東非高原沼澤地路基處理技術的實際應用研究
——以烏干達南薩納至布松朱公路項目為例

池毓熠

（中國武夷實業股份有限公司， 福建 福州 350003）

0 引言

沼澤是公路勘察設計與建設中最常出現的問題，其地質情況是最難確定的工程地質種類之一，借助前人方案基礎上對沼澤地路基處理進行進一步的分析和研究。

1 簡介

烏干達共和國，東非內陸國家，地處東非高原，境內多湖泊沼澤，平均海拔1000-1300 米，有“高原水塔”之稱。

該項目沼澤處理問題是最大的特點和難點，沿線內沼澤分為季節性濕地和永久性沼澤，項目主要季節性濕地有12 處，總長約4000 米，永久性沼澤有3 地方，總長約2500 米。經濟有效的沼澤地基處理方案決定了該項目的成敗。

2 沼澤區研究路線

項目按照以下技術方案進行:

2.1 對項目相關的水文、氣候、地質、衛星影像、大比例尺地形圖進行收集，初步了解沼澤的形成因素。

2.2 確定項目沼澤的具體位置，對沼澤現狀進行初步勘探。

2.3 制定勘探項目內施工地沼澤的方案，組織開展地質鉆探工作

2.4 通過對項目鉆探地質的資料進行分析，再制定處理方案。

2.5 根據收集項目相關資料、結合施工單位的水平、施工區域材料分析等提出具體的施工方案[4]。

2.6 對項目沼澤路基的沉降與穩定進行計算，根據設計控制要求進行沉降觀測。

3 沼澤區地質狀況

施工區域軟土物理力學特性分析：

3.1 永久性沼澤。永久性沼澤區地表常年積水，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、長石、角閃石和云母。

3.2 季節性濕地。季節性濕地特征為旱季時干旱，雨季時積水，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

4.1 項目沼澤段落的軟基施工工藝

根據地勘報告顯示、烏干達其它地區項目成功經驗以及烏干達現有經濟條件及技術水平對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，而且項目沿線內沼澤軟土厚度不深，鉆探報告顯示平均厚度在4 米范圍內，綜合項目所在國經濟條件落后、施工機械設備缺乏、原材料貧乏，因此對項目線路內沼澤地處理意見如下：

4.1.1 對季節性沼澤路段，采取換填方法處理；

4.1.2 對于常年性沼澤路段，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 沼澤路基沉降和穩定計算方法

5.1 沉降計算方法：

主固結沉降值Sc計算公式如下:

Esi為各層路基壓縮模量；Dhi為降沉高度；Dpi為各層路基中位點附加應力。

總降沉值S 采用降沉系數ms和主固結沉降值計算：

ms為沉降系數，與荷載強度、加荷速率、地基條件有關。

任意時刻路基的沉降值，考慮主固結隨著時間變化而變化，按照如下公式計算：

St為任意t 時刻的沉降值；U 為路基平均固結度；其它各符號含義同上。

豎直向固結條件下，路基平均固結度U 按如下公式進行計算：

U 為路基豎向平均固結度

α為排水面的附加應力與不透水面附加應力的比

Cv為豎向固結系數

H 為孔隙水的最大滲徑（雙面排水取壓縮厚度半值）

t 為固結時間長

5.2 路堤穩定計算方法：

穩定驗算采用總應力法，穩定安全系數計算公式為：

6 沉降和穩定計算結果分析

6.1 沉降結果分析:

6.1.1 沉降計算（K16+050-16+128）

1.路堤中心線位置填土-時間-沉降曲線；

2.路堤竣工時及以后的沉降計算值；

不考慮沉降影響，路堤的實際計算高度為10 米；

基準期開始時刻為：最后一層路基填筑結束；

路堤竣工時，路基沉降=0.689m；

基準期結束時，路基沉降=0.717m；

路堤竣工后，基準期內的殘余沉降=0.028m；

通過計算可得，路堤竣工后基準期內的工后沉降滿足設計要求。

通過對沿線各沼澤路段沉降量計算結果分析，適當增加換填深度和增加預壓期，路堤工后沉降量（一般采用6 個月預壓期）均能滿足設計要求。

6.2 穩定驗算結果分析：

選擇沼澤處理施工段落中地質情況較差且填土較高路段進行穩定性驗算，穩定性驗算用總應力法計算，穩定安全系數取1.3。通過計算分析，路基處理后的穩定安全系數均大于1.3，滿足設計要求。以永久沼澤K16+050-16+128 為例，天然地基極限填土高度10 米，穩定性安全系數為1.01，經過2 米的換填處理，穩定性安全系數提高為1.42,滿足設計要求。對于路堤填土較高的路段應重視沉降和穩定觀察工作，加強監測頻率。

7 總結語

綜上所述，本文針對項目沼澤路段進行地質分析，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實際地質情況的軟土地基處理技術，文中給出了沼澤路段地基沉降與穩定計算公式，最后通過沉降和穩定計算來確保設計方案的科學性。