本文是一篇工程管理论文，本文主要对 CKE 高速公路沿线泥炭土地基沉降与稳定监测数据进行了讨论，只是对不同处理方法下泥炭土地基原位表现进行了一些定性分析，结合土力学基本理论及经验判断，指出砂桩-超载预压法是文中四种软基处理方法中最适用于泥炭土地基的，对于实际工程中不同方法的处理效果缺乏定量研究。
第 1 章 绪论
1.1 研究背景及意义
泥炭土是一种主要由矿物质和有机质组成的特殊软土，土中有机质的含量可占到干土总质量的10%~98%[1]，其有机质的主要来源为厌氧条件下尚未完全分解的动、植物残体[2]。由于大量有机质的存在，泥炭土的物理力学特性与一般软土相比存在显著差异。在天然状态下，泥炭土具有以下特点：①极高的含水率，一般介于100%~1000%之间，最高可达2200%[3]；②较大的孔隙比，一般在2~8之间，部分纤维泥炭土的孔隙比高达25[4]；③较高的压缩性，压缩系数a1-2介于1~13MPa-1之间[5]；④较低的容许承载力，容许承载力仅30kPa~40kPa[6]。未经处理的泥炭土地基具有承载力低、沉降大、固结时间长和次固结变形显著的工程特性，为工程建设带来了极大的困扰。
据统计，泥炭土广泛分布于全世界59个国家和地区，约占地球陆地面积的5%~8%，加拿大是世界上泥炭土覆盖面积最广的国家，约为1,295,000km2[2]。“一带一路”成员国中的马来西亚、印度尼西亚、越南、菲律宾、文莱、伊朗、土耳其、斯里兰卡、孟加拉、希腊、埃及、马尔代夫、俄罗斯、波兰等至少14个国家分布有泥炭土，如图1-1所示。在我国“一带一路”战略及全球多个国家大规模发展基础设施建设的驱动下，中国的海外公路建设事业迅猛发展，大量拟建、在建的高速公路难以避开深厚泥炭土层。泥炭土地基的固结沉降量较大，且在长期荷载作用下因次固结变形导致的工后沉降显著，这为泥炭土地基上高速公路的建设带来了巨大的挑战。如何有效处理深厚泥炭土地基，提高地基的承载力，并控制其工后沉降是一个值得研究的问题。
图1-1 一带一路沿线国家（地区）泥炭土覆盖面积分布图
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1.2.国内外研究现状
1.2.1 排水固结法研究现状
排水固结法是基于排水固结原理发展起来的一种软土地基处理方法。排水固结加固地基的原理可用图1-2表示该图为有效固结压力σ'c与孔隙比e及抗剪强度τf的关系曲线，它反映了土在不同固结状态下加载固结的性状。图1-2主要可分为三个阶段来阐述：①当土样在天然状态下受到荷载Δσ作用至完全固结时，曲线由a沿线段abc发展至c，在这一变形阶段中，随着时间的发展，土中孔隙体积减小，土中孔隙水被排出，土越来越密实，孔隙比减少了Δe，抗剪强度由τfa增大至τfc；②在完全固结的c点卸除荷载，土样会发生回弹，由于土样中孔隙水被排出，荷载卸除后被排出的部分孔隙水无法返回孔隙中，孔隙比只能回弹至ef，抗剪强度只能恢复至τff，曲线由c开始沿cef线段回弹至f点，此时的土体处于超固结状态；③在超固结状态下，再次对土样施加荷载Δσ至完全固结状态，曲线由f点沿线段fgc再次固结压缩至c'点，孔隙比由ef压密至ec′，抗剪强度由τff增大至τfc′。由此可见，在荷载作用下，阶段①和阶段③中土的孔隙比及抗剪强度变化趋势一致，但同样是压缩至固结状态，阶段③中孔隙比的变化量Δe'要明显小于阶段①中孔隙比的变化量Δe，即ef - ec′≪e0-ec。这就是排水固结法加固地基的基本原理。
排水固结法法主要由加压系统及排水系统组成。其中，加压系统包括：堆载预压、真空预压、真空-堆载联合预压、降低地下水位法等；排水系统包括水平排水系统（砂垫层、土工布、地基中的薄砂夹层等）和竖向排水系统（普通砂井、袋装砂井、塑料排水带等）。该方法通过设置水平、竖向排水系统改变土层的排水边界，缩短排水距离。同时，通过施加外部荷载，加速土中孔隙水的排出，减小土中孔隙的体积，增加密实度，从而增大土的有效应力和不排水抗剪强度，提升地基的强度及稳定性。图1-3为排水固结法加固软基示意图，其中加压系统用堆载预压表示，排水系统分别用砂垫层（水平）和塑料排水带（竖向）表示。
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第 2 章 斯里兰卡 CKE 高速公路泥炭土地基处理设计与施工
2.1 工程概况
斯里兰卡位于北纬5°55′至9°50′，东经79°42′至81°53′之间，是一个位于印度洋上的岛国，属热带季风气候。连接斯里兰卡首都科伦坡和卡图纳亚克国际机场的CKE（Colombo-Katunayake Expressway）高速公路工程位于科伦坡北部，毗邻印度洋，与斯里兰卡的西部海岸线平行。CKE高速公路被誉为斯里兰卡“国门第一路”，也是我国“一带一路”南线工程的重点建设项目，该高速公路的建成将大大缩短斯里兰卡首都科伦坡至卡图纳亚克国际机场的行车时间，缓解高速公路沿线道路的交通拥堵情况，促进当地经济以及旅游业的发展。
