[发明专利]一种微生物加固无粘性土的固化剂及其加固方法

权利要求书

1.一种无粘性土的加固方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)勘察得到待加固无粘性土层上表面距离地表面的深度h以及无粘性土层的厚度s；

(2)配制溶液A、溶液B和溶液C备用，所述溶液A为厌氧氨氧化菌溶液、尿素溶液和亚硝酸钙溶液形成的混合溶液；所述溶液B为巴氏芽孢杆菌溶液；所述溶液C为碳酸氢钾、磷酸二氢钾、硫酸镁、氯化钙和硫酸亚铁的混合溶液；

(3)在待加固无粘性土层的地表面垂直向下钻若干井，所有井按间距1.5～2m且呈矩阵式均匀分布，所有井分成注浆井和抽水井，所述注浆井周围均为抽水井，抽水井周围均为注浆井；并在每个井内插入钢花管，所述钢花管插入地下的长度l为

(4)在步骤(3)中的注浆井和抽水井中分别安装注浆管和抽水管，所述注浆管的一端与注浆井中的钢花管连接，另一端与注浆设备连接；抽水管一端插入抽水井中的钢花管内，另一端与抽水设备连接；

(5)注浆和加固：

5.1)第一次注浆：将步骤(4)中的注浆设备与溶液A和溶液C连通后，开启注浆设备，溶液A与溶液C按体积比为1:9注入到注浆井中，同时开启抽水设备，将抽水井中的溶液Ⅰ抽出，并及时检查溶液Ⅰ中钙离子浓度，当溶液Ⅰ中钙离子浓度大于60mg/L时，停止抽水和注浆，并静置2～4h；

将注浆设备与溶液B连通后，开启注浆设备，向注浆井中注入溶液B，同时开启抽水设备，将抽水井中的溶液Ⅱ抽出，同时检测溶液Ⅱ中OD₆₀₀值，以地下水OD₆₀₀值为空白样，若测得溶液Ⅱ减去空白样后的OD₆₀₀值大于0.1，停止抽水和注浆，并静置24～48h；

5.2)第二次注浆：重复步骤5.1)，此次注浆过程中溶液A和溶液C的体积比为1:4；

5.3)第三次注浆：重复步骤5.1)，此次注浆过程中溶液A和溶液C的体积比为1:1；

5.4)第四次及以后注浆：重复步骤5.3)；

每次注浆后检测待加固无粘性土层中的碳酸钙含量，当检测到待加固无粘性土层中的碳酸钙含量大于或者等于设定值时，则完成注浆井对应区域无粘性土层的加固。

2.根据权利要求1所述的一种无粘性土的加固方法，其特征在于，所述溶液A中尿素溶液和亚硝酸钙溶液的摩尔浓度相等，且所述摩尔浓度为10～100mmol/L。

3.根据权利要求1所述的一种无粘性土的加固方法，其特征在于，所述巴氏芽孢杆菌溶液的OD₆₀₀大于2。

4.根据权利要求1所述的一种无粘性土的加固方法，其特征在于，溶液C中各组分的浓度分别为：碳酸氢钾2～5g/L、磷酸二氢钾40～70mg/L、硫酸镁200～500mg/L、氯化钠200～500mg/L、硫酸亚铁8～15mg/L。

5.根据权利要求1所述的一种无粘性土的加固方法，其特征在于，所述厌氧氨氧化菌溶液为厌氧氨氧化污泥颗粒溶于水形成的溶液。

6.根据权利要求1所述的一种无粘性土的加固方法，其特征在于，步骤(3)中钻井施工平面的垂直误差小于或者等于80cm。

7.根据权利要求1所述的一种无粘性土的加固方法，其特征在于，步骤(5)中往注浆井中注入溶液A和溶液C时，设置注浆设备的注浆压力为100～300KPa；注入溶液B时，设置注浆设备的注浆压力为10～100KPa。

8.根据权利要求1所述的一种无粘性土的加固方法，其特征在于，步骤(5)中碳酸钙含量的设定值为10Kg/m³。

9.根据权利要求1所述的一种无粘性土的加固方法，其特征在于，步骤(5)中无粘性土层中碳酸钙含量按以下公式计算：

其中：n-重复注浆的次数；

A-溶液A中尿素的摩尔浓度，mmol/L；

M-碳酸钙含量，Kg/m³。