[发明专利]迟缓芽孢杆菌及其诱导产生碳酸钙用于地基加固的方法

说明书

技术领域

本发明涉及地基加固技术领域，具体涉及迟缓芽孢杆菌及其诱导产生碳酸钙用于地基加固的方法。

背景技术

地基加固是土木及岩土工程中一项广泛而重要的工程实践活动。地基土的承载力不足，会导致公路与铁路的路基沉陷、堤坝、沙丘和边坡失稳、以及海岸或河岸的过度侵蚀等。地震或交通振动会引起软弱松散地基土的液化。而在松散岩土层中的油气钻探工程或基坑隧道开挖，也经常受到流砂流土的严重影响。在经济发达的三角洲地带，进行填海造地，加固软弱地基，提高地基密实度和稳定性，也是一个重要的问题。

传统化学灌浆技术和土工织物加固技术可以说是地基原位加固的主要工程措施，经常用于上述各类地基加固和处理中。但是，传统土工织物加固技术存在耐久性不足的问题；基于水泥或石灰或有机胶的化学灌浆环境影响大，且极大地降低了地基的透水性，阻碍了地下水渗流，单次有效灌浆半径小、经济性能较低，进而导致大规模的地基加固非常困难；而地基置换、桩基和强夯等物理加固方法技术经济性能低。因此，寻求大面积地基加固处理的新型工程技术方法手段，值得不断地研究、发展和实践。

随着近年来微生物技术的迅猛发展，人们对微生物技术在土木与岩土工程中的作用有了较深入的认识。微生物成矿学的最新进展表明，某些特定的微生物，可以利用周围的尿素等有机物以及钙离子源,较快生成具有胶凝性质的碳酸钙。与一般化学作用生成的碳酸钙不同，这种微生物成因的碳酸钙材料生成速度及强度可控，并可以作为粘结剂，将松散的砂粒粘结成强度及渗透性可控的人造砂砾石。这一基础生物材料科学的最新研究成果，为土木与岩土工程的研究开辟了一个崭新的领域。在地基加固工程中，结合日益发展的微生物工程技术，有效利用丰富而无毒害的微生物这一自然资源，改变土木与岩土工程的工程力学性质，将会为土木与岩土工程地基加固领域带来技术革命。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供迟缓芽孢杆菌及其诱导产生碳酸钙用于地基加固的方法，采用本发明微生物迟缓芽孢杆菌地基加固处理方法，具有固化时间短、效果好、成本低，且不会对环境造成污染。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

迟缓芽孢杆菌，其特征在于：所述迟缓芽孢杆菌Bacillus lentus UR1C、迟缓芽孢杆菌Bacillus lentus UR9D以及迟缓芽孢杆菌Bacillus lentus UR52已于2012年8月29日保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心，保藏编号分别为CGMCC No.6485、CGMCC No.6483、CGMCC No.6484，该保藏中心简称CGMCC，地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号，中国科学院微生物研究所，邮编100101。

所述迟缓芽孢杆菌Bacillus lentus UR1C、迟缓芽孢杆菌Bacillus lentus UR9D以及迟缓芽孢杆菌Bacillus lentus UR52均呈椭圆杆状，有芽孢，无荚膜，革兰氏阳性；在NH₄-YE即酵母提取物20g/L，硫酸铵10g/L平板上，菌落呈圆形，表面湿润光滑，边缘整齐，菌落大小为1-2mm，菌落呈淡黄色，该菌在4℃-37℃的培养基温度及pH7-9.5的范围下均能生长。

上述所述的迟缓芽孢杆菌诱导产生碳酸钙用于地基加固的方法，包括如下步骤：

步骤1：将迟缓芽孢杆菌Bacillus lentus UR1C、迟缓芽孢杆菌Bacillus lentus UR9D以及迟缓芽孢杆菌Bacillus lentus UR52单个菌落分别在25℃-37℃条件下在发酵培养基中发酵培养12-60小时得到三种菌液；

步骤2：采用分步灌浆法，分两步进行灌浆，先灌注菌液，然后灌注反应液氯化钙和尿素混合溶液，具体方法为：首先将砂粒装入三个砂粒模中形成三个砂柱，然后分别向三个砂柱中泵入砂粒体积3倍的去离子水，使砂柱饱和，随后向三个砂柱中分别灌入步骤1所述的三种菌液之一，灌入菌液的体积为砂粒体积的1-3倍，最后向三个砂柱中分别分2-4批灌入反应液氯化钙和尿素的混合溶液，在砂柱中原位生成MCP；所述反应液氯化钙和尿素的混合溶液每升含0.5M CaCl₂和0.5M尿素，每批灌入的混合溶液体积为菌液体积的3倍，使砂粒-溶液体系中形成微生物-碳酸钙-砂粒固结体，进而增强砂粒的粘结程度和强度。

步骤1所述发酵培养基包括酵母提取物10-20g/L，硫酸铵或氯化铵10g/L，pH为7-9.5。