專利名稱：電滲電極及其安裝方式的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種地基處理裝置及其方法，更具體地說，本發(fā)明是涉及用于復(fù)雜地
層條件下提高軟土電滲處理效果的一種電滲電極及其安裝方式。
背景技術(shù)：
不同于傳統(tǒng)排水方法(如井點法和預(yù)壓法)，電滲排水與土體的孔隙特性無關(guān)，故 近年來在沿海的吹填造陸和港口建設(shè)中得到大量應(yīng)用。目前工程常用的電極材料和形式 為，以鋼筋為陽極，以開孔鋼管為陰極，陽極和陰極成對成排安裝。 這種形式的電極成本低廉，安裝方便，但是也有很多不足。當(dāng)待處理軟土層上覆 透水性較好的砂層或粉土層時，孔隙水使得電滲電路容易短路，輕則設(shè)備損壞，重則人員傷 亡；電極轉(zhuǎn)換技術(shù)可使電滲處理效果在平面上更為均勻，但是陽極和陰極的結(jié)構(gòu)不相同阻 礙了該技術(shù)的應(yīng)用；電極反應(yīng)會在電極周圍產(chǎn)生氣體，陽極的不透氣性使得氣體無法及時 排出，電極和土體之間的接觸電阻很大，電滲效率低；沿海地區(qū)土體一般含鹽，為了消除電 流過大帶來的影響常將電極間距加大，但是這樣卻降低了電滲排水能力，進而導(dǎo)致電滲結(jié) 束后兩極中間土體的含水率最高；電滲處理對象的初始承載力很低，電極的安裝多由人工 完成，若存在堅硬土層，則電極很難打入。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電滲電極及其安裝方式，能夠克服傳統(tǒng)電極的不足， 適應(yīng)復(fù)雜地層條件，提高電滲處理效率和效果。
本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
—、一種電滲電極 本發(fā)明的電滲電極是在同一根金屬管從上至下依次分成連接排氣段，絕緣段和開 孔處理段；連接排氣段上有4個小孔，處于上部電線連接孔和處于下部的排水通氣孔；絕緣 段外側(cè)涂有絕緣漆；開孔處理段上密布排水孔；連接排氣段頂部設(shè)有塑料帽，開孔處理段 底部裝有鐵鞋。 所述的開孔處理段上的排水孔沿長度成列布置，或呈梅花形布置，上下相鄰兩個 排水孔的間距為金屬管直徑的1-2倍，而排水孔的直徑為0. 5-2厘米。 所述的塑料帽為預(yù)制的塑料蓋或捆扎塑料膜；所述的鐵鞋是圓錐狀的鐵制品，底 面直徑與金屬管直徑相等，與開孔處理段底部以焊接或嵌入連接，金屬管直徑為5-20厘 米。 二、一種電滲電極的安裝方式 安裝時要采用多根電滲電極；每根電極均為結(jié)構(gòu)相同的金屬管，從上至下依次分 成連接排氣段，絕緣段和開孔處理段；電滲電極安裝時，絕緣段的長度要大于透水性良好土 層的厚度，且頂端要高出地面為5-10厘米，底端要比透水性良好土層底面深為10-20厘米； 連接排氣段的長度為30-50厘米；相鄰四根電滲電極成長方形安裝，且極性相同電極之間
3的距離小于極性相反電極之間的距離；在相鄰四根電滲電極之間插入中間排水電滲電極； 陽極電滲電極、陰極電滲電極分別與直流電源的正極和負(fù)極連接。 所述的透水性良好土層包括硬殼層、砂土層、粉土層或以上兩層和三層的組合。
所述的四根電滲電極之間插入中間排水電滲電極的位置為四根電滲電極的中間 或極性相反的兩根電滲電極的中間。 所述的陽極電滲電極、陰極電滲電極和中間排水電滲電極的結(jié)構(gòu)相同。 與傳統(tǒng)的電滲電極和安裝方式相比，本發(fā)明具有的有益效果是 1、使得電滲能夠適用于較復(fù)雜的地層條件，尤其是待處理軟土層上覆透水性良好
的砂層或粉土層。 2、陽極與陰極采用相同的構(gòu)造，可釋放電極周圍電解產(chǎn)生的氣體，從而減小電極 與土體接觸面上的電阻，提高電滲效率。 3、能夠?qū)㈦姌O轉(zhuǎn)換技術(shù)應(yīng)用于電滲處理，提高地基處理效果的均勻性。
4、即使土層表面存在堅硬的硬殼層，電極也能夠輕松的打入或壓入土中。
5 、高地下水位和地面徑流都不能造成電滲電路短路。
6、使得電滲處理在含鹽量很高的土體中仍然經(jīng)濟有效。 本發(fā)明主要應(yīng)用于待處理軟土層上覆砂層或粉土層，地下水較高或常存在地表徑 流，土體含鹽量較高，地表存在堅硬土層等復(fù)雜地層條件下的軟土地基電滲處理。