斯里兰卡机场高速公路（CKE）穿越大量沼泽和泻湖区，主线长度25.8公里，匝道及支线长度4.8公里，泥炭土等软基路段长度13.7km，泥炭土最深达20.3m，平均深度为8.0m，土层厚度介于4~12m之间。主线主要路段为双向四车道高速公路，路基宽度26米，在NKB到Peliyagoda IC之间（约1.25公里）为双向六车道高速公路，路基宽度为33.5米。起点至K8+300段设计速度为每小时80公里，K8+300至K21+200段设计速度为每小时100公里，K21+200至终点路段设计速度为每小时80公里。按技术规范要求，最大残余差异沉降不超过0.3%(100 km/h)，纵横向坡度变化不超过0.6%(80 km/h)，两年内工后沉降不超过180 mm。
图2-1 CKE公路位置示意图
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2.2 沿线环境地质情况
2.2.1 地形地貌特征
工程区的地貌可归类为沿海冲积平原、河流阶地和海岸阶地。高速公路路线穿越大量沼泽地和泻湖区，沿线主要地貌特征如下：
①从起点至K3+130为冲积平原、沼泽地。K1+700~K2+200段为垃圾场、沼泽地不连续分布，垃圾场周围的沼泽地内生长着大量1~2米长的巨蜥。本区部分地段被建筑物及道路覆盖，交通方便。
②K3+100~K5+350属河流阶地。沿线多为建筑及道路覆盖，交通方便。
③K5+300~K7+060段为冲积平原、沼泽地、河流漫滩交替出现，线路在K5+750、K6+165、K6+586处三次通过卡鲁河（Kalu Oya），该区域大面积积水，交通不便。
④K7+060~K7+240段属河流阶地，也是本线路通过的海拔最高的地段。
⑤K7+240~K22+405段属冲积平原，为大片的沼泽地带。本区段大部分地段进行了不同程度的回填、便道施工、地基处理。贾艾拉(Ja-Ela)河从K15+518处通过，丹杜伽姆河(Dandugam Oya)从K18+896处通过，该河河底高程为-3.109米，为本工程区最低点。
⑥K22+405~K24+390为尼岗坡（Negombo Lagoon）泻湖区，水深0.5~0.7米，水面几乎不受潮汐影响，日变幅仅0.2米，其中K22+400~K22+970及K24+127~K24+400段尚未进行回填，K22+970~K23+500段回填碎石，K23+500~K24+127段回填中粗砂。
⑦K24+400~K25+800卡图纳亚克（Katunayake）段为海岸阶地，本区段地表已被现有建筑或道路覆盖，交通方便。
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第 3 章 高速公路深厚泥炭土地基处理方法适用性研究 .......................... 27
3.1 引言 .................................. 27
3.2 地基沉降监测方案介绍 ............................... 27
第 4 章 砂桩-超载预压法联合处理泥炭土地基试验研究 ..................................... 47
4.1 引言 .................................... 47
4.2 模型试验 ........................... 48
第 5 章 泥炭土地基超载预压法处理的变形特性及超载比（R's）研究 .............. 59
5.1 引言 ........................ 59
5.2 试样制作及一维固结试验方案 ................................... 60
第 5 章 泥炭土地基超载预压法处理的变形特性及超载比（R's）研究
5.1 引言
在斯里兰卡CKE 高速公路工程中，共采用了四种方法对深厚泥炭土地基进行处理，其中每种方法都需要对泥炭土地基进行超载预压。超载预压是指预压荷载大于永久使用荷载的地基处理方法，超载是一种临时性荷载，在达到预定计划时间后，必须卸除至等载水平，等载才是建筑物的最终荷载情况[52]。
在对软基进行超载预压处理时，超载量的大小一直是超载预压研究的重内容，许多学者对此进行了研究，如：张光永[53]基于室内一维固结试验，研究了超载比与超载时间之间的关系，并建议对软黏土地基进行超载预压时，超载比取 0.4~0.5。曾玲玲
