一種砂樁的施工方法
2023-12-10 16:05:42 1
一種砂樁的施工方法
【專利摘要】本發明是一種砂樁的施工方法，該方法使用的裝置包括樁管，樁管內設有與其同軸設置的樁壁管，樁壁管的底部密封設置，在樁壁管內的中心軸線上設有導管；施工操作時，先在樁管與樁壁管之間灌細砂，樁壁管樁中灌裝水，然後進行沉樁管操作，後再向樁壁管中灌砂，灌滿後邊振動邊均勻緩慢拔樁管，拔管速度小於1m/min，樁管取出後，通過導管抽乾樁壁管內砂中的水，形成砂樁，然後將加固液通過導管灌入砂樁，直至沒過砂樁上表面0.2～0.5m，再通過導管向砂樁中充氣7～14天，即得加固砂樁。本發明通過使用樁壁管，並通過導管將加固液注入到樁壁管中的砂中，使樁壁管中的砂形成加固砂樁，施工得到的加固砂樁其強度可達20Mpa。
【專利說明】一種砂粧的施工方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種砂樁的施工方法，特別涉及使用加固液加固砂樁的施工方法。
【背景技術】
[0002]砂樁是指用振動、衝擊或水衝等方式在軟弱地基中成孔後再將砂擠入土中，形成密實砂柱體的地基加固方法，屬於散體樁複合地基的一種，適用於擠密鬆散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基。在淤泥質地基中素砂樁在壓力下容易產生鼓脹、移位等問題，而採用水泥等材料固化砂樁環境友好性不理想。
【發明內容】
[0003]本發明所要解決的技術問題是針對現有技術的不足，提供一種加固方法簡單，操作方便，能提高砂樁的強度的施工方法。
[0004]本發明所要解決的技術問題是通過以下的技術方案來實現的。本發明是一種砂樁的施工方法，其特點是，該方法使用的裝置包括樁管，樁管的底部活動連接有樁尖，樁管內設有與其同軸設置的樁壁管，樁壁管的底部密封設置，在樁壁管內的中心軸線上設有導管，導管與樁壁管的底部之間的距離為l-4cm ;施工操作時，先在樁管與樁壁管之間灌細砂，樁壁管樁中灌裝水，然後進行沉樁管操作，後再向樁壁管中灌砂，灌滿後邊振動邊均勻緩慢拔樁管，拔管速度小於lm/min，樁管取出後，通過導管抽乾樁壁管內砂中的水，形成砂樁，然後將加固液通過導管灌入砂樁，直至沒過砂樁上表面0.2?0.5m，再通過導管向砂樁中充氣7?14天，即得加固砂樁。
[0005]樁管和樁尖為壁厚不小於6mm的鋼管，樁尖為大小與樁管配套的鋼質構件，樁管和樁尖的連接方式為現有技術中常規的連接方式，拔樁管時，樁尖留在地基中。樁壁管為不透水材料製成的圓管，具有一定的強度不易被砂粒磨損。
[0006]本發明所述的砂樁的施工方法中，所述的樁壁管與樁管之間的間隙為2?3mm。
[0007]本發明所述的砂樁的施工方法中，所述樁壁管為不透水硬質管，如PVC管、塑料管等，樁壁管比樁管高0.4-0.6m。
[0008]本發明所述的砂樁的施工方法中，導管為金屬管，導管的內徑為2?4cm，壁厚為4 ?6mm。
[0009]本發明所述的砂樁的施工方法中，所述導管的下部通過固定銷與樁壁管底部中心上設置的突出構件相連。突出構件的內徑為導管內徑的1/3-2/3，長度為2-5cm。
[0010]本發明所述的砂樁的施工方法中，所述加固液以水為溶媒並含有鈣離子、尿素和尿素細菌；其中:尿素的質量濃度為15-90g /L，鈣離子與尿素中碳原子的數量比為0.7?1.5:1，尿素細菌的濃度為KTlOui個/L ;且加固液的pH為5.(Γ7.0。
[0011]本發明所述的砂樁的施工方法中，所述的鈣離子來自可溶性鈣鹽，包括氯化鈣或硝酸鈣。
[0012]本發明所述的砂樁的施工方法中，所述加固液中還含有質量濃度為5?75g /L的供細菌生長繁殖的營養物質。
[0013]本發明所述的砂樁的施工方法中，所述的營養物質選自5?30 g /L的酵母膏、3"20g /L的牛肉湯粉、l(T50g/L的甘露醇或l(T40g/L的大豆蛋白腖中的一種或多種。
