一种用于微生物固化软土的搅拌注浆装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于微生物固化软土的搅拌注浆装置，包括固化软土搅拌注浆装置，在固化软土搅拌注浆装置的承重板下方中央的旋转轴承底端设有承重架，承重架内部移动轴上设有搅拌架，搅拌架内部对称设有注液口，搅拌架内部下方等间距设有搅拌杆，搅拌杆的内部设有注浆管道，搅拌架外壁对称设有搅拌叶片、注浆塞，注浆塞与注浆管道连通，搅拌杆的底端设有钻头，该固化软土搅拌注浆装置采用土体搅拌与注浆同时进行，缩减了注浆与搅拌之间的时间差，减少了在注浆过程中注浆口附近土体率先固结造成的土粒间孔喉堵塞对菌液流动的影响，通过持续注浆使菌液和胶结液在搅拌的过程中注入到土体的不同部位，可使土体内不同深度处初始注浆分布均匀。始注浆分布均匀。始注浆分布均匀。

【技术实现步骤摘要】
一种用于微生物固化软土的搅拌注浆装置


[0001]本专利技术涉及微生物固化软土的搅拌注浆
，具体为一种用于微生物固化软土的搅拌注浆装置。

技术介绍

[0002]软土一般指外观以灰色为主，天然孔隙比大于或等于1.0,且天然含水量大于液限的细粒土，多分布于我国海滨、湖滨、河流沿岸等地势比较低洼地带，具有天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有蠕变性、触变性等特殊的工程地质性质，工程地质条件较差。在选用软土作为地基应用时，常需采取出切实可行的加固技术措施。常用的土体加固方法有机械压实和化学灌浆，但两种处理措施存在耗能大、成本高、对环境造成污染和破坏的问题；利用微生物诱导碳酸钙沉淀(MICP)技术进行土体加固具有绿色、环保、高效、经济的优点，因此，利用微生物诱导碳酸钙沉淀技术正被越来越多的用于土体加固中。
[0003]MICP技术主要由4种方式：尿素水解、反硝化作用、三价铁还原和硫酸盐还原；其中，尿素还原具有水解机制相对简单、反应过程易控制并且在短时间内可产生大量CO32
‑
的优点，因此尿素水解的应用较为广泛。尿素水解的MICP技术原理为：通常会利用巴氏芽孢杆菌水解尿素来产生脲酶，脲酶会将尿素分解为NH4+和CO32
‑
，CO32
‑
会与胶结液中的Ca2+发生反应，形成碳酸钙晶体，碳酸钙晶体会填充土颗粒之间的缝隙，从而增大土体的密实程度和土颗粒之间的摩擦，同时，碳酸钙结晶还会对土颗粒起到胶结的作用，增大颗粒间的黏聚力。
[0004]基于上述尿素水解的MICP固土技术的一般原理可知，在固土的过程中，微生物诱导形成的碳酸钙结晶会阻塞土体孔喉，使土体孔隙狭窄，对微生物的流动造成阻碍，降低固土效果。因此，为使微生物固土效果最佳，必须采用合理的灌浆方法，使微生物和胶结液在土体中均匀的进行反应。目前常用的灌浆方式有注射法、浸泡法和喷涂法。注射法是MICP反应最常用的处理方式，通过向土体中注入菌液和营养液，有效地控制注射速率、注射压力等，对于灌浆方式能够存在一个量化的分析处理。浸泡法是将试样完全浸泡在菌液或者营养液中，通过液体的自然渗透，逐渐生成碳酸钙沉淀。喷涂法是指通过简单地将菌液或者营养液喷洒涂抹在土壤表面，最后溶液由于重力作用渗透到土壤中。
[0005]梁仕华等学者通过对比分析注射法和浸泡法，发现分步灌浆注射法对砂土的固化效果要优于浸泡法。喷涂法用于深层土体固结时可能存在上部土体中先形成碳酸钙结晶堵塞颗粒间的孔喉，从而使菌液和胶结液在下渗的过程中在土体中分布不均匀；因此，在进行深部土层加固时，注射法是一种合理高效的处理方式。
[0006]微生物固土具有较多优点，但目前在应用的过程中仍存在一些问题，有学者指出，微生物技术已经被广泛验证可以对土体进行有效加固，但业内普遍存在着加固后的土体不均匀性问题，部分区域强度很高但依旧存在薄弱易破坏环节，如何有效攻破加固土体异质性问题是一大难点。通常在微生物固土注浆过程中，随着胶结物生成，土体孔隙逐渐堵塞，土体渗透性逐渐下降，在多轮注浆后最终会形成封堵，无法继续注入。此外，有学者开展模
拟真实灌注微生物固土的试验，研究表明相近部位土体强度相近，距灌注口越远，土体的抗压强度越小。同时，传统灌浆方式在靠近灌注点处的土体内微生物会率先诱导生成碳酸钙晶体，形成的碳酸钙胶结体会减少土粒间的孔喉，限制了菌液或胶结液的流动，阻碍了菌液和胶结液的渗流，使微生物诱导的碳酸钙晶体在土中分布不均匀，因此，亟待一种改进的技术来解决现有技术中所存在的这一问题。