CN207619968U - 一种用于砂层地基的微生物固化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于砂层地基的微生物固化处理装置，包括输送装置和中空管桩，中空管桩的上端设有入口，输送装置的输出端与入口连通，输送装置输出细菌和营养液到中空管桩内；中空管桩设有多个，且插装入土体内；中空管桩的壁上均匀开有若干出液口，细菌和营养液通过出液口流入土体而对土体进行微生物固化处理。由于中空管桩的壁上均匀开有出液口，细菌和营养液通过出液口注入到土体中，使细菌诱导土体中的碳酸钙沉淀，从而实现对土体进行加固的目的。整个过程无需进行大范围开挖，施工步骤和操作简单，能极大地缩短工程施工周期，且无需采用有毒的材料对土体进行加固，具有环境污染小、低碳环保和施工成本低的有益效果。

Description

一种用于砂层地基的微生物固化处理装置

技术领域

本实用新型属于建筑设备技术领域，尤其是指一种用于砂层地基的微生物固化处理装置。

背景技术

目前，国内外地基加固方法大多是利用化学材料或机械化物理夯击对土体进行加固。其中，传统的化学材料方法通常采用化学灌浆处理，该种方法采用的材料除了Na₂SiO₃外，其他的化学材料均有毒，因此很多国家禁止使用化学灌浆材料。而机械化物理夯击通常采用土工织物加固方法，这种方法存在以下缺点:1、在机械施工过程中需要消耗大量的能源，施工噪音大，地基存在耐久性和使用寿命短；2、施工使用的水泥、粉煤灰和石灰等胶凝材料会破坏周围的环境，侵蚀周边的植被，严重威胁生态环境。

因此，研究一种新的低碳、环保、高效和经济的方式来加固土体便显得尤为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决现有利用化学材料或机械化物理夯击对土体进行加固的结构和方法存在破坏生态环境、施工噪音大、地基存在耐久性和使用寿命短的问题，提供一种结构简单、低碳环保、施工成本低和使用寿命长的用于砂层地基的微生物固化处理装置。

本实用新型的目的可采用以下技术方案来达到：

一种用于砂层地基的微生物固化处理装置，包括输送装置和中空管桩，所述中空管桩的上端设有入口，所述输送装置的输出端与所述入口连通，所述输送装置输出细菌和营养液到中空管桩内；所述中空管桩设有多个，且插装入土体内；所述中空管桩的壁上均匀开有若干出液口，所述细菌和营养液通过出液口流入土体而对土体进行微生物固化处理；所述细菌为巴氏芽孢八叠球菌或巴氏芽孢杆菌；所述营养液为每升含有以下成分：2.12gNaHCO₃、55.50g CaCl₂、10g NH₄Cl、3g营养肉汤和30g尿素。

进一步地，所述输送装置包括储液箱和液泵，所述液泵的输入和输出端通过管道分别与所述储液箱和中空管桩的入口连通；所述储液箱内储存有所述细菌和营养液。

作为一种优选的方案，所述中空管桩的外壁上设有倒刺，所述倒刺从下到上向中空管桩的外部方向倾斜；所述倒刺的一端固定于出液口下方的中空管桩的外壁上，且倒刺在中空管桩外壁上的垂直投影完全覆盖所述出液口。

作为一种优选的方案，所述中空管桩的上端密封套设有套管，所述套管上开有注液口，所述输出装置的输出端与所述注液口连通。

作为一种优选的方案，所述中空管桩的上端设有卡扣，所述套管内设有与所述卡扣位置相对应的卡钩，所述卡钩与所述卡扣卡接而将套管与所述中空管桩密封连接到一起。

作为一种优选的方案，所述中空管桩的底端设有尖部。

作为一种优选的方案，所述中空管桩为钢铁材料。

作为一种优选的方案，所述出液口的直径为0.5cm-1.5cm。

实施本实用新型，具有如下有益效果：

1、本实用新型在土体中均匀插入中空管桩，并向中空管桩内注入细菌和营养液。由于中空管桩的壁上均匀开有出液口，细菌和营养液通过出液口注入到土体中，使细菌诱导土体中的碳酸钙沉淀，从而实现对土体进行加固的目的。整个过程只需将中空管桩打入土体即可，无需进行大范围开挖，施工步骤和操作简单，能极大地缩短工程施工周期，且无需采用有毒的材料对土体进行加固，具有环境污染小、低碳环保、施工成本低和经济效益高的特点。并且在完成细菌和营养液的注入后，中空管桩无需从土体中插出，可直接作为支护装置，起支护作用，极大地提高地基的支撑强度，提高地基的结构强度和使用寿命长。

