CN116815738B - 一种基于micp的密实砂层护壁与引孔旋喷植桩的施工方法 - Google Patents
一种基于micp的密实砂层护壁与引孔旋喷植桩的施工方法Info
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Abstract
本发明涉及微生物岩土技术领域，尤其是一种基于MICP的密实砂层护壁与引孔旋喷植桩的施工方法，包括以下步骤：高压旋喷疏松砂层、MICP浆液钻探引孔、预制桩正孔压入、MICP养护期、预制桩单桩抗压承载力检测。充分发挥MICP加固砂土层的时间效应，施工时以引孔和高压旋喷的方式降低砂土层所需的压桩力，压桩后MICP充分发挥诱导碳酸钙沉淀的作用，将桩周土层粘合加固，大大增加桩周土强度以及桩与桩周土的粘合强度；引孔时将MICP掺入循环浆液，形成微生物泥浆，增加泥浆的胶结能力，形成粘结层保护孔壁，防止密实砂层发生坍塌。
Description
技术领域
本发明涉及微生物岩土技术领域，尤其是一种基于MICP的密实砂层护壁与引孔旋喷植桩的施工方法。
背景技术
在江苏地区普遍存在深厚且密实的饱和砂土层，这种砂土利用静力触探可测得其锥尖值达到15MPa，侧摩阻力值可达到150KPa，一般的工程桩难以通过现有常规施工技术顺利压入该类型土层。而对于30层以下的工业或民用建筑，一般选择预制桩作为桩基础。持力层如置于密实砂土层中，往往其最终的压桩力(或贯入度)过大，桩身强度不够，难以压至指定位置或直接造成桩身破坏。为解决该问题，桩基施工单位通常采用引孔植桩的方式来满足桩的入土深度，即掏出一个小直径孔的砂土，再将预制桩从该孔压入。但是这种施工方式会对送桩范围内的土层造成巨大扰动，桩侧壁无法与周围土层抱实摩擦，大大降低了单桩承载力，最终导致试桩检测时确定的工程桩设计值过低，不能满足建筑所需单桩承载力的需要，同时施工时，厚实砂土层易在引孔后发生坍塌，阻碍植桩的施工，造成巨大的经济浪费。
MICP技术是一种利用微生物活动来促进碳酸钙沉淀的生物地质过程。这种方法是一种环保、可持续的技术，被广泛应用于土壤加固、水泥生产、污染修复等领域。MICP技术可用于增强松散的土壤结构，从而提高其承载能力。碳酸钙沉淀物在土壤中形成，将颗粒连接在一起，形成类似水泥的结构。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术中存在的不足，提供一种基于MICP的密实砂层护壁与引孔旋喷植桩的施工方法。
本发明采用的技术方案是：
一种基于MICP的密实砂层护壁与引孔旋喷植桩的施工方法，包括以下步骤：
S1、高压旋喷疏松砂层：根据场地地勘资料，于工程桩点位处，利用高压旋喷技术将MICP浆液均匀打入密实砂层，形成扰动区和砂层松动区，高压旋喷将密实砂层打散形成直径为700mm的扰动区，同时松土范围(砂层松动区)直径达到1200mm，降低预制桩贯入阻力，便于引孔和预制桩压入；
S2、MICP浆液钻探引孔：于工程桩点位处，通过钻头进行钻探引孔，引孔所用泥浆中掺入MICP浆液，用以增强泥浆的胶结性，在孔壁形成沾粘层，保护密实砂层，防止井壁垮塌，MICP浆液与水和陶土粉形成微生物浆液；
S3、预制桩正孔压入：引孔后以孔口轴线作为工程桩轴线压入预制桩至设计深度，以静压方式进行施工；
S4、MICP养护期：预制桩施工完毕后，静置15天进行养护，使得桩与桩周土之间的MICP充分发挥碳酸钙沉淀作用，完成桩与桩周土的粘结以及桩周土的加固；
S5、预制桩单桩抗压承载力检测：预制桩养护完毕后，进行单桩抗压强度静载试验，符合要求后该预制桩即施工完毕且符合工程要求。
在降低密实砂层压桩力的同时保证所压入预制桩的单桩承载力：采用时间分离原理，充分发挥MICP加固砂土层的时间效应，施工时以引孔和高压旋喷的方式降低砂土层所需的压桩力，压桩后MICP充分发挥诱导碳酸钙沉淀的作用，将桩周土层粘合加固，大大增加桩周土强度以及预制桩与桩周土的粘合强度。同时在引孔时以MICP浆液作为循环浆液泵送至孔内，保护孔壁，防止密实砂层发生坍塌。
进一步的，S1中，所述MICP浆液的浓度为0.75-1.25mol/L，旋喷压强为20MPa，溶液喷入量为900±50L/m；
所述扰动区的直径D1为700mm，砂层松动区D2的直径为1200mm。
进一步的，S2中，所述钻头的直径为89mm；
所述MICP浆液的浓度为0.75-1.25mol/L，掺入量为500L/m，水、陶土粉和MICP浆液的用量比为1:0.5:0.4-0.67。
具体的，MICP浆液的浓度为1.0mol/L时，水、陶土粉和MICP浆液的用量比为1:0.5:0.5。
进一步的，S1中高压旋喷深度范围为密实砂层顶面-桩端设计位置上方5m处；S2中钻探引孔深度为地面-桩端设计位置上方5m处。