圖1是本發(fā)明電滲電極的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
圖2是電滲電極安裝方法的示意圖。
圖3是中間排水電滲電極位置示意圖。 圖中1、連接排氣段，2、絕緣段，3、開孔處理段，4、鐵鞋，5、塑料帽，6、絕緣漆，7、排 水孔，8、電線連接孔，9、排水通氣孔，10、硬殼層，11、砂土層，12、淤泥層，13、地下水位標(biāo)志， 14、排水溝，15、直流電源，16、導(dǎo)線，17、陽極電滲電極，18、中間排水電滲電極，19、陰極電滲 電極。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步的描述。 如圖1所示，本發(fā)明的電滲電極是在同一根金屬管從上至下依次分成連接排氣段 1，絕緣段2和開孔處理段3 ;連接排氣段1上有4個小孔，處于上部電線連接孔8與電路中 的導(dǎo)線相連，處于下部的排水通氣孔9用于排水和排氣；排水孔7的作用是允許由于電滲作 用匯集到陰極附近的水進入電極進而被排出，為了有利水的排出，排水通氣孔9應(yīng)盡可能 接近地面；絕緣段2外側(cè)涂有絕緣漆6 ;開孔處理段9上密布排水孔7 ;為了不讓雨水進入 電極，在電極的頂部蓋有塑料帽5 ;為了方便電極穿越堅硬土層，在其底部裝上鐵鞋4。
所述的金屬管可為工程上常用的直徑48毫米的鍍鎳鋼管。 所述的開孔處理段3上的排水孔7沿長度方向成列布置，或呈梅花形布置，上下相
鄰兩個排水孔7的間距為金屬管直徑的1-2倍，而排水孔7的直徑為0. 5-2厘米。 所述的塑料帽5為預(yù)制的塑料蓋或捆扎塑料膜；所述的鐵鞋4是圓錐狀的鐵制品，
4底面直徑與金屬管直徑相等，與開孔處理段3底部以焊接或嵌入連接，金屬管直徑為5-20 厘米。 如圖1、圖2、圖3所示，安裝時要采用多根電滲電極；每根電極均為結(jié)構(gòu)相同的金 屬管，從上至下依次分成連接排氣段1，絕緣段2和開孔處理段3 ;電滲電極安裝時，絕緣段 2的長度要大于透水性良好土層的厚度，且頂端要高出地面為5-10厘米，底端要比透水性 良好土層底面深為10-20厘米；連接排氣段l的長度為30-50厘米；相鄰四根電滲電極成長 方形安裝，且極性相同電極之間的距離小于極性相反電極之間的距離；在相鄰四根電滲電 極之間插入中間排水電滲電極18 ;陽極電滲電極17、陰極電滲電極19分別與直流電源15 的正極和負(fù)極連接。 所述的透水性良好土層包括硬殼層、砂土層、粉土層或以上兩層和三層的組合。
所述的四根電滲電極之間插入中間排水電滲電極18的位置為四根電滲電極的中 間或極性相反的兩根電滲電極的中間。中間排水電滲電極主要用于電極間距較大的情況 下。 所述的陽極電滲電極17、陰極電滲電極19和中間排水電滲電極18的結(jié)構(gòu)相同。
具體實施過程如下
1)制作電滲電極 根據(jù)上述說明在電滲安裝之前預(yù)制好用于地基處理的電滲電極。連接排氣段1 ，絕 緣段2和開孔處理段3的長度必須根據(jù)勘探得的地層參數(shù)確定。絕緣段2的長度要大于硬 殼層10和砂土層11的厚度之和；由于地下水位標(biāo)志13在地表，故絕緣段2頂端要高出地 面5厘米左右；絕緣段2底端要比透水性良好的砂土層11底面深10厘米以上。連接排氣 段1的長度一般不能小于30厘米。開孔處理段3的長度按淤泥層12和處理要求計算出。
2)壓入電滲電極 電滲電極可由人工或機械壓入土中，但必須保證其為豎直插入土中。如在靈敏度 較高的土使用，則安裝時需要在電滲電極里面充滿泥漿。電滲電極在平面上一般采用成對 成排安裝，如遇鹽分較高的土體，則在每對電滲電極的中間或相鄰兩對電滲電極的中間插 入專門用于排水的中間排水電滲電極18。陽極電滲電極17、陰極電滲電極19和中間排水 電滲電極18的結(jié)構(gòu)相同。
3)開挖排水溝 在電滲作用下，匯集到陰極電滲電極19的水能夠自行排出，故可不使用真空泵。 沿著成排陰極的連線開挖排水溝14，排水溝的尺寸由電滲排水量及硬殼層厚度等確定，一 般可采用深20厘米、寬30厘米的設(shè)計。
4)連接電路 用導(dǎo)線16將直流電源15的正極和陽極電滲電極17連接，直流電源15的負(fù)極和 陰極電滲電極19相連。中間排水電滲電極18不接入電路。
5)接通電源，開始處理 完成以上步驟后，只需要根據(jù)設(shè)計方案設(shè)定電源輸出電壓或輸出電流，然后開始 電滲處理。在通電一段時間后，為了使處理效果提高和均勻，可以將陽極電滲電極17和陰 極電滲電極19進行轉(zhuǎn)換；也可以將直流電源15的正極和中間排水電滲電極18相連，而陽 極電滲電極17與電路斷開。
