一种结合气体空化和电荷中和的软基处理方法技术

本发明专利技术公开了一种结合气体空化和电荷中和的软基处理方法，在软基的预定地点间隔挖设多个竖井至排水深度，竖井所在区域的外围挖设密封沟；待竖井的孔壁稳定后，向竖井中投放预处理剂；在密封沟以及竖井所在区域铺设砂垫层；竖井所在区域的砂垫层上方布设地表的汇水通道；将密封膜罩于砂垫层和汇水通道之上，回填压实密封沟，密封膜在竖井所在区域形成密封空间；安装气体循环系统，在密封膜内充入高压干燥空气，形成流动气流，将干燥气体聚集于待处理场地之上，将土壤中水分带出的同时对软基进行压实。本发明专利技术更好排出高含水率软土地基孔隙水，达到排水固结的目的，施工风险小，成本低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
102162239A)也公开了一种基于电化学方法的软基处理排水方法，该专利技术通过在需处理场地中插入金属电极并在其中注入带不同离子的溶液，并通以直流电。在电场作用下，带有正电荷的水以及阳离子溶液便会向阴极移动，带有负电荷的离子溶液向阳极移动。同时，化学反应产生的沉淀物对土体颗粒也会起到一定的胶结作用。这一方法主要的思路还是以通过电场促使孔隙水移动为主，根据其加固机理，电渗排水速度很大程度上是受到土体电渗系数影响的，不同土体其电渗系数不同，于是该方法的使用范围便会被限制。此外，由于会用到带有离子的酸碱或盐溶液，随着电渗的进行，电极也将会不可避免地加重，大大影响处理效果。同时考虑到对电能的消耗，这种方法存在着诸多局限。

