专利名称：微生物灌浆封堵地下室混凝土结构竖向裂缝的方法
技术领域：
本发明涉及一种土木工程中混凝土裂缝的封堵和修复方法，尤其是一种微生物灌浆封堵地下室混凝土结构竖向裂缝的方法。
背景技术：
根据近年来对全国高层建筑地下室调查研究发现，高层建筑地下室外墙的开裂数量占被调查工程总数的85%左右，底板出现裂缝的现象占被调查总数的10%左右。同时对调查结果分析发现，由裂缝引起的各种不利后果中，渗漏占60%。因此，混凝土结构的裂缝控制问题就成为了建筑工程中重要的研究课题之一。特别是最近20年来，泵送商品混凝土获得广泛应用后，裂缝产生的问题日渐突出。现有的地下室的堵漏方法有很多，但效果都不理想。原因有两方面(1)地下室建成后，墙外侧回填土，很难在外墙修补；( 现有的修补材料多是有机或憎水的材料，有老化问题，膨胀系数与混凝土不一致。因此，渗漏问题成为困扰工程界的老、大、难问题。微生物修复方法是一种新型的修复混凝土裂缝的方法，生成物与原混凝土一致，修复后不宜开裂。灌浆材料为液态，很容易渗入缝内，在缝内形成沉积。修复后的混凝土材料的耐久性和强度都有较大程度的提高，并且与混凝土材料的结合性好。利用微生物成岩修复技术是一种学科交叉的国际先进技术。其机理是利用微生物诱导生成矿物沉积填补和修复混凝土缺陷某些嗜碱性的土壤微生物利用自身产生的尿素酶将尿素水解为氨和二氧化碳，分解生成的氨数量的增加会引起周围PH值的升高，从而引起碳酸钙的沉积。在诱导碳酸钙沉积的过程中，微生物的作用不仅仅是生成尿素酶，而且还为碳酸钙的沉积提供成核的地点。目前在土木工程中，微生物修复技术主要是利用培养的微生物诱导碳酸钙沉积修复混凝土缺陷，对裂缝进行封堵和地基处理等。清华大学程晓辉申请了专利《一种微生物成因水泥或混凝土及其生产方法和应用》(CN200810105947. 3)，提出利用能产生脲酶的巴氏芽孢杆菌菌液和含有尿素和矿物钙盐的配合液混合，在一定条件下反应即可得微生物成因水泥或混凝土的方法，但是并没有给出尤其是关于地下室的具体修补裂缝的方法。中国专利申请200810019165. 8公开了一种利用微生物修复水泥基材料裂缝方法
及培养液和修复营养液。其采用将微生物菌液和修复营养液注入水泥石裂缝中，进行养护。 但是该方法并没用涉及将菌液和修复营养液注入裂缝内的具体方法、步骤。
发明内容
本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种微生物灌浆封堵地下室混凝土结构竖向裂缝的方法，该方法操作方便，裂缝封闭效果好，易于施工。为实现上述目的，本发明采用下述技术方案一种微生物灌浆封堵地下室混凝土结构竖向裂缝的方法，地下室外墙的外侧为防水层和填土层，若混凝土外墙出现竖向裂缝，很难在墙体外侧开挖填土，暴露出裂缝，再对裂缝进行封堵，采用墙体内侧缝内灌浆的方法封闭裂缝，步骤如下(1)打孔竖向裂缝内，由于微生物菌液和营养盐液体在自重作用下向下流淌，而且裂缝较细，直接灌注液体很难进入裂缝深处，因此，采用沿着裂缝竖向间隔设置灌注孔；⑵清孔将灌注孔内混凝土残渣清除干净；(3)裂缝表面封闭在裂缝的表面包裹一层脱脂棉，然后再包裹两层纱布，再用胶布将脱脂棉和纱布固定；清水可从脱脂棉和纱布中渗出，但是细菌粒径较大，会封挡在裂缝内；(4)菌液和营养盐溶液制备用发酵罐制备3-5升巴氏芽孢杆菌，酶活性0D600大于1 ；配制含有lmol/L的氯化钙和lmol/L尿素的营养盐溶液；(5)灌注菌液从最下方的灌注孔向裂缝内灌注菌液，待菌液渗入到裂缝后并从灌注孔溢出时， 换到上一灌注孔继续灌注菌液，直至所有灌注孔内灌满；(6)灌注营养盐溶液等待灌注孔的菌液液面下降，体积量80%以上的菌液渗入裂缝后，向灌注孔中分别注入两倍菌液体量的含有lmol/L的氯化钙和lmol/L尿素的营养盐溶液；(7)后续4天继续灌注菌液后续4天每天灌注一次菌液，灌注方法同第( 步；(8)后续9天继续灌注营养盐溶液后续9天每天灌注一次营养盐溶液，灌注方法同第(6)步；(9)灌注孔的封堵灌注孔内一次灌满粗砂，灌注菌液5天和营养盐溶液10天，重复步骤( 至步骤 (8)；菌液诱导氯化钙生成的碳酸钙沉积物可将裂缝和灌注孔有效地填充和封堵。