微生物后注浆改性桩基础承载特性试验研究

来源 :重庆大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yuanli1988
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传统的灌注桩后注浆法通常采用水泥混凝土作为胶结材料,向桩内注入水泥浆,使得桩端以及桩侧土体得到加固,从而间接提高了桩的承载能力。然而这种方法需要一系列复杂的施工技术和专用的注浆设备,并且还会对土壤和环境造成污染。本文提出了一种新型的微生物诱导碳酸钙沉淀(Microbially induced calcite precipitation,简称MICP)注浆技术,这样的注浆技术对环境无污染,并且具有快速高效的胶结能力。本文创新性的提出了两种MICP(微生物诱导碳酸钙沉淀)后注浆技术并展开了一系列的模型试验,包括竖向荷载作用下微生物桩端后注浆桩基模型试验、水平荷载作用下微生物桩侧灌浆桩基模型试验,重点是研究MICP后注浆对模型桩竖向承载力和水平承载特性的影响特性。其主要内容包括:(1)为揭示MICP桩端后注浆对模型桩竖向承载力的影响,在钙质砂地基中开展两组混凝土桩在竖直荷载作用下的模型试验(一组试验通过微生物注浆处理,一组试验未通过微生物注浆处理),测量了微生物桩端后注浆后混凝土桩端下不同位置处加固土体的强度,并用SEM图片显示MICP胶结砂样的微观特性,试验结果表明:(1)通过微生物桩端后注浆的模型桩极限承载力提升了3.4倍,桩端极限承载力提升了8.5倍;(2)通过微生物桩端后注浆处理后,在桩端下形成了一个泡状的加固范围,其深度为25cm。不同空间位置处的加固钙质砂强度随着距离桩端距离的增大而减小;(3)SEM图像显示碳酸钙含量越高,其胶结砂的强度越大。碳酸钙晶体沉淀具有三种作用:(a)填补颗粒内部的孔隙;(b)连接砂颗粒;(c)包裹砂颗粒的表面。(2)为揭示MICP桩侧灌浆对模型桩水平承载特性的影响,在标准砂地基中开展了两组水平受荷混凝土桩的模型试验(试验1通过微生物灌浆处理,试验2未通过微生物灌浆处理),并测量了微生物桩侧灌浆后混凝土桩的桩侧不同位置处碳酸钙含量,试验结果表明:(1)微生物桩侧灌浆处理后模型桩的极限水平承载力提高了1.5倍。微生物桩侧灌浆处理后,在同一水平荷载作用下,桩身弯矩、桩侧土抗力、桩身水平位移显著减小。(2)碳酸钙胶结沉淀能够明显的提高桩侧土体强度并改善桩身变形,并且随着土层深度的增大以及距离桩侧表面的距离增大碳酸钙含量减小。微生物桩侧灌浆加固区域为距离砂表面580mm以上区域。
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