一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法与流程

1.本发明属于环境岩土工程技术领域，特别涉及一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法。


背景技术：

2.湿陷性黄土在天然较低含水率的状态下，有较高的强度和较低的压缩性，但当土体受水浸湿后，土体的结构性遭到破坏，强度迅速降低，压缩性变大，在相同的地基荷载下会产生更大附加沉降，对建筑安全产生巨大危害。在建筑施工中，对于消除黄土湿陷性方法已非常丰富，常用的处治措施有：换填法、强夯法、挤密法、化学法、预浸水法和灌注桩基础法等，由于不同工程的特殊性及复杂性，实施繁琐，实施成本较高，适用性不够强。


技术实现要素：

3.为了克服上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，通过巴士芽孢杆菌以尿素水解的技术方式诱导碳酸钙沉淀生成，加固不同湿陷等级黄土场地土体，研究micp加固黄土的湿陷系数的变化规律，并分析影响湿陷系数变化的因素，从而达到消除黄土湿陷性的目的，具有方法简单，原料易得，成本低的优点，达到消除黄土湿陷性的效果明显。
4.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，具体包括以下步骤：
6.1)向黄土中缓慢均匀的以5
‑
10ml/s速度加入菌液，让其自然入渗，至菌液完全浸润土体，静置25
‑
35min；
7.2)向步骤1加入菌液后的黄土中缓慢均匀的以5
‑
10ml/s速度加入与菌液等量的1
‑
2mol/l胶结液，在25
‑
30℃环境温度下静置24
‑
48h；
8.3)重复步骤1)
‑
2)不少于4次。
9.所述菌液为巴士芽孢杆菌液。
10.所述胶结液为等浓度等体积的尿素与氯化钙的混合液。
11.所述步骤1)
‑
2)重复次数与黄土湿陷系数变化成反比。
12.相对于现有技术，本发明有益效果如下：
13.本发明采用微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，黄土湿陷系数随着步骤1)
‑
2)重复次数(micp加固次数)的增加逐渐减小；随着micp加固次数的增加，巴士芽孢杆菌诱导生成的方解石填充了湿陷性黄土的架空孔隙，土体孔隙比呈线性减小，黄土的湿陷系数随着孔隙比的降低而降低，轻微湿陷和中等湿陷的土体湿陷性可被消除，强烈湿陷土体的湿陷性大幅降低，变化规律近似呈线型；故微生物加固湿陷性黄土效果明显，为micp技术消除黄土湿陷性提供了新思路。
附图说明
14.图1为湿陷系数随micp加固次数变化规律图，其中：图1(a)为咸阳场地土的变化规律图，图1(b)为曲江场地土的变化规律图，图1(c)为临潼场地土的变化规律图。
具体实施方式
15.本实施例选用的湿陷性黄土，考察选用了西安市周边地区3个湿陷性等级不同的湿陷性黄土场地，分别是：
16.(1)陕西省咸阳市秦都区某工程施工现场，褐黄色，土质均匀，具大孔性，针状孔隙发育，含有少量钙质条纹及钙质结核；取样深度6m，属于晚更新世q3黄土，原始土样湿陷系数平均值为0.022。
17.(2)陕西省西安市曲江某工程施工现场，颜色呈褐黄～黄褐色，大孔结构，含少量白色钙质薄膜，可见蜗牛壳碎片、植物根系；取样深度9m，属于晚更新世q3黄土，原始土样湿陷系数平均值为0.042。
18.(3)陕西省西安市临潼区某工程施工现场，褐黄色，孔隙发育，坚硬，具有大孔及针孔，含云母、钙质结核；取样深度4m，属于晚更新世q3黄土，原始土样湿陷系数平均值为0.071。
19.实施例1(咸阳场地土)：
20.一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，具体包括以下步骤：
21.1)向黄土中缓慢均匀的以5ml/s速度加入巴士芽孢杆菌液，让其自然入渗，至巴士芽孢杆菌液完全浸润土体，静置25min；
22.2)向步骤1加入巴士芽孢杆菌液后的黄土中缓慢均匀的以5ml/s速度加入与巴士芽孢杆菌液等量的1mol/l胶结液，在25℃环境温度下静置24h；
23.3)重复步骤1)
‑
2)4次。
24.经测试，场地土的湿陷系数从0.022下降到0.007。
25.实施例2(咸阳场地土)：
26.一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，具体包括以下步骤：
27.1)向黄土中缓慢均匀的以8ml/s速度加入巴士芽孢杆菌液，让其自然入渗，至巴士芽孢杆菌液完全浸润土体，静置30min；
28.2)向步骤1加入巴士芽孢杆菌液后的黄土中缓慢均匀的以8ml/s速度加入与巴士芽孢杆菌液等量的1.5mol/l胶结液，在27℃环境温度下静置36h；
29.3)重复步骤1)
‑
2)5次。
30.经测试，场地土的湿陷系数从0.022下降到0.005。
31.实施例3(咸阳场地土)：
