[发明专利]一种微生物诱导碳酸钙沉淀砂石复合桩加固结构及施工方法

权利要求书

1.一种微生物诱导碳酸钙沉淀砂石复合桩加固结构的施工方法，其特征在于：所述微生物诱导碳酸钙沉淀砂石复合桩加固结构包括弱渗透性基底（1），所述弱渗透性基底（1）的顶部堆放有富水细粒工程渣土（2），所述富水细粒工程渣土（2）的内部贯穿设置有微生物诱导碳酸钙沉淀强化砂石桩（3），所述微生物诱导碳酸钙沉淀强化砂石桩（3）的底端穿过渣土与基底界面（4），并插入到弱渗透性基底（1）一段长度；

所述微生物诱导碳酸钙沉淀强化砂石桩（3）包括处于桩体轴心的中心管（5），所述中心管（5）的外围，并沿着其高度方向由上至下依次包围设置有排水骨料段（6）、排水胶结骨料段（7）和胶结骨料段（8），所述排水骨料段（6）、排水胶结骨料段（7）和胶结骨料段（8）通过微生物诱导碳酸钙沉淀方式予以胶结；

所述排水骨料段（6）、排水胶结骨料段（7）和胶结骨料段（8）的砂石骨料采用资源化再利用颗粒级配区间合格的工程渣土料，所述排水骨料段（6）、排水胶结骨料段（7）和胶结骨料段（8）的砂石骨料颗粒最大粒径不大于30mm，砂石骨料的组分均需符合环境质量行业规范；

所述排水骨料段（6）的厚度至少为1m，砂石骨料选用级配处于粗砂至碎石区间砂石；

所述排水胶结骨料段（7）自排水骨料段（6）底部一直填充至渣土与基底界面（4），砂石骨料选用中砂；

所述胶结骨料段（8）自富水细粒工程渣土（2）的底层延伸至弱渗透性基底（1）的内部，向下埋入长度不短于2m，砂石骨料选取细砂至中砂颗粒级配的砂石料；

所述施工方法：

进行微生物诱导碳酸钙沉淀处理前，需通过将一细硬胶抽水管（19）从中心管（5）顶口插入至其底部，外连抽水装置（20），将其中积水抽干至中心管（5）内短时间内不会迅速产生明显积水状态，再开始微生物诱导碳酸钙沉淀技术处理；

通过软胶管（21）将注射装置（22）与中心管（5）顶端口相连，将微生物诱导碳酸钙沉淀工程浆液（23）装在注射装置（22）中，借助中心管（5）注射到微生物诱导碳酸钙沉淀强化砂石桩（3）的骨料颗粒（17）间的孔隙中；

微生物诱导碳酸钙沉淀工程浆液（23）包含尿素浆液、钙源浆液和微生物浆液；

钙源浆液为二价钙离子溶液，需通过弱酸或弱碱将其pH调节到6.5至7.0区间；钙源浆液的二价钙离子浓度宜调节于0.25mol/L至0.3mol/L；尿素溶液中尿素的摩尔浓度应保持与钙源浆液中二价钙离子浓度一致；微生物浆液中的微生物采用环境友好型的兼性厌氧型巴氏芽孢杆菌，微生物浆液pH值调节于9.4~9.6，菌液浓度高于1×105CFU/mL；

微生物诱导碳酸钙沉淀工程浆液（23）的注射根据场地现场状况和工程需求实施，先通过中心管（5）向骨料颗粒（17）间的孔隙中注射足量微生物浆液，静置若干小时待菌液能充分进入骨料颗粒（17）间的孔隙；再通过中心管（5）低速注入所需的钙源浆液，使其充分进入骨料颗粒（17）间的孔隙；最后通过中心管（5）低速注入所需的尿素浆液，使其充分进入骨料颗粒（17）间的孔隙；再静置养护。

2.根据权利要求1所述一种微生物诱导碳酸钙沉淀砂石复合桩加固结构的施工方法，其特征在于：所述工程渣土料包括废混凝土料或废砖块料。

3.根据权利要求1所述一种微生物诱导碳酸钙沉淀砂石复合桩加固结构的施工方法，其特征在于：所述微生物诱导碳酸钙沉淀强化砂石桩（3）的直径控制在300mm～500mm。

4.根据权利要求1所述一种微生物诱导碳酸钙沉淀砂石复合桩加固结构的施工方法，其特征在于：所述中心管（5）选用仅顶端开口的硬质PVC管，管内径处于15mm～30mm区间，管壁厚度在保证管体不会受工程现场中心管周边骨料段挤压发生明显变形的前提下，尽可能选厚度较小的PVC管；

所述中心管（5）由上至下划分为上部的中心管排水段（9），中心管排水段（9）上不布设管孔；

中间的中心管细孔径滤管段（10）对应排水胶结骨料段（7），在中心管细孔径滤管段（10）上沿轴线方向均匀交叉设置细管孔（12），以便于外部土体渗流进入和微生物诱导碳酸钙沉淀工程浆液通过该细管孔（12）注射至管外骨料中；

下部的中心管粗孔径滤管段（11）对应胶结骨料段（8），在胶结骨料段（8）的管壁上沿轴线方向均匀交叉设置粗管孔（13）。