CN110016907B - 一种微生物技术改良泥炭土地基的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微生物技术改良泥炭土地基的方法，包括：平整场地，然后在拟处理的泥炭土地基中布设一个以上的抽水井、一个以上的注水井，所述一个以上的抽水井围绕一个以上的注水井布置；采用PVC管连接抽水井和注水井，形成独立的抽水系统和注水系统；将制备好的扩增菌液从注水系统注入，直到从抽水系统检测到一定浓度的扩增菌液被抽出；停止注入扩增菌液，使其在泥炭土地基中静置24小时以上；通过注水井注入含氧纯水或者其他营养液；定期取土样检测土中细菌数量；本发明将生物技术与岩土工程结合，利用微生物降解土中有机质，使其有机质含量减少，从而改善地基土的工程性质，本申请提供了一种绿色、高效、便捷、低成本的泥炭土地基处理方法。

Description

一种微生物技术改良泥炭土地基的方法
技术领域
本发明涉及一种微生物技术改良泥炭土地基的方法，属于岩土工程的软土地基处理领域。
背景技术
泥炭土广泛分布于世界各地，且富含有机质，其有机质是在缺氧情况下大量分解不充分的动植物残体积累而形成。降解度越低，土中包含的残余纤维越多；降解度越高，土中无定形腐殖质越多。有机质的含量越高，对土质的影响越大，主要表现为强度低、压缩性大，并且对不同工程材料的掺入有不同影响等，对直接工程建设或地基处理构成不利的影响。
泥炭土中存在着大量微生物，这些微生物包括细菌、古菌、真菌、原生动物和显微藻类等，它们在土壤中进行氧化、硝化、氨化、固氮、硫化等过程，促进土壤有机质的分解和养分的转化。有机质是土壤微生物的能量源，在有机质降解过程中微生物作用下，残余纤维降解为腐殖质，并最终降解为气和水。
工程中用于地基处理的方法很多，如换填垫层法、预压法、强夯法、挤密桩法、柱锤冲扩桩法、浆液固化法、加筋土等方法。这些方法应用于处理泥炭土地基有一定的限制，比如，对于泥炭及透水性极小的流塑状态饱和软土，在很小的荷载作用下，地基土就出现较大的剪切蠕变，排水固结效果差，不宜只用砂井法。强夯法用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、杂填土、湿陷性黄土等地基，一般均能取得较好的效果，对于软土地基，一般说来处理效果不显著，施工时振动和噪音大，对周围建筑物和环境带来影响。因此，迫切需要针对泥炭土自身特点开发出一种微生物技术改良泥炭土地基的方法，解决其地基长期沉降问题。
发明内容
本发明提供了一种微生物技术改良泥炭土地基的方法，以用于通过在泥炭土地基中加入大量微生物，加速泥炭土中有机质降解，从而改善有机土的工程性质，提高地基土承载性能。
本发明的技术方案是：一种微生物技术改良泥炭土地基的方法，具体步骤如下：
（1）平整场地，然后在拟处理的泥炭土地基中布设一个以上的抽水井、一个以上的注水井，所述一个以上的抽水井围绕一个以上的注水井布置；
（2）一个以上的抽水井分别通过PVC支管与PVC主管Ⅰ连通，PVC主管Ⅰ与PVC主管Ⅱ连通，形成独立的抽水系统，一个以上的注水井分别通过PVC支管与PVC主管Ⅲ连通，PVC主管Ⅲ与PVC主管Ⅳ连通，形成独立的注水系统；
（3）将制备好的扩增菌液由注水系统的PVC主管Ⅳ注入，扩增菌液依次经PVC主管Ⅲ、PVC支管流入各注水井，再经各注水井流向泥炭土地基，同时打开抽水系统，从而在注水井与抽水井之间形成水头差，使扩增菌液在待处理泥炭土中形成渗流，均匀流过拟处理的泥炭土层，使细菌吸附在土中，待抽水系统抽出扩增菌液时，停止向注水系统的PVC主管Ⅳ中注入扩增菌液，并关闭抽水系统，静置24小时以上；
（4）静置结束后，再向注水系统的PVC主管Ⅳ中注入含氧纯水或营养液，含氧纯水或营养液经PVC主管Ⅲ、PVC支管流入各注水井，再经各注水井流向泥炭土地基，同时打开抽水系统，从而在注水井与抽水井之间形成水头差，使含氧纯水或营养液在待处理泥炭土中形成渗流，均匀流过拟处理的泥炭土层，以维持土中微生物的数量和活性；
（5）定期取土样，检测土中细菌数量。
所述一个以上的抽水井围绕一个以上的注水井布置为矩形或三角形，抽水井的井深根据待处理泥炭土层厚度而定。
所述一个以上的注水井位于围绕其布置的一个以上的抽水井的平面位置的中心，注水井的井深根据待处理泥炭土层厚度而定。
所述定期取土样检测土中细菌数量，必要时还可以通过注入高浓度菌液来增补土中细菌数量。
本发明的有益效果是：
