CN207419449U - 以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，包括水泥浆液容器，水泥浆液容器内部中心设置有一独立的菌液及培养液容器，水泥浆液容器下部设置有两根与其内部相通的注浆管和一根与菌液及培养液容器相通的菌液及培养液管；菌液及培养液管位于两根注浆管之间；菌液及培养液管及注浆管内均设置有旋转叶片；靠近注浆管末端的外部设置有搅拌叶片。使用时，水泥浆液由注浆管灌浆，通入需要加固的地基土中，使水泥浆液与地基土发生物理化学反应。完成水泥注浆后，由菌液及培养液管注入拌有微生物膜纤维的菌液，并通过注浆管注入空气，搅拌后提起本实用新型，再次注入培养液并搅拌，提起本实用新型，完成微生物水泥土加固。

Description

以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置

技术领域

本实用新型涉及一种土木建筑工程，尤其是一种以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置。

背景技术

我国的软土大部分分布在沿海地带，随着东南沿海地区的经济飞速发展，在软土这一特殊土层上进行基础建设或者进行地下工程的施工也变得日益频繁起来。软土地基具有低透水性、高压缩性以及低强度的特点，所以要想在这样的地基土上进行基础建设，必须对地基土进行加固，由于桩基础适用于中高层及大型厂房，故沿海一带的地基加固中，使用桩基础进行加固的工程也比比皆是。

常规的微生物加固地基土的时候，为了保证微生物在其最适宜温度下，保证微生物新陈代谢的高效性，需要在其反应时给予一定的加温措施，微生物加固有加固原理简单，反应速率可控，环境友好等特点，但是加固后的土体仍有一定的透水性，在防渗方面仍有待提高。

水泥土搅拌桩是软基处理的一种有效形式，是一种将水泥作为固化剂的主剂，利用搅拌桩机将水泥喷入土体并充分搅拌，使水泥与土发生一系列物理化学反应，使软土硬结而提高地基强度的工地工程机械设备。但是搅拌桩由于压缩模量较小，其传递荷载的能力较小，故在荷载作用下，大部分水泥土搅拌桩的荷载都只留在了桩身上部，这样，在较小的摩擦力作用下，桩侧摩阻力达到了极限并发生了破坏，因此水泥土搅拌桩桩身强度以及承载力比一般的刚性桩承载力小。

实用新型内容

本实用新型的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，该装置构造简单，操作方便，使用该装置能够有效提高水泥土搅拌桩桩身强度以及承载力。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，包括水泥浆液容器，所述水泥浆液容器内部中心设置有一独立的菌液及培养液容器，水泥浆液容器下部设置有两根与其内部相通的注浆管和一根与菌液及培养液容器相通的菌液及培养液管；所述菌液及培养液管位于两根注浆管之间；所述菌液及培养液管及注浆管内均设置有旋转叶片；靠近注浆管末端的外部设置有搅拌叶片。

所述菌液及培养液容器中分开放置有菌液和培养液，菌液中放置有微生物膜纤维。

所述菌液及培养液管的长度小于注浆管的长度。

所述菌液及培养液管与注浆管的上端齐平，菌液及培养液管下端口高于注浆管的下端口。

所述菌液及培养液管与注浆管的下半部分通过连接件固定连接，增加菌液及培养液管与注浆管的整体稳定性。

所述连接件为连接杆。

所述水泥浆液容器为圆筒状，其上部开口，用于盛放水泥浆液。

所述菌液及培养液容器为圆筒状，其上部开口，用于盛放菌液及培养液。

所述旋转叶片通过连接杆与第一电机相连，并由第一电机驱动旋转叶片旋转。

所述注浆管由第二电机驱动，同时带动注浆管末端的搅拌叶片转动。

本实用新型中的菌液、培养液、微生物膜纤维都是现有技术，在此不再赘述。

使用时，在水泥浆液容器中盛放足量的水泥浆液。水泥浆液通过两侧的注浆管灌浆，并通过旋转叶片和搅拌叶片将水泥浆液通入需要加固的地基土中，上下反复通入水泥浆液并搅拌，使水泥浆液与地基土发生物理化学反应。在完成水泥注浆以后，使用中间的菌液及培养液管注入拌有微生物膜纤维的菌液，并通过左右两侧的注浆管注入空气，保证微生物新陈代谢时需要的氧气，搅拌并提起该微生物水泥土搅拌桩施工装置，再次从中间的菌液及培养液管2注入培养液并搅拌，再提起该微生物水泥土搅拌桩施工装置，完成微生物水泥土加固。

