[发明专利]一种基坑微生物土重力式围护结构及其施工方法

说明书

本发明提供一种基坑微生物土重力式围护结构及其施工方法，该微生物土重力式围护结构是由搅拌桩机或高压喷射注浆机采用复合菌液、胶结溶液和固载材料与土体搅拌，固化形成连续搭接的微生物土柱状加固体挡墙；所述固载材料是由质量比为(5～8):(1～3)的秸秆纤维粉末和膨胀珍珠岩粉末混合而成；所述胶结溶液为含有0.05～0.1mol/L磷酸钠缓冲液的胶结溶液，磷酸钠缓冲液的pH值为5.5～6.8；本发明通过采用复合菌液、胶结溶液和固载材料与土体搅拌固化，可有效改善微生物诱导的胶结反应速率，提高固化土体均匀性和耐久性能。

技术领域

本发明涉及建筑基坑支护工程技术领域，特别涉及一种基坑微生物土重力式围护结构及其施工方法。

背景技术

基坑围护结构的合理选择，是基坑支护设计的首要工作，应根据地质条件，周边环境的要求及不同支护形式的特点、造价等综合确定。目前常用的排桩或地下连续墙形式主要有钻孔灌注桩+水泥土搅拌桩止水、钢筋混凝土地下连续墙、钢板桩、SMW工法桩等。其中，钻孔灌注桩+水泥土搅拌桩止水、钢筋混凝土地下连续墙的材料主要为钢筋混凝土，耗材、耗能多，造价高；钢板桩之间的搭接位置无法满足较严格的隔水要求，当基坑开挖较深时钢板桩往往漏水严重；SMW工法桩当基坑开挖较深时，水泥土桩受力开裂可能导致隔水失效，且水泥土不可回收，造价仍然较高。

水泥土重力式围护结构是以水泥系材料为固化剂，通过搅拌机械采用喷浆施工将水泥系材料和地基土强行搅拌，形成连续搭接的水泥土柱状加固体挡墙。目前水泥系材料和原状土强行搅拌的施工技术，近年来得到大力发展和改进，加固深度和搅拌密实性、均匀性均得到提高。但水泥等传统的胶凝材料易改变土体的pH值，使土体呈碱性并形成一定范围的侵蚀环境，对地下水与周围植被均会造成不良的影响。因此，研究节能减排、生态环保、经济高效的新型基坑重力式围护结构及其施工方法意义重大。如何寻找到具有能耗小、污染少且性能优良的新型基坑重力式围护结构技术是目前亟待坚决的关键问题。

微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)是一种在自然界中广泛存在的生物矿化过程，机理简单，快速高效，环境耐受性好，现有将用于基坑围护结构中，以实现能耗小，污染小的新型的微生物土加固技术，微生物通过其生命活动产生的酶通过酶化作用生成方解石，填充在土体颗粒空隙中起胶结作用，是一种绿色科学的加固方法。现有的微生物土加固技术常采用分步法将菌液和胶结溶液分开依次注入土体中，如专利201510900093.8一种微生物固土CFG桩复合地基及施工方法和专利201610933803.1一种盾构隧道端头微生物加固结构及其施工方法中的微生物加固区施工，均分2步进行土体固化方法，以使菌液、胶结溶液与土体混合固化，得到微生物土加固围护结构；但现有的微生物土固化容易受微生物诱导的胶结反应速率的可控性差，固化土体均匀度较低，尤其是软土地基固化的土体的耐久性差，抗压抗剪强度低等不足；因此，亟需寻找一种基坑微生物土重力式围护结构及施工方法，以改善固化土体均匀性和耐久性等问题，提高微生物土重力式围护结构性能。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种基坑微生物土重力式围护结构及其施工方法，可有效改善微生物诱导的胶结反应速率，提高固化土体均匀性和耐久性能。

本发明的技术方案是这样实现的：

本发明提供一种基坑微生物土重力式围护结构，该微生物土重力式围护结构是由搅拌桩机或高压喷射注浆机采用复合菌液、胶结溶液和固载材料与土体搅拌，固化形成连续搭接的微生物土柱状加固体挡墙；所述固载材料是由质量比为(5～8):(1～3)的秸秆纤维粉末和膨胀珍珠岩粉末混合而成；所述胶结溶液为含有0.05～0.1mol/L磷酸钠缓冲液的胶结溶液，所述磷酸钠缓冲液的pH值为5.5～6.8。

进一步说明，所述复合菌液包括浓度OD600＝1.3～1.5的巴氏芽孢杆菌、浓度OD600＝0.6～0.8的科氏芽孢杆菌和营养盐溶液，每1L的营养盐溶液中含有6～7g大豆蛋白胨、16～18g胰蛋白胨、3～5g豆粕蛋白胨、5～6g氯化钠和19～21g尿素，营养盐溶液的pH值为7.2～7.3。