本实用新型专利技术公开了一种用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置及土体加固结构，属于生物技术固定建筑物领域。该装置包括注浆软管、若干注浆管节和一个尖头的注浆腿；每节注浆管节侧壁设置有一条出浆管，出浆管一端连通注浆通道，另一端罩有一个管帽；若干注浆管节之间通过管顶外螺纹和管底内螺纹构成螺纹配合从而顺次组装连接，各注浆管节的注浆通道顺次连通；注浆软管连通最上方的注浆管节顶部开口；注浆腿固定于最下方的注浆管节底部，并封闭最下方注浆管节的注浆通道底部开口。该注浆装置可在成桩后对土体进行注浆加固的方式，使施工便捷且对土体扰动小，利用MICP技术进行土体加固具有胶结效率高、加固效果好的特点。
【技术实现步骤摘要】
一种用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置及土体加固结构
本技术属于施工设备领域，涉及一种用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置及土体加固结构。
技术介绍
随着世界范围内的人口增长和社会发展，需要更多的基础设施建设来满足人们的生产生活需求。然而建设用地资源是十分有限的，改良(固化)不能满足工程需求的土地则成了必经之路。传统的土壤改良方法往往利用水泥或者通过添加一系列污染性较强的化学建材进行灌浆来加固土壤。水泥存在高耗能的问题，而有毒的化学灌浆可能对周围土壤、地下水、矿产等资源甚至动、植物、人体等产生有害影响，也可能在灌浆过程宏危害操作人员的身体健康。为此，就一种新型环保的土壤加固方法和装置就变得十分迫切。近年来，利用微生物进行土体加固技术迅速发展，MICP技术就是其中富有特点的一种方法。通过在不良土壤中灌注菌液以及营养盐，利用微生物矿化作用快速得到方解石凝胶，改善了土体的物理力学性质，化学方程式为。该方法具有施工扰动小，灌浆压力低，加固效果好、环境友好等诸多优点，在土体加固领域具有非常广阔的应用前景。咬合桩围护结构中新型W线型咬合桩的承载能力较好，这对实际工程中咬合桩形式的改进具有借鉴意义。
技术实现思路
本技术的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置。本技术采取以下技术方案：一种用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置，其包括注浆软管、若干注浆管节和一个尖头的注浆腿；每节注浆管节轴向设有贯通的注浆通道，底部设有管底内螺纹，顶部设有管顶外螺纹，其侧壁设置有一条出浆管，出浆管一端连通注浆通道，另一端罩有一个用于临时封堵出浆口且在浆液压力下能打开出浆口的管帽；若干注浆管节之间通过管顶外螺纹和管底内螺纹构成螺纹配合从而顺次组装连接，各注浆管节的注浆通道顺次连通；所述的注浆软管连通最上方的注浆管节顶部开口；所述的注浆腿固定于最下方的注浆管节底部，并封闭最下方注浆管节的注浆通道底部开口，注浆腿的尖端朝向背离注浆管节一侧。作为优选，每节注浆管节中，所述的出浆管轴线与注浆通道轴线垂直。作为优选，所述的注浆腿呈圆锥形。作为优选，所述的管帽以过渡配合或间隙配合形式套在出浆管的出浆口一侧端部，使其在内部浆液压力下能部分或完全打开出浆口。作为优选，所述的管帽采用内部浆液压力作用下会破损的材料制成。作为优选，所述的注浆软管连接外部压力注浆机。本技术的另一目的在于提供一种具有如前述任一方案所述MICP注浆装置的咬合桩土体加固结构，所述咬合桩由桩与桩之间相互咬合排列而成，该咬合桩沿程的不同桩身中间隔设置有若干所述的MICP注浆装置；每个MICP注浆装置的注浆腿贯入桩端土体中，注浆软管伸出桩顶并于外部压力注浆机相连，各注浆管节上出浆管端部的管帽贴合桩孔孔壁土体；咬合桩两侧分别在桩身中设置插入式电极，两侧的插入式电极分别与外部电源的正负极相连构成电解系统。作为优选，所述的插入式电极为石墨电极。作为优选，所述的外部电源为稳流电源。作为优选，所述咬合桩中，相邻两个MICP注浆装置的注浆软管连接不同的外部压力注浆机，一个用于注入菌液，另一个用于注入胶结液。本技术提出了一种能在咬合桩中插入的MICP注浆装置，用于对桩周土体进行有效加固、降低土体渗透系数，形成良好的基坑支护体及防水帷幕。该注浆装置可以预先埋设于咬合桩中，从而在成桩后对土体进行注浆加固的方式，使施工便捷且对土体扰动小，利用MICP技术进行土体加固具有胶结效率高、加固效果好的特点。另外，基于该注浆装置构建的土体加固装置，通过在W型咬合桩最边缘的素桩中加入可插入式电极的方式，可以有效地对该反应中产生的污染物进行后处理，具有不污染环境，后期维护小的优点。附图说明图1为一种用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置结构示意图；图2为注浆装置结构细节图，其中(a)单节注浆管节结构细节图，(b)注浆腿结构细节图；图3为W型咬合荤素桩及内置MICP注浆装置的总体布置示意图，其中(a)正面图，(b)侧面图；图4为插入式电极结构示意图；图5为进行MICP注浆的咬合桩土体加固结构示意图；图中附图标记为：素桩1、荤桩2、钢筋笼3、电缆线4、注浆软管5、MICP注浆装置6、注浆管节7、管帽8、管顶外螺纹9、管底内螺纹10、注浆腿11、插入式电极12、BNC连接器13、电极套筒14。