5
本發(fā)明工作時，陽極電滲電極17和陰極電滲電極19的極性在電滲過程中能交換。 在電滲處理一段時候后，中間排水電滲電極18可以在與直流電源15的正極相連后充當(dāng)陽 極，而原來的陽極電滲電極17不接入電路。電滲電極可由人工或機械壓入土中，但必須保 證其為豎直。如在靈敏度較高的土中使用，則安裝時需要在電滲電極里充滿泥漿。
權(quán)利要求
一種電滲電極，其特征在于電滲電極是在同一根金屬管從上至下依次分成連接排氣段(1)，絕緣段(2)和開孔處理段(3)；連接排氣段(1)上有4個小孔，處于上部的電線連接孔(8)和處于下部的排水通氣孔(9)；絕緣段(2)外側(cè)涂有絕緣漆(6)；開孔處理段(9)上密布排水孔(7)；連接排氣段(1)頂部設(shè)有塑料帽(5)，開孔處理段(3)底部裝有鐵鞋(4)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電滲電極，其特征在于所述的開孔處理段(3)上的排水孔(7)沿長度成列布置，或呈梅花形布置，上下相鄰兩個排水孔(7)的間距為金屬管直徑 的1-2倍，而排水孔(7)的直徑為0. 5-2厘米。
3. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的一種電滲電極，其特征在于所述的塑料帽(5)為預(yù)制的塑 料蓋或捆扎塑料膜；所述的鐵鞋(4)是圓錐狀的鐵制品，底面直徑與 金屬管直徑相等，與開 孔處理段(3)底部以焊接或嵌入連接，金屬管直徑為5-20厘米。
4. 使用權(quán)利要求l所述的一種電滲電極的安裝方式，其特征在于安裝時要采用多 根電滲電極；每根電極均為結(jié)構(gòu)相同的金屬管，從上至下依次分成連接排氣段(l)，絕緣段 (2)和開孔處理段(3);電滲電極安裝時，絕緣段(2)的長度要大于透水性良好土層的厚度， 且頂端要高出地面5-10厘米，底端要比透水性良好土層底面深10-20厘米；連接排氣段 (1)的長度為30-50厘米；相鄰四根電滲電極成長方形安裝，且極性相同電極之間的距離小 于極性相反電極之間的距離；在相鄰四根電滲電極之間插入中間排水電滲電極(18);陽極 電滲電極(17)、陰極電滲電極(19)分別與直流電源(15)的正極和負(fù)極連接。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電滲電極的安裝方式，其特征在于所述的透水性良好 土層包括硬殼層、砂土層、粉土層或以上兩層和三層的組合。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電滲電極的安裝方式，其特征在于所述的四根電滲電 極之間插入中間排水電滲電極(18)的位置為四根電滲電極的中間或極性相反的兩根電滲 電極的中間。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電滲電極的安裝方式，其特征在于所述的陽極電滲電 極(17)、陰極電滲電極(19)和中間排水電滲電極(18)的結(jié)構(gòu)相同。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種電滲電極及其安裝方式。電滲電極在同一根金屬管從上至下依次分成連接排氣段，絕緣段和開孔處理段；連接排氣段上布有電線連接孔和排水通氣孔；絕緣段外側(cè)涂有絕緣漆；開孔處理段上密布排水孔；連接排氣段頂部設(shè)有塑料帽，底部裝有鐵鞋。安裝時，絕緣段頂端要高出地面，底端要比透水性良好土層底面深；相鄰四根電滲電極成長方形安裝，且極性相同電極之間的距離小于極性相反電極之間的距離；在相鄰四根電滲電極之間插入中間排水電滲電極；陽極電滲電極、陰極電滲電極分別與直流電源的正極和負(fù)極連接。本發(fā)明可使電滲處理效率提高，效果均勻，且在復(fù)雜地層條件下經(jīng)濟有效。
文檔編號E02D3/11GK101748724SQ20101003968
公開日2010年6月23日 申請日期2010年1月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月15日
發(fā)明者李瑛 , 林炎飛, 龔曉南 申請人:廣廈建設(shè)集團有限責(zé)任公司;浙江大學(xué)