東非高原沼澤地路基處理技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用研究
——以烏干達(dá)南薩納至布松朱公路項(xiàng)目為例

池毓熠

（中國(guó)武夷實(shí)業(yè)股份有限公司， 福建 福州 350003）

0 引言

沼澤是公路勘察設(shè)計(jì)與建設(shè)中最常出現(xiàn)的問(wèn)題，其地質(zhì)情況是最難確定的工程地質(zhì)種類之一，借助前人方案基礎(chǔ)上對(duì)沼澤地路基處理進(jìn)行進(jìn)一步的分析和研究。

1 簡(jiǎn)介

烏干達(dá)共和國(guó)，東非內(nèi)陸國(guó)家，地處東非高原，境內(nèi)多湖泊沼澤，平均海拔1000-1300 米，有“高原水塔”之稱。

該項(xiàng)目沼澤處理問(wèn)題是最大的特點(diǎn)和難點(diǎn)，沿線內(nèi)沼澤分為季節(jié)性濕地和永久性沼澤，項(xiàng)目主要季節(jié)性濕地有12 處，總長(zhǎng)約4000 米，永久性沼澤有3 地方，總長(zhǎng)約2500 米。經(jīng)濟(jì)有效的沼澤地基處理方案決定了該項(xiàng)目的成敗。

2 沼澤區(qū)研究路線

項(xiàng)目按照以下技術(shù)方案進(jìn)行:

2.1 對(duì)項(xiàng)目相關(guān)的水文、氣候、地質(zhì)、衛(wèi)星影像、大比例尺地形圖進(jìn)行收集，初步了解沼澤的形成因素。

2.2 確定項(xiàng)目沼澤的具體位置，對(duì)沼澤現(xiàn)狀進(jìn)行初步勘探。

2.3 制定勘探項(xiàng)目?jī)?nèi)施工地沼澤的方案，組織開(kāi)展地質(zhì)鉆探工作

2.4 通過(guò)對(duì)項(xiàng)目鉆探地質(zhì)的資料進(jìn)行分析，再制定處理方案。

2.5 根據(jù)收集項(xiàng)目相關(guān)資料、結(jié)合施工單位的水平、施工區(qū)域材料分析等提出具體的施工方案[4]。

2.6 對(duì)項(xiàng)目沼澤路基的沉降與穩(wěn)定進(jìn)行計(jì)算，根據(jù)設(shè)計(jì)控制要求進(jìn)行沉降觀測(cè)。

3 沼澤區(qū)地質(zhì)狀況

施工區(qū)域軟土物理力學(xué)特性分析：

3.1 永久性沼澤。永久性沼澤區(qū)地表常年積水，植被覆蓋茂密，植被根系下面存有大量地表水及流塑狀淤泥，主要分布于地表水流不暢的地勢(shì)低洼地帶及河流湖泊周邊，永久性沼澤的泥炭厚度一般在1-3 米左右，沼澤底部的粘土均不同程度的含有砂粒，砂類土中也含有粘土，粘土和砂類土液塑限指數(shù)普遍較高，其中粘性土的φ 值一般在 15-30°，c 值比較離散，砂類土的φ 值一般為 10-20°，c 值較大，沼澤地基底巖石為片麻巖、石英、長(zhǎng)石、角閃石和云母。

3.2 季節(jié)性濕地。季節(jié)性濕地特征為旱季時(shí)干旱，雨季時(shí)積水，從上往下含泥量減少，含沙量增大，表層主要以軟塑狀粘性土為主，較少遇見(jiàn)流塑狀淤泥，軟塑狀粘性土層厚度一般在0.5-1.5 米左右。

4 軟基處理技術(shù)

4.1 項(xiàng)目沼澤段落的軟基施工工藝

根據(jù)地勘報(bào)告顯示、烏干達(dá)其它地區(qū)項(xiàng)目成功經(jīng)驗(yàn)以及烏干達(dá)現(xiàn)有經(jīng)濟(jì)條件及技術(shù)水平對(duì)沼澤路段軟土地基處理主要采用清淤換填、拋石擠淤這兩種方案，而且項(xiàng)目沿線內(nèi)沼澤軟土厚度不深，鉆探報(bào)告顯示平均厚度在4 米范圍內(nèi)，綜合項(xiàng)目所在國(guó)經(jīng)濟(jì)條件落后、施工機(jī)械設(shè)備缺乏、原材料貧乏，因此對(duì)項(xiàng)目線路內(nèi)沼澤地處理意見(jiàn)如下：

