一種微生物固土cfg樁復(fù)合地基及施工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基及施工方法，屬于建筑施工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]CFG粧復(fù)合地基以其成粧設(shè)備簡(jiǎn)單、施工方便、適用性廣等優(yōu)點(diǎn)而廣泛應(yīng)用于砂土、粉土、淤泥質(zhì)土地基，同時(shí)由于單粧承載力低、粧身離析、夾泥、縮徑以及機(jī)械開挖造成的粧身斷裂等質(zhì)量問(wèn)題而影響其工作性能，而微生物注漿作為地基處理的新興技術(shù)，具有施工擾動(dòng)小、灌注壓力低、擴(kuò)散距離遠(yuǎn)、施工周期短和生態(tài)相容性好等優(yōu)勢(shì)，同時(shí)所用的灌漿材料與傳統(tǒng)膠凝材料相比，也有低能耗、低污染和低排放等特點(diǎn)，作為一種可持續(xù)發(fā)展的土體加固新方法，具有廣泛的應(yīng)用前景，并日益引起巖土工程界的重視并開始在工程中應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)一的技術(shù)方案
一種CFG粧的施工工藝[吳良斌.一種CFG粧的施工工藝.發(fā)明專利.授權(quán)公告號(hào)CN102839656A.20121226]，其實(shí)現(xiàn)方法為:將粧管打至設(shè)計(jì)深度，并將與粧徑相適配的袋子的上部套設(shè)在輸送栗的栗管上，通過(guò)輸送栗往袋子內(nèi)灌注粧體材料至設(shè)計(jì)粧頂，然后將粧管提起，同時(shí)向袋子中補(bǔ)充粧體材料至設(shè)計(jì)粧頂成粧。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)一的缺點(diǎn)
采用袋子約束粧體材料成粧，粧周土體并未加固，粧間土承載力沒(méi)有提高，此外，由于是擠土成粧，當(dāng)粧管提起后，極易造成粧身縮徑、甚至斷粧，嚴(yán)重影響單粧承載力。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)二的技術(shù)方案
一種新型非取土 CFG粧的施工方法[馬春根，曹開偉，熊小林，謝日輝，沈佳.一種新型非取土 CFG粧的施工方法.發(fā)明專利.授權(quán)公告號(hào)CN104846812A.20150819]，其實(shí)現(xiàn)方法為:將非取土鉆至預(yù)定粧孔深度后，提起分層擠土鉆桿30cm，開啟混凝土栗向粧孔底部壓混凝土，同時(shí)慢速順時(shí)針旋轉(zhuǎn)并提起分層擠土鉆桿直至壓灌到設(shè)計(jì)粧頂標(biāo)高，完成粧體施工。
[0006]現(xiàn)有技術(shù)二的缺點(diǎn)
采去分層、多次注入混凝土，粧周土體并未加固，粧間土承載力沒(méi)有提高，此外，對(duì)于軟硬土層交界處拔管速度不加控制，或者粧管內(nèi)混凝土投入較少或成粧過(guò)程多次加料，極易造成粧身縮徑、夾泥，甚至斷粧，嚴(yán)重影響單粧承載力。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]技術(shù)問(wèn)題:本發(fā)明的目的是克服當(dāng)前CFG粧復(fù)合地基在砂土、粉土、淤泥質(zhì)土地基施工過(guò)程中出現(xiàn)粧身離析、夾泥、縮徑、斷粧等質(zhì)量問(wèn)題，使粧的承載力難以有效發(fā)揮，發(fā)明了一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基，提供了一種利用微生物菌液和膠結(jié)溶液交替滲入粧周地基，并發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣結(jié)晶，膠結(jié)松散的砂土或粉土，對(duì)粧周地基進(jìn)行加固，防止在拔管過(guò)程中出現(xiàn)縮徑、斷粧、夾泥等質(zhì)量問(wèn)題，此外被加固土體能與粧聯(lián)合承載，有效提高單粧承載力的新技術(shù)。