2、由于倒刺从下到上向中空管桩的外部方向倾斜，倒刺能更好地钻入土体中，减少倒刺的摩擦阻力；并且由于中空管桩外壁上的垂直投影完全覆盖所述出液口，在钢管桩插入土体时，倒刺能推开出液口附近的砂土，避免出液口被砂土堵塞，保证细菌和营养液能顺畅地从出液口流出。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型用于砂层地基的微生物固化处理装置的结构示意图；

图2是本实用新型用于砂层地基的微生物固化处理装置的中空管桩和套管的结构示意图；

图3是本实用新型用于砂层地基的微生物固化处理装置的中空管桩的结构示意图；

图4是本实用新型用于砂层地基的微生物固化处理装置的套管的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

参照图1，本实施例涉及用于砂层地基的微生物固化处理装置，包括输送装置1和中空管桩2，所述中空管桩2为钢铁材料；所述中空管桩2的上端设有入口，所述输送装置1的输出端与所述入口连通，所述输送装置1输出细菌和营养液到中空管桩2内；所述中空管桩2设有多个，且插装入土体3内；所述中空管桩2的壁上均匀开有若干出液口21，所述细菌和营养液通过出液口21流入土体3而对土体3进行微生物固化处理；所述细菌为巴氏芽孢八叠球菌或巴氏芽孢杆菌；所述营养液为每升含有以下成分：2.12g NaHCO₃、55.50g CaCl₂、10gNH₄Cl、3g营养肉汤和30g尿素。

本装置在土体3中均匀插入中空管桩2，并向中空管桩2内注入细菌和营养液。由于中空管桩2的壁上均匀开有出液口21，细菌和营养液通过出液口21注入到土体3中，使细菌诱导土体3中的碳酸钙沉淀，从而实现对土体3进行加固的目的。整个过程只需将中空管桩2打入土体3即可，无需进行大范围开挖，且无需采用有毒的材料对土体3进行加固，具有环境污染小、低碳环保、施工成本低和经济效益高的特点。并且在完成细菌和营养液的注入后，中空管桩2无需从土体3中插出，可直接作为支护装置，极大地提高地基的支撑强度，提高地基的结构强度和使用寿命长。

所述输送装置1包括储液箱11和液泵12，所述液泵12的输入和输出端通过管道10分别与所述储液箱11和中空管桩2的入口连通；所述储液箱11内储存有所述细菌和营养液。液泵12将储液箱11内的细菌和营养液泵12入中空管桩2内。细菌和营养液通过出液口21注入到土体3中，使细菌诱导土体3中的碳酸钙沉淀，从而实现对土体3进行加固的目的。液泵12首先将将培养好的菌液与CaCl₂溶液混合并泵入中空管桩2，经过设定时间后，液泵12再将营养液注入中空管桩2，如此循环，直到土体3被加固到设定的要求。

如图2和图3所示，所述中空管桩2的外壁上设有倒刺22，所述倒刺22从下到上向中空管桩2的外部方向倾斜；所述倒刺22的一端固定于出液口21下方的中空管桩2的外壁上，且倒刺22在中空管桩2外壁上的垂直投影完全覆盖所述出液口21。由于倒刺22从下到上向中空管桩2的外部方向倾斜，倒刺22能更好地钻入土体3中，减少倒刺22的摩擦阻力；并且由于中空管桩2外壁上的垂直投影完全覆盖所述出液口21，在钢管桩插入土体3时，倒刺22能推开出液口21附近的砂土，避免出液口21被砂土堵塞，保证细菌和营养液能顺畅地从出液口21流出。

如图2和图4所示，所述中空管桩2的上端密封套设有套管4，所述套管4上开有注液口，所述输出装置的输出端与所述注液口连通，通过套管4可以保证细菌跟营养液能准确和顺利地流入中空管桩2，防止液体泄露而流失。

为了防止套管4从中空管桩2的上端脱出，所述中空管桩2的上端设有卡扣23，所述套管4内设有与所述卡扣23位置相对应的卡钩41，所述卡钩41与所述卡扣23卡接而将套管4与所述中空管桩2密封连接到一起。

