[發明專利]一種微生物誘導碳酸鈣沉淀砂石復合樁加固結構及施工方法

有效

• 申請號: 202110377857.5
• 申請日: 2021-04-08
• 公開（公告）號: CN113174933B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 梁程;董彥同;楊鵬博
• 申請（專利權）人: 中國長江三峽集團有限公司
• 主分類號: E02D5/34
• 分類號: E02D5/34;E02D15/04;E02D3/08;E02D3/10;C09K17/40;C09K103/00
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

1.一種微生物誘導碳酸鈣沉淀砂石復合樁加固結構的施工方法，其特征在于：所述微生物誘導碳酸鈣沉淀砂石復合樁加固結構包括弱滲透性基底（1），所述弱滲透性基底（1）的頂部堆放有富水細粒工程渣土（2），所述富水細粒工程渣土（2）的內部貫穿設置有微生物誘導碳酸鈣沉淀強化砂石樁（3），所述微生物誘導碳酸鈣沉淀強化砂石樁（3）的底端穿過渣土與基底界面（4），并插入到弱滲透性基底（1）一段長度；

所述微生物誘導碳酸鈣沉淀強化砂石樁（3）包括處于樁體軸心的中心管（5），所述中心管（5）的外圍，并沿著其高度方向由上至下依次包圍設置有排水骨料段（6）、排水膠結骨料段（7）和膠結骨料段（8），所述排水骨料段（6）、排水膠結骨料段（7）和膠結骨料段（8）通過微生物誘導碳酸鈣沉淀方式予以膠結；

所述排水骨料段（6）、排水膠結骨料段（7）和膠結骨料段（8）的砂石骨料采用資源化再利用顆粒級配區間合格的工程渣土料，所述排水骨料段（6）、排水膠結骨料段（7）和膠結骨料段（8）的砂石骨料顆粒最大粒徑不大于30mm，砂石骨料的組分均需符合環境質量行業規范；

所述排水骨料段（6）的厚度至少為1m，砂石骨料選用級配處于粗砂至碎石區間砂石；

所述排水膠結骨料段（7）自排水骨料段（6）底部一直填充至渣土與基底界面（4），砂石骨料選用中砂；

所述膠結骨料段（8）自富水細粒工程渣土（2）的底層延伸至弱滲透性基底（1）的內部，向下埋入長度不短于2m，砂石骨料選取細砂至中砂顆粒級配的砂石料；

所述施工方法：

進行微生物誘導碳酸鈣沉淀處理前，需通過將一細硬膠抽水管（19）從中心管（5）頂口插入至其底部，外連抽水裝置（20），將其中積水抽干至中心管（5）內短時間內不會迅速產生明顯積水狀態，再開始微生物誘導碳酸鈣沉淀技術處理；

通過軟膠管（21）將注射裝置（22）與中心管（5）頂端口相連，將微生物誘導碳酸鈣沉淀工程漿液（23）裝在注射裝置（22）中，借助中心管（5）注射到微生物誘導碳酸鈣沉淀強化砂石樁（3）的骨料顆粒（17）間的孔隙中；

微生物誘導碳酸鈣沉淀工程漿液（23）包含尿素漿液、鈣源漿液和微生物漿液；

鈣源漿液為二價鈣離子溶液，需通過弱酸或弱堿將其pH調節到6.5至7.0區間；鈣源漿液的二價鈣離子濃度宜調節于0.25mol/L至0.3mol/L；尿素溶液中尿素的摩爾濃度應保持與鈣源漿液中二價鈣離子濃度一致；微生物漿液中的微生物采用環境友好型的兼性厭氧型巴氏芽孢桿菌，微生物漿液pH值調節于9.4~9.6，菌液濃度高于1×105CFU/mL；

微生物誘導碳酸鈣沉淀工程漿液（23）的注射根據場地現場狀況和工程需求實施，先通過中心管（5）向骨料顆粒（17）間的孔隙中注射足量微生物漿液，靜置若干小時待菌液能充分進入骨料顆粒（17）間的孔隙；再通過中心管（5）低速注入所需的鈣源漿液，使其充分進入骨料顆粒（17）間的孔隙；最后通過中心管（5）低速注入所需的尿素漿液，使其充分進入骨料顆粒（17）間的孔隙；再靜置養護。

2.根據權利要求1所述一種微生物誘導碳酸鈣沉淀砂石復合樁加固結構的施工方法，其特征在于：所述工程渣土料包括廢混凝土料或廢磚塊料。

3.根據權利要求1所述一種微生物誘導碳酸鈣沉淀砂石復合樁加固結構的施工方法，其特征在于：所述微生物誘導碳酸鈣沉淀強化砂石樁（3）的直徑控制在300mm～500mm。

4.根據權利要求1所述一種微生物誘導碳酸鈣沉淀砂石復合樁加固結構的施工方法，其特征在于：所述中心管（5）選用僅頂端開口的硬質PVC管，管內徑處于15mm～30mm區間，管壁厚度在保證管體不會受工程現場中心管周邊骨料段擠壓發生明顯變形的前提下，盡可能選厚度較小的PVC管；

所述中心管（5）由上至下劃分為上部的中心管排水段（9），中心管排水段（9）上不布設管孔；

中間的中心管細孔徑濾管段（10）對應排水膠結骨料段（7），在中心管細孔徑濾管段（10）上沿軸線方向均勻交叉設置細管孔（12），以便于外部土體滲流進入和微生物誘導碳酸鈣沉淀工程漿液通過該細管孔（12）注射至管外骨料中；

下部的中心管粗孔徑濾管段（11）對應膠結骨料段（8），在膠結骨料段（8）的管壁上沿軸線方向均勻交叉設置粗管孔（13）。