[0014]本發明所述的砂樁的施工方法中，所述尿素細菌為巴氏生孢八疊球菌(.Sporosarcina pasteurii) CGMCC N0.1.3687 ;或者地尿素芽抱桿菌 iUreibacillusterrenus) CGMCC N0.1.7272。
[0015]本發明所涉及的菌株巴氏生孢八疊球菌(Sporosarcina pasteurii)保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心CGMCC，保藏編號為CGMCC N0.1.3687 ;保藏單位地址:北京市朝陽區大屯路中國科學院微生物研究所，電話:010-64807355。
[0016]本發明所涉及的菌株地尿素芽孢桿菌(Ureibacillus terrenus)保藏在中國微生物菌種保藏管理委員會普通微生物中心CGMCC，保藏編號為CGMCC N0.1.7272 ;保藏單位地址:北京市朝陽區大屯路中國科學院微生物研究所，電話:010-64807355。
[0017]本發明所述的砂樁的施工方法中，加固液的製備步驟如下:
(1)將尿素細菌按常規方法培養後備用；
(2)在每升去離子水中加入0.3-1.5mol氯化鈣或者硝酸鈣、0.3-1.5mol的尿素；再按需要加入營養物質，溶解混合均勻；
(3)按尿素細菌的濃度為181ki個/L向其中加入尿素細菌；即得加固液。
[0018]尿素細菌的常規方法為先製備液體培養基，液體培養基的製備方法為，將20g酵母膏，1g硫酸銨溶入100ml去離子水中，然後用鹼性緩衝液調整pH值至9.0，再高溫高壓滅菌。
[0019]然後進行細菌培養，方法為(I)接種:在培養管加入25ml培養液，用移液槍加入250ul菌種；(2)培養:放在搖床上搖勻40h ; (3)離心後倒掉廢液，再加25ml培養基，搖勻。培養後濃度約為19個/ml (數量級，即1-9*)，細菌保存:4度冰箱保存。
[0020]在每升去離子水中加入1.0mol氯化鈣或者硝酸鈣、0.8mol的尿素；再按需要加入營養物質，溶解混合均勻；按尿素細菌的濃度為181ltl個/L向其中加入尿素細菌；即得加固液。
[0021]加固液的工作原理
細菌 +Ca2+ —細菌-Ca2+(I)
細菌生活產生尿素酶
尿素酶催化 CO (NH2) 2 + 2H20 — C032_+ 2NH4+(2)
細菌-Ca2+ + CO廣一細菌-CaCO3(3)
生成的碳酸鈣是以方解石為主，具有膠結性。
[0022]與現有技術相比，本發明通過使用樁壁管，並通過導管將加固液注入到樁壁管中的砂中，加固液中的細菌促使尿素發生水解反應生成碳酸根，碳酸根與鈣離子反應生成具有膠結性的碳酸鈣，將砂粒膠結在一起，使樁壁管中的砂形成加固砂樁，其最高無側限抗壓強度可達20Mpa，提升砂樁性能，滿足地基加固要求，並且具有環境友好性。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0023]圖1為本發明一種結構示意圖。
【具體實施方式】
[0024]以下進一步描述本發明的具體技術方案，以便於本領域的技術人員進一步地理解本發明，而不構成對其權利的限制。
[0025]實施例1，一種砂樁的施工方法，如圖1所示，該方法使用的裝置包括樁管3，樁管3的底部活動連接有樁尖。樁管3內設有與其同軸設置的樁壁管1，樁壁管I為PVC管，其底部密封設置。樁壁管I比樁管3聞0.5m,樁壁管I與樁管3之間的間隙為2.5mm。在樁壁管I內的中心軸線上設有導管2，導管2為金屬管，導管2的內徑為3cm，壁厚為5mm，導管2與樁壁管I的底部之間的距離為2cm。導管2的下部通過固定銷5與樁壁管I相連，固定銷5的直徑為2cm。
[0026]施工操作時，先在樁管3與樁壁管I之間灌細砂，在樁壁管I樁中灌裝水，水量超過樁壁管I體積的一半以上。然後採用振動或靜壓等常規方法向地基4中進行沉樁管3操作。沉樁後再向樁壁管I中灌砂，灌滿後邊振動邊均勻緩慢拔樁管3，拔管速度小於lm/min。樁管3取出後，將導管2與水泵相連抽取砂中的水，直至無水抽出，即形成砂樁，然後利用水泵將加固液通過導管2灌入砂樁，直至沒過砂樁上表面0.2?0.5m，再將導管2與氣泵相連，向砂樁中充氣7?14天，即得加固砂樁。最後撤掉氣泵，將伸出地基4的樁壁管I和導管2的部分切除即完成施工操作。
