專利名稱：軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及軟土加固技術(shù)領(lǐng)域，更具體涉及一種軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電
極，適用于軟土電化學(xué)膠結(jié)成樁加固，為提高軟土人工膠結(jié)樁的樁徑提供了一套有效的方法。
背景技術(shù)：
我國幅員遼闊，工程地質(zhì)情況十分復(fù)雜，其中沿海、江、河、湖相沉積的軟土作為不良工程地質(zhì)體，普遍存在。隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)項(xiàng)目的快速推進(jìn)，大量的鋁路、公路、機(jī)場和房屋需修建在軟土地基之上，但由于軟土自身的承載能力低，壓縮性大，極易引起過大的基礎(chǔ)變形和建筑結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞。因此，必須對(duì)軟土地基進(jìn)行處理，以保證工程建設(shè)的安全穩(wěn)定。
軟土電化學(xué)膠結(jié)成樁加固法，是基于土體膠結(jié)成分的提高會(huì)引起其力學(xué)性質(zhì)的明顯改善這一認(rèn)識(shí)，而提出的一種人工膠結(jié)樁加固法，即將金屬電極插入軟土中，并施以直流電，電極在直流電的作用下發(fā)生電解、水解、氧化和脫水反應(yīng)后形成膠結(jié)物，以達(dá)到加固軟土的目的。該方法不需要添加水泥、砂等建筑材料，不需要大型施工機(jī)械，無粉塵、噪音污
染，且對(duì)加固區(qū)域環(huán)境無擾動(dòng)，是一種無污染的環(huán)保型地基處理方法，具有廣闊的應(yīng)用前
旦豕。 目前該方法還未在實(shí)際工程中得到廣泛應(yīng)用，其中一個(gè)重要的原因是電化學(xué)人工膠結(jié)樁的成樁半徑較小，很難滿足實(shí)際工程的需求。已有的研究和試驗(yàn)成果表明，通常采用的鐵質(zhì)電極經(jīng)過電解后與土體反應(yīng)，在電極周圍形成強(qiáng)度高、質(zhì)地硬的膠結(jié)土層-膠結(jié)樁，其樁徑一般為單根電極直徑的6 8倍。在軟土地基加固的實(shí)際工程中，雖然采用直徑較大的電極也可擴(kuò)大膠結(jié)樁的樁徑，但由于受到金屬電極鈍化作用的影響，電極的實(shí)際電解厚度是很有限的，大直徑電極的主體并未電解，使得電化學(xué)膠結(jié)樁對(duì)地基承載力的貢獻(xiàn)還不如未電解完的金屬電極，這樣不僅造成建筑材料的浪費(fèi)，而且也使得電化學(xué)加固軟土失去了其原有的意義。而采用較小直徑的電極，其膠結(jié)樁的半徑有限，加固后樁-土復(fù)合地基很難達(dá)到設(shè)計(jì)承載力要求。經(jīng)檢索中國專利(專利申請(qǐng)?zhí)?00710052637. 5，發(fā)明專利名稱電化學(xué)成樁法加固軟土模型試驗(yàn)裝置)公開了一種電化學(xué)成樁法加固軟土模型試驗(yàn)裝置，中國專利(專利申請(qǐng)?zhí)?00810048489，發(fā)明專利名稱軟巖的電化學(xué)加固方法)公開了一種軟巖的電化學(xué)加固方法，這兩個(gè)專利都是采用單根鐵棒作為電極，均存在膠結(jié)樁徑較小的問題。 軟土電化學(xué)成樁加固的過程中，影響金屬電極周圍膠結(jié)土層范圍大小的一個(gè)主要因素是電極的比表面積。因此，從增大電極的比表面積考慮，探索合理的電極型式和布置方式，對(duì)于擴(kuò)大軟土電化學(xué)膠結(jié)土層的范圍，提高加固后軟土復(fù)合地基的整體承載能力具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極，該復(fù)合電極采用多片金屬板組合形成十字形交叉的板電極，有效擴(kuò)大電極電解表面面積，能有效增大電 化學(xué)膠結(jié)樁的成樁半徑，形成滿足工程需求的復(fù)合地基。該方法與軟土電化學(xué)加固過程中 物理化學(xué)反應(yīng)規(guī)律相適應(yīng)，操作方便、費(fèi)用低廉，主要用于人工膠結(jié)成樁法加固軟土地基。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)措施 —種軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極，它包括電極型式和尺寸、電極的組合方 式和布置間距，其特征在于電極型式為薄片式金屬板；每個(gè)正、負(fù)級(jí)均為單片電極組合形 成的復(fù)合電極，復(fù)合電極是由四個(gè)薄片式金屬板垂直對(duì)邊焊接形成；軟土地基加固區(qū)域內(nèi) 的十字板正電極與十字板負(fù)電極按等間距進(jìn)行分組排列，每一排的復(fù)合電極通過電纜線進(jìn) 行串聯(lián)，排與排之間為正負(fù)極交錯(cuò)排列；通過調(diào)整十字板電極的寬度，控制電化學(xué)膠結(jié)樁的 成樁半徑。 軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極，采用四個(gè)薄片式金屬板焊接構(gòu)成，每個(gè)金屬 板的寬度為80mm 150mm，厚度為3 5mm，將四個(gè)金屬板垂直對(duì)邊焊接形成十字板復(fù)合電 極，加固區(qū)域內(nèi)的十字板復(fù)合正電極與十字板復(fù)合負(fù)電極按等間距進(jìn)行分組排列，中心排 列間距為1. 0m 2. Om。