一种微生物固化砂土的灌浆装置

1.本实用新型涉及岩土工程试验领域，具体涉及一种微生物固化砂土的灌浆装置。


背景技术：

2.在工程建设和施工中，地基基础加固有着举足轻重的地位，地基基础加固质量的高低将会直接影响到建筑工程的根基。传统地基加固技术主要有机械压实和化学灌浆两种。机械压实利用大型夯实机械进行，能量损耗大，且易引起土壤扰动使周围空间的土壤受到影响。对于化学灌浆而言，大部分人工合成材料都是有毒的，对自然环境和人体健康构成威胁。因此，有必要开发一种新型的环境友好、便于操作和经济有效的技术应用于地基处理中。
3.近年来，随着生物工程、化学工程、土木工程等学科的交叉合作的发展，微生物矿化碳酸钙(microbial induced calcium carbonate precipitation，简称micp)技术已广泛应用于各种工程应用，如混凝土裂缝修复和劣化砖石古建的加固修复。此外，这种技术以灌浆的方式实现对地基的加固处理。micp灌浆技术是利用自然界中特定微生物(如产脲酶细菌)催化尿素水解能力，通过向原位砂土中传输菌液、尿素和钙源等营养盐，使砂土空隙中(特别是砂土颗粒间)产生具有胶凝作用的碳酸钙结晶，从而改良土体强度、渗透性和抗液化性，提高承载力。与一般化学作用生成的碳酸钙不同，微生物诱导矿物沉淀具有生成速度及材料强度可控的特点，在一定条件下可以替代水泥、石灰、环氧树脂等传统材料。
4.现阶段，对于micp灌浆技术的研究还处于起步阶段，相关实验设备也不健全，特别是微生物固化砂土的灌浆装置。相关技术人员主要是通过对实验室现成实验器具进行简单改造，组装形成比较简易的实验装置。但是，这些实验装置在改装较繁琐、不易拆卸、且不能重复利用。此外，实验过程中发现，使用这些实验装置灌浆固化的试样均匀性较差，严重影响了模型试验研究的顺利进行。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本实用新型提供了一种微生物固化砂土的灌浆装置，能够便于拆卸、重复利用，且可有效保证实验过程中的密封性要求，提高灌浆试样的均匀性。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案为：
7.一种微生物固化砂土的灌浆装置，包括待黏结砂柱承装管，所述待黏结砂柱承装管的上下两侧分别设置有法兰顶盖与法兰底盖，所述法兰底盖的中部开设有盛水槽，所述盛水槽的侧壁上设有排水管，所述盛水槽的上方设有垫片，所述垫片上均匀开设有垫片排水孔及用于安装花管的花管接孔，所述花管接孔中均安装有花管，所述花管的的侧壁上均匀开设有花管出浆孔，所述花管的上端通过花管卡板进行固定，所述花管卡板安装于待黏结砂柱承装管中，所述法兰顶盖上设有出浆口集散接头，所述出浆口集散接头的上端连接注浆口接头，所述出浆口集散接头下端的各端口通过塑料软管分别连接各花管，所述法兰顶盖与法兰底盖之间通过螺栓杆及螺栓固定连接。
8.进一步的，所述待黏结砂柱承装管的上下两端均设置有密封垫圈，所述待黏结砂柱承装管的上端通过密封垫圈与法兰顶盖相抵接，所述待黏结砂柱承装管的下端通过密封垫圈与垫片相抵接。
9.进一步的，所述花管的外侧包裹有透水纱布。
10.进一步的，所述垫片的上表面及花管卡板的下表面均设置有一层透水纱布。
11.进一步的，所述花管卡板与待黏结砂柱承装管内部形状相适配，且所述花管卡板上开设有用于安装花管的开口。
12.进一步的，所述花管卡板上的开口与花管之间设置有密封圈。
13.本实用新型的有益效果在于：
14.本实用新型克服了现有简易实验装置的不足，能够有效保证实验过程中的密封性要求，且便于拆装重复使用，完全满足微生物固化砂土的灌浆实验，并且可有效地提高灌浆的均匀性，保证研究工作的顺利进行。
附图说明
15.图1为本实用新型结构示意图；
16.图2为为本实用新型垫片构造图；
17.图3为本实用新型盛水槽立面图；
