CN110067167B - 一种微生物路堤填筑方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微生物路堤填筑方法，涉及岩土工程领域。本发明的目的是提供一种以无粘性土或少粘性土作为填筑材料且不需要机械压实的路堤填筑方法。为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，将氯化钙溶液、尿素溶液、微生物悬浊液与无粘性土或少粘性土按一定比例混合形成新型填土材料，使用新型填土材料将路堤填筑完成后，通过带孔的pvc管向路堤内部提供氯化钙溶液、尿素溶液和微生物悬浊液，直到路堤达到强度要求。在微生物加固作用下，无粘性土或少粘性土具有了较高的内粘聚力，增强了路堤抗风蚀和抗雨水冲刷的能力。路堤填筑与灌浆可同时进行，能加快工程进度。在地基表面铺设复合土工膜，防止浆液流失，提高了加固效率。

Description

一种微生物路堤填筑方法
技术领域
本发明涉及岩土工程领域，具体是一种路堤填筑方法。
背景技术
随着经济的持续增长，我国公路建设投资总额呈现出增加态势，公路建设大规模进行。路堤作为道路工程中重要的线下基础设施，应具有坚固耐久、不易变形等特性，以保证车辆行驶过程中的安全性与舒适性。
传统路堤填料以黏土为主，采用分层填筑分层压实的施工方法。一方面，传统路堤填筑方法填筑质量不易控制，易发生路堤沉陷、边坡风化坍塌、冻胀和翻浆等病害；另一方面，我国西北地区多为荒漠区主要分布砂土以及粉土，南海地区主要分布珊瑚砂，传统路堤填筑材料即黏土不易获取，大规模的土方运输工程使得工期延长，成本增加。此外，传统路堤填筑方法一般需要大型施工机械进行压实作业，而在某些区域如岛礁、山区等由于地理因素限制，施工机械难以进场。
因此，亟需发明一种以无粘性土或少粘性土为填筑材料且不需要机械压实的路堤填筑方法。
发明内容
本发明的目的是提供一种以无粘性土或少粘性土作为填筑材料且不需要机械压实的路堤填筑方法。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种微生物路堤填筑方法，包括以下步骤：
1.将原地表腐殖土、表土和植物根系清除，把填方段整平压实形成路基。
2.在所述路基的上表面铺设一层复合土工膜，所述复合土工膜沿路基横断面方向的两端伸出。
3.将固态的氯化钙和尿素分别在水中溶解，所述氯化钙溶液与尿素溶液混合形成反应液。将活性良好的细菌液或细菌浓缩液用水稀释形成微生物悬浊液。
4.路基填土中混合所述反应液和微生物悬浊液并搅拌均匀形成新型路基填土。
5.将所述新型路基填土填筑在路基正上方的复合土工膜上形成第一层路堤，所述第一层路堤的高度为20cm至50cm。
6.在第i层路堤的上表面等间距铺设若干两端开口的PVC管，所述i为大于等于一的自然数。所述PVC管沿第i层路堤横断面方向的两端伸出。所述PVC管上均匀分布有若干的通孔。
7.将所述新型路基填土填筑在第i层路堤上。
8.重复步骤6与步骤7，直到达到路堤顶设计标高。
9.将所述复合土工膜伸出路基的部分从下往上覆盖到路堤的两侧边坡上。若干所述PVC管伸出路堤的部分从复合土工膜穿出，做好所述PVC管和复合土工膜接触位置的密封措施。
10.按照从上至下的顺序，先通过每个所述PVC管的一端开口注入反应液，再注入微生物悬浊液。待一个所述PVC管将要灌满后，封闭这个所述PVC管一端的开口，使用注浆泵从这个所述PVC管的另一端开口继续注入反应液和微生物悬浊液，直到反应液与微生物悬浊液充分进入路堤填土孔隙。
11.12小时后，通过注浆泵继续向所述PVC管的开口端注入反应液和微生物悬浊液，直到所述反应液与微生物悬浊液再次充分进入路堤填土孔隙。
12.重复步骤11，直到路堤达到设计强度。
进一步，步骤2中所述复合土工膜伸出路基横断面每一端的长度均大于等于路堤坡面斜边的设计长度。
