1、國內(nèi)外海上機(jī)場地基處理方案概述 許韜 10231225 摘要: 地基處理是海上人工島機(jī)場建設(shè)面臨的難題，本文總結(jié)分析了國內(nèi)外如關(guān)西機(jī)場、澳門 機(jī)場、深圳機(jī)場等著名海上機(jī)場，結(jié)合具體的工程地質(zhì)條件所采用的地基處理方案，并通 過后期對沉降的監(jiān)測所得到的數(shù)據(jù)對方案進(jìn)行評估比較。實(shí)踐證明，雖然海上機(jī)場建設(shè)所 處的工程地質(zhì)條件很差，但是通過合理的地基處理方案，可以在保證工期的情況下對后期 的沉降起到良好的控制。 關(guān)鍵詞：海上機(jī)場 人工島 地基處理 Abstract ： Foundation treatment is the challenges faced by the construction of

2、sea airport on artificial island, this paper summarizesand analysis sea airport engineering at home and abroad such as Kansai International Airport, Macao International Airport, Shenzhen Airport and other famous sea airport, combined with specific engineering geological conditions of foundation trea

3、tment schemes, and by monitoring data of late settlement to evaluate scheme comparison. Practice has proved that even the engineering geological condition for airport s construction is bad, through the suitable foundation treatment, the late settlement can have a good control and ensure the time lim

4、it for a project. Keywords: Sea Airport, Artificial Island, Foundation Treatment 1前言 隨著陸地資源的緊張和航空運(yùn)輸吞吐量的增長，機(jī)場建設(shè)的占地問題成為城市發(fā)展中的 一個(gè)矛盾，海上機(jī)場的建設(shè)為沿海城市提供了一種解決方案。自1975年日本第一次利用海 域建設(shè)長崎機(jī)場并投入運(yùn)營以來，世界各國已經(jīng)先后在海域上成功建設(shè)了十余個(gè)機(jī)場，如 日本關(guān)西國際機(jī)場、中部國際機(jī)場（新特麗亞機(jī)場）、韓國仁川國際機(jī)場、香港國際機(jī)場等。 海上機(jī)場由于其節(jié)約土地資源，對城市環(huán)境影響較小，隨著工程技術(shù)的進(jìn)步，越來越多的 沿海地區(qū)也在規(guī)劃和建設(shè)海

5、上機(jī)場。 改革開放以來，我國航空運(yùn)輸保持持續(xù)快速增長，平均增速達(dá)到15%，發(fā)展?jié)摿薮螅?其中沿海城市又占運(yùn)輸量較大比例。 據(jù)統(tǒng)計(jì)2008年我國158個(gè)民航機(jī)場中，沿海城市共擁 有28個(gè)，數(shù)量占全國民航機(jī)場總數(shù)的18%但是沿海機(jī)場旅客吞吐量為13203萬人次、貨 郵吞吐量為452萬噸，分別為全國總量的33%0 51%由此可見占海城市的機(jī)場運(yùn)輸占有十 分重要的地位。機(jī)場的建設(shè)往往需要占用大量土地，而沿海城市人口密集，機(jī)場與民爭地 的矛盾日益突出，我國擁有18000千米長的海岸線，海洋資源豐富，獲取的綜合成本低于 陸地，且海上機(jī)場幾乎不存在噪聲擾民的問題，因此海上機(jī)場的建設(shè)對我國沿海城市的民 航業(yè)

6、發(fā)展具有重要意義。 2海上機(jī)場的工程特點(diǎn) 現(xiàn)在的海上機(jī)場主要分半島型和離 岸型兩種。半島型是指機(jī)場由陸地向海 域填筑而成的，新建成的機(jī)場與陸地連 成一片，與外界交通聯(lián)系較近；離岸型 是指機(jī)場離開陸地建設(shè)，成為海上的孤 島，僅通過橋梁與陸地相連。半島型機(jī) 場有新加坡樟宜機(jī)場（建設(shè)時(shí)間 1975-1981），珠海三灶機(jī)場（建設(shè)時(shí)間 1992-1995）等， 離岸型機(jī)場有日本長崎機(jī)場（建設(shè)時(shí)間 1972-1975），中國澳門國際機(jī)場（建設(shè)時(shí)間 1992- 1995），日本中部國際機(jī)場（建設(shè)時(shí)間 2000-2005）等。 海上機(jī)場由于其所處位置的特殊性，地基處理成為機(jī)場建設(shè)的關(guān)鍵問題。海上機(jī)場的基 礎(chǔ)