本实用新型构造简单，操作方便，使用该装置能够有效提高水泥土搅拌桩桩身强度以及承载力。

为了解决水泥土搅拌桩桩身强度不足的问题，将微生物加固的方法引入水泥土搅拌桩中，利用水泥水化热的特点，在进行水泥土搅拌桩搅拌成型的过程中加入微生物菌液以及培养液，不仅可以实现，在微生物的最适宜温度下进行微生物的培养，还可以实现，微生物对水泥土搅拌桩中的裂缝进行自动修补，提高水泥土搅拌桩强度。

微生物在水化热的作用下，较易达到最佳生长温度，因此，在进行水泥土搅拌完成后通入微生物菌液与直接通入菌液比，微生物的繁殖，存活等能够更加的高效。

同时，将微生物膜纤维作为微生物存活的载体，不仅可以加大微生物固定在土壤中的数量，增强加固效果，同时还可以作为纤维，起到加固土壤的作用。在加固菌液以后，水泥土搅拌桩的成桩强度与仅进行水泥土搅拌桩相比有一定程度的提高，水泥土桩内部由于水泥固化时产生的微小裂纹也可由微生物后期修复，因此也增强了该水泥土桩的耐久性。利用生物灌浆加固与传统的化学灌浆相比也是一种十分环保的加固方法。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图；

图2是施工使用状态图；

其中，1. 水泥浆液容器，2. 菌液及培养液容器，3. 注浆管，4. 菌液及培养液管，5.旋转叶片，6.搅拌叶片，7.连接件。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1、图2所示，以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，包括水泥浆液容器1，所述水泥浆液容器1内部中心设置有一独立的菌液及培养液容器2，水泥浆液容器1下部设置有两根与其内部相通的注浆管3和一根与菌液及培养液容器2相通的菌液及培养液管4；所述菌液及培养液管4位于两根注浆管3之间；所述菌液及培养液管4及注浆管3内均设置有旋转叶片5；靠近注浆管3末端的外部设置有安装在注浆管3上的搅拌叶片6。

菌液及培养液容器2中分开放置有菌液和培养液，菌液中放置有微生物膜纤维。

菌液及培养液管2的长度小于注浆管3的长度。菌液及培养液管2与注浆管3的上端齐平，菌液及培养液管2下端口高于注浆管3的下端口。

菌液及培养液管2与注浆管3的下半部分通过连接件7固定连接，增加菌液及培养液管2与注浆管3的整体稳定性。连接件为连接杆或角铁。

水泥浆液容器1为圆筒状，其上部开口，用于盛放水泥浆液。菌液及培养液容器2为圆筒状，其上部开口，用于盛放菌液及培养液。

旋转叶片5通过连接杆与第一电机相连，并由第一电机驱动旋转叶片5旋转；注浆管3由第二电机驱动，同时带动注浆管3末端的搅拌叶片6转动，（图中未绘出）。

使用时，在水泥浆液容器1中盛放足量的水泥浆液，水泥浆液通过两侧的注浆管3灌浆，并通过旋转叶片5和搅拌叶片6将水泥浆液通入需要加固的地基土中，上下反复通入水泥浆液并搅拌，使水泥浆液与地基土发生物理化学反应。在完成水泥注浆以后，使用中间的菌液及培养液管2注入拌有微生物膜纤维的菌液，并通过左右两侧的注浆管3注入空气，保证微生物新陈代谢时需要的氧气，搅拌并提起该微生物水泥土搅拌桩施工装置，再次从中间的菌液及培养液管2注入培养液并搅拌，再提起该微生物水泥土搅拌桩施工装置，完成微生物水泥土加固。