[0027]實施例2，如實施例1所述的施工方法，所述加固液以水為溶媒並含有鈣離子、尿素和尿素細菌；其中:尿素的質量濃度為50g /L，鈣離子與尿素中碳原子的數量比為1:1，尿素細菌的濃度為KT1ki個/L ;且加固液的pH為6.0。
[0028]實施例3，如實施例2所述的施工方法，所述的鈣離子來自可溶性鈣鹽，包括氯化鈣或硝酸鈣。
[0029]實施例4，如實施例2所述的施工方法:所述加固液中還含有質量濃度為60 g /L的供細菌生長繁殖的營養物質。
[0030]實施例5，如實施例2所述的施工方法，所述的營養物質選自20 g /L的酵母膏、12g /L的牛肉湯粉、30g/L的甘露醇或25g/L的大豆蛋白腖中的一種或多種。
[0031]實施例6，如實施例2-5所述的施工方法，所述尿素細菌為巴氏生孢八疊球菌(.Sporosarcina pasteurii) CGMCC N0.1.3687 ;或者地尿素芽抱桿菌{Ureibacillusterrenus) CGMCC N0.1.7272。
[0032]實施例7，如實施例1-6所述的施工方法，所述加固液的製備步驟如下:
(1)將尿素細菌按常規方法培養後備用；
(2)在每升去離子水中加入0.8mol氯化鈣或者硝酸鈣、0.8mol的尿素；再按需要加入營養物質，溶解混合均勻；
(3)按尿素細菌的濃度為181ki個/L向其中加入尿素細菌；即得加固液。
【權利要求】
1.一種砂樁的施工方法，其特徵在於，該方法使用的裝置包括樁管，樁管的底部活動連接有樁尖，樁管內設有與其同軸設置的樁壁管，樁壁管的底部密封設置，在樁壁管內的中心軸線上設有導管；施工操作時，先在樁管與樁壁管之間灌細砂，樁壁管樁中灌裝水，然後進行沉樁管操作，後再向樁壁管中灌砂，灌滿後邊振動邊均勻緩慢拔樁管，拔管速度小於Im/min，樁管取出後，通過導管抽乾樁壁管內砂中的水，形成砂樁，然後將加固液通過導管灌入砂樁,直至沒過砂樁上表面0.2?0.5m,再通過導管向砂樁中充氣7?14天，即得加固砂樁。
2.根據權利要求1所述的砂樁的施工方法，其特徵在於，所述的樁壁管與樁管之間的間隙為2?3mm。
3.根據權利要求1所述的砂樁的施工方法，其特徵在於，所述樁壁管為不透水硬質管，樁壁管比樁管高0.4-0.6m。
4.根據權利要求1所述的砂樁的施工方法，其特徵在於，導管為金屬管，導管的內徑為2?4cm,壁厚為4?6mm。
5.根據權利要求1所述的砂樁的施工方法，其特徵在於，所述導管的下部通過固定銷與樁壁管相連。
6.根據權利要求1所述的砂樁的施工方法，其特徵在於，所述加固液以水為溶媒並含有鈣離子、尿素和尿素細菌；其中:尿素的質量濃度為15_90g /L，鈣離子與尿素中碳原子的數量比為0.7?1.5:1，尿素細菌的濃度為18?110個/L ;且加固液的pH為5.0?7.0。
7.根據權利要求6所述的砂樁的施工方法，其特徵在於:所述的鈣離子來自可溶性鈣鹽，包括氯化鈣或硝酸鈣。
8.根據權利要求6所述的砂樁的施工方法，其特徵在於:所述加固液中還含有質量濃度為5?75g /L的供細菌生長繁殖的營養物質。
9.根據權利要求6所述的砂樁的施工方法,其特徵在於:所述的營養物質選自5?30g/L的酵母膏、3?20g /L的牛肉湯粉、l(T50g/L的甘露醇或l(T40g/L的大豆蛋白腖中的一種或多種。
10.根據權利要求6-9任何項所述的砂樁的施工方法，其特徵在於，所述尿素細菌為巴氏生抱八疊球菌(pasteurii) CGMCC N0.1.3687 ;或者地尿素芽抱桿菌(Ureibacillus terrenus) CGMCC N0.1.7272。
【文檔編號】E02D5/46GK104389309SQ201410671294
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月21日 優先權日:2014年11月21日
【發明者】李明東, 李馳, 李琳, 張志峰, 田安國, 趙曉晴 申請人:淮海工學院