（1）本发明将生物技术与岩土工程结合，利用微生物降解土中有机质的性质，使其有机质含量减少，从而改善地基土的工程性质。
（2）本发明提供了一种绿色、高效、便捷、低成本的泥炭土地基处理方法。
附图说明
图1是本发明的注水井和抽水井的平面布置示意图；
图2是本发明的A-A'地基处理的剖面结构示意图；
图中各标号：1-注水井；2-抽水井；3- PVC主管Ⅰ；4-PVC支管；5-扩增菌液；6-废液；7-渗流方向、8- PVC主管Ⅱ、9- PVC主管Ⅳ、10- PVC主管Ⅲ。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。
实施例1：如图1~2所示，一种微生物技术改良泥炭土地基的方法，具体步骤如下：
（1）平整场地，然后在拟处理的泥炭土地基中布设9个抽水井2、4个注水井1，所述9个抽水井2分为三排布置并布置为矩形，每排3个抽水井，4个注水井1分两排布置，每排注水井1分别位于相邻两排抽水井2的中心；
（2）每排抽水井2分别通过PVC支管4与PVC主管Ⅰ3连通，每排的PVC主管Ⅰ3分别与PVC主管Ⅱ8连通，形成独立的抽水系统，每排的注水井1分别通过PVC支管4与PVC主管Ⅲ10连通，每排的PVC主管Ⅲ10与PVC主管Ⅳ9连通，形成独立的注水系统；
（3）将制备好的扩增菌液5由注水系统的PVC主管Ⅳ9注入，扩增菌液5依次经PVC主管Ⅲ10、PVC支管4流入各注水井1，再经各注水井1流向泥炭土地基，同时打开抽水系统抽取废液6，从而在注水井1与抽水井2之间形成水头差，使扩增菌液5在待处理泥炭土中形成渗流，如图1所示，其中7为渗流方向，将图1的A-A'地基剖开，其剖视图如图2所示，可以看出，扩增菌液5均匀流过拟处理的泥炭土层，使细菌吸附在土中，待抽水系统抽出的废液中含有扩增菌液5时，停止向注水系统的PVC主管Ⅳ9中注入扩增菌液5，并关闭抽水系统，静置24小时以上；
（4）静置结束后，再向注水系统的PVC主管Ⅳ9中注入含氧纯水，含氧纯水经PVC主管Ⅲ10、PVC支管4流入各注水井1，再经各注水井1流向泥炭土地基，同时打开抽水系统，从而在注水井1与抽水井2之间形成水头差，使含氧纯水或营养液在待处理泥炭土中形成渗流，均匀流过拟处理的泥炭土层，以维持土中微生物的数量和活性；
（5）定期取土样，检测土中细菌数量，必要时还可以通过注入高浓度菌液来增补土中细菌数量。
经本实施例的方法处理后，泥炭土地基中的有机质含量得到了减少，有效改善地基土的工程性质。
本实施例的工作原理是：
自然状态下，土中含有大量微生物，有细菌、放线菌和真菌等，细菌占土壤微生物总数的70%~90%，有机物质是土中微生物的主要能量来源，土壤有机质的微生物转化过程包括矿质化过程和腐殖化过程，是一系列不同类群的微生物协同作用的结果，其反应机制也非常复杂，简述如下：
土壤有机质中的碳水化合物如纤维素、半纤维素、淀粉等糖类，在微生物分泌的糖类水解酶的作用下，首先水解为单糖：
(C6H10O5)n＋nH2O→nC6H12O6
生成的单糖由于环境条件和微生物种类不同，又可通过不同的途径分解，其最终产物也不同。如果在好气条件下，有好气性微生物分解，最终产物为水和二氧化碳，放出的热量多，称氧化作用。其反应如下：
C6H12O6＋6O2→6CO2＋6H2O＋热量
如果在通气不良的条件下，则在嫌气性微生物作用下缓慢分解，并形成一些还原性气体、有机酸，产生的热量少，称发酵作用。其反应为：
C6H12O6→CH3CH2CH2COOH＋2H2＋2CO2＋热量
4H2＋CO2→CH4＋2H2O
利用土中天然存在的功能微生物群，通过微生物技术增加它们的数量、强化活性，加快新陈代谢，从而加快有机质降解速率，达到改良其工程性质的目的。
实施例2：本实施例与实施例2相同，不同之处在于，所述扩增菌液5由地基土优选原生微生物扩增而成，从注水系统注入，由抽水系统抽出，在注水井1和抽水井2间形成水头差，使得扩增菌液5在待处理泥炭土中形成渗流，均匀流过待处理泥炭土层，细菌吸附在土中，通过注水井1注入营养液，以维持土中微生物的数量和活性。此外，定期取土样检测土中细菌数量，必要时还可以通过注入高浓度菌液来增补土中细菌数量。
实施例3：本实施例与实施例2相同，不同之处在于，所述扩增菌液5由引进外来微生物扩增而成，从注水系统注入，由抽水系统抽出，在注水井1和抽水井2间形成水头差，使得扩增菌液5在待处理泥炭土中形成渗流，均匀流过待处理泥炭土层，细菌吸附在土中，通过注水井1注入营养液，以维持土中微生物的数量和活性，此外，定期取土样检测土中细菌数量，必要时还可以通过注入高浓度菌液来增补土中细菌数量。