搅拌桩的具体施工方法如下：

搅拌桩施工场地应事先平整，清除桩位处地上、地下一切障碍(包括大块石、树根和生活垃圾等)。场地低洼时应回填粘土，不得回填杂土。水泥搅拌桩应采用合格等级强度普通硅酸盐袋装水泥以便于计量。

水泥搅拌桩施工机械应配备电脑记录仪及打印设备，以便了解和控制水泥浆用量及喷浆均匀程度。

水泥搅拌桩施工机械必须具备良好及稳定的性能，所有钻机开钻之前应由监理工程师和项目经理部组织检查验收合格后方可开钻。

桩位放样→钻机就位→检验、调整钻机→正循环钻进至设计深度→打开高压注浆泵→反循环提钻并喷水泥浆→至工作基准面以下0.3m→重复搅拌下钻至设计深度→反循环提钻并喷水泥浆→反循环提钻并以300kpa的恒定压力灌注菌液2h→重复搅拌下钻至设计深度成桩结束→反循环提钻并以300kpa的恒定压力灌入培养液6h至地表→施工下一根桩。

桩位放样：根据桩位设计平面图进行测量放线，定出每一个桩位，误差要求小于钻机定位：依据放样点使钻机定位，钻头正对桩位中心。用经纬仪确定层向轨与搅拌轴垂直，调平底盘，保证桩机主轴倾斜度不大于1%。钻进：启动钻机钻至设计深度，在钻进过程中同时启动喷浆泵，使水泥浆通过喷浆泵喷入被搅动的土中，使水泥和土进行充分拌合。在搅拌过程中，记录人应记读数表变化情况。重复搅拌和提升：采用二喷四搅工艺，待重复搅拌提升到桩体顶部时，关闭喷浆泵，停止搅拌，桩体完成，桩机移至下一桩位重复上述过程细碎机。

施工时应严格控制喷浆时间和停浆时间。每根桩开钻后应连续作业，不得中断喷浆。严禁在尚未喷浆的情况下进行钻杆提升作业。储浆罐内的储浆应不小于一根桩的用量加50kg。若储浆量小于上述重量时，不得进行下一根桩的施工。

施工中发现喷浆量不足，应按监理工程师要求整桩复搅，复喷的喷浆量不小于设计用量。如遇停电、机械故障原因，喷浆中断时应及时记录中断深度。在12小时内采取补喷处理措施，并将补喷情况填报于施工记录内。补喷重叠段应大于100cm，超过12小时应采取补桩措施。

上述虽然结合附图对本实用新型的具体实施方式进行了描述，但并非对本实用新型保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本实用新型的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本实用新型的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，其特征是，包括水泥浆液容器，所述水泥浆液容器内部中心设置有一独立的菌液及培养液容器，水泥浆液容器下部设置有两根与其内部相通的注浆管和一根与菌液及培养液容器相通的菌液及培养液管；所述菌液及培养液管位于两根注浆管之间；所述菌液及培养液管及注浆管内均设置有旋转叶片；靠近注浆管末端的外部固定有搅拌叶片。

2.如权利要求1所述的以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，其特征是，所述菌液及培养液容器中分开放置有菌液和培养液，菌液中放置有微生物膜纤维。

3.如权利要求1所述的以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，其特征是，所述菌液及培养液管的长度小于注浆管的长度。

4.如权利要求3所述的以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，其特征是，所述菌液及培养液管与注浆管的上端齐平，菌液及培养液管下端口高于注浆管的下端口。

5.如权利要求1所述的以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，其特征是，所述菌液及培养液管与注浆管的下半部分通过连接件固定连接。

6.如权利要求5所述的以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，其特征是，所述连接件为连接杆。

7.如权利要求1所述的以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，其特征是，所述水泥浆液容器为圆筒状，其上部开口，用于盛放水泥浆液。

8.如权利要求1所述的以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，其特征是，所述菌液及培养液容器为圆筒状，其上部开口，用于盛放菌液及培养液。

9.如权利要求1所述的以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，其特征是，所述旋转叶片通过连接杆与第一电机相连，并由第一电机驱动旋转叶片旋转。

10.如权利要求1所述的以微生物膜为载体的微生物水泥土搅拌桩施工装置，其特征是，所述注浆管由第二电机驱动，同时带动注浆管末端的搅拌叶片转动。