微生物注浆固化砂土若干因素的影响机制研究

徐晶，穆柏竹，赵子华

（同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室，上海 201804）

0 引言

软弱砂土作为工程界的困扰之一，不仅会严重削弱地基的完整性，也会影响岩土工程的稳定性，容易诱发上部结构的破坏，如边墙开裂、顶拱塌落等。因此，提高软弱砂土层的稳定性和力学特性，是减少工程危害的前提。传统固化方式，大多基于无机或有机灌浆材料，如石灰、水泥或树脂[1]，但传统灌浆材料具有诸多弊端。例如，石灰或水泥在应用过程中会严重改变土壤的pH值，使土壤呈碱性，并对周围环境造成负面影响；树脂等高分子材料尽管固结效率高，但所包含的助剂具有一定毒性，同样存在环境问题。基于此，有必要开发新的砂土固化材料及配套固化工艺[2-5]。

自然界中的某些微生物通过在细胞内部或外部生成一些难溶化合物，可有选择性地填塞或黏结孔洞[6]。Boquet[7]研究发现，土壤环境中的细菌在合适条件下能够产生碳酸钙矿物，由此开启了微生物诱导碳酸钙沉积（Microbial Induced Carbonate Precipitation，MICP）的研究热潮。Lowenstan[8]总结了在土体颗粒间生成碳酸钙沉积物的方法，将其分为微生物控制和微生物诱导2类，并认为微生物诱导方式对环境的影响小，且方便应用。Van Wijngarden等[9]通过建立数学模型，对MICP注浆过程中的影响因素进行了详细分析。程晓辉等[10]研究了MICP在地基加固、力学性能提升方面的作用。崔明娟等[11]研究了注射方式对MICP固化过程的影响。徐晶等[12-13]研究了MICP在混凝土内部自修复领域的应用。总结已有文……