導(dǎo)線，再將次外圈電極和外圈電極分別連接電源正負(fù)極，繼續(xù)對土體進(jìn)行電滲排水處理，最終將流至外圈電極中的水通過真空泵排出；

有益效果：本發(fā)明的利用特制的管狀EKG電極，從內(nèi)到外依次進(jìn)行兩次電滲排水，具有以下顯著的進(jìn)步：

(1)管狀EKG電極屬于空心管狀結(jié)構(gòu)，既可以作為電路通道，又可作為排水通道，外圈設(shè)置的水平排水軟管可通過真空泵將水排出土體，克服了傳統(tǒng)電滲水匯聚在陰極難以排出的問題。

(2)管狀EKG電極不易腐蝕，已通過室內(nèi)試驗驗證了該電極材料可以長時間通電并可重復(fù)使用，當(dāng)?shù)鼗休d力要求較高時，相比于導(dǎo)線塑料排水板和金屬電極，更能方便地在管內(nèi)注入鹽溶液或水泥漿液，進(jìn)一步提高電極與土體之間的粘結(jié)力。

(3)該方法施工工藝簡單，可操作性強，既經(jīng)濟又環(huán)保，可同時進(jìn)行多組電滲通電，提高電滲效率。

(4)傳統(tǒng)電滲后陰陽電極區(qū)域加固不均勻，地基承載力提高有限，該方法電滲后，能夠形成半徑1.5～2m的圓柱形電滲土樁，可代替?zhèn)鹘y(tǒng)造價較高的樁基礎(chǔ)，顯著提高了地基土體的承載力。

除了上面所述的本發(fā)明解決的技術(shù)問題、構(gòu)成技術(shù)方案的技術(shù)特征以及由這些技術(shù)方案的技術(shù)特征所帶來的優(yōu)點外，本發(fā)明的一種基于管狀EKG電極的電滲土樁處理軟基的方法所能解決的其他技術(shù)問題、技術(shù)方案中包含的其他技術(shù)特征以及這些技術(shù)特征帶來的優(yōu)點，將結(jié)合附圖做出進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中管狀EKG電極結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例中一組環(huán)狀電極布置的俯視圖；

圖3是本發(fā)明實施例的縱向剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是電滲處理后電滲土樁示意圖

圖中：1中心電極，2次外圈電極，3外圈電極，4中心導(dǎo)線，5次外圈導(dǎo)線，6外圈導(dǎo)線，7直流電源，8正極，9負(fù)極，10水平排水軟管，11金屬絲，12真空泵，13水滲流方向，14電滲土樁，15排水孔，16凹槽。

具體實施方式

實施例：

本實施例所采用的管狀EKG電極如圖1所示，是由石墨、聚乙烯等材料制成的導(dǎo)電塑料管，電極管壁上均布沿軸向的凹槽16，凹槽16之間間隔分布排水孔15，管壁內(nèi)對稱貫穿兩根金屬絲11，用以連接直流電源7。

采用電滲土樁處理軟基的具體結(jié)構(gòu)布置圖如圖2和圖3所示，具體在施工過程中通過以下步驟實現(xiàn)：

1，在軟土地基內(nèi)打設(shè)一根管狀EKG電極作為中心電極1，管狀EKG電極打入深度根據(jù)地基待處理深度確定。以中心電極1的中心線為軸線，分別環(huán)狀陣列打入次外圈電極2和外圈電極3，形成了一組電極陣列。可根據(jù)地基待處理面積，矩陣設(shè)置多組相同的電極陣列。

2，將每圈電極上的金屬絲11分別用一根導(dǎo)線獨立連接，導(dǎo)線連接完畢后，將每根外圈電極3中連接水平排水軟管10，將水平排水軟管10連接至真空泵12。

3，將中心電極1的中心導(dǎo)線4連接至電源7的正極8，將次外圈電極2的次外圈導(dǎo)線5連接至電源7的負(fù)極9，開啟電源7，在土體中形成了環(huán)狀的電滲流，水通過次外圈電極2側(cè)壁上的排水孔15和凹槽16匯聚至電極管內(nèi)。

4，待次外圈電極2管頂有水排出時，斷開電源7，拆除中心導(dǎo)線4和次外圈導(dǎo)線5，再將次外圈導(dǎo)線5連接至電源7的正極8，將外圈導(dǎo)線6連接至電源7的負(fù)極9，繼續(xù)電滲通電，同時打開真空泵12，將流入外圈電極3中的水排出，土體中的環(huán)狀電滲流方向即為水在電場作用下的滲流方向13。

5，當(dāng)真空泵12中不再有水抽出時，斷開電源7，停止電滲，此時在地基土體中形成了一系列電滲土樁14，能夠起到傳統(tǒng)樁基礎(chǔ)的作用，提高了地基土體的承載力，如圖4所示。電滲土樁14的半徑為次外圈半徑的1～1.5倍，當(dāng)電滲土樁14的半徑過小時，可在次外圈電極2內(nèi)注入鹽溶液或灌入水泥漿液，提高電滲性能，從而擴大電滲影響區(qū)域。

以上結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式做出詳細(xì)說明，但本發(fā)明不局限于所描述的實施方式。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在本發(fā)明的原理和技術(shù)思想的范圍內(nèi)，對這些實施方式進(jìn)行多種變化、修改、替換和變形仍落入本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。