32.一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，具体包括以下步骤：
33.1)向黄土中缓慢均匀的以10ml/s速度加入巴士芽孢杆菌液，让其自然入渗，至巴士芽孢杆菌液完全浸润土体，静置35min；
34.2)向步骤1加入巴士芽孢杆菌液后的黄土中缓慢均匀的以10ml/s速度加入与巴士芽孢杆菌液等量的2mol/l胶结液，在30℃环境温度下静置48h；
35.3)重复步骤1)
‑
2)6次。
36.经测试，场地土的湿陷系数从0.022下降到0.006。
37.实施例4(曲江场地土)：
38.一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，具体包括以下步骤：
39.1)向黄土中缓慢均匀的以5ml/s速度加入巴士芽孢杆菌液，让其自然入渗，至巴士芽孢杆菌液完全浸润土体，静置25min；
40.2)向步骤1加入巴士芽孢杆菌液后的黄土中缓慢均匀的以5ml/s速度加入与巴士芽孢杆菌液等量的1mol/l胶结液，在25℃环境温度下静置24h；
41.3)重复步骤1)
‑
2)4次。
42.经测试，场地土的湿陷系数从0.042下降到0.020。
43.实施例5(曲江场地土)：
44.一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，具体包括以下步骤：
45.1)向黄土中缓慢均匀的以8ml/s速度加入巴士芽孢杆菌液，让其自然入渗，至巴士芽孢杆菌液完全浸润土体，静置30min；
46.2)向步骤1加入巴士芽孢杆菌液后的黄土中缓慢均匀的以8ml/s速度加入与巴士芽孢杆菌液等量的1.5mol/l胶结液，在27℃环境温度下静置36h；
47.3)重复步骤1)
‑
2)5次。
48.经测试，场地土的湿陷系数从0.042下降到0.010。
49.实施例6(曲江场地土)：
50.一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，具体包括以下步骤：
51.1)向黄土中缓慢均匀的以10ml/s速度加入巴士芽孢杆菌液，让其自然入渗，至巴士芽孢杆菌液完全浸润土体，静置35min；
52.2)向步骤1加入巴士芽孢杆菌液后的黄土中缓慢均匀的以10ml/s速度加入与巴士芽孢杆菌液等量的2mol/l胶结液，在30℃环境温度下静置48h；
53.3)重复步骤1)
‑
2)6次。
54.经测试，场地土的湿陷系数从0.042下降到0.008。
55.实施例7(临潼场地土)：
56.一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，具体包括以下步骤：
57.1)向黄土中缓慢均匀的以5ml/s速度加入巴士芽孢杆菌液，让其自然入渗，至巴士芽孢杆菌液完全浸润土体，静置25min；
58.2)向步骤1加入巴士芽孢杆菌液后的黄土中缓慢均匀的以5ml/s速度加入与巴士芽孢杆菌液等量的1mol/l胶结液，在25℃环境温度下静置24h；
59.3)重复步骤1)
‑
2)4次。
60.经测试，场地土的湿陷系数从0.071下降到0.031。
61.实施例8(临潼场地土)：
62.一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，具体包括以下步骤：
63.1)向黄土中缓慢均匀的以8ml/s速度加入巴士芽孢杆菌液，让其自然入渗，至巴士芽孢杆菌液完全浸润土体，静置30min；
64.2)向步骤1加入巴士芽孢杆菌液后的黄土中缓慢均匀的以8ml/s速度加入与巴士芽孢杆菌液等量的1.5mol/l胶结液，在27℃环境温度下静置36h；
65.3)重复步骤1)
‑
2)5次。
66.经测试，场地土的湿陷系数从0.071下降到0.028。
67.实施例9(临潼场地土)：
68.一种微生物注浆消除黄土湿陷性的方法，具体包括以下步骤：
69.1)向黄土中缓慢均匀的以10ml/s速度加入巴士芽孢杆菌液，让其自然入渗，至巴士芽孢杆菌液完全浸润土体，静置35min；
70.2)向步骤1加入巴士芽孢杆菌液后的黄土中缓慢均匀的以10ml/s速度加入与巴士芽孢杆菌液等量的2mol/l胶结液，在30℃环境温度下静置48h；
71.3)重复步骤1)
‑
2)6次。
72.经测试，场地土的湿陷系数从0.071下降到0.024。
73.参见图1，三个场地黄土的湿陷系数随着土质干密度的增大而减小，随着micp加固次数的增加即步骤1)
‑
2)重复次数增加，三个场地黄土的湿陷系数逐渐降低。
74.micp加固通过生成碳酸钙晶体分布于土体的孔隙间，增大了土体的干密度，降低了土体湿陷性。三个场地土体的湿陷系数都随着孔隙比的降低而减小，并且伴随着孔隙比的降低，湿陷系数降低的幅度逐渐减小，达到消除湿陷性的效果，整个变化曲线大致呈线性形式降低。另外，不同含水率的黄土在加固小于等于4次，湿陷系数差异较大，经过4次以上micp加固后含水率对黄土的湿陷性影响甚微，已消除湿陷性的土体不会因为含水率的降低而湿陷性增强。