一种生物酶固化材料与固化粉质土路基结合部及挤密砂桩加固路基施工工艺制造技术

本发明专利技术属于道路工程领域，涉及一种生物酶固化材料与固化粉质土路基结合部及挤密砂桩加固路基施工工艺，包括预先扩大化培养生物酶材料，然后运用生物酶材料进行新旧粉土路基拼宽及挤密砂桩的施工。所述的生物酶为铁细菌和碳酸盐矿化细菌组成的A型生物酶材料及由产脲酶组成的B型生物酶材料。本发明专利技术创新性地解决粉土新旧路基结合部难处理和挤密砂桩难加固的问题，在保证旧路仍保持运营状态下，新路基进行拼宽施工，缓解了交通压力，有效减少了新旧路基的不均匀沉降，提高了土体的抗剪强度，保证了新老路基的整体性，具有环保，操作简单，施工和易性较高的优势，有助于施工技术的革新和交通工程领域的进步，创造更多的价值。

【技术实现步骤摘要】
一种生物酶固化材料与固化粉质土路基结合部及挤密砂桩加固路基施工工艺
本专利技术属于道路工程领域，尤其涉及运用一种运用生物酶材料固化新旧粉质土路基结合部并且通过固化挤密砂桩加固路基基底的方法及施工工艺。
技术介绍
公开该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本专利技术的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。随着国民经济与社会的快速发展，人民生活水平的日益提高，居民的交通出行需求迅速增加。目前，我国早期建设的部分公路已经无法满足交通需求，相继出现了交通拥堵现象，影响了道路的服务水平和交通安全。这就需要通过增加道路通行能力来满足较大的车流量，但由于新建公路投资大、耗时长、占用土地资源多等原因，大多数地区已经开始倾向于在原有公路的基础上实施拼宽改扩建。传统的路基加固方法，存在施工工艺复杂，效果不突出，成本也较高的不足。近年来微生物技术迅速发展，微生物技术的应用领域也在不断扩大。科学家们发现微生物霉菌分泌的某些物质能够与周围环境中土颗粒有效结合，从而影响土的固有性质，提高土的强度。这促进了微生物技术与基础工程科学间的结合渗透，具有广泛的应用前景和显著的工程实用价值。
技术实现思路
为了克服上述问题，本专利技术旨在解决粉土新旧路基拼宽处理难及拼宽处路基不稳定的问题，运用生物酶材料固化新旧粉质土路基结合部及固化挤密砂桩加固路基基底的方法及施工工艺。为实现上述技术目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一个方面，提供了一种生物酶固化材料，包括：A型生物酶材料和B型生物酶材料；所述A型生物酶材料包括：铁细菌和碳酸盐矿化细菌；所述B型生物酶材料包括：产脲酶细菌。本专利技术针对高速公路拼宽改扩建工程需要解决的新旧路基结合部的有效处理，特别是对粉土等不良地质路段进行的路基加固和应用挤密砂桩对路基基底的加固，从而提升路基结合部的密实性与稳定性，降低施工成本等一系列问题展开系统研究。寻找到一种生物酶材料作用于颗粒较细且易产生较大沉降的新旧粉土路基和挤密砂桩中，改善了路基使用特性，促进改扩建工程中路基拼宽技术的发展，也具有较大的经济和社会效益。本专利技术的第二个方面，提供了一种固化粉质土路基结合部及挤密砂桩加固路基的施工工艺，包括：旧路基表层清理；桩位放样；布设小方桩，桩管沉入同时灌砂、并喷洒B型生物酶材料；开挖台阶；分层填筑，每层喷洒A型生物酶材料；压实路基。本专利技术的有益效果在于：(1)对粉质土路基改良效果显著，不仅増加土的密实程度，降低土体液化程度等，而且成本低且绿色环保，工艺简单，施工和易性较高。(2)有效减少路基的不均匀沉降，沉降控制符合《高速公路改扩建设计细则》(JTGTL11—2014)的相关规定，有效避免或减少横向错台和纵向裂缝的发生，提高了路基结合部的摩阻力和嵌挤作用，提高了土体的抗剪强度，提升路基整体受力。(3)能减小挤密砂桩的孔隙，增强桩身的密实程度，有效提升挤密砂桩的强度，改善路基强度的稳定性。(4)在改善桩身强度的同时，也对砂桩周围的粉土进行固结，使砂桩及其周围大面积地基固结成整体，使拼宽路基均匀受力，延长路基寿命。(5)具体实施过程中所用的生物酶可以在实验室大量培育，对施工进度影响较小，最大程度上保持了原先道路的通行能力，缓解交通服务压力，保障了高速公路路基稳定性及车辆行驶安全性。(6)本专利技术的操作方法简单、成本低、实用性强。附图说明构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为实施例1的粉土路基拼宽剖面图；图中：1-旧路基边坡，2-基底，3-台阶，4-生物酶材料，5-土工格室，6-土工布，7-挤密砂桩。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本专利技术使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。术语解释Trisbuffer是指：三羟甲基氨基甲烷缓冲液。一种作用于粉土和挤密砂桩的生物酶材料，由两种类型构成分别应用于不同工况。所述生物酶材料分为：由A型生物酶材料和B型生物酶材料。各组分按重量份数计：所述A型生物酶材料为20-40份铁细菌和0-20份碳酸盐矿化细菌。所述B型生物酶材料为10-30份产脲酶。对以上所述的A型生物酶材料成分铁细菌，包括以下几个制作步骤：步骤1)挑选从土壤中分离出铁细菌作为目标菌株，为下步在培养基进行活化做准备。步骤2)配置300mL铁细菌培养液置于球形瓶中，灭菌后用接种环挑取部分菌株至培养液中。最后放入温度35℃，转速180rpm的恒温振荡培养箱中。所述培养液，以下成份按重量份数制备而成：柠檬酸铁铵固体、浓度为75％柠檬酸铁铵液体各40份；硫酸亚铁铵固体40份，浓度为60％的硫酸亚铁铵液体2份；磷酸氢二甲固体、浓度为80％的磷酸氢二甲液体各2份；琼脂60份，氯化钙固体、浓度为85％氯化钙液体各1份。步骤3)培养3d后取出，然后放到电热恒温培养箱中2-3d，不断观察菌液变化。若出现明显的分层现象，上部呈现澄清黄色透明体，下部出现大量红色铁基络合物沉淀，则活化成功。对以上所述的A型生物酶材料成分碳酸盐矿化细菌，包括以下几个制作步骤：步骤1)挑选活化成功的碳酸盐矿化细菌菌落到60mlNH4-YE培养基，放置于培养环境温度25℃下的恒湿振荡培养箱中，以160rpm的转速震荡培养14h得到母液。所述NH4-YE培养基由酵母提取液25g，硫酸铵8g,及适量琼脂添加至体积为900ml的0.14MTrisbuffer中制备而成。在一些实施例中，所述的碳酸盐矿化细菌是指粘细菌，铜绿假单胞菌等革兰氏阴性土壤菌，或者为巴氏芽孢八叠球菌等革兰氏阳性土壤菌。在此方案基础上，所述的60mlNH4-YE培养基主要成分为20g酵母提取物，10g硫酸铵，1LPH值为9的0.15mol的Trisbuffer。步骤2)按照4％的接种比例，通过移液枪采取母液到含若干60mlNH4-YE培养基的容器中，放置于培养环境温度25℃下的恒湿振荡培养箱中，以160rpm的转速震荡，连续培养36h进行扩大化培养。步骤3)对培养36h的菌液利用高速离机分离出纯菌体，并保存于0.9％的生理盐水中，将含有纯菌体的生理盐水与诱导反应液按照体积比1:3混合，原位静置2.5小时左右，通过Ca本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种生物酶固化材料，其特征在于，包括：A型生物酶材料和B型生物酶材料；所述A型生物酶材料包括：铁细菌和碳酸盐矿化细菌；所述B型生物酶材料包括：产脲酶细菌。/n