进一步，步骤3中所述氯化钙溶液与尿素溶液的浓度值均为0.25～0.5mol/L。所述反应液中氯化钙溶液与尿素溶液的体积比为1:1，浓度比为1:1。
进一步，所述微生物悬浊液中的细菌为巴士芽孢杆菌，所述微生物悬浊液600nm光密度值OD600＝1.628～1.821。
进一步，所述新型路基填土中微生物悬浊液与反应液体积比取值为1：20～1：50。
进一步，每根所述PVC管的两端均与PVC直角接头相接形成注浆口。每根所述PVC管的外表面包裹有无纺土工布。
进一步，步骤12之后还具有截去若干所述PVC管的注浆口、按设计比例放坡、路堤边坡防护和铺筑路面的步骤。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，微生物路堤填筑方法能够利用砂土、粉土、珊瑚砂等无粘性土或少粘性土作为路堤填筑材料，扩展了路堤填土材料选用范围，实现就地取材，减少了填土材料运输成本并缩短了工期。路堤填筑过程不需要大型机械碾压作业，在大型机械难以进场的区域也能进行施工。相较于碾压密实，以及注水泥砂浆等高耗能、高污染、高成本的加固方法，采用微生物加固具有环境友好、灌浆压力低、成本低等优势。在微生物加固作用下，无粘性土或少粘性土具有了较高的内粘聚力，使得路堤边坡抵抗风蚀，雨水冲刷的能力较强。路堤填筑作业面与灌浆作业面分开，故两个施工工序可以同时进行，能加快工程进度。在地基表面铺设复合土工膜，防止了浆液的流失，提高了加固效率。分层埋设PVC管，使加固均匀性和加固效果得到保证。
附图说明
图1为第一层路堤横断面示意图；
图2为路堤横断面示意图；
图3为PVC管示意图；
图4为第一层路堤俯视图。
图中：路基1、复合土工膜2、第一层路堤3、PVC管4、注浆口401和无纺土工布402。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
本实施例公开了一种微生物路堤填筑方法，包括以下步骤：
1.将原地表腐殖土、表土和植物根系清除，把填方段整平压实形成路基1。
2.参见图1，在所述路基1的上表面铺设一层复合土工膜2，所述复合土工膜2沿路基1横断面方向的两端伸出。所述复合土工膜2伸出路基1横断面每一端的长度均大于路堤坡面斜边的设计长度1米～2米。
3.将固态的氯化钙和尿素分别在水中溶解，所述氯化钙溶液与尿素溶液的浓度值均为0.25～0.5mol/L。所述氯化钙溶液与尿素溶液混合形成反应液，所述反应液中氯化钙溶液与尿素溶液的体积比为1:1，浓度比为1:1。将活性良好的细菌液或细菌浓缩液用水稀释形成微生物悬浊液，所述微生物悬浊液中的细菌为巴士芽孢杆菌，所述微生物悬浊液600nm光密度值OD600＝1.628～1.821。
4.路基填土中混合所述反应液和微生物悬浊液并搅拌均匀形成新型路基填土，所述新型路基填土中微生物悬浊液与反应液体积比取值为1：20～1：50。
5.将所述新型路基填土填筑在路基1正上方的复合土工膜2上形成第一层路堤3，所述第一层路堤3的高度为20cm至50cm。
6.参见图2或4，在第i层路堤的上表面等间距铺设若干两端开口的PVC管4，所述i为大于等于一的自然数。所述PVC管4的外径范围为32mm至50mm。参见图3，所述PVC管4上均匀分布有若干的通孔，每根所述PVC管4的外表面包裹有无纺土工布402。所述PVC管4沿第i层路堤横断面方向的两端伸出，每端伸出长度为5cm，每根所述PVC管4的两端均与PVC直角接头相接形成注浆口401。
7.将所述新型路基填土填筑在第i层路堤上。
8.重复步骤6与步骤7，直到达到路堤顶设计标高。
9.参见图2，将所述复合土工膜2伸出路基1的部分从下往上覆盖到路堤的两侧边坡上。若干所述PVC管4伸出路堤的部分从复合土工膜2穿出，用止水胶带做好所述PVC管4和复合土工膜2接触位置的密封措施。
