[发明专利]一种在超软地基表面进行的微生物固化结壳方法及配套装置

权利要求书

1.一种在超软地基表面进行的微生物固化结壳方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

1）在超软地基表面铺设具备承载力的临时作业平台，并在临时作业平台上铺设0.5-0.8m厚的中粗砂加筋垫层；所述临时作业平台包括由下至上依次铺设在超软地基表面上的第一无纺土工布、竹笆、三向土工格栅以及第二无纺土工布；

2）在临时作业平台上的中粗砂加筋垫层表面布置微生物灌浆喷淋系统；所述微生物灌浆喷淋系统包括铺设在中粗砂加筋垫层表面的水平喷淋管以及与水平喷淋管相连的喷淋压力系统；

3）通过微生物灌浆喷淋系统在中粗砂加筋垫层表面先喷淋纯细菌液，之后立刻喷淋掺有盐溶液的混合菌液，菌液喷淋完毕后静置6-8小时；所述纯细菌液是在NH₄-YE液体培养基中培养完成后未添加其他物质的巴氏芽孢杆菌液；所述NH₄-YE液体培养基中各组分含量如下：20g/L的酵母提取物，10g/L的(NH₄)₂SO₄，0.13mol/L的Tris缓冲液；所述NH₄-YE液体培养基的pH=9.0；所述掺有盐溶液的混合菌液是在巴氏芽孢杆菌液中掺入浓度为0.5mol/L氯化钙溶液的菌液；所述氯化钙溶液的体积为纯细菌液体积的1/10；

4）通过微生物灌浆喷淋系统在中粗砂加筋垫层表面喷淋胶结液，将中粗砂加筋垫层固化结壳形成硬壳层；所述胶结液是摩尔比为1:1的尿素和氯化钙的混合液；所述胶结液的浓度为0.5mol/L。

2.根据权利要求1所述的在超软地基表面进行的微生物固化结壳方法，其特征在于：所述中粗砂加筋垫层中沿垫层高度方向等间距布置1-2层筋材；所述筋材是双向土工格栅或三向土工格栅；所述筋材的伸长率为0.5%时的抗拉强度不小于150kN/m。

3.根据权利要求2所述的在超软地基表面进行的微生物固化结壳方法，其特征在于：所述纯菌液以及掺有盐溶液的混合菌液的喷淋速率均是5ml/min；所述纯菌液以及掺有盐溶液的混合菌液的喷淋时间均是不间断连续喷淋2-3小时；所述胶结液的喷淋速率是10ml/min；所述胶结液的喷淋时间是不间断连续喷淋6-8天；所述固化结壳形成的硬壳层不排水抗剪强度不低于500kPa。

4.根据权利要求1或2或3所述的在超软地基表面进行的微生物固化结壳方法，其特征在于：所述在超软地基表面进行的微生物固化结壳方法在步骤4）之后还包括：

5）在步骤4）所形成的硬壳层上采用插板机后退施插竖向塑料排水板，并在硬壳层表面挖槽铺设水平排水管，将水平排水管与竖向塑料排水板板头相接构成竖向-水平排水系统；

6）在水平排水管上自下而上依次铺设无纺布以及密封薄膜，并将竖向-水平排水系统与抽真空系统连接并进行抽真空堆载预压施工。

5.根据权利要求4所述的在超软地基表面进行的微生物固化结壳方法，其特征在于：所述步骤5）的具体实现方式是：

5.1）直接在步骤4）所形成的硬壳层上采用插板机后退施插竖向塑料排水板；所述竖向塑料排水板的板头外露于地表；

5.2）在步骤4）所形成的硬壳层的上表面铺设水平排水管；所述水平排水管设置在相邻两列竖向塑料排水板之间并间隔布置；

5.3）将外露于地表的竖向塑料排水板的板头卷于水平排水管的外壁上，用包裹无纺布包裹竖向塑料排水板的板头与水平排水管连接处。

6.一种用于在超软地基表面进行的微生物固化结壳方法中所使用的微生物灌浆喷淋系统，其特征在于：所述微生物灌浆喷淋系统包括喷淋压力系统、喷淋连接管以及水平喷淋管；所述喷淋压力系统通过喷淋连接管与水平喷淋管相贯通；所述水平喷淋管上设置有一个或多个喷嘴安装孔；所述喷嘴安装孔中设置有水动旋转喷嘴。

7.根据权利要求6所述的用于在超软地基表面进行的微生物固化结壳方法中所使用的微生物灌浆喷淋系统，其特征在于：所述水平喷淋管是一根或多根；所述水平喷淋管是多根时，所述微生物灌浆喷淋系统还包括设置在喷淋连接管上的喷淋管三通接头；所述喷淋连接管通过喷淋管三通接头与多根水平喷淋管相贯通。

8.根据权利要求6所述的用于在超软地基表面进行的微生物固化结壳方法中所使用的微生物灌浆喷淋系统，其特征在于：所述水平喷淋管是多根时，多根水平喷淋管的间隔不大于2m。