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种在固化软土搅拌注浆装置的承重板下方中央的旋转轴承底端设有承重架，承重架内部移动轴上设有搅拌架，搅拌架内部对称设有注液口，搅拌架内部下方等间距设有搅拌杆，搅拌杆的内部设有注浆管道，搅拌架外壁对称设有搅拌叶片、注浆塞，注浆塞与注浆管道连通，搅拌杆的底端设有钻头，装置采用土体搅拌与注浆同时进行，缩减了注浆与搅拌之间的时间差，减少了在注浆过程中注浆口附近土体率先固结造成的土粒间孔喉堵塞对菌液流动的影响，通过持续注浆使菌液和胶结液在搅拌的过程中注入到土体的不同部位，可使土体内不同深度处初始注浆分布均匀的微生物固化软土的搅拌注浆装置，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于微生物固化软土的搅拌注浆装置，包括固化软土搅拌注浆装置，所述固化软土搅拌注浆装置上设有承重板，承重板的下方中央设有旋转轴承，所述旋转轴承的底端设有承重架，承重架的内部等间距设有移动轴，移动轴的两端端头分别与承重架的内壁固定连接，所述移动轴上设有搅拌架，搅拌架与移动轴配合安装；
[0009]所述搅拌架的内部两侧对称设有注液口，搅拌架的内部下方等间距设有搅拌杆，搅拌杆的外壁两侧对称设有搅拌叶片，所述搅拌叶片与搅拌杆的外壁焊接连接，所述搅拌杆的内部中央竖直方向设有注浆管道，注浆管道与搅拌杆的顶端连通，所述搅拌杆的另外两侧侧壁设有出浆口，搅拌杆的内部设有注浆塞，注浆塞与注浆管道、出浆口配合安装，所述搅拌杆的底端端头设有钻头，钻头与搅拌杆为一体结构。
[0010]优选的，所述承重架外C型槽钢支架，承重架的两侧侧壁内部对称设有水平推杆，所述水平推杆水平设置，水平推杆的一端与承重架的内壁垂直固定连接，水平推杆的另一端与搅拌架的侧壁固定连接，所述水平推杆为DT型电动推杆。
[0011]优选的，所述搅拌架的内部等间距设有移动轴安装槽，移动轴安装槽贯穿搅拌架。
[0012]优选的，所述注浆塞上对称设有两个塞子，塞子与出浆口配合安装，两个塞子之间设有弹簧，弹簧的端头与塞子的一侧表面中央固定连接。
[0013]优选的，所述搅拌叶片与水平方向成30
°
夹角。
[0014]优选的，所述固化软土搅拌注浆装置配合连接外接动力系统、电子控制系统，外接动力系统及电子控制系统的连接线路穿过承重板与旋转轴承连接。
[0015]优选的，一种用于微生物固化软土的搅拌注浆装置的注浆方法包括以下步骤：
[0016]步骤一、利用起重结构将固化软土搅拌注浆装置下沉到软土基层中；
[0017]步骤二、将胶结液和菌液分别通过搅拌架两侧的注液口注入到装置内部，注入完成后在注液口连接气压传感器和气压机，当开始搅拌后，通过外接电子系统控制搅拌装置绕旋转轴承进行旋转搅拌和沿移动轴进行水平方向搅拌，在此过程中通过气压阀控制气压
机提供动力气压的大小，根据需要分别控制注入胶结液和菌液的速率；
[0018]步骤三、向不同深度土层中持续注射菌液和胶结液的同时进行搅拌，注入到土体不到深度和部分的菌液和胶结液在搅拌作用下相互接触并分布均匀，使菌液在土体中均匀的诱导形成碳酸钙结晶，从而达到良好的固土效果。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020](1)移动轴上设有搅拌架，搅拌架的内部等间距设有移动轴安装槽，移动轴安装槽贯穿搅拌架，搅拌架与移动轴配合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于微生物固化软土的搅拌注浆装置，包括固化软土搅拌注浆装置(1)，其特征在于：所述固化软土搅拌注浆装置(1)上设有承重板(2)，承重板(2)的下方中央设有旋转轴承(3)，所述旋转轴承(3)的底端设有承重架(4)，承重架(4)的内部等间距设有移动轴(5)，移动轴(5)的两端端头分别与承重架(4)的内壁固定连接，所述移动轴(5)上设有搅拌架(6)，搅拌架(6)与移动轴(5)配合安装；所述搅拌架(6)的内部两侧对称设有注液口(7)，搅拌架(6)的内部下方等间距设有搅拌杆(8)，搅拌杆(8)的外壁两侧对称设有搅拌叶片(10)，所述搅拌叶片(10)与搅拌杆(8)的外壁焊接连接，所述搅拌杆(8)的内部中央竖直方向设有注浆管道(9)，注浆管道(9)与搅拌杆(8)的顶端连通，所述搅拌杆(8)的另外两侧侧壁设有出浆口(11)，搅拌杆(8)的内部设有注浆塞(13)，注浆塞(13)与注浆管道(9)、出浆口(11)配合安装，所述搅拌杆(8)的底端端头设有钻头(12)，钻头(12)与搅拌杆(8)为一体结构。2.根据权利要求1所述的一种用于微生物固化软土的搅拌注浆装置，其特征在于：所述承重架(4)外C型槽钢支架，承重架(4)的两侧侧壁内部对称设有水平推杆(14)，所述水平推杆(14)水平设置，水平推杆(14)的一端与承重架(4)的内壁垂直固定连接，水平推杆(14)的另一端与搅拌架(6)的侧壁固定连接，所述水平推杆(14)为DT型电动推杆。3.根据权利要求1所述的一种用于微生物固化软土的搅拌注浆装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐湘田，王永涛，郭作宇，梅子健，郝书勤，刘伟，黄文斌，
申请(专利权)人：内蒙古大学，
类型：发明
国别省市：