18.图4为本实用新型花管构造图；
19.图5为花管卡板与花管接点密封处局部放大图。
20.附图中标号名称如下：
21.1-待黏结砂柱承装管；2-法兰顶盖；3-法兰底盖；4-注浆口接头；5-垫片；6-盛水槽；7-密封垫圈；8-螺栓杆；9-花管；10-塑料软管；11-出浆口集散接头；12-花管接孔；13-垫片排水孔；14-排水管；15-花管出浆孔；16-花管卡板；17-密封圈。
具体实施方式
22.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
23.参照附图1-4所示，一种微生物固化砂土的灌浆装置，包括待黏结砂柱承装管1，其特征在于，待黏结砂柱承装管1的上下两侧分别设置有法兰顶盖2与法兰底盖3，法兰底盖3的中部开设有盛水槽6，盛水槽6的侧壁上设有排水管14，用于将盛水槽6中水排出。盛水槽6的上方设有垫片5，垫片5上均匀开设有垫片排水孔13及用于安装花管9的花管接孔12，花管接孔12中均安装有花管9，花管9的的侧壁上均匀开设有花管出浆孔15，花管9的上端通过花管卡板16进行固定，花管卡板16安装于待黏结砂柱承装管1中，其中，花管卡板16与待黏结砂柱承装管1内部形状相适配，且花管卡板16上开设有用于安装花管9的开口；花管9上端插入花管卡板16上的开口中。法兰顶盖2上设有出浆口集散接头11，其中，出浆口集散接头11为一进多出的分支管；出浆口集散接头11的上端连接注浆口接头4，出浆口集散接头11下端
各分支的端口通过塑料软管10分别连接各花管9，法兰顶盖2与法兰底盖3之间通过螺栓杆8及螺栓固定连接。
24.参照附图1所示，待黏结砂柱承装管1的上下两端均设置有密封垫圈7，待黏结砂柱承装管1的上端通过密封垫圈7与法兰顶盖2相抵接，待黏结砂柱承装管1的下端通过密封垫圈7与垫片5相抵接；以提升待黏结砂柱承装管1与法兰顶盖2、法兰底盖3之间的密封性。
25.进一步的，花管9的外侧包裹有透水纱布，以便于花管9从砂柱中抽出。
26.进一步的，垫片5的上表面及花管卡板16的下表面均设置有一层透水纱布，以便于垫片5、花管卡板16与砂柱的分离。
27.参照附图5所示，花管卡板16上的开口与花管9之间设置有密封圈17；以防止花管9注浆时，浆液从花管卡板16上开口与花管9间的配合间隙流到花管卡板16上方。
28.作为进一步改进的，待黏结砂柱承装管1采用透明材料制作；以实现灌浆过程可视化。
29.下面提供微生物固化砂土灌浆装置的具体实验使用过程：
30.实验前，首先将法兰底盖3水平放置，将垫片5安装在盛水槽6上，垫片5上放置透水纱布，密封垫圈7安装于垫片5上，之后通过花管接孔12安装花管9并使用透水纱布将花管9包裹一周。然后将待黏结砂柱承装管1竖直放置在法兰底盖3中的密封垫圈7上，再在待黏结砂柱承装管1的内管腔中填装实验用砂土，直至填至花管9上口处为止，此时在砂土上表面覆盖一层透水纱布，再密封安装花管卡板16，然后将塑料软管10安装在花管9上口，再安装法兰顶盖2，在法兰顶盖2内同样事先安装有密封垫圈7，使待黏结砂柱承装管1上端抵接密封垫圈7，最后在法兰顶盖2与法兰底盖3穿入螺栓杆8并逐一拧紧，保证法兰顶盖2、法兰底盖3与待黏结砂柱承装管1之间的密封性。
31.本实验所使用的菌液为巴氏芽孢杆菌，所用营养盐为1m等浓度cacl2和尿素混合溶液。
32.灌浆前，首先通过灌浆管将法兰顶盖2上的注浆口接头4与蠕动泵相连。开始灌浆，通过蠕动泵将菌液连续不断的泵入，菌液通过出浆口集散接头11至花管9内，再经花管9中花管出浆孔15均匀地泵入待黏结砂柱承装管1内的砂土中，持续灌浆12小时/次，灌浆过程中多余液体由垫片5上排水孔13进入盛水槽6，再由盛水槽6中的排水管14排出。灌浆结束后，断开灌浆管与注浆口接头4的连接。
33.以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。