[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

说明书

本发明提供了预埋滴灌的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，用于长期预防弱透水性基底上富水细粒工程渣土边坡宏观变形破坏。该技术融合了传统砂石桩技术和微生物诱导碳酸钙沉淀技术，主体包含处于桩体轴心的中心管和外围的填充骨料。填充骨料自地表向下可分为排水骨料段、排水胶结骨料段和胶结骨料段，骨料可资源化再利用颗粒级配符合条件的工程渣土料。微生物诱导碳酸钙沉淀工程浆液包含cop尿素浆液、钙源浆液和微生物浆液。

技术领域

本发明涉及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，属于岩土工程技术领域领域。

背景技术

我国社会基础设施建设迅猛发展，过程中导致源源不断大量的工程渣土的产生与堆积。我国许多基建工程量庞大的城镇，如天津、上海、宁波、广州、深圳等，由于地下空间的开发(基坑工程、隧道工程等)，挖出了大量粉质与黏质等富水的细粒工程渣土。这些渣土多数还是通过集中堆填的方式予以处理，形成了许多工程渣土边坡，不合理的、简易的工程渣土堆填易诱发渣土边坡变形破坏灾害，2015年12月20日我国深圳光明新区工程渣土填埋场垮塌重大安全事故即为典型案例。弱透水基底上的富水细粒工程渣土堆填体一方面难以排水固结，快速堆填也容易导致渣土深部产生异常超孔压，增加渣土堆体变形破坏的风险；另一方面填埋场常选在具有一定坡度的场地内堆填，堆填土与下伏基底之间的接触带通常表现为易导致滑坡变形的软弱带，这种场地内的不合理堆填渣土易诱发渣土体的滑坡破坏。

中国专利CN103669340A公开了一种聚氨酯砂石桩，该装置在地基中成孔，填筑砂石骨料，浇注聚氨酯反应原料浆，聚氨酯泡沫反应原料浆注射进砂石骨料后，瞬间发生反应，填充砂石骨料孔隙并固化成聚氨酯泡沫，在地基中砂石骨料与聚氨酯泡沫粘结所述的桩，该桩呈腰鼓状，具有单桩承载力高，工后沉降小，抗弯能力强，施工简单快捷，工期短，不会出现缩径、断桩质量事故等优点。但是该装置采用的聚氨酯泡沫为易爆剧毒材料，不利于环保和施工安全；且该装置的施工方法导致在工程现场时，很难对原位深埋且直径较大的砂石桩有效均匀地注射反应原料浆液。

中国专利CN108677912A公开了一种CFG芯砂石组合桩、其构成的复合地基及施工方法，该专利中的CFG芯砂石组合桩包括CFG芯以及包裹CFG芯的砂石外壳，其中砂石外壳由砂和碎石按体积比1～2：1组成。CFG芯砂石组合桩复合地基，其特征在于，包括软土地基、打入软土地基的CFG芯砂石组合桩、以及填筑在CFG芯砂石组合桩和软土地基上方的褥垫层，所述的褥垫层中设有土工格栅。该发明具有施工简便、成桩速度快、施工期间桩间土中超静孔隙水应力消散迅速，土体强度恢复快，缩短工期，工后沉降小，利用工业废料降低工程造价等特点。但是该桩体的抗剪切能力主要由其CFG芯承担，其外围骨料仍只具有传统砂石桩的促地基排水固结、提高地基竖向承载力的功能。

为了在不明显降低工程场地的岩土及水体的初始环境质量的前提下，降低弱透水性基底上富水细粒工程渣土边坡的变形破坏，特别是剪切变形破坏的风险，本发明提出将传统砂石桩技术与微生物诱导碳酸钙沉淀技术相结合，充分考虑弱透水性基底上富水细粒工程渣土边坡的工程实际，对工程废料进行再利用，在工程现场原位制作微生物诱导碳酸钙沉淀强化砂石桩，以促进富水细粒工程渣土边坡排水固结，提高边坡的整体地基承载力及其抗剪切变形能力，达到长期预防其发生宏观变形破坏的目的。

聚氨酯砂石桩采用的聚氨酯泡沫为易爆剧毒材料，不利于环保和施工安全；且该装置的施工方法导致在工程现场时，很难对原位深埋且直径较大的砂石桩有效均匀地注射反应原料浆液；

CFG芯砂石组合桩的抗剪切能力主要由其CFG芯承担，其外围骨料仍只具有传统砂石桩的促地基排水固结、提高地基竖向承载力的功能。

发明内容

本发明的目的是提供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，本发明在不明显降低工程场地的岩土及水体的初始环境质量的前提下，可以降低弱透水性基底上富水细粒工程渣土边坡的变形破坏，特别是剪切变形破坏的风险。