实施例4：选取场地一、场地二两种土样，分别在室内模拟该方法，其中场地一位于滇池以北约12 km，场地二位于滇池东岸，所取土样为全新世③1层泥炭（质）土，场地一的土样有机质含量偏低，腐殖质比例高，场地二的土样有机质含量偏高，残余纤维比例高，具体的实验步骤如下：
（1）挑选具有代表性的待处理泥炭土土样0.5g；
（2）把制备扩增菌液5所用到的烧杯、玻璃棒、三角烧瓶、LB肉汤、纯水、蓝盖丝口瓶等均在高压灭菌器（121℃，20min）内灭菌；
（3）在实验室无菌操作台内把泥炭土土样加入到50mL纯水中并经震荡稀释成100倍的土壤溶液；
（4）将稀释完成的土壤溶液离心（3000rpm，2min），待离心结束后取其上层清液150uL加入到3mL LB肉汤中，做4个平行样；
（5）把加入菌液的LB肉汤置于恒温摇床（200rpm，37℃）中扩增培养得到扩增菌液5，将扩增菌液5按1:80接种到更多的LB肉汤中继续扩增培养，直到满足所需菌液；
（6）将扩增菌液5离心（6000rpm，10min）洗去其LB肉汤，在洗去LB肉汤的扩增菌液5中加入纯水调制成所需浓度的菌液；
（7）将上述调制好的扩增菌液5加入到室内模拟流水状态下有机质降解装置，直到菌液注满；
（8）停止注入扩增菌液5，使其在泥炭土地基中静置26小时；
（9）连续注入含氧纯水或；
（10）定期取土样检测土中细菌数量、有机质含量，定期检测装置流入和流出液体的溶氧量和PH值。
经检测：经过30d左右，场地一泥炭土有机质含量减少了15.6%，场地二的减少量约为10.3%。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (3)

1.一种微生物技术改良泥炭土地基的方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）平整场地，然后在拟处理的泥炭土地基中布设一个以上的抽水井（2）、一个以上的注水井（1），所述一个以上的抽水井（2）围绕一个以上的注水井（1）布置；
（2）一个以上的抽水井（2）分别通过PVC支管（4）与PVC主管Ⅰ（3）连通，PVC主管Ⅰ（3）与PVC主管Ⅱ（8）连通，形成独立的抽水系统，一个以上的注水井（1）分别通过PVC支管（4）与PVC主管Ⅲ（10）连通，PVC主管Ⅲ（10）与PVC主管Ⅳ（9）连通，形成独立的注水系统；
（3）将制备好的扩增菌液（5）由注水系统的PVC主管Ⅳ（9）注入，扩增菌液（5）依次经PVC主管Ⅲ（10）、PVC支管（4）流入各注水井（1），再经各注水井（1）流向泥炭土地基，同时打开抽水系统，从而在注水井（1）与抽水井（2）之间形成水头差，使扩增菌液（5）在待处理泥炭土中形成渗流，均匀流过拟处理的泥炭土层，使细菌吸附在土中，待抽水系统抽出扩增菌液（5）时，停止向注水系统的PVC主管Ⅳ（9）中注入扩增菌液（5），并关闭抽水系统，静置24小时以上；
（4）静置结束后，再向注水系统的PVC主管Ⅳ（9）中注入含氧纯水或营养液，含氧纯水或营养液经PVC主管Ⅲ（10）、PVC支管（4）流入各注水井（1），再经各注水井（1）流向泥炭土地基，同时打开抽水系统，从而在注水井（1）与抽水井（2）之间形成水头差，使含氧纯水或营养液在待处理泥炭土中形成渗流，均匀流过拟处理的泥炭土层，以维持土中微生物的数量和活性；
（5）定期取土样，检测土中细菌数量。
2.根据权利要求1所述的微生物技术改良泥炭土地基的方法，其特征在于：所述一个以上的抽水井（2）围绕一个以上的注水井（1）布置为矩形或三角形。
3.根据权利要求1所述的微生物技术改良泥炭土地基的方法，其特征在于：所述一个以上的注水井（1）位于围绕其布置的一个以上的抽水井（2）的平面位置的中心。
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CN105649003A (zh) * 2016-01-11 2016-06-08 河海大学 一种微生物结合真空排水加固砂土地基的加固装置及其加固方法
CN108220196B (zh) * 2018-01-10 2021-05-25 南京林业大学 一种微生物复合菌群处理石油污染黏土地基的方法
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