[发明专利]一种液化地基微生物注浆方法

说明书

本发明公开了一种液化地基微生物注浆方法。所述方法以微生物菌液与CaCl₂溶液的混合溶液为固定液，控制固定液中CaCl₂的浓度为30～50mM/L，先将固定液灌入砂柱内，原位静置培养，再灌入营养盐溶液，所述的营养盐溶液为0.5mol/L等浓度的尿素与CaCl₂混合液，根据固化要求确定注浆批次。本发明方法能够有效缩短固化时间，减少菌液用量及注浆批次，且有效缓解碳酸钙胶凝分布不均匀现象。

技术领域

本发明涉及一种液化地基微生物注浆方法，属于注浆材料制备技术领域。

背景技术

软弱地基，尤其是含可液化土层的地基，在日益增加的交通荷载往复作用下或地震荷载作用下，其疲劳寿命和工作性能不容乐观。传统的液化地基整治的方法主要是通过抑制超静孔隙水压力的累积或提高土体强度，以减缓液化地基引起的破坏。

理想的注浆材料需要有可控的胶凝时间及较低的粘滞性以保证其能被传输到指定的部位。传统的液化地基整治方法，主要是通过抑制超静孔隙水压力的累积或提高土体强度。目前常用的注浆方法主要有水泥注浆和化学注浆。水泥注浆由于水泥颗粒粒径大，因此浆体在土体中传输范围小，且注浆压力大。化学注浆由于浆体具有一定毒性，对环境造成污染，且胶结后强度低(Towhata I.Geotechnical Earthquake Engineering.Springer,2008.)。

特定的微生物，比如产脲酶的微生物在利用富含钙离子和氮源的营养盐时，能够快速析出具有胶凝作用的碳酸钙结晶。微生物诱导碳酸钙结晶注浆技术能有效改善软弱砂土的强度和稳定性在有效提高土体剪强度及刚度的强度下，还能保持土体一定的渗透性(Nemati M,Voordouw G.Modification of porous media permeability,using calciumcarbonate produced enzymatically in situ.Enzyme and Microbial Technology,2003,33(5):635-642.)。

相对于传统的水泥或化学注浆技术，微生物注浆技术具有一定优势，但其存在以下亟待解决的问题：(1)注浆方式及批次能否进一步简化，以便于实际操作；(2)微生物及营养盐用量能否降低，以减少成本；(3)反应生成的碳酸钙胶凝能否均匀分布，以充分发挥胶凝强度；(4)如何确定合适的固化强度，以实现在提高土体抗液化强度和降低地表加速度放大系数二者之间取得平衡(Dejong JT,et al.Microbially induced cementation tocontrol sand response to undrained shear.Journal of Geotechnical andGeoenvironmental Engineering.2006,132(11):1381-1392.)。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液化地基微生物注浆方法。所述方法通过控制固定液浓度，减少菌液用量和注浆批次，缩短固化时间，解决碳酸钙凝胶分布不均匀的问题，同时充分发挥碳酸钙生物胶凝材料固化强度。

实现本发明目的的技术方案如下：

一种液化地基微生物注浆方法，具体步骤如下：

以微生物菌液与CaCl₂溶液的混合溶液为固定液，控制固定液中CaCl₂的浓度为30～50mM/L，先将固定液灌入砂柱内，原位静置培养，再灌入营养盐溶液，所述的营养盐溶液为0.5mol/L等浓度的尿素与CaCl₂混合液，根据固化要求确定注浆批次。

优选地，所述的菌液注浆速度为1～2ml/min。

优选地，所述的营养盐注浆速率为0.3ml/min～1ml/min。

优选地，所述的原位静置培养时间为12～24h。