[發(fā)明專利]一種加固鈣質(zhì)砂地基的微生物注漿管預(yù)制樁及其施工方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711304022.7
• 申請(qǐng)日: 2017-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN108086298A
• 公開（公告）日: 2018-05-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖楊;肖鵬;胡薩姆·阿布爾·納嘎;何想;汪楊;丁選明;劉紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): E02D3/12
• 分類號(hào): E02D3/12;E02D5/24
• 代理公司: 重慶大學(xué)專利中心 50201
• 代理人: 王翔

發(fā)明提供一種加固鈣質(zhì)砂地基的微生物注漿管預(yù)制樁及施工方法。該預(yù)制樁包括植入鈣質(zhì)砂地基中的預(yù)制樁。所述預(yù)制樁樁芯內(nèi)豎立布置有若干根注漿管。所述注漿管貫穿預(yù)制樁的樁頂和樁尖側(cè)面。所述注漿管的上端為注漿孔，下端為出料孔。所述注漿管的出料孔使用孔塞封堵。該預(yù)制樁的施工方法包括制作預(yù)制樁、沉樁施工、注漿施工和效果檢測(cè)等步驟。該預(yù)制樁利用細(xì)菌水解尿素生成碳酸鈣膠結(jié)砂顆粒本身對(duì)海洋不會(huì)造成污染，操作簡(jiǎn)便原理簡(jiǎn)單，注漿加固后樁體與加固體整體承受上部荷載，有助于防止樁基產(chǎn)生過大沉降，促進(jìn)了預(yù)制樁在鈣質(zhì)砂地基上的應(yīng)用。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及巖土工程技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種預(yù)制樁。

背景技術(shù)

鈣質(zhì)砂土通常指在海洋環(huán)境下，生物成因的富含碳酸鈣或難溶的碳酸鹽類巖土介質(zhì)。在北緯30°～南緯30°之間的全球熱帶及亞熱帶沿海區(qū)域以及深海島礁分布著大量深厚鈣質(zhì)砂土。這一區(qū)域往往又是人口相對(duì)集中、化石生物能源豐富的經(jīng)濟(jì)重地。

鈣質(zhì)砂具有多孔、易碎、好膠結(jié)的特點(diǎn)。由于鈣質(zhì)砂顆粒在力學(xué)作用下容易產(chǎn)生破碎，其工程特性較普通石英砂有很大不同。雖然鈣質(zhì)砂土地基的承載力高，但是顆粒膠結(jié)的破環(huán)引起的是不可恢復(fù)的永久塑性變形。波斯灣海洋石油平臺(tái)樁基建設(shè)中曾經(jīng)遇到大直徑管樁進(jìn)入鈣質(zhì)砂層在自重作用下沉降15m的現(xiàn)象。根據(jù)汪稔等的研究，鈣質(zhì)砂土中的樁基工程存在樁端阻力低，高圍壓下摩擦角降低的顯著非線性，導(dǎo)致樁基承載力難以確定的工程特性。常規(guī)的樁基礎(chǔ)不適用于鈣質(zhì)砂地基。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種加固鈣質(zhì)砂地基的微生物注漿管預(yù)制樁及其施工方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種加固鈣質(zhì)砂地基的微生物注漿管預(yù)制樁的施工方法，包括以下步驟：

1)在工廠制作預(yù)制樁。其中，所述預(yù)制樁樁芯內(nèi)豎立布置有若干根注漿管。所述注漿管貫穿預(yù)制樁的樁頂和樁尖側(cè)面。所述注漿管的上端為注漿孔，下端為出料孔。所述注漿管的出料孔使用孔塞封堵。

2)按設(shè)計(jì)要求采用靜壓或錘擊的方式將預(yù)制樁安裝至鈣質(zhì)砂地基中。

3)使用注漿設(shè)備向注漿管內(nèi)泵送反應(yīng)液。所述反應(yīng)液滲透到預(yù)制樁樁尖周圍的鈣質(zhì)砂土中。

4)向注漿管內(nèi)灌注細(xì)菌懸濁液。所述細(xì)菌懸濁液滲透到預(yù)制樁樁尖周圍的鈣質(zhì)砂土中。細(xì)菌水解尿素生成碳酸鈣，碳酸鈣膠結(jié)樁尖破碎砂層形成注漿加固體。

5)重復(fù)步驟3)和步驟4)，直至樁基承載力和變形性能滿足設(shè)計(jì)要求。

6)使用混凝土壓實(shí)填充注漿管至樁頂。

進(jìn)一步，步驟3)中所述反應(yīng)液為尿素溶液或尿素與氯化鈣混合液。

進(jìn)一步，當(dāng)?shù)叵滤锈}鎂離子總量超過0.5mol/L時(shí)，反應(yīng)液采用1mol/L的尿素溶液。否則，反應(yīng)液采用1mol/L的尿素和氯化鈣混合液。其中，所述尿素與氯化鈣混合液使用海水配置，氯化鈣溶液與尿素溶液的濃度比為1:1。

進(jìn)一步，步驟4)中所述細(xì)菌懸濁液為巴氏芽孢桿菌微生物懸濁液。菌液濃度≥109CFU。

進(jìn)一步，在步驟2)之前還具有實(shí)施工程地質(zhì)勘察及水質(zhì)分析的相關(guān)步驟。

進(jìn)一步，步驟5)中，還具有利用樁基低應(yīng)變檢測(cè)技術(shù)檢測(cè)樁尖破碎砂層膠結(jié)程度的相關(guān)步驟。

進(jìn)一步，步驟3)中所述反應(yīng)液的注漿壓力為0.1～2MPa，注漿流量≤0.4L/min。步驟4)中所述細(xì)菌懸濁液的注漿流量≤0.1L/min。

本發(fā)明還公開一種使用上述施工方法制得的加固鈣質(zhì)砂地基的微生物注漿管預(yù)制樁，包括植入鈣質(zhì)砂地基中的預(yù)制樁。