由于板式電極具有更大的比表面積，能電解出更多的鐵離子與土體 發(fā)生反應(yīng)，從而提高了電極周圍膠結(jié)土層的范圍和強(qiáng)度(增大了土體的鐵離子濃度)，而采 用十字板復(fù)合電極則使得兩個(gè)方向均能形成膠結(jié)土層，共同組成復(fù)合膠結(jié)樁，提高了樁體 的穩(wěn)定性，復(fù)合膠結(jié)樁的直徑可達(dá)到20mm 40mm。 本發(fā)明是一種新型的軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極，具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果 采用十字板復(fù)合電極，有效提高電極與土體接觸的比表面積，使得電極充分電解，即提高了 膠結(jié)樁的范圍和強(qiáng)度，也節(jié)約了建筑材料；通過調(diào)整十字板電極的寬度，可控制電化學(xué)復(fù)合 膠結(jié)樁的成樁半徑，以適應(yīng)實(shí)際軟土加固工程中對(duì)地基承載力的不同要求。


圖1為一種軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極的組成示意圖。
圖2為一種軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極的通電線路布置圖。
圖中l(wèi).金屬板，2.電纜線，3.軟土地基。
具體實(shí)施例方式下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述 根據(jù)圖1、圖2可知，一種軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極，它包括電極型式和 尺寸、電極的組合方式和布置間距，其特征在于電極型式為薄片式金屬板1 ;每個(gè)正、負(fù)級(jí) 均為單片電極組合形成的復(fù)合電極，復(fù)合電極是由四個(gè)薄片式金屬板1垂直對(duì)邊焊接形 成；軟土地基3加固區(qū)域內(nèi)的十字板正電極與十字板負(fù)電極按等間距進(jìn)行分組排列，每一 排的復(fù)合電極通過電纜線2進(jìn)行串聯(lián)，排與排之間為正負(fù)極交錯(cuò)排列；通過調(diào)整十字板電 極的寬度，控制電化學(xué)膠結(jié)樁的成樁半徑。
—種軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極，其具體結(jié)構(gòu)是 1.軟土電化學(xué)加固的通電施工時(shí)，正、負(fù)電極均采用十字板復(fù)合電極； 2.每個(gè)復(fù)合電極由四個(gè)薄片式金屬板l組成，每個(gè)金屬板l的寬度為80mm、或
100mm、或120mm、或150線厚度為3mm、或4mm、或5mm ;
3.四個(gè)金屬板l采用垂直對(duì)邊焊接方式形成十字板復(fù)合電極，插入待加固的軟土 地基3中； 4.軟土地基3加固區(qū)域內(nèi)的十字板復(fù)合正電極與十字板復(fù)合負(fù)電極按等間距進(jìn) 行分組排列，排列間距為1. 0m、或1. 2m、或1. 5m、或1. 8m、或2. Om ; 5.每一排的復(fù)合電極通過電纜線2串聯(lián)后接入電源的正極或負(fù)極，排與排之間為 正負(fù)極交錯(cuò)排列； 6.通過調(diào)整十字板復(fù)合電極的寬度，可控制電化學(xué)復(fù)合膠結(jié)樁的成樁范圍，以適 應(yīng)實(shí)際軟土加固工程中對(duì)地基承載力的不同要求。
權(quán)利要求
一種軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極，其特征在于電極為薄片式金屬板(1)，每個(gè)正、負(fù)級(jí)均為單片電極組合形成的復(fù)合電極，復(fù)合電極是由四個(gè)薄片式金屬板(1)垂直對(duì)邊焊接形成，軟土地基(3)加固區(qū)域內(nèi)的十字板正電極與十字板負(fù)電極按等間距進(jìn)行分組排列，每一排的復(fù)合電極通過電纜線(2)進(jìn)行串聯(lián)，排與排之間為正負(fù)極交錯(cuò)排列。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極，其特征在于所述的金屬板(1)的寬度為80mm-150mm，厚度為3mm-5mm。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極，其特征在于所述 的排列間距為1.0m-2. Om。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種軟土電化學(xué)加固的十字板復(fù)合電極，電極為薄片式金屬板，每個(gè)正、負(fù)級(jí)均為單片電極組合形成的復(fù)合電極，復(fù)合電極是由四個(gè)薄片式金屬板垂直對(duì)邊焊接形成，加固區(qū)域內(nèi)的十字板正電極與十字板負(fù)電極按等間距進(jìn)行分組排列，每一排的復(fù)合電極通過電纜線進(jìn)行串聯(lián)，排與排之間為正負(fù)極交錯(cuò)排列。該方法簡單、操作方便、費(fèi)用低廉，為有效增大軟土電化學(xué)膠結(jié)樁成樁半徑、提高地基的整體承載能力提供了一條有效的途徑。
文檔編號(hào)E02D3/11GK101713187SQ20091027253
公開日2010年5月26日 申請(qǐng)日期2009年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月27日
發(fā)明者余飛, 王小剛, 程昌炳, 陳善雄, 韓卓 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)研究所