[发明专利]一种微生物固化击入式钢管土钉及其施工方法

说明书

本发明公开了一种微生物固化击入式钢管土钉及其施工方法，该钢管土钉主要包括钢管和角钢；所述钢管包括管头和管体；该施工方法主要包括：制作钢管土钉，并将钢管土钉通过风动潜孔锤击入泥土中；将巴氏芽孢八叠球菌活化扩大培养，得到微生物菌液；将获得的微生物菌液通过钢管土钉注入土钉中，使微生物菌液向砂土中扩散；配置复合营养液：0.5mol/L尿素、0.5mol/L钙盐；通过钢管土钉及边坡面注入复合营养液，形成锚固体；重复上述直至土钉强度达到设计要求为止，得到微生物固化击入式钢管土钉。本发明利用微生物的粘结作用使土钉内的砂土胶结，改善边坡土体的力学性能，提高边坡土体的整体性和自身稳定能力，使边坡更加稳定。

技术领域

本发明涉及基坑支护技术领域，尤其涉及一种微生物固化击入式钢管土钉及其施工方法。

背景技术

基坑支护，是为保证地下结构施工及基坑周边环境的安全，对基坑侧壁及周边环境采用的支挡、加固与保护措施。基坑支护方式主要有排桩支护、桩锚、桩撑、地下连续墙、钢板桩、水泥土挡墙及土钉墙等。在土钉墙支护形式中，击入式注浆土钉适用于成孔困难的软弱土层中。

在土层富含水，且饱水性强地区施工中，虽采取了降水措施，但开挖后仍会有部分游离水从坡面渗出，该部分如果处理不好，可带出大量颗粒，使开挖面受扰动并可能发生坍塌。遇到此类情况需要在坡面设置泄水管，本发明提供一种微生物固化击入式钢管土钉，与传统的土钉相比，钉体可形成排水通道，无须额外设置泄水管。

因此，现有技术需要进一步改进和完善。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种微生物固化击入式钢管土钉。

本发明的另一目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于上述钢管土钉的施工方法

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种微生物固化击入式钢管土钉，该钢管土钉主要包括钢管和角钢。所述钢管包括管头和管体。所述管体采用圆柱形空心管体结构设计。所述管头采用圆锥体结构设计，且管头安装在管体上，并与管体固定、密封连接。所述管体及管头上还设有用于注浆及排水的出浆孔。所述出浆孔贯穿钢管管壁并间隔地分布在管体和管头上。所述角钢设置在出浆孔的一侧，其一端固定在管体的外壁上，另一端沿钢管管尾方向斜向上延伸。使用时，将管头插入泥土中，并从管尾处将其击入，灌浆时，通过管尾向管内及钢管土钉附近土壤注入菌液即可。

作为本发明的优选方案，为了减少泥土对管头的压迫，使钢管土钉更容易击入土中，本发明所述管头的锥角范围为20°至45°之间。

作为本发明的优选方案，为了减小击入时泥土对管体的阻力，使钢管土钉更容易击入土中，本发明所述角钢采用等边式角钢，其与管体之间的夹角为30°至75°之间。

本发明的另一目的通过下述技术方案实现：

一种微生物固化击入式钢管土钉的施工方法，该施工方法主要包括如下步骤：

步骤S1：制作钢管土钉，并将钢管土钉通过风动潜孔锤击入泥土中。

步骤S2：配制菌液：将巴氏芽孢八叠球菌活化扩大培养，得到OD600值为1.1-2.0的微生物菌液。

步骤S3：注入菌液：将获得的微生物菌液通过钢管土钉注入土钉中，注浆压力不小于0.6MPa，并且在边坡面喷射微生物菌液，静置5h，使微生物菌液向砂土中扩散。

步骤S4：配置复合营养液：包含如下组分：0.5mol/L尿素、0.5mol/L钙盐；所述钙盐为氯化钙或硝酸钙。

步骤S5：注入复合营养液：通过钢管土钉及边坡面注入复合营养液，注浆压力不小于0.6Mpa，固化反应为5h；使营养液与土钉周围的细菌反应产生碳酸钙结晶，胶结周围的土体，形成锚固体。