本发明相比现有技术具有以下优点：
充分发挥MICP加固砂土层的时间效应，施工时以引孔和高压旋喷的方式降低砂土层所需的压桩力，压桩后MICP充分发挥诱导碳酸钙沉淀的作用，将桩周土层粘合加固，大大增加桩周土强度以及桩与桩周土的粘合强度。
引孔时将MICP掺入循环浆液，形成微生物泥浆，增加泥浆的胶结能力，形成粘结层保护孔壁，防止密实砂层发生坍塌。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图；
图2是本发明高压旋喷及引孔时的示意图。
图中标号：1-扰动区，2-砂层松动区。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种基于MICP的密实砂层护壁与引孔旋喷植桩的施工方法，包括以下步骤：
S1、高压旋喷疏松砂层：根据场地地勘资料，于工程桩点位处，利用高压旋喷技术将浓度为0.75-1.25mol/L、掺入量为500L/m的MICP浆液均匀打入密实砂层，形成扰动区和砂层松动区，高压旋喷深度范围为密实砂层顶面-桩端设计位置上方5m处，高压旋喷将密实砂层打散形成直径为700mm的扰动区，同时松土范围(砂层松动区)直径达到1200mm，降低预制桩贯入阻力，便于引孔和预制桩压入；
S2、MICP浆液钻探引孔：于工程桩点位处，通过直径为89mm的钻头进行钻探引孔，引孔所用泥浆中掺入浓度为0.75-1.25mol/L的MICP浆液，旋喷压强为20MPa，溶液喷入量为900±50L/m，钻探引孔深度为地面-桩端设计位置上方5m处，用以增强泥浆的胶结性，在孔壁形成沾粘层，保护密实砂层，防止井壁垮塌，MICP浆液与水和陶土粉按照1:0.5:0.4-0.67的用量形成微生物浆液；
S3、预制桩正孔压入：引孔后以孔口轴线作为工程桩轴线压入预制桩至设计深度，以静压方式进行施工；
S4、MICP养护期：预制桩施工完毕后，静置15天进行养护，使得桩与桩周土之间的MICP充分发挥碳酸钙沉淀作用，完成桩与桩周土的粘结以及桩周土的加固；
S5、预制桩单桩抗压承载力检测：预制桩养护完毕后，进行单桩抗压强度静载试验，符合要求后该预制桩即施工完毕且符合工程要求。
在降低密实砂层压桩力的同时保证所压入预制桩的单桩承载力：采用时间分离原理，充分发挥MICP加固砂土层的时间效应，施工时以引孔和高压旋喷的方式降低砂土层所需的压桩力，压桩后MICP充分发挥诱导碳酸钙沉淀的作用，将桩周土层粘合加固，大大增加桩周土强度以及预制桩与桩周土的粘合强度。同时在引孔时以MICP浆液作为循环浆液泵送至孔内，保护孔壁，防止密实砂层发生坍塌。
Claims (4)
1.一种基于MICP的密实砂层护壁与引孔旋喷植桩的施工方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、高压旋喷疏松砂层：根据场地地勘资料，于工程桩点位处，利用高压旋喷技术将MICP浆液均匀打入密实砂层，形成扰动区和砂层松动区；
S2、MICP浆液钻探引孔：于工程桩点位处，通过钻头进行钻探引孔，引孔所用泥浆中掺入MICP浆液，用以增强泥浆的胶结性，在孔壁形成沾粘层，防止井壁垮塌，MICP浆液与水和陶土粉形成微生物浆液；
S3、预制桩正孔压入：引孔后以孔口轴线作为工程桩轴线压入预制桩至设计深度，以静压方式进行施工；
S4、MICP养护期：预制桩施工完毕后，静置15天进行养护，使得桩与桩周土之间的MICP充分发挥碳酸钙沉淀作用，完成桩与桩周土的粘结以及桩周土的加固；
S5、预制桩单桩抗压承载力检测：预制桩养护完毕后，进行单桩抗压强度静载试验，符合要求后该预制桩即施工完毕且符合工程要求；
S1中，所述MICP浆液的浓度为0.75-1.25mol/L，所述扰动区的直径D1为700mm，砂层松动区的直径D2为1200mm。
2.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，S1中，旋喷压强为20MPa，溶液喷入量为900±50L/m。
3.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，S2中，所述钻头的直径为89mm；
所述MICP浆液的浓度为0.75-1.25mol/L，掺入量为500L/m，水、陶土粉和MICP浆液的用量比为1:0.5:0.4-0.67。
4.根据权利要求1所述的施工方法，其特征在于，
S1中高压旋喷深度范围为密实砂层顶面-桩端设计位置上方5m处；
S2中钻探引孔深度为地面-桩端设计位置上方5m处。
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