一种微生物负压表面固土方法技术

微生物负压表面固土的方法，步骤包括：a.在待加固土体4表面以下10～20cm埋设负压管1，行距20cm，形成负压管网；b.将微生物菌液喷洒到待加固土体4表面，同时打开真空泵3通过负压管1抽取待加固土体4中的空气与孔隙液，加速待加固土体4表面的微生物菌液入渗，待有菌液进入负压管1时关闭真空泵3，静置4～8h；c.将预先配制的胶结溶液喷洒到待加固土体4表面，然后打开真空泵3通过负压管1抽取待加固土体4中的空气与孔隙液，使负压管1周围的待加固土体4处于非饱和状态，当饱和度降低至25％时，关闭真空泵3，静置12h；d.重复步骤b、c直至待固土体强度满足加固要求。

Microbial negative pressure surface soil fixing method

The negative pressure method, solid surface soil microbial process includes: A. in the 4 soil surface below 10 ~ 20cm buried negative pressure pipe 1, row spacing of 20cm, B. will form a negative pressure pipe network; microbial liquid is sprayed to the reinforced soil surface 4, and open the vacuum pump through the negative pressure pipe from 1 to 3 and 4 in the solid soil the air and the pore fluid, accelerated to 4 soil microbes on the surface of bacteria liquid infiltration, when bacteria enter the negative pressure tube 1 close the vacuum pump 3, standing for 4 ~ 8h; C. will cement pre made solution spraying to reinforce soil surface 4, and then open the vacuum pump 3 through the negative pressure pipe from 1 stay in the air for 4 reinforced soil and pore fluid, the pressure to reinforce soil pipe 1 around 4 in the unsaturated state, when the saturation is reduced to 25%, close the vacuum pump 3, static 12h; D. B C, repeat the steps until to meet the requirements of solid strength of soil reinforcement .