[0008]技術(shù)方案:本發(fā)明的原理為:首先通過(guò)振動(dòng)或錘擊方式將表面帶有供注漿孔洞的粧管4壓入地基6，在粧管4壓入地基6過(guò)程中，將微生物菌液注入粧管4，并始終保持粧管4內(nèi)微生物菌液液面高出地面2?4m與地下水產(chǎn)生水頭差，使微生物菌液向粧管4周圍的地基6 土中擴(kuò)散，利用細(xì)菌在繁殖過(guò)程中產(chǎn)生大量粘稠液體并吸附于土體顆粒之上，形成多細(xì)胞聚合物EPSExtra — cellular polymeric substances，然后將粧管4內(nèi)的微生物菌液抽出后，迅速將膠結(jié)溶液注入粧管4，并與已滲入管周土體的微生物菌液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣結(jié)晶，膠結(jié)松散的砂土或粉土，提高管周土體的強(qiáng)度，然后抽出膠結(jié)溶液，用導(dǎo)管從粧管底部開始迅速灌注水泥粉煤灰碎石，邊灌注邊拔粧管4，形成CFG粧，最后在地表鋪設(shè)30cm厚粗砂或碎石墊層12形成CFG粧復(fù)合地基。
[0009]一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基，所述的CFG粧復(fù)合地基由微生物固化土 11、CFG芯粧10、墊層12和地基6組成，其中，微生物固化土 11是由微生物菌液和膠結(jié)溶液反應(yīng)產(chǎn)生的碳酸鈣結(jié)晶及膠結(jié)松散的砂土或粉土固化而成。
[0010]所述的一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基，所述的微生物菌液是由巴氏芽孢桿菌
S.pasteurii及培養(yǎng)液組成，其中，每1L培養(yǎng)液中含有胰蛋白胨15.0g、大豆蛋白胨5.0g、氯化鈉5.0g以及尿素20.0g，調(diào)節(jié)微生物菌液的pH值為7.3，以適宜微生物菌生長(zhǎng)。
[0011]所述的一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基，所述的膠結(jié)溶液為氯化鈣水溶液，其中，氯化鈣水溶液濃度應(yīng)根據(jù)地基6的砂粒粒徑大小來(lái)合理確定，控制膠結(jié)溶液中氯化鈣的濃度為 0.10mol/L ?1.00mol/L，尿素的濃度為 0.10mol/L ?1.00mol/L。
[0012]一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基的施工方法，該施工方法步驟如下:
a.首先通過(guò)振動(dòng)或錘擊的方式將表面帶有供注漿孔洞的粧管4壓入地基6;
b.在粧管4壓入地基6的同時(shí)，打開雙向栗9，通過(guò)注漿管14將微生物菌液注入粧管4，并始終保持粧管4內(nèi)微生物菌液液面高出地面2-4m與地下水產(chǎn)生水頭差，使微生物菌液向粧管4周圍的地基6 土中擴(kuò)散，并吸附于土體顆粒之上，然后打開雙向栗9，通過(guò)抽漿管13將粧管4內(nèi)的微生物菌液抽出，注入微生物菌液儲(chǔ)液池7，抽出的微生物菌液可以循環(huán)使用，提高微生物菌液的利用率；
c.當(dāng)微生物菌液抽取完畢后，打開雙向栗9，通過(guò)注漿管14迅速將膠結(jié)溶液注入粧管4，利用粧管4內(nèi)膠結(jié)溶液液面高出地面2-4m與地下水產(chǎn)生水頭差，使膠結(jié)溶液向粧管4周圍的地基6擴(kuò)散，并與已滲入管周土體的微生物菌液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣結(jié)晶，膠結(jié)松散的砂土或粉土，提高粧周土體的強(qiáng)度，然后打開雙向栗9，通過(guò)抽漿管13將粧管4內(nèi)的膠結(jié)溶液抽出注入膠結(jié)溶液儲(chǔ)液池8，抽出的膠結(jié)溶液可以循環(huán)使用，提高膠結(jié)溶液的利用率；
d.重復(fù)步驟b、c直至粧周土滿足加固要求；
e.利用導(dǎo)管從粧管4底部開始迅速灌注水泥粉煤灰碎石，邊灌注邊拔粧管4，形成CFG
粧；
f.最后在地表鋪設(shè)30cm厚粗砂或碎石墊層12形成CFG粧復(fù)合地基。
[0013]所述的一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基的施工方法，步驟b、c中所述的微生物菌液和膠結(jié)溶液是在水頭差作用下自由向粧管4周圍地基6擴(kuò)散，或者通過(guò)加壓方式向粧管4周圍地基6擴(kuò)散。
