[发明专利]一种微生物超声注浆加固地基的装置及其施工方法

权利要求书

1.一种微生物超声注浆加固地基的施工方法，其特征在于，使用的装置包括用以插设在注浆孔（1）中的注浆管（3），所述注浆管（3）外露于注浆孔（1）上侧的部分连接有超声波聚能器（4），所述超声波聚能器（4）包括超声波变幅器(5)和超声波换能器(6)，所述超声波换能器(6)与超声波变幅器(5)分别和注浆管（3）的上端连接，所述超声波换能器(6)用以提供使注浆管（3）振动的机械能，所述超声波变幅器(5)用以调节超声波换能器(6)的振动频率，所述注浆孔（1）的底部设有脉冲发生器（2），所述注浆管（3）一侧的地面上设有超声波传感器(7)，所述超声波传感器（7）与示波器（8）连接，所述注浆管（3）的上端与进浆管（9）连接，所述进浆管（9）通过注浆泵（11）与进浆桶（12）连接，所述进浆桶（12）包括两个，两个进浆桶（12）分别装有菌液和胶结溶液；

该方法包括以下步骤：

步骤一：将需要加固的土体表面清理干净，并钻取所需深度的注浆孔(1)；

步骤二：在注浆孔底部设置脉冲发生器(2)，将螺纹连接好的注浆管(3)插入注浆孔(1)，其中，设有管壁孔（13）的注浆管（3）设置在注浆孔(1)下段，未设有管壁孔（13）的注浆管（3）设置在注浆孔（1）的上段；

步骤三：将进浆桶(12)、注浆泵(11)和压力表(10)用进浆管(9)依次串联起来，接着将进浆管(9)与注浆管(3)顶端连接起来，在注浆管(3)上端螺纹连接超声波聚能器(4)；

步骤四：在注浆管(3)的上端地表处设置超声波传感器(7)和示波器(8)；

步骤五：启动注浆泵(11)注入菌液时，启用超声波聚能器(4)，超声波聚能器(4)中的超声波换能器(6)带着注浆管(3)和菌液振动，期间利用超声波变幅器(5)调高振动频率，使菌液均匀分布在土体孔隙中，并防止菌液残留在注浆管壁上，注入完微生物菌液后，关闭注浆泵(11)和超声波聚能器(4)，静置，使菌液内的细菌充分吸附到土颗粒表面；

步骤六：启动注浆泵(11)，注入胶结溶液，通过注浆泵(11)来控制注浆压力，注浆压力与待加固地基土渗透性呈反比调节，振动频率由超声波变幅器(5)调至低频，让胶结溶液与微生物菌液充分反应生成碳酸钙晶体加固地基土；

步骤七：在加固过程中，控制注浆管（3）底端的脉冲发生器(2)发出的超声波信号，通过超声波传感器(7)采集超声波信号并转换成电信号反馈至示波器（8），通过示波器(8)上反馈的图像来实时监测加固效果；

步骤八：重复步骤五至步骤七，实时监测注浆效果，做到边注浆，边监测，边调整，如果监测到注浆效果达到标准，即可停止注浆。

2.根据权利要求1所述的微生物超声注浆加固地基的施工方法，其特征在于，所述进浆管（9）为橡胶加压胶管。

3.根据权利要求1所述的微生物超声注浆加固地基的施工方法，其特征在于，所述菌液为巴氏芽孢八叠球菌悬浊液，其浓度≥10⁹CFU。

4.根据权利要求1所述的微生物超声注浆加固地基的施工方法，其特征在于，所述胶结溶液为0.5~1 mol/L的尿素与氯化钙混合液，所述尿素溶液与氯化钙溶液的浓度比为1:1。