7、通常是由填海形成的土地，工程量一般相當(dāng)浩大，而且由于地基處理問題棘手，對沉降 控制要求嚴(yán)格，一般工期比較長。例如日本關(guān)西機(jī)場建設(shè)于平均水深18 米的海域中，一期 工程和二期工程形成了 10.56km2的土地，填土總厚度達(dá)33米，動(dòng)用土、砂石料4.28億m, 一期用時(shí) 5年，二期用時(shí) 8年。然而即使關(guān)西機(jī)場采用了當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的技術(shù)，其基礎(chǔ)沉降 量仍然超出預(yù)期，截至 2009年平均下沉幅度達(dá)到 11.7 米，并且出現(xiàn)的不均勻沉降問題導(dǎo) 致其建筑結(jié)構(gòu)使用收到嚴(yán)重影響。關(guān)西機(jī)場采取在較大建筑下取沙換土，以維持海床上的 重量平衡，同時(shí)設(shè)置頂升系統(tǒng)，隨時(shí)調(diào)整補(bǔ)充因不均勻沉降導(dǎo)致的縫隙。 3 國內(nèi)外海上機(jī)場地

8、基處理方案舉例 3.1 日本關(guān)西機(jī)場 3.1.1 機(jī)場設(shè)計(jì)概述 關(guān)西機(jī)場為離岸型，按設(shè)計(jì)要求，整個(gè)工程將先用填筑施工法建成一個(gè)面積為 5110米 的海上人工島， 然后再在島上建造海上機(jī)場環(huán)繞人工島的護(hù)岸全長約 11 公里。在島上將建 有起落跑道， 引導(dǎo)跑道、 停機(jī)坪、 候機(jī)樓、 導(dǎo)航設(shè)施。根據(jù)第一期工程建設(shè)計(jì)劃， 機(jī)場的年 設(shè)計(jì)起落能力達(dá) 10萬次，日起落能力可達(dá) 280次。 該機(jī)場的施工海域的水深為16.5米19.0米左右。海底地基20米左右以上為軟弱的 沖擊粘土層，再往下至 100 米左右為粘土層與砂礫層交互而成的洪積層。該海域的施工條 件與日本以往建造的人工島相比， 具有海水深、 面積大

9、、填筑土石方量大等困難。 據(jù)計(jì)算， 除掉護(hù)岸外，護(hù)岸內(nèi)的需填筑的土石方總量約為 1.5 億米，這些土石方重力載荷將作用到 洪積層的深層。 這樣，不僅施工量大， 而且也給地基處理帶來新的難題。 因此，海洋地基地 質(zhì)調(diào)查，護(hù)岸的設(shè)計(jì)與施工， 填筑施工及地基沉降處理等將是機(jī)場建造中的幾個(gè)關(guān)鍵問題。 3.1.2 海地地基特性 沖積粘土層的特性：整個(gè)建設(shè)場地的地基表面 20 米左右的沖積粘土層主要由海成粘土 組成，其中淤泥占4060%粘土占6040%其土質(zhì)主要是高塑形無機(jī)質(zhì)粘土，塑性指數(shù) I p=1080,液限W=30120%為一般的港灣海地的粘性土。 且由單軸壓縮試驗(yàn)得到的單軸 壓縮強(qiáng)度qw指分布比較

10、分散。2 洪積層特性：與沖積粘土層相比，洪積土層較厚，多層交疊，構(gòu)成復(fù)雜。 3.1.3 護(hù)岸地基處理 護(hù)岸是人工島的重要組成部分，它的結(jié)構(gòu)選擇是否合理、質(zhì)量是否可靠都將影響人工島 的質(zhì)量及其使用壽命。護(hù)岸有各種各樣的結(jié)構(gòu)形式，關(guān)西海上機(jī)場韻人工島主要采用了緩 傾斜砌石護(hù)岸的結(jié)構(gòu)形式同時(shí)在人工島的角部也采用了嵌入式鋼板制箱形結(jié)構(gòu)及直立式消 波沉箱形的護(hù)岸形式。在 11 公里長的護(hù)岸中，約 8公里采用的是緩傾斜砌石護(hù)岸形式，因 此，下面以此為倒，簡述其與地基處理有關(guān)的問題。 海底地基上層的沖積粘土層非常軟弱，僅在護(hù)岸本身的重力荷載作用下，也缺乏應(yīng)有的 支持力，更不用說動(dòng)荷載。因此在護(hù)岸的建造過程中