[0014]有益效果:其一，微生物菌液和膠結(jié)溶液發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生碳酸鈣膠結(jié)松散的砂土或粉土，對(duì)粧周地基進(jìn)行膠結(jié)固化，提高粧周地基土強(qiáng)度，防止在拔管過(guò)程中出現(xiàn)縮頸、斷粧、夾泥等質(zhì)量問(wèn)題；其二，成粧后粧身混凝土與膠結(jié)固化的粧周土聯(lián)合承載，提高單粧承載力；其三，注入的微生物菌液和膠結(jié)溶液能夠循環(huán)使用，提高材料的利用率，節(jié)能減排、降低工程造價(jià)；其四，微生物固土材料施工周期短，具有環(huán)保與生態(tài)相容性。
【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是微生物固土 CFG粧復(fù)合地基示意圖，
圖2 —種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基及施工方法施工過(guò)程示意圖，
圖a是沉管示意圖，
圖b是微生物菌液循環(huán)擴(kuò)散滲入地基示意圖，
圖c是膠結(jié)溶液循環(huán)擴(kuò)散滲入地基示意圖，
附圖標(biāo)記:1.枕木；2.沉管灌注機(jī)；3.粧錘；4.粧管；5.預(yù)制粧靴；6.地基；7.微生物菌液儲(chǔ)液池；8.膠結(jié)溶液儲(chǔ)液池；9.壓力栗；10.CFG芯粧；11.微生物固化土 ；12.墊層；13.抽漿管；14.注漿管。
【具體實(shí)施方式】
[0016]實(shí)施例1 一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基及施工方法
一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基，所述的CFG粧復(fù)合地基由微生物固化土 11、CFG芯粧10、墊層12和地基6組成，其中，微生物固化土 11是由微生物菌液和膠結(jié)溶液反應(yīng)產(chǎn)生的碳酸鈣結(jié)晶及膠結(jié)松散的砂土或粉土固化而成。
[0017]所述的一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基，所述的微生物菌液是由巴氏芽孢桿菌
S.pasteurii及培養(yǎng)液組成，其中，每1L培養(yǎng)液中含有胰蛋白胨15.0g、大豆蛋白胨5.0g、氯化鈉5.0g以及尿素20.0g，調(diào)節(jié)微生物菌液的pH值為7.3，以適宜微生物菌生長(zhǎng)。
[0018]所述的一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基，所述的膠結(jié)溶液為氯化鈣水溶液，其中，氯化鈣水溶液濃度應(yīng)根據(jù)地基6的砂粒粒徑大小來(lái)合理確定，控制膠結(jié)溶液中氯化鈣的濃度為1.00mol/L，尿素的濃度為1.00mol/Lo
[0019]在本例中，一種微生物固土 CFG粧復(fù)合地基的施工方法用于砂土地基如圖2所示，該施工方法步驟如下:
a.首先通過(guò)振動(dòng)或錘擊方式將表面帶有供注漿孔洞的粧管4壓入砂土地基6;
b.在粧管4壓入砂土地基6的同時(shí)，打開壓力栗9，通過(guò)注漿管14將預(yù)先培養(yǎng)的微生物菌液注入粧管4，并始終保持粧管4內(nèi)微生物菌液液面高出地面2-4m與地下水產(chǎn)生水頭差，使微生物菌液向粧管4周圍的砂土地基6 土中擴(kuò)散，并吸附于土體顆粒之上，靜置30分鐘后，打開壓力栗9，通過(guò)抽漿管13將粧管4內(nèi)的微生物菌液抽出注入微生物菌液儲(chǔ)液池7，抽出的微生物菌液可以循環(huán)使用，提高微生物菌液的利用率；
c.當(dāng)微生物菌液抽取完畢后，迅速打開壓力栗9，通過(guò)注漿管14將配置的膠結(jié)溶液注入粧管4，其中氯化鈣的濃度為1.00mol/L，尿素的濃度為1.00mol/L，利用粧管4內(nèi)膠結(jié)溶液液面高出地面2-4m與地下水產(chǎn)生水頭差，使膠結(jié)溶液向粧管4周圍的砂土地基6擴(kuò)散，并與