專(zhuān)利名稱(chēng)：一種利用真空磁場(chǎng)復(fù)合預(yù)壓的加固軟土地基的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于地基處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種利用真空磁場(chǎng)復(fù)合預(yù)壓的加固軟土地基的方法。
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(lèi)地基進(jìn)行加固處理與加固。中國(guó)專(zhuān)利=200610096961，深層軟土地基加固方法；中國(guó)專(zhuān)利，公開(kāi)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(zhuān)利，公開(kāi)號(hào)CN200810018498，一種軟土地基的加固方法，這些專(zhuān)利都采用了電滲方法和真空及加載方法相結(jié)合來(lái)促進(jìn)排水和加固進(jìn)程。本專(zhuān)利提出利用真空預(yù)壓和磁場(chǎng)復(fù)合預(yù)壓加固軟土地基的方法，是在已知專(zhuān)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(guò)永久磁鐵、通電的電磁線圈等多種方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種利用真空磁場(chǎng)復(fù)合預(yù)壓的加固軟土地基的方法，其將磁場(chǎng)的作用引入真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓的過(guò)程中，通過(guò)真空預(yù)壓、磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓三種工藝同時(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，節(jié)約了費(fèi)用，并能提高加固的效果。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)在軟土地基場(chǎng)地的四周開(kāi)挖埋覆真空密封膜的密封溝。(3)打設(shè)繞有線圈的塑料排水板和未繞有線圈的塑料排水板，繞有線圈的塑料排水板間隔布置，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。(4)在軟土地基場(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。(5)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。每1000nTl500m布置一臺(tái)真空泵；水平排水支管與水平排水主管相連，水平排水主管連接真空泵。(6)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)真空密封膜，將真空和磁場(chǎng)排水系統(tǒng)覆蓋在真空密封膜下，將真空密封膜壓入密封溝然后回填粘土并壓實(shí)。(7)開(kāi)動(dòng)真空泵抽真空，并啟動(dòng)電源開(kāi)始磁場(chǎng)作用，真空預(yù)壓和磁場(chǎng)同時(shí)進(jìn)行。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(wú)漏氣并且磁場(chǎng)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、磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓三者同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到沉降設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)后卸載。真空從水平排水主管傳遞到支管，從支管傳遞到塑料排水板的空腔中，并向軟土地基擴(kuò)散。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(guò)水平管網(wǎng)排出。在磁場(chǎng)作用下，水分子的粘滯度減小，土的滲透性增加，含水量降低，也使得整個(gè)排水固結(jié)的過(guò)程加速進(jìn)行。在真空、磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓的聯(lián)合作用下，土體迅速排水固結(jié)，地基產(chǎn)生固結(jié)沉降。本發(fā)明將磁場(chǎng)的作用引入真空預(yù)壓和堆載預(yù)壓的過(guò)程中，是具有開(kāi)創(chuàng)性的。本方法中真空預(yù)壓、磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓三種工藝同時(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，是針對(duì)現(xiàn)有專(zhuān)利一種真空-電滲-堆載聯(lián)合加固軟基的系統(tǒng)和方法的改進(jìn)。


圖I是本發(fā)明真空-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-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)作用原理示意中1塑料排水板，2水平排水支管，3水平排水主管，4磁場(chǎng)支導(dǎo)線，5磁場(chǎng)主導(dǎo)線，6真空泵，7電源；8砂墊層，9水平排水管路，10導(dǎo)電線路，11 土工布，12真空膜，13水或砂子，14粘土密封墻，15密封溝，16圍堰，17 線圈。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。如圖1、2、3所示，一種真空-磁場(chǎng)-堆載聯(lián)合加固軟土地基的系統(tǒng)，導(dǎo)線電路10、塑料排水板I、線圈17、水平排水管路3、真空泵6、電源7等組成。一種真空-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8。(2)如果地基夾有砂層，為防止漏氣需設(shè)置密封墻14。(3)在塑料排水板I上繞制線圈17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I. 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.。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10連接。(7)在砂墊層8上布置水平排水管路2，3，水平排水主管3間距10m_15m，水平排水支管2間距I. 5mXl. 5m。水平排水管路埋入砂墊層8中。(8)在砂墊層8上鋪設(shè)一層土工布11，土工布11與砂共同組成水平排水和真空傳遞系統(tǒng)。(9)在砂墊層18上布置磁場(chǎng)導(dǎo)電線路10。(10)將處于同一排的塑料排水板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21圈。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11上鋪設(shè)真空膜12.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14內(nèi)側(cè)開(kāi)挖I. 5深的密封溝15，將真空膜12放入，并用軟粘土回
填壓實(shí)。(13)將水平排水管3穿過(guò)真空膜12與真空泵6連接，并做好有關(guān)的密封。(14)同時(shí)將磁場(chǎng)線圈的陰極和陽(yáng)極通過(guò)密封溝15的底部與電源7的負(fù)極和正極連接。(15)開(kāi)動(dòng)真空泵6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(kāi)電源進(jìn)行磁場(chǎng)的作用。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15內(nèi)側(cè)修建粘土圍堰16，并向圍堰內(nèi)注水13進(jìn)行覆水預(yù)壓，或者堆土預(yù)壓。堆載后，真空預(yù)壓、磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓三者同時(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
1.一種利用真空磁場(chǎng)復(fù)合預(yù)壓的加固軟土地基的方法，其特征在于如下以下步驟 (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)在軟土地基場(chǎng)地的四周開(kāi)挖埋覆真空密封膜的密封溝； (3)打設(shè)繞有線圈的塑料排水板，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； (4)軟土地基場(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； (5)將處于同一排的塑料排水管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；每1000nTl500m布置一臺(tái)真空泵；水平排水支管與水平排水主管相連，水平排水主管連接真空泵； (6)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)真空密封膜，將真空和磁場(chǎng)排水系統(tǒng)覆蓋在真空密封膜下，將真空密封膜壓入密封溝然后回填粘土并壓實(shí)； (7)開(kāi)動(dòng)真空泵抽真空，并啟動(dòng)電源開(kāi)始磁場(chǎng)作用，真空預(yù)壓和磁場(chǎng)同時(shí)進(jìn)行；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(wú)漏氣并且磁場(chǎng)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、磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓三者同時(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所述的一種利用真空磁場(chǎng)復(fù)合預(yù)壓的加固軟土地基的方法，其特征在于，繞有線圈的塑料排水板間隔布置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種利用真空磁場(chǎng)復(fù)合預(yù)壓的加固軟土地基的方法，其特征在于，磁場(chǎng)的作用采用間歇式進(jìn)行方式。
全文摘要
一種利用真空磁場(chǎng)復(fù)合預(yù)壓的加固軟土地基的方法，其將磁場(chǎng)的作用引入真空預(yù)壓和堆載過(guò)程中，通過(guò)真空預(yù)壓、磁場(chǎng)和堆載預(yù)壓同時(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)E02D3/10GK102979082SQ20121058942
公開(kāi)日2013年3月20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)