[发明专利]一种基于微生物注浆技术的抗浮锚杆超前加固钻孔护壁方法

说明书

本发明属于岩土工程软弱地基加固技术领域，涉及一种基于微生物注浆技术的抗浮锚杆超前加固钻孔护壁方法,采用原位细菌培养方案，利用土壤中天然存在的土壤脲酶菌进行原位激发，利用特有的细菌培养基使土壤中的脲酶菌优势生长，避免从外界向土壤中引入微生物菌种所带来的潜在微生物危害；并采用超前注浆工艺，开孔前将微生物培养基注入周围土体，待微生物原位培养完成后开始诱发微生物矿化过程使周围土体发生固化反应，待固化完成后，依次抗浮锚杆的钻孔、注浆及下锚工作，无须向钻孔中放入隔离板，降低施工成本，提高施工效率；其工艺简单，操作方便，成本低，实用性强，施工效率高，在提升抗浮锚杆锚固性能的同时能够保护地下水层，保护环境。

技术领域：

本发明属于岩土工程软弱地基加固技术领域，涉及一种用于深基坑工程软弱松散土体结构中的抗浮锚杆钻孔护壁与加固方法，特别是一种基于微生物注浆技术的抗浮锚杆超前加固钻孔护壁方法。

背景技术：

随着我国城镇化进程的加速推进，国民经济发展及人民生活需求的不断提高，地面以上建筑的建设高度和城市地下空间的开发利用深度越来越大，伴随的问题便是基坑开挖深度和基础埋设深度的显著增加。滨海地区由于地下水位较高，结构荷载不能抵抗地下水的浮力时，会产生地下室底板隆起导致底板破坏，或地下建筑整体浮起导致梁柱节点处开裂等破坏现象，前一种破坏在高层建筑中尤为常见。针对地下工程的抗浮问题，常用压重法、抗浮桩或抗浮锚杆等手段解决，然而，相比于抗浮锚杆，压重法与抗浮桩法造价较高，增加了建设成本。因此，采用抗浮锚杆解决地下建筑抗浮问题在经济性方面，具备显著优势。但是由于高层建筑基础较深，地下水位较高，在富含地下水地质条件下的抗浮锚杆施工，常规的先钻孔、后注浆的施工工艺，对于软土或破碎岩土体，由于成孔后极易发生塌孔现象，致使注浆过程无法正常进行，或严重影响抗浮效果，对工程安全造成威胁；传统砂层地质中的抗浮锚杆施工，多采用泥浆护壁成孔及套管成孔工工艺，易出现孔壁坍塌现象，或因现场不能提供大直径套管成孔设备，导致钻孔质量无法保障，且该方法施工成本较高、效率、环保等方面存在一些问题。CN1053686432A公开了一种微生物固土护壁钻孔灌注桩及施工方法，其实现方法为：钻机钻孔后将巴氏芽孢杆菌S.pasteurii及培养液组成的微生物菌液注入钻孔，扩散至周围地基，然后将隔离板放入钻孔，注入胶结溶液，与微生物菌液反应发生碳酸钙结晶，固化钻孔周围土体，但是需要向钻孔中放入隔离板，增加了成本，降低了施工效率；CN103510507A公开了一种钻孔灌注粧砂土层成孔的泥浆护壁施工方法，其实现方法为:施工前，预挖泥浆池，将高粘膨胀土和工业明矾混合搅拌制备泥浆护壁，当钻进施工至砂土层时，通过泥浆栗抽取已制备好的泥浆注入钻孔进行护壁，钻进穿过砂土层后，通过向孔内增加清水，降低泥浆比重至1.1-1.25，直至成孔完成，该方法采用工业明矾和高粘膨胀土混合搅拌的泥浆，对环境破坏严重，污染地下水源，且对人体伤害很大，此外，泥浆只起到平衡土压力护壁、浮渣作用，并未对砂土层进行加固，当砂土层较厚时，泥浆护壁不能对孔壁进行有效的加固，容易造成钻孔局部坍塌；CN104120716A公开了一种泥浆护壁钻孔灌注粧施工方法，其实现方法为:泥浆材料采用粘土、膨润土、分散剂、增稠剂混合搅拌而成，设置循环池、储浆池和沉淀池作为泥浆循环系统，在钻进的过程中不断向孔内注入泥浆形成钻孔护壁，防止塌孔，该专利采用的泥浆护壁方法，只适用于土质较好的粘土地基，对于砂土、粉土地基，如果泥浆比重过小，不利于护壁，容易造成塌孔；泥浆比重过大，将会加大钻杆回转阻力，造成粧身夹泥，影响成粧质量与钻进速度，泥浆只起到护壁、浮渣作用，而且所采用的泥浆循环系统增加了施工难度，降低了工作效率。因此，迫切需要设计一种安全、经济、环保、高效的抗浮锚杆钻孔护壁方法，使其将产生极大的工程应用价值。

发明内容：

本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点与不足，尤其是深基坑软弱松散岩土层抗浮锚杆施工面临的塌孔或成孔困难等问题，设计提供一种微生物超前加固护壁方法，利用微生物浆液在成孔前超前加固孔周土体，成孔后微生物浆液二次诱导微生物矿化过程，使其矿化过程产物与水泥(砂)浆液反应融合,进一步提升锚杆抗浮性能，增大抗浮锚杆加固影响范围。

为了实现上述目的，本发明实现抗浮锚杆超前加固钻孔护壁的具体过程为：