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本技术做进一步阐述和说明。本技术中各个实施方式的技术特征在没有相互冲突的前提下，均可进行相应组合。在本技术的一个较佳实施例中，提供了一种用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置，其包括注浆软管5以及主体部分。其中主体部分如图1所示，由若干注浆管节7和一个尖头的注浆腿11组成。如图2(a)所示，每节注浆管节7由钢管制成，其内部中空，轴向设有贯通的注浆通道，底部攻有管底内螺纹10，顶部攻有管顶外螺纹9。其侧壁设置有一条出浆管，出浆管一端连通注浆通道，另一端罩有一个管帽8。管帽8的作用是在桩身注浆前暂封注浆口，防止在桩身注浆过程中混凝土浆进入出浆管中，同时管帽8与出浆管之间也并非是完全固定的，其在内部浆液压力达到一定程度时可以被冲开，进而打开出浆口，使内部的MICP浆液喷出。每节注浆管节7中，出浆管轴线最好与注浆通道轴线垂直，以便于控制MICP浆液的喷射方向。为了实现管帽8的特定功能，其应当以过渡配合或间隙配合形式套在出浆管的出浆口一侧端部使其在内部浆液压力下能部分或完全打开出浆口，尽量避免采用过盈配合防止冲开管帽8所需的阻力过大。另外，由于桩身中混凝土注浆后，管帽8周边可能有部分混凝土，若混凝土发生凝固也可能会增大冲开管帽8所需的阻力，因此管帽8的材质可以考虑采用内部浆液压力作用下会破损的材料制成，例如脆性材料或者柔性的膜状材料。当内部MICP浆液的压力达到一定程度时，即使管帽8没有脱离出浆管，也会在内压力作用下破裂。该MICP注浆装置可根据所需插入素桩桩身任意高度进行拼装组合，也可放置在桩身截面任意径向处从而对不同范围内的桩周土进行加固。在沉入桩身之前，可以根据所需灌浆的高度确定整个MICP注浆装置的高度，进而将相应数量的注浆管节7之间通过管顶外螺纹9和管底内螺纹10构成螺纹配合，从而顺次组装连接。组装完毕后，各注浆管节7的注浆通道顺次连通。其中，注浆软管5一端连通最上方的注浆管节7顶部开口，另一端连接外部压力注浆机，进而通过压力注浆机的作用将对应的浆液注入注浆通道中，进而从出浆口喷出。另外，如图2(b)所示，注浆腿11固定于最下方的注浆管节7底部，并封闭最下方注浆管节7的注浆通道底部开口，防止MICP浆液从连接处溢出。注浆腿11的尖端朝向背离注浆管节7一侧，其能够插入桩端土体中，从而保持整个MICP注浆装置底部相对固定，不会在桩身混凝土注浆过程中发生位移。注浆腿11可以采用圆锥形形式，或者其他尖头形式。该MICP注浆装置，既可本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置，其特征在于，包括注浆软管(5)、若干注浆管节(7)和一个尖头的注浆腿(11)；每节注浆管节(7)轴向设有贯通的注浆通道，底部设有管底内螺纹(10)，顶部设有管顶外螺纹(9)，其侧壁设置有一条出浆管，出浆管一端连通注浆通道，另一端罩有一个用于临时封堵出浆口且在浆液压力下能打开出浆口的管帽(8)；若干注浆管节(7)之间通过管顶外螺纹(9)和管底内螺纹(10)构成螺纹配合从而顺次组装连接，各注浆管节(7)的注浆通道顺次连通；所述的注浆软管(5)连通最上方的注浆管节(7)顶部开口；所述的注浆腿(11)固定于最下方的注浆管节(7)底部，并封闭最下方注浆管节(7)的注浆通道底部开口，注浆腿(11)的尖端朝向背离注浆管节(7)一侧。/n
【技术特征摘要】
1.一种用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置，其特征在于，包括注浆软管(5)、若干注浆管节(7)和一个尖头的注浆腿(11)；每节注浆管节(7)轴向设有贯通的注浆通道，底部设有管底内螺纹(10)，顶部设有管顶外螺纹(9)，其侧壁设置有一条出浆管，出浆管一端连通注浆通道，另一端罩有一个用于临时封堵出浆口且在浆液压力下能打开出浆口的管帽(8)；若干注浆管节(7)之间通过管顶外螺纹(9)和管底内螺纹(10)构成螺纹配合从而顺次组装连接，各注浆管节(7)的注浆通道顺次连通；所述的注浆软管(5)连通最上方的注浆管节(7)顶部开口；所述的注浆腿(11)固定于最下方的注浆管节(7)底部，并封闭最下方注浆管节(7)的注浆通道底部开口，注浆腿(11)的尖端朝向背离注浆管节(7)一侧。
2.如权利要求1所述的用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置，其特征在于，每节注浆管节(7)中，所述的出浆管轴线与注浆通道轴线垂直。
3.如权利要求1所述的用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置，其特征在于，所述的注浆腿(11)呈圆锥形。
4.如权利要求1所述的用于实现桩周土体加固的MICP注浆装置，其特征在于，所述的管帽(8)以过渡配合或间隙配合形式套在出浆管的出浆口一侧端部，使其在内部浆液压力下能部分或完全打开出浆口。
【专利技术属性】
技术研发人员：严伟飞，邱欣晨，杨涛，王奎华，郭智刚，李云祥，黄东，
申请(专利权)人：浙江省大成建设集团有限公司，浙江大学，
类型：新型
国别省市：浙江;33
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