10.按照从上至下的顺序，先通过每个所述PVC管4的一端开口注入反应液，再注入微生物悬浊液，便于所述PVC管4中的空气从另一开口排出。待所述PVC管4将要灌满后，封闭这个所述PVC管4一端的开口，使用注浆泵从这个所述PVC管4的另一端开口继续注入反应液和微生物悬浊液，直到所述反应液与微生物悬浊液充分进入路堤填土孔隙。
11.12小时后，通过注浆泵继续向所述PVC管4的开口端注入反应液和微生物悬浊液，直到所述反应液与微生物悬浊液再次充分进入路堤填土孔隙。
12.重复步骤11，直到路堤达到设计强度。
13.进行路堤成形，边坡修整，截去露出边坡表面的注浆口401，控制路堤边坡以1:1.5放坡。再铺筑路面和进行路堤边坡防护，所述路堤边坡防护可以进行植物防护，如铺草皮和植树，也可以进行工程防护，如砂浆抹面。

Claims (6)

1.一种微生物路堤填筑方法，其特征在于：包括以下步骤：
1)将原地表腐殖土、表土和植物根系清除，把填方段整平压实形成路基(1)；
2)在所述路基(1)的上表面铺设一层复合土工膜(2)，所述复合土工膜(2)沿路基(1)横断面方向的两端伸出；
3)将固态的氯化钙和尿素分别在水中溶解，所述氯化钙溶液与尿素溶液混合形成反应液；将活性良好的细菌液或细菌浓缩液用水稀释形成微生物悬浊液；
4)路基填土中混合所述反应液和微生物悬浊液并搅拌均匀形成新型路基填土；
5)将所述新型路基填土填筑在路基(1)正上方的复合土工膜(2)上形成第一层路堤(3)，所述第一层路堤(3)的高度为20cm至50cm；
6)在第i层路堤的上表面等间距铺设若干两端开口的PVC管(4)，所述i为大于等于一的自然数；所述PVC管(4)沿第i层路堤横断面方向的两端伸出；所述PVC管(4)上均匀分布有若干的通孔，每根所述PVC管(4)的两端均与PVC直角接头相接形成注浆口(401)；每根所述PVC管(4)的外表面包裹有无纺土工布(402)；
7)将所述新型路基填土填筑在第i层路堤上；
8)重复步骤6)与步骤7)，直到达到路堤顶设计标高；
9)将所述复合土工膜(2)伸出路基(1)的部分从下往上覆盖到路堤的两侧边坡上；若干所述PVC管(4)伸出路堤的部分从复合土工膜(2)穿出，做好所述PVC管(4)和复合土工膜(2)接触位置的密封措施；
10)按照从上至下的顺序，先通过每个所述PVC管(4)一端的注浆口(401)注入反应液，再注入微生物悬浊液；待一个所述PVC管(4)将要灌满后，封闭这个所述PVC管(4)一端的注浆口(401)，使用注浆泵从这个所述PVC管(4)另一端的注浆口(401)继续注入反应液和微生物悬浊液，直到所述反应液与微生物悬浊液充分进入路堤填土孔隙；
11)12小时后，通过注浆泵继续向所述PVC管(4)的开口端注入反应液和微生物悬浊液，直到所述反应液与微生物悬浊液再次充分进入路堤填土孔隙；
12)重复步骤11)，直到路堤达到设计强度。
2.根据权利要求1所述的一种微生物路堤填筑方法，其特征在于：步骤2)中所述复合土工膜(2)伸出路基(1)横断面每一端的长度均大于等于路堤坡面斜边的设计长度。
3.根据权利要求1所述的一种微生物路堤填筑方法，其特征在于：步骤3)中所述氯化钙溶液与尿素溶液的浓度值均为0.25～0.5mol/L；所述反应液中氯化钙溶液与尿素溶液的体积比为1:1，浓度比为1:1。
4.根据权利要求1所述的一种微生物路堤填筑方法，其特征在于：所述微生物悬浊液中的细菌为巴士芽孢杆菌，所述微生物悬浊液600nm光密度值OD600＝1.628～1.821。
5.根据权利要求1所述的一种微生物路堤填筑方法，其特征在于：所述新型路基填土中微生物悬浊液与反应液体积比取值为1：20～1：50。
6.根据权利要求1所述的一种微生物路堤填筑方法，其特征在于：步骤12)之后还具有截去若干所述PVC管(4)的注浆口(401)、按设计比例放坡、路堤边坡防护和铺筑路面的步骤。
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