强夯法的适宜性很大程度上取决于土体对超孔隙水压力的消散能力,砂性土等粗粒土地基经强夯处理后,其承载能力可提高200%~500%,压缩性可降低1/5~9/10。所以最初强夯法只用于处理碎石土、砂类土、非饱和黏性土等,但随着经验的丰富以及施工方法的科学化、现代化,尤其是排水条件的改善,用强夯法所处理的土类不断增加,甚至对海底、水下的软弱土也尝试通过特殊工艺进行强夯处理。强夯法的局限性是施工时较大的噪声和振动,因而不宜在人口密集的城市内使用。
强夯技术具有以下特点:
(1)适用各类土层:可以用于加固各类砂性土、粉土、一般黏性土、黄土、人工填土,特别适宜加固一般处理方法难以加固的大块碎石类土以及建筑、生活垃圾或工业废料组成的杂填土,结合其他技术措施亦可用于加固软土地基。
(2)应用范围广泛:可应用于工业与民用建筑、重型构筑物、设备基础、机场跑道、堤坝,公路和铁路路基、贮仓、堆场、油罐、桥梁、飞机场跑道及港口码头、核电站、人工岛等。近年来强夯法在工程建设与环境保护协调方面已发展应用于垃圾填埋场、沙漠地基,核废料场等的处理。
(3)加固效果显著:地基经强夯处理后,可明显提高地基承载力、压缩模量,增加干密度,减少孔隙比,降低压缩系数,增加场地均匀性,消除湿陷性、膨胀性,防止振动液化。地基经强夯加固处理后,除含水量过高的软黏土外,一般均可在夯后投入使用。
(4)有效加固深度:《新编全国重大工程项目地基处理工程实录》书中介绍的工程实录中,单层8000kN·m高能级强夯处理深度达12m,多层强夯处理,深度可达24~54m,一般能量强夯处理深度在6~8m。
(5)施工机具简单:强夯机具主要为履带式起重机。当起吊能力有限时可辅以龙门式起落架或其他设施,加上自动脱钩装置。当采用机械设备有困难时,还可因地制宜地采用打桩机、龙门吊,桅杆等简易设备。
(6)节省材料:一般的强夯处理是将原状土施以能量,无需添加建筑材料,大大缩短了施工周期。当有特殊要求时,可辅以砂井、挤密碎石工艺配合强夯施工,其加固效果比单一工艺高出许多,材料亦比单一砂井、挤密碎石方案要少,费用较低。
(7)节省工程造价:由于强夯工艺无需建筑材料,节省了建筑材料的购置、运输、制作、打人费用,除消耗少量油料外,没有其他消耗,因此工艺价格低廉。
(8)施工快捷:只要工艺适合,强夯工艺无需建筑材料的制作、打入时间,其施工周期最短,特别是对粗颗粒非饱和土的强夯,周期更短,一般与挤密碎石桩、分层碾压、直接采用灌注桩方案相比更为快捷,因此间接经济效益更为显著,更令建设单位感兴趣。这从另一方面对设计人员提出了更高要求,地基处理方案中时间效益更为凸显,施工快捷是方案可行与否的重要要求。
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