11、，必須采取簡易有效的措施，來增強(qiáng) 地基的支持力。緩傾斜護(hù)岸采用的是階段施工，分步增加載荷的方法來達(dá)到此目的。護(hù)岸 的施工過程大致可分為以下幾步： 鋪底砂， 第一次堆積砂、 第一次拋石， 第二次堆積砂、 第 二次拋石，形成上部緩傾斜的臺(tái)座、砌石。所謂階段施工，即從鋪底砂到第一次拋石之間 要間隔六個(gè)月， 做為壓密期； 第一、二兩次拋石之間也要有六個(gè)月的壓密期。 這樣，伴隨各 階段載荷的增加，由于壓密的結(jié)果，而使地基分階段產(chǎn)生沉降，進(jìn)而使地基分階段產(chǎn)生沉 降，進(jìn)而使地基強(qiáng)度不斷增加。 這種分段施工法而產(chǎn)生的壓密沉降及地基強(qiáng)度增加的效果，日本方面是采用 Barton 理 論來評估地基的壓密度、 用 B

12、oussinesq 的彈性解來分析地中的應(yīng)力分布， 用以往的施工經(jīng) 驗(yàn)而總結(jié)出來的m法來預(yù)測地基沉降的。總體上看，二者的趨勢是一致的。開始時(shí)，實(shí)際 沉降比理論計(jì)算的結(jié)果要快些，時(shí)間較長后，理論計(jì)算結(jié)果要稍大些。由于理論上的計(jì)算 可以先行一步，其計(jì)算的結(jié)果對施工過程中地基沉降的估，對施工期的安排有一定的指導(dǎo) 意義。 3.1.4 建筑場地的地基處理 人工島的建設(shè)，一般是先建設(shè)護(hù)岸，然后再將護(hù)岸內(nèi)的場地填平。如前述，因關(guān)西海上 機(jī)場的面積大，海水較深，填筑土石方量大，因此，填筑場地的地基改良與沉降評估是人 工島建設(shè)的又一個(gè)關(guān)鍵問題。 為此，首先對填筑場地采用了 SD改良法，來加速粘土層的壓密過程。所

13、謂 SD地基改良 法，就是在場地的粘土層的相應(yīng)間隔內(nèi)人工貫入砂樁。這樣隨著上部荷載的增加，粘土層 中所產(chǎn)生的超靜孔隙水壓力可以向水平方向的砂樁中逸散， 從而加速了粘土層的壓密過程， 這就是所謂的SD法。關(guān)西海上機(jī)場的填筑面積較大，在用 SD法進(jìn)行地基改良時(shí)，砂樁的 間距職為2.5米X 2.5米，砂樁的直徑為40厘米，砂樁的總數(shù)約為100萬根。這些數(shù)據(jù)是 依據(jù)填筑的施工期，填筑土石層厚度，未來機(jī)場的設(shè)計(jì)和使用要求，對現(xiàn)有的沖積粘土層 承載力的增大要求來決定的。在現(xiàn)有的設(shè)計(jì)條件下，大體上在機(jī)場投人使用時(shí)，沖積粘土 層將完成其壓密過程。 其次，填筑施工也如護(hù)岸施工一樣， 采用階段施工法， 即在水深為

14、 -15 米、-10 米、-6 米 時(shí)進(jìn)行直投式填筑，在水深 -8 米時(shí)，進(jìn)行揚(yáng)土式填筑。為了保證各載荷階段地基支持力的 增加，在兩次直投式填筑之間分別相隔六個(gè)月，這樣基本上可以保證足夠的壓密期間。關(guān) 西海上機(jī)場人工島的填筑土石厚度為 30 米，伴隨填筑過程，沖積粘土層將有明顯的沉降， 經(jīng