所述中空管桩2的底端设有尖部24。在将中空管桩2打入尖部24的过程中，由于尖部24能产生较大的压强而更容易破开土体3，从而使得中空管桩2能更快速地打入土体3内。

所述出液口的直径为0.5cm-1.5cm。本装置的出液口21的位置和两个相邻出液口21之间的间距大小可根据所需处理地基的深度而确定，即中空管桩2的出液口的开孔位置可以根据所需处理地基的深度而开孔，而出液口21的直径大小可根据地基的砂层颗粒大小进行确定，砂层颗粒越大，则出液口21可相应增大，反之则应变小。

本实施例还提供一种用于砂层地基的微生物固化处理装置的施工工艺，如图1所示，包括以下步骤：

1)先预制中空管桩2，然后将中空管桩2均匀打入土体3中，并将输送装置1的输出端与中空管桩2连通；

2)将细菌放入培养基内进行培养，培养基的成分为酵母20g/L、硫酸铵10g/L和氢氧化钠2g/L，将培养基放置在温度在29～31℃的气浴恒温振荡器培养24h，以培养工程所需细菌量；以及配制营养液，每升营养液含有以下成分：2.12g NaHCO₃、55.50g CaCl₂、10gNH₄Cl、3g营养肉汤和30g尿素；

3)将培养好的菌液与CaCl₂溶液混合并通过输送装置1注入中空管桩2，菌液通过出液口21进入土体3中；所述CaCl₂溶液的浓度为0.05mol/L；

4)经过设定的时间后，通过输送装置1将营养液注入中空管桩2；所述设定时间为8小时。

5)重复步骤3)和4)，直到土体3符合要求。

本施工方法在土体3中均匀插入中空管桩2，并向中空管桩2内注入细菌和营养液。细菌和营养液通过出液口21注入到土体3中，使细菌诱导土体3中的碳酸钙沉淀，从而实现对土体3进行加固的目的。整个过程只需将中空管桩2打入土体3即可，无需进行大范围开挖，施工步骤和操作简单，能极大地缩短工程施工周期，且无需采用有毒的材料对土体3进行加固，具有环境污染小、低碳环保、施工成本低和经济效益高的特点。并且在完成细菌和营养液的注入后，中空管桩2无需从土体3中插出，可直接作为支护装置，起支护作用，极大地提高地基的支撑强度，提高地基的结构强度和使用寿命长。

以上所揭露的仅为本实用新型一种较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，因此依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属本实用新型所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种用于砂层地基的微生物固化处理装置，其特征在于，包括输送装置和中空管桩，所述中空管桩的上端设有入口，所述输送装置的输出端与所述入口连通，所述输送装置输出细菌和营养液到中空管桩内；所述中空管桩设有多个，且插装入土体内；所述中空管桩的壁上均匀开有若干出液口，所述细菌和营养液通过出液口流入土体而对土体进行微生物固化处理；所述细菌为巴氏芽孢八叠球菌或巴氏芽孢杆菌。

2.根据权利要求1所述的一种用于砂层地基的微生物固化处理装置，其特征在于，所述输送装置包括储液箱和液泵，所述液泵的输入和输出端通过管道分别与所述储液箱和中空管桩的入口连通；所述储液箱内储存有所述细菌和营养液。

3.根据权利要求1所述的一种用于砂层地基的微生物固化处理装置，其特征在于，所述中空管桩的外壁上设有倒刺，所述倒刺从下到上向中空管桩的外部方向倾斜；所述倒刺的一端固定于出液口下方的中空管桩的外壁上，且倒刺在中空管桩外壁上的垂直投影完全覆盖所述出液口。

4.根据权利要求1或2所述的一种用于砂层地基的微生物固化处理装置，其特征在于，所述中空管桩的上端密封套设有套管，所述套管上开有注液口，所述输出装置的输出端与所述注液口连通。

5.根据权利要求4所述的一种用于砂层地基的微生物固化处理装置，其特征在于，所述中空管桩的上端设有卡扣，所述套管内设有与所述卡扣位置相对应的卡钩，所述卡钩与所述卡扣卡接而将套管与所述中空管桩密封连接到一起。

6.根据权利要求1或2所述的一种用于砂层地基的微生物固化处理装置，其特征在于，所述中空管桩的底端设有尖部。

7.根据权利要求6所述的一种用于砂层地基的微生物固化处理装置，其特征在于，所述中空管桩为钢铁材料。

8.根据权利要求6所述的一种用于砂层地基的微生物固化处理装置，其特征在于，所述出液口的直径为0.5cm-1.5cm。