技术实现思路

[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供一种结合气体空化和电荷中和的软基处理方法，更好排出高含水率软土地基孔隙水，达到排水固结的目的，施工风险小，成本低，解决了现有技术中存在的问题。
[0009]本专利技术所采用的技术方案是，一种结合气体空化和电荷中和的软基处理方法，包括以下步骤：
[0010]S1，场地整理；
[0011]S2，在软基的预定地点间隔挖设多个竖井至排水深度，竖井所在区域的外围挖设密封沟，密封沟相互连，以封闭竖井所在区域；
[0012]S3，待竖井的孔壁稳定后，向竖井中投放预处理剂，投放完成后及时回填加固；
[0013]S4，在密封沟以及竖井所在区域铺设砂垫层；
[0014]S5，竖井所在区域的砂垫层上方布设地表的汇水通道，汇水通道尽可能覆盖待处理处理区域，汇水通道高低起伏，低处汇集冷凝水，高处开设有通气孔，供气体流通；
[0015]S6，将密封膜罩于砂垫层和汇水通道之上，回填压实密封沟，密封膜在竖井所在区域形成密封空间；
[0016]S7，安装气体循环系统，在密封膜内充入高压干燥空气，形成流动气流，将干燥气体聚集于待处理场地之上，将土壤中水分带出的同时对软基进行压实。
[0017]进一步的，所述汇水通道整体倾斜布置，按进气口处高、排气口处低的原则进行布设，汇水通道的低处相互连通，在最低端通过汇水槽汇集冷凝水，统一由总排水管排出到密封膜外。
[0018]进一步的，所述汇水通道通过排水管互相搭接或为完整壳体，排水管的管身高处设有通气孔；完整壳体为具有高低起伏的板块，板块的低处汇集冷凝水，而高处开有通气孔。
[0019]进一步的，所述加入预处理剂前，加入50
‑
100L水，以加快预处理剂在土壤中的扩散，加入预处理剂之后，再次加入适量水，以使预处理剂更好更快地在土中扩散，水的用量以不从竖井中漫出为限度；加入预处理剂时，通过引流棒进行引流，将引流棒环绕竖井的孔侧壁移动，尽量使预处理剂均匀沿侧壁流入竖井中。
[0020]进一步的，所述预处理剂易发生电离，能够与土壤中带有的氢离子或氢氧根离子中和。
[0021]进一步的，针对碱性土，所述预处理剂选择硫酸、盐酸或醋酸，基于化学电荷中和
原理，通过土壤阳离子数确定预处理剂需要提供的阴离子量，从而确定预处理剂的用量；
[0022]针对中性土，所述预处理剂选择氯化钠或氯化钾，用量为184h，h表示降水深度；
[0023]针对酸性土，所述预处理剂选择碳酸钠、苛性钠或氨水，用量为333h。
[0024]进一步的，所述预处理剂尽可能多地附着在井壁，并在投放完成后及时回填加固，回填土选取砂石或是原状土；若竖井中仍含有水分，用砂砾土填筑竖井；若竖井中水分较少，预处理剂溶液入渗情况良好，直接回填原状土；竖井回填无需进行专门的压实。
[0025]进一步的，所述密封沟的土层的渗透系数小于10
‑
5mm/s。
[0026]进一步的，所述气体循环系统包括进气系统和排气系统，先安装进气系统，后安装排气系统；进气系统包括空气压缩机和空气干燥机，空气压缩机的出气口连接密封膜的进气处，空气干燥机的出气口连接空气压缩机的进气口，密封膜的进气处位于汇水通道较高的一端；排气系统包括鼓风机，功率与进气系统相匹配，安装在密封膜的排气口处，位于汇水通道较低的一端，用于排出湿润的空气。
[0027]进一步的，密封膜的周围伸出密封沟并折叠，向所述密封膜内充入高压干燥空气期间，应检查密封膜的气密性、充气系统各机械的运转情况以及膜内压力变化情况，测量密封沟外预留的密封膜长度。
[0028]本专利技术的有益效果是：
[0029]1、本专利技术实施例基于软土土壤颗粒吸附水分能力，同时通过气体空化作用使软基土体排水固结，可以有效削弱软土储水能力，让更多的孔隙水在排水固结时能够被排出，通过干燥气体的空化作用，将孔隙水沿土中排水通道带出，能够适用于高含水率土体的软基处理等工程
，施工风险小，成本低。
[0030]2、本专利技术实施例的处理方法经济合理、效果好。使用的大部分施工器械均为比较经济的建筑器械，所有材料都能够在被使用之后可回收利用，而对于破损的材料，由于成本较低，故也可直接更换新的组件。
[0031]3、本专利技术实施例中使用的预处理剂均为无机材料，对于土体破坏较小，不会产生难以降解的有机材料，对环境友好。
附图说明
[0032]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1是本专利技术实施例中竖井及密封沟挖设示意图。
[0034]图2是本专利技术实施例中竖井排布示意图。
[0035]图3是本专利技术实施例中竖井及密封沟空间排布图(俯视)。
[0036]图4是本专利技术实施例中预处理剂添加示意图。
[0037]图5是本专利技术实施例中竖井回填示意图。
[0038]图6是本专利技术实施例中砂垫层铺设示意图。
[0039]图7是本专利技术实施例中地表的汇水通道布设示意图。
[0040]图8是本专利技术实施例中封闭薄膜铺设示意图。
[0041]图9是本专利技术实施例中气体循环系统安装示意图。
[0042]图10是本专利技术实施例电荷中和原理示意图。
[0043]图11是本专利技术实施例的流程图。
[0044]图中，1.竖井，2.密封沟，3.预处理剂，4.砂垫层，5.汇水通道，6.密封膜，7.进气系统，8.排气系统，9.软土颗粒，10.负电荷，11.强结合水分子，12.弱结合水分子，13.强结合水层，14.弱结合水层，15.预处理剂正离子，16.结合体，17.释放的弱结合水。
具体实施方式
[0045]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种结合气体空化和电荷中和的软基处理方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，场地整理；S2，在软基的预定地点间隔挖设多个竖井（1）至排水深度，竖井（1）所在区域的外围挖设密封沟（2），以封闭竖井（1）所在区域；S3，待竖井（1）的孔壁稳定后，向竖井（1）中投放预处理剂（3），投放完成后及时回填加固；S4，在密封沟（2）以及竖井（1）所在区域铺设砂垫层（4）；S5，竖井（1）所在区域的砂垫层（4）上方布设地表的汇水通道（5），汇水通道（5）尽可能覆盖待处理处理区域，汇水通道（5）高低起伏，低处汇集冷凝水，高处开设有通气孔，供气体流通；S6，将密封膜（6）罩于砂垫层（4）和汇水通道（5）之上，回填压实密封沟（2），密封膜（6）在竖井（1）所在区域形成密封空间；S7，安装气体循环系统，在密封膜（6）内充入高压干燥空气，形成流动气流，将干燥气体聚集于待处理场地之上，将土壤中水分带出的同时对软基进行压实。2.根据权利要求1所述一种结合气体空化和电荷中和的软基处理方法，其特征在于，所述汇水通道（5）整体倾斜布置，按进气口处高、排气口处低的原则进行布设，汇水通道（5）的低处相互连通，在最低端通过汇水槽汇集冷凝水，统一由总排水管排出到密封膜（6）外。3.根据权利要求1所述一种结合气体空化和电荷中和的软基处理方法，其特征在于，所述汇水通道（5）通过排水管互相搭接或为完整壳体，排水管的管身高处设有通气孔；完整壳体为具有高低起伏的板块，板块的低处汇集冷凝水，而高处开有通气孔。4.根据权利要求1所述一种结合气体空化和电荷中和的软基处理方法，其特征在于，所述加入预处理剂（3）前，加入50
‑
100L水，以加快预处理剂（3）在土壤中的扩散，加入预处理剂（3）之后，再次加入适量水，以使预处理剂（3）更好更快地在土中扩散，水的用量以不从竖井（1）中漫出为限度；加入预处理剂（3）时，通过引流棒进行引流，将引流棒环绕竖井（1）的孔侧壁移动，尽量使预处理剂（3）均匀沿侧壁流入竖井（1）中。5.根据权利要求1所述一种结合气体空化和电荷中和的...

【专利技术属性】
技术研发人员：文伟，吴昊，朱来福，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：