4.1.1 對(duì)季節(jié)性沼澤路段，采取換填方法處理；

4.1.2 對(duì)于常年性沼澤路段，一般采用拋石擠淤的辦法處理；

4.1.3 對(duì)箱涵和具備圍堰施工條件的路段，采取清淤換填的方法處理；

5 沼澤路基沉降和穩(wěn)定計(jì)算方法

5.1 沉降計(jì)算方法：

主固結(jié)沉降值Sc計(jì)算公式如下:

Esi為各層路基壓縮模量；Dhi為降沉高度；Dpi為各層路基中位點(diǎn)附加應(yīng)力。

總降沉值S 采用降沉系數(shù)ms和主固結(jié)沉降值計(jì)算：

ms為沉降系數(shù)，與荷載強(qiáng)度、加荷速率、地基條件有關(guān)。

任意時(shí)刻路基的沉降值，考慮主固結(jié)隨著時(shí)間變化而變化，按照如下公式計(jì)算：

St為任意t 時(shí)刻的沉降值；U 為路基平均固結(jié)度；其它各符號(hào)含義同上。

豎直向固結(jié)條件下，路基平均固結(jié)度U 按如下公式進(jìn)行計(jì)算：

U 為路基豎向平均固結(jié)度

α為排水面的附加應(yīng)力與不透水面附加應(yīng)力的比

Cv為豎向固結(jié)系數(shù)

H 為孔隙水的最大滲徑（雙面排水取壓縮厚度半值）

t 為固結(jié)時(shí)間長(zhǎng)

5.2 路堤穩(wěn)定計(jì)算方法：

穩(wěn)定驗(yàn)算采用總應(yīng)力法，穩(wěn)定安全系數(shù)計(jì)算公式為：

6 沉降和穩(wěn)定計(jì)算結(jié)果分析

6.1 沉降結(jié)果分析:

6.1.1 沉降計(jì)算（K16+050-16+128）

1.路堤中心線位置填土-時(shí)間-沉降曲線；

2.路堤竣工時(shí)及以后的沉降計(jì)算值；

不考慮沉降影響，路堤的實(shí)際計(jì)算高度為10 米；

基準(zhǔn)期開(kāi)始時(shí)刻為：最后一層路基填筑結(jié)束；

路堤竣工時(shí)，路基沉降=0.689m；

基準(zhǔn)期結(jié)束時(shí)，路基沉降=0.717m；

路堤竣工后，基準(zhǔn)期內(nèi)的殘余沉降=0.028m；

通過(guò)計(jì)算可得，路堤竣工后基準(zhǔn)期內(nèi)的工后沉降滿足設(shè)計(jì)要求。

通過(guò)對(duì)沿線各沼澤路段沉降量計(jì)算結(jié)果分析，適當(dāng)增加換填深度和增加預(yù)壓期，路堤工后沉降量（一般采用6 個(gè)月預(yù)壓期）均能滿足設(shè)計(jì)要求。

6.2 穩(wěn)定驗(yàn)算結(jié)果分析：

選擇沼澤處理施工段落中地質(zhì)情況較差且填土較高路段進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，穩(wěn)定性驗(yàn)算用總應(yīng)力法計(jì)算，穩(wěn)定安全系數(shù)取1.3。通過(guò)計(jì)算分析，路基處理后的穩(wěn)定安全系數(shù)均大于1.3，滿足設(shè)計(jì)要求。以永久沼澤K16+050-16+128 為例，天然地基極限填土高度10 米，穩(wěn)定性安全系數(shù)為1.01，經(jīng)過(guò)2 米的換填處理，穩(wěn)定性安全系數(shù)提高為1.42,滿足設(shè)計(jì)要求。對(duì)于路堤填土較高的路段應(yīng)重視沉降和穩(wěn)定觀察工作，加強(qiáng)監(jiān)測(cè)頻率。

7 總結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文針對(duì)項(xiàng)目沼澤路段進(jìn)行地質(zhì)分析，制定合理的路基處理方案和施工工藝，從軟土地基處理的方法中選擇符合烏干達(dá)實(shí)際地質(zhì)情況的軟土地基處理技術(shù)，文中給出了沼澤路段地基沉降與穩(wěn)定計(jì)算公式，最后通過(guò)沉降和穩(wěn)定計(jì)算來(lái)確保設(shè)計(jì)方案的科學(xué)性。