所述步骤(1)中灌注孔倾斜向下，便于液体渗入，灌注孔的孔深为墙厚的 1/2-3/4，孔的竖向间距300-500mm。所述步骤O)中采用压缩空气将灌注孔内混凝土残渣吹净；再向灌注孔中注入清水，对灌注孔进行清洗。本发明的有益效果是能有效封堵裂缝，经注水试验和下雨后的观察，原裂缝的渗水量明显减少。利用非金属超声波探测仪对裂缝进行跨缝探测(图3、图4中缝两侧5个点为超声波探测时的耦合剂)，超声波的声时由70 80微秒减少到40微秒左右(见表1)， 说明裂缝内有了密实的生成物，超声波可从生成物穿过，而不必绕过裂缝，因此声时减少。表1超声波的声时
权利要求
1.一种微生物灌浆封堵地下室混凝土结构竖向裂缝的方法，地下室外墙的外侧为防水层和填土层，若混凝土外墙出现竖向裂缝，很难在墙体外侧开挖填土，暴露出裂缝，再对裂缝进行封堵，其特征是，采用墙体内侧缝内灌浆的方法封闭裂缝，步骤如下(1)打孔竖向裂缝内，由于微生物菌液和营养盐液体在自重作用下向下流淌，而且裂缝较细，直接灌注液体很难进入裂缝深处，因此，采用沿着裂缝竖向间隔设置灌注孔；(2)清孔将灌注孔内混凝土残渣清除干净；(3)裂缝表面封闭在裂缝的表面包裹一层脱脂棉，然后再包裹两层纱布，再用胶布将脱脂棉和纱布固定； 清水可从脱脂棉和纱布中渗出，但是细菌粒径较大，会封挡在裂缝内；(4)菌液和营养盐溶液制备用发酵罐制备3-5升巴氏芽孢杆菌，酶活性0D600大于1 ；配制含有lmol/L的氯化钙和lmol/L尿素的营养盐溶液；(5)灌注菌液从最下方的灌注孔向裂缝内灌注菌液，待菌液渗入到裂缝后并从灌注孔溢出时，换到上一灌注孔继续灌注菌液，直至所有灌注孔内灌满；(6)灌注营养盐溶液等待灌注孔的菌液液面下降，80%以上的菌液渗入裂缝后，向灌注孔中分别注入两倍菌液体量的含有lmol/L的氯化钙和lmol/L尿素的营养盐溶液；(7)后续4天继续灌注菌液后续4天每天灌注一次菌液，灌注方法同第( 步；(8)后续9天继续灌注营养盐溶液后续9天每天灌注一次营养盐溶液，灌注方法同第(6)步；(9)灌注孔的封堵灌注孔内一次灌满粗砂，灌注菌液5天和营养盐溶液10天，重复步骤( 至步骤(8)； 菌液诱导氯化钙生成的碳酸钙沉积物可将裂缝和灌注孔有效地填充和封堵。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤(1)中灌注孔倾斜向下，便于液体渗入，灌注孔的孔深为墙厚的1/2-3/4，孔的竖向间距300-500mm。
3.如权利要求1所述的方法，其特征是，所述步骤(2)中采用压缩空气将灌注孔内混凝土残渣吹净；再向灌注孔中注入清水，对灌注孔进行清洗。
全文摘要
本发明公开了一种微生物灌浆封堵地下室混凝土结构竖向裂缝的方法，采用墙体内侧缝内灌浆的方法封闭裂缝，具体包括打孔、清孔、裂缝表面封闭、菌液和营养盐溶液制备、灌注菌液、灌注营养盐溶液、灌注孔的封堵，菌液诱导氯化钙生成的碳酸钙沉积物可将裂缝和灌注孔有效地填充和封堵。经注水试验和下雨后的观察，原裂缝的渗水量明显减少。
文档编号E02D29/16GK102493494SQ201110413188
公开日2012年6月13日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者张鑫, 贾强 申请人:山东建筑大学