[发明专利]真空预压联合微生物固沙技术加固处理软土地基的方法

说明书

本发明公开了真空预压联合微生物固砂技术加固处理软土地基的方法，包括如下步骤：1)平整场地；2)设置排水孔；3)埋填排水带及软管；4)铺设砂垫层；5)铺设塑料密封薄膜；6)软管连接真空泵、水泵；7)负压微生物诱导处理；8)排水真空预压。本发明是先通过微生物固砂进行砂土固化，然后再通过真空预压对淤泥层软土进行固结作用，相对比传统单一的真空预压法来说，本方法能够显著提高地基强度、缩短工期和防止砂土地基液化。

技术领域

本发明属于软土加固处理技术领域，具体涉及一种真空预压联合微生物固砂技术加固处理软土地基的结构及方法。

背景技术

软土是一种低强度、高压缩性、高灵敏度的区域性特殊土，广泛地分布在我国人口最集中，经济最发达的沿海11个省(区、市)的38个城市，涉及海岸带的总面积约28万平方千米。目前，随着城市化进程的高速推进，以上软土地区纷纷进行大规模的基础设施建设，需要对大面积的软土地基进行人工处理，以提高强度软土地基强度和降低地基的工后沉降。

目前，软土地基处理较为成熟的技术方法为真空预压法。真空预压法是在需要加固的软土地基表面先铺设砂垫层，然后埋设竖向排水管道，再用不透气的密封薄膜使其与大气隔绝，将主管从薄膜中穿透与真空泵和排水泵连接，随后使用真空泵对软土地基进行抽真空处理，使密封膜下土体经受负压。在负压作用下，孔隙水逐渐渗流到竖向排水道中，通过排水泵将水排出而达到土体排水固结、强度增加的一种地基处理方法。真空预压作为新一代的软基加固方式，以其工期短、无污染环境、施工安全、费用低等优点广泛应用于沿海软土地基处理。但是真空预压法也其显著的缺点：那就是真空预压仅对软土地区表层的淤泥质软粘土等软土有效，对于下覆的砂土或者砂混淤泥等土层的预压效果非常差。其原因在于，软土的承载力非常低、孔隙率非常大，在真空负压作用下土颗粒间的间距能够明显减小，孔隙得到有效地压缩，从而达到良好的地基处理效果，而砂土颗粒强度大且颗粒之间距离小，在真空负压作用下砂土的孔隙很难进一步压缩，从而导致真空预压技术在砂土地层中预压效果不佳。因此，经真空预压技术处理的软土地基，其表层淤泥质软土虽取得一定的预压效果，但是其下覆的各类砂土地层的预压效果非常差，这样造成了真空预压后会存在一定的下覆软弱地层。

微生物固砂技术是一种对环境友好、施工效果佳且无污染的生物岩土技术方法，其原理为巴氏芽孢八叠球菌在水环境中产生脲酶，脲酶分解碱性水环境中的CO(NH₂)₂(尿素)成为(铵根离子)和(碳酸根离子)，若该溶液环境中有足够的Ca²⁺(钙离子)，那么(碳酸根离子)与Ca²⁺(钙离子)经历微生物诱导后生成CaCO₃(碳酸钙)沉淀，当CaCO₃(碳酸钙)沉淀在砂土孔隙中逐渐生长并结晶，这时的CaCO₃(碳酸钙)就作为一种生物水泥发挥粘结作用，固化砂土并使其强度得到显著的提高。

项目组所在的科研团队在实验室里已经完成了负压环境微生物诱导生产碳酸钙的前期基础试验，结果发现，有氧负压条件下，随着养护时间的递增，微生物诱导碳酸钙沉淀固化砂土的强度会出现一个急剧增长的趋势，优于正常大气压力环境下固砂效果。在此实验理论的基础上，结合到真空预压技术对砂土地层预压效果不佳的情况，本发明欲探索一种真空预压与微生物诱导固砂技术结合的方法，用于对下覆各类砂土以及砂土与粘土互层各种复杂软土地基进行地基处理。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种真空预压联合微生物固砂技术加固处理软土地基的方法，以增强软土地基的承载力和固结程度，达到缩短工期和节约工程造价的目的。

为实现上述发明目的，具体提供了如下所述的技术方案：

真空预压联合微生物固砂技术加固处理软土地基的方法，包括如下步骤：

1)平整场地：在软土地基场地上下挖0.5m，并将场地推平；

2)设置排水孔：在平整的场地内，利用钻机钻排水孔；