【技术实现步骤摘要】
一种微生物负压表面固土方法
本专利技术涉及一种微生物负压表面固土的方法，属于土体表面加固的

技术介绍
微生物固土技术是一类生态、环保的固土方法，现有微生物固土方法主要是通过注入、拌入或喷洒微生物菌液与胶结液，利用微生物诱导碳酸钙结晶技术(MICP技术)，最终在土颗粒间孔隙中析出碳酸钙结晶胶结土颗粒。微生物诱导沉积的CaCO3结晶体具有胶结与填充的作用，土体能够得到有效加固。目前工程上可用于地基加固、边坡稳定与防护、水土保持等方面。砂土、粉土等松散土的粒间黏结力弱，抗水流侵蚀与风蚀能力差，裸露土体易发生的水土流失问题。微生物表面固土是将微生物诱导碳酸钙结晶原理用于土体表面防护的技术。现有技术一的技术方案在待加固的地基上插入注浆管，利用注浆管将微生物菌液与胶结液(尿素、钙离子混合溶液)先后或同时注入地基，利用微生物诱导产生的碳酸钙胶结土颗粒形成固化土层。现有技术一的缺点微生物注浆方式加固地基，产生的碳酸钙容易造成注浆管堵塞，管周紧邻土体渗透性显著下降，造成后续浆液难以注入，因而加固的有效半径小，固化土层强度平面分布均匀性差，在土体的抗侵蚀表层防护工程中难以采用。现有技术二的技术方案直接在待固土体表面喷洒微生物菌液与胶结液，依靠喷洒液体的自重入渗土体一定深度，利用微生物诱导产生的碳酸钙胶结土颗粒形成固化土体表层。现有技术二的缺点通过喷洒方式加固土体效果受土体孔隙大小、毛细作用、渗透性等因素影响显著。用于砂土表层加固时，加固层厚度难以控制；用于粉土表层加固时，除加固厚度难以控制外，还存在加固层强度低、抗崩解性差的问题。现有技术三的技术方案在待加固土中分别掺入微生物菌液及胶结液，拌和均匀形成微生物泥浆，喷射或铺设于土体表面，待其硬化后形成固化土层。现有技术三的缺点微生物菌液及胶结液拌和土样过程中，新的胶结体生成，原先的胶结体受到破坏，菌液和胶结材料利用率低，固化土层最终强度提高幅度小，实际工程性能差，工程应用价值小。
技术实现思路
技术问题：本专利技术的目的是克服当前微生物表面固化土体技术存在固土层厚度难以控制、均匀性差、抗水流侵蚀与风蚀能力差、菌液和胶结材料利用率低的问题，专利技术了一种微生物负压表面固土的方法。技术方案本专利技术的原理为：将微生物菌液和胶结液喷洒到待加固土体表面，利用真空泵抽取预先埋设在土体表面下一定深度的负压管网中的空气与土体孔隙液体，使土体内形成负压区，在大气压作用下，增加待固土体表面的微生物菌液和胶结液的入渗速度与深度，并且利用微生物固土的非饱和效应，在微生物诱导碳酸钙结晶过程中，使待固土体处于非饱和状态，碳酸钙结晶体优先聚集在土颗粒接触点处，胶结松散的砂土或粉土，提高碳酸钙结晶胶结土体的效率，获得均匀、高强、厚度可控的表面防护层，防止水土流失。一种微生物负压表面固土的方法，其特征在于该方法步骤如下：a.在待加固土体4表面以下10～20cm埋设负压管1，行距20cm，形成负压管网；b.将微生物菌液喷洒到待加固土体4表面，同时打开真空泵3通过负压管1抽取待加固土体4中的空气与孔隙液，加速待加固土体4表面的微生物菌液入渗，待有菌液进入负压管1时关闭真空泵3，静置4～8h；c.将预先配制的胶结溶液喷洒到待加固土体4表面，然后打开真空泵3通过负压管1抽取待加固土体4中的空气与孔隙液，使负压管1周围的待加固土体4处于非饱和状态，当饱和度降低至25％时，关闭真空泵3，静置12h；d.重复步骤b、c直至待固土体强度满足加固要求。所述的微生物负压表面固土的方法，其特征在于所述的微生物菌液由巴氏芽孢杆菌与培养液组成，菌液浓度OD600＝1.5，胶结液为尿素与CaCl2按照等摩尔浓度混合而成的溶液，尿素的浓度为0.5mol/L～1.0mol/L，CaCl2浓度为0.5mol/L～1.0mol/L。所述的微生物负压表面固土的方法，其特征在于所述的负压管1在平面上按照十字交叉方式布置，纵向与横向的负压管相互不联通，负压管1为内径1cm塑料管，埋入土中的负压管1侧壁开滤孔。本专利技术的有益效果：(1)通过真空泵抽气使地基表层形成负压，能够显著增加微生物菌液和胶结溶液入渗速度与深度，克服微生物菌液和胶结溶液在喷洒过程中受毛细作用的影响难以入渗的问题，获得均匀、高强、厚度可控的表面防护层；(2)利用微生物固土的非饱和效应，将微生物固土过程中生成的有限的碳酸钙结晶体优先聚集在土颗粒接触点处发挥胶结作用，提高碳酸钙结晶胶结土体的效率，同时使表面固化土层保持良好的渗透性，在表面遭受水流冲刷时可以保证一定的入渗率，延缓侵蚀起流时间；(3)埋设的塑料负压管可作为表面固化土层内的柔性加筋体，避免局部开裂引起的抗冲刷失效，提高固土层整体抗侵蚀性，且具有环保与生态相容性。附图说明图1负压管布设方法与负压装置平面示意图，附图标记：1.负压管；2.气液分离器；3.真空泵；4.待加固土体。具体实施方式实施例1在本例中，一种微生物负压表面固土的方法用于砂土表面防护，该方法包括以下步骤：a.在待加固土体4表面以下20cm埋设负压管1，行距20cm，形成负压管网；b.将由巴氏芽孢杆菌与培养液组成的浓度OD600＝1.5的微生物菌液，喷洒到待加固土体4表面，同时打开真空泵3通过负压管1抽取待加固土体4中的空气与孔隙液，加速待加固土体4表面的微生物菌液入渗，待有菌液进入负压管1时关闭真空泵3，静置4h；c.将预先配制的由1.0mol/L尿素与1.0mol/LCaCl2混合而成的胶结液喷洒到待加固土体4表面，然后打开真空泵3通过负压管1抽取待加固土体4中的空气与孔隙液，使负压管1周围的待加固土体4处于非饱和状态，当饱和度降低至25％时，关闭真空泵3，静置12h；d.重复步骤b、c直至待固土体强度满足加固要求。实施例2在本例中，一种微生物负压表面固土的方法用于粉土表面防护，该方法包括以下步骤：a.在待加固土体4表面以下10cm埋设负压管1，行距20cm，形成负压管网；b.将由巴氏芽孢杆菌与培养液组成的浓度OD600＝1.5的微生物菌液，喷洒到待加固土体4表面，同时打开真空泵3通过负压管1抽取待加固土体4中的空气与孔隙液，加速待加固土体4表面的微生物菌液入渗，待有菌液进入负压管1时关闭真空泵3，静置8h；c.将预先配制的由0.5mol/L尿素与0.5mol/LCaCl2混合而成的胶结液喷洒到待加固土体4表面，然后打开真空泵3通过负压管1抽取待加固土体4中的空气与孔隙液，使负压管1周围的待加固土体4处于非饱和状态，当饱和度降低至25％时，关闭真空泵3，静置12h；d.重复步骤b、c直至待固土体强度满足加固要求。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微生物负压表面固土的方法，其特征在于该方法步骤如下：a.在待加固土体(4)表面以下10～20cm埋设负压管(1)，行距20cm，形成负压管网；b.将微生物菌液喷洒到待加固土体(4)表面，同时打开真空泵(3)通过负压管(1)抽取待加固土体(4)中的空气与孔隙液，加速待加固土体(4)表面的微生物菌液入渗，待有菌液进入负压管(1)时关闭真空泵(3)，静置4～8h；c.将预先配制的胶结溶液喷洒到待加固土体(4)表面，然后打开真空泵(3)通过负压管(1)抽取待加固土体(4)中的空气与孔隙液，使负压管(1)周围的待加固土体(4)处于非饱和状态，当饱和度降低至25％时，关闭真空泵(3)，静置12h；d.重复步骤b、c直至待固土体强度满足加固要求。

【技术特征摘要】
1.一种微生物负压表面固土的方法，其特征在于该方法步骤如下：a.在待加固土体(4)表面以下10～20cm埋设负压管(1)，行距20cm，形成负压管网；b.将微生物菌液喷洒到待加固土体(4)表面，同时打开真空泵(3)通过负压管(1)抽取待加固土体(4)中的空气与孔隙液，加速待加固土体(4)表面的微生物菌液入渗，待有菌液进入负压管(1)时关闭真空泵(3)，静置4～8h；c.将预先配制的胶结溶液喷洒到待加固土体(4)表面，然后打开真空泵(3)通过负压管(1)抽取待加固土体(4)中的空气与孔隙液，使负压管(1)周围的待加固土体(4)处于非饱和状态，当饱和度降低至25％时，关...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵光辉，薛双，赵志峰，
申请(专利权)人：南京林业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32