[实用新型]一种静电缓凝处理的微生物固土装置

说明书

一种静电缓凝处理的微生物固土装置，装置由胶结液容器1、胶结液输送泵2、高压发生器3、金属外壳容器4、离子棒5、注浆泵6、菌液容器7、注浆钻杆8、搅拌叶片9构成，高压发生器3的阳极与离子棒5相连，阴极与金属外壳容器4相连。胶结液经由金属外壳容器4与离子棒5之间形成的高压静电场作用后与菌液混合输送至注浆钻杆8。该装置能够延缓微生物诱导生成碳酸钙胶结土颗粒的时间，降低固土搅拌施工过程中对土体中已生成胶结体的破坏，能够使胶结物分布均匀并能达到理想的固土范围。

技术领域

本发明涉及一种通过高压静电场延缓碳酸钙结晶时间改善微生物固土效果的施工装置，属于地基处理技术领域。

背景技术

自然界中的某些微生物能够利用自身的新陈代谢活动生成多种矿物结晶。由于碳酸钙是自然界中分布最广的一种碳酸盐，且性质较为稳定，具有较强的强度和耐久性。利用一些特定的微生物(如脲酶菌、反硝化细菌)，通过为之提供丰富的钙离子及氮源的营养盐，快速析出具有优异胶结作用的方解石型碳酸钙结晶，这一灌浆技术能有效提高砂土、粉土的强度、刚度、抗液化及抗侵蚀性能等，且微生物灌浆材料为溶液或悬浊液，与传统胶凝材料相比，具有黏性低、流动性好、渗透性强、反应速率和胶结强度可调控、环境污染少等优势，属于低能耗、低污染物排放材料。

现有技术一的技术方案

微生物注浆装置，利用注浆泵和注浆管将脲酶菌或反硝化菌等菌液与含钙离子营养盐溶液通过注入待加固地基，利用微生物诱导碳酸钙结晶在土颗粒之间形成胶结连接，实现对地基中浆液渗流扩散区内土体的加固。

现有技术一的缺点

微生物注浆装置加固地基时常采用分段式注浆，交替注入菌液和含钙盐营养盐溶液，在注浆加固后期或加固粉土等细粒土时，渗流扩散过程中诱导生成碳酸钙晶体会阻塞渗流通道，微生物难以运移到距离注浆口远端的区域，造成地基加固区域小、固化土体均匀性差等问题。

现有技术二的技术方案

微生物搅拌桩机，采用与水泥土搅拌桩类似的机械，将脲酶菌或反硝化菌等菌液与含钙盐营养盐溶液同时或交替搅拌入待加固地基土中，形成柱状加固体。

现有技术二的缺点

微生物搅拌桩机加固地基，含钙离子营养盐溶液与菌液相遇时，由于微生物在待加固土体中的有效工作生命周期有限，若菌液酶活性较低，则固土强度低、效果差；若菌液酶活性较高，则在生物酶的作用下，土体孔隙中会快速析出具有胶结作用的碳酸钙结晶，反应速率难以控制，在搅拌的过程中不断有微生物诱导的碳酸钙产生，搅拌的土体中已形成的土体颗粒之间的碳酸钙脆性胶结连接破坏与形成同时发生，当搅拌作业停止时，微生物诱导的碳酸钙结晶反应已经完成大部分，残余的有效胶结连接强度不高，菌液及含钙离子营养盐溶液材料不能全部发挥胶结作用，材料利用率低。

发明内容

技术问题：现有的微生物注浆装置加固地基时，注浆口及附近区域土体孔隙易堵塞，造成地基固化范围小且均匀性差；微生物搅拌法加固地基时成桩的强度不高，材料利用率低。本发明的目的是延缓微生物诱导生成碳酸钙的时间，为微生物固土浆液渗流扩散以及搅拌土体提供缓凝时间窗口，以解决成桩强度、固土范围以及成桩均匀性问题，节约材料消耗。

技术方案