【技术特征摘要】
1.一种生物酶固化材料，其特征在于，包括：A型生物酶材料和B型生物酶材料；所述A型生物酶材料包括：铁细菌和碳酸盐矿化细菌；所述B型生物酶材料包括：产脲酶细菌。


2.如权利要求1所述生物酶固化材料，其特征在于，所述铁细菌、碳酸盐矿化细菌、产脲酶细菌的质量比为2～4：0～2：1～3。


3.如权利要求1所述生物酶固化材料，其特征在于，所述的碳酸盐矿化细菌为粘细菌，铜绿假单胞菌或巴氏芽孢八叠球菌。


4.如权利要求1所述生物酶固化材料，其特征在于，所述铁细菌的制备方法如下：从土壤中分离出铁细菌、培养、活化，即得。


5.如权利要求4所述生物酶固化材料，其特征在于，铁细菌采用的培养液由以下成份按重量份数制备而成：柠檬酸铁铵固体、液体各40份；硫酸亚铁铵固体40份，液体2份；磷酸氢二甲固体、液体各2份；琼脂60份，氯化钙固体、液体各1份。


6.如权利要求1所述生物酶固化材料，其特征在于，所述碳酸盐矿化细菌采用如下方法制备：
将活化成功的碳酸盐矿化细菌进行培养，得到母液；
将母液...

【专利技术属性】
技术研发人员：李晋，李翔，左珅，姜鹏，崔新壮，于淼章，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东;37