[發明專利]真空預壓聯合微生物固沙技術加固處理軟土地基的方法

在審

• 申請號: 201810913553.4
• 申請日: 2018-08-13
• 公開（公告）號: CN108999179A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 黃偉;李琳;溫珂珺;李俊杰;鄧曉佳;董倩;卜常明;張俊珂;劉世慧;李陽;蘇佩東;杜康
• 申請（專利權）人: 重慶科技學院
• 主分類號: E02D3/10
• 分類號: E02D3/10;E02D3/12;C04B28/00
• 代理公司: 重慶蘊博君晟知識產權代理事務所(普通合伙) 50223
• 代理人: 王玉芝

本發明公開了真空預壓聯合微生物固砂技術加固處理軟土地基的方法，包括如下步驟：1)平整場地；2)設置排水孔；3)埋填排水帶及軟管；4)鋪設砂墊層；5)鋪設塑料密封薄膜；6)軟管連接真空泵、水泵；7)負壓微生物誘導處理；8)排水真空預壓。本發明是先通過微生物固砂進行砂土固化，然后再通過真空預壓對淤泥層軟土進行固結作用，相對比傳統單一的真空預壓法來說，本方法能夠顯著提高地基強度、縮短工期和防止砂土地基液化。

技術領域

本發明屬于軟土加固處理技術領域，具體涉及一種真空預壓聯合微生物固砂技術加固處理軟土地基的結構及方法。

背景技術

軟土是一種低強度、高壓縮性、高靈敏度的區域性特殊土，廣泛地分布在我國人口最集中，經濟最發達的沿海11個省(區、市)的38個城市，涉及海岸帶的總面積約28萬平方千米。目前，隨著城市化進程的高速推進，以上軟土地區紛紛進行大規模的基礎設施建設，需要對大面積的軟土地基進行人工處理，以提高強度軟土地基強度和降低地基的工后沉降。

目前，軟土地基處理較為成熟的技術方法為真空預壓法。真空預壓法是在需要加固的軟土地基表面先鋪設砂墊層，然后埋設豎向排水管道，再用不透氣的密封薄膜使其與大氣隔絕，將主管從薄膜中穿透與真空泵和排水泵連接，隨后使用真空泵對軟土地基進行抽真空處理，使密封膜下土體經受負壓。在負壓作用下，孔隙水逐漸滲流到豎向排水道中，通過排水泵將水排出而達到土體排水固結、強度增加的一種地基處理方法。真空預壓作為新一代的軟基加固方式，以其工期短、無污染環境、施工安全、費用低等優點廣泛應用于沿海軟土地基處理。但是真空預壓法也其顯著的缺點：那就是真空預壓僅對軟土地區表層的淤泥質軟粘土等軟土有效，對于下覆的砂土或者砂混淤泥等土層的預壓效果非常差。其原因在于，軟土的承載力非常低、孔隙率非常大，在真空負壓作用下土顆粒間的間距能夠明顯減小，孔隙得到有效地壓縮，從而達到良好的地基處理效果，而砂土顆粒強度大且顆粒之間距離小，在真空負壓作用下砂土的孔隙很難進一步壓縮，從而導致真空預壓技術在砂土地層中預壓效果不佳。因此，經真空預壓技術處理的軟土地基，其表層淤泥質軟土雖取得一定的預壓效果，但是其下覆的各類砂土地層的預壓效果非常差，這樣造成了真空預壓后會存在一定的下覆軟弱地層。

微生物固砂技術是一種對環境友好、施工效果佳且無污染的生物巖土技術方法，其原理為巴氏芽孢八疊球菌在水環境中產生脲酶，脲酶分解堿性水環境中的CO(NH₂)₂(尿素)成為(銨根離子)和(碳酸根離子)，若該溶液環境中有足夠的Ca²⁺(鈣離子)，那么(碳酸根離子)與Ca²⁺(鈣離子)經歷微生物誘導后生成CaCO₃(碳酸鈣)沉淀，當CaCO₃(碳酸鈣)沉淀在砂土孔隙中逐漸生長并結晶，這時的CaCO₃(碳酸鈣)就作為一種生物水泥發揮粘結作用，固化砂土并使其強度得到顯著的提高。

項目組所在的科研團隊在實驗室里已經完成了負壓環境微生物誘導生產碳酸鈣的前期基礎試驗，結果發現，有氧負壓條件下，隨著養護時間的遞增，微生物誘導碳酸鈣沉淀固化砂土的強度會出現一個急劇增長的趨勢，優于正常大氣壓力環境下固砂效果。在此實驗理論的基礎上，結合到真空預壓技術對砂土地層預壓效果不佳的情況，本發明欲探索一種真空預壓與微生物誘導固砂技術結合的方法，用于對下覆各類砂土以及砂土與粘土互層各種復雜軟土地基進行地基處理。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種真空預壓聯合微生物固砂技術加固處理軟土地基的方法，以增強軟土地基的承載力和固結程度，達到縮短工期和節約工程造價的目的。

為實現上述發明目的，具體提供了如下所述的技術方案：

真空預壓聯合微生物固砂技術加固處理軟土地基的方法，包括如下步驟：

1)平整場地：在軟土地基場地上下挖0.5m，并將場地推平；

2)設置排水孔：在平整的場地內，利用鉆機鉆排水孔；