一种液化地基微生物注浆方法技术

本发明专利技术公开了一种液化地基微生物注浆方法。所述方法以微生物菌液与CaCl2溶液的混合溶液为固定液，控制固定液中CaCl2的浓度为30～50mM/L，先将固定液灌入砂柱内，原位静置培养，再灌入营养盐溶液，所述的营养盐溶液为0.5mol/L等浓度的尿素与CaCl2混合液，根据固化要求确定注浆批次。本发明专利技术方法能够有效缩短固化时间，减少菌液用量及注浆批次，且有效缓解碳酸钙胶凝分布不均匀现象。

【技术实现步骤摘要】
一种液化地基微生物注浆方法
本专利技术涉及一种液化地基微生物注浆方法，属于注浆材料制备

技术介绍
软弱地基，尤其是含可液化土层的地基，在日益增加的交通荷载往复作用下或地震荷载作用下，其疲劳寿命和工作性能不容乐观。传统的液化地基整治的方法主要是通过抑制超静孔隙水压力的累积或提高土体强度，以减缓液化地基引起的破坏。理想的注浆材料需要有可控的胶凝时间及较低的粘滞性以保证其能被传输到指定的部位。传统的液化地基整治方法，主要是通过抑制超静孔隙水压力的累积或提高土体强度。目前常用的注浆方法主要有水泥注浆和化学注浆。水泥注浆由于水泥颗粒粒径大，因此浆体在土体中传输范围小，且注浆压力大。化学注浆由于浆体具有一定毒性，对环境造成污染，且胶结后强度低(TowhataI.GeotechnicalEarthquakeEngineering.Springer,2008.)。特定的微生物，比如产脲酶的微生物在利用富含钙离子和氮源的营养盐时，能够快速析出具有胶凝作用的碳酸钙结晶。微生物诱导碳酸钙结晶注浆技术能有效改善软弱砂土的强度和稳定性在有效提高土体剪强度及刚度的强度下，还能保持土体一定的渗透性(NematiM,VoordouwG.Modificationofporousmediapermeability,usingcalciumcarbonateproducedenzymaticallyinsitu.EnzymeandMicrobialTechnology,2003,33(5):635-642.)。相对于传统的水泥或化学注浆技术，微生物注浆技术具有一定优势，但其存在以下亟待解决的问题：(1)注浆方式及批次能否进一步简化，以便于实际操作；(2)微生物及营养盐用量能否降低，以减少成本；(3)反应生成的碳酸钙胶凝能否均匀分布，以充分发挥胶凝强度；(4)如何确定合适的固化强度，以实现在提高土体抗液化强度和降低地表加速度放大系数二者之间取得平衡(DejongJT,etal.Microbiallyinducedcementationtocontrolsandresponsetoundrainedshear.JournalofGeotechnicalandGeoenvironmentalEngineering.2006,132(11):1381-1392.)。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种液化地基微生物注浆方法。所述方法通过控制固定液浓度，减少菌液用量和注浆批次，缩短固化时间，解决碳酸钙凝胶分布不均匀的问题，同时充分发挥碳酸钙生物胶凝材料固化强度。实现本专利技术目的的技术方案如下：一种液化地基微生物注浆方法，具体步骤如下：以微生物菌液与CaCl2溶液的混合溶液为固定液，控制固定液中CaCl2的浓度为30～50mM/L，先将固定液灌入砂柱内，原位静置培养，再灌入营养盐溶液，所述的营养盐溶液为0.5mol/L等浓度的尿素与CaCl2混合液，根据固化要求确定注浆批次。优选地，所述的菌液注浆速度为1～2ml/min。优选地，所述的营养盐注浆速率为0.3ml/min～1ml/min。优选地，所述的原位静置培养时间为12～24h。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术通过控制固定液中CaCl2的浓度，节省原材料用量和缩短固化反应时间，满足实际应用中的固化要求。附图说明图1为不同浓度固定液作用下菌液在砂柱内的传输速率图。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步详述。实施例1以相对密实度30％砂柱为待胶结样，以出口处菌液浓度对比入口处注浆菌液浓度为主要衡量标准。以微生物菌液与CaCl2溶液的混合溶液为固定液，固定液中CaCl2的浓度分别为25、30、50mM/L，先按1ml/min的注浆速度将固定液灌入砂柱内，原位静置培养12h，再以0.29ml/min的注浆速度灌入0.5mol/L等浓度的尿素与CaCl2混合液组成的营养盐溶液。固定液中CaCl2溶液浓度分别为25mM/L、30mM/L和50mM/L时，固定率分别为40％、75％和95％。如图1所示，图1为不同浓度固定液作用下菌液在砂柱内的传输速率图，，C/C0为出浆口菌液OD600与注浆菌液OD600的比值；t/t0为注浆时间与注浆体积等于砂柱孔隙率时注浆时间比值。当浓度超过50mM/L，菌液传输不均匀且传输速度受到严重影响，碳酸钙分布不均。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液化地基微生物注浆方法，其特征在于，具体步骤如下：以微生物菌液与CaCl2溶液的混合溶液为固定液，控制固定液中CaCl2的浓度为30～50mM/L，先将固定液灌入砂柱内，原位静置培养，再灌入营养盐溶液，所述的营养盐溶液为0.5mol/L等浓度的尿素与CaCl2混合液，根据固化要求确定注浆批次。

【技术特征摘要】
1.一种液化地基微生物注浆方法，其特征在于，具体步骤如下：以微生物菌液与CaCl2溶液的混合溶液为固定液，控制固定液中CaCl2的浓度为30～50mM/L，先将固定液灌入砂柱内，原位静置培养，再灌入营养盐溶液，所述的营养盐溶液为0.5mol/L等浓度的尿素与CaCl2混合液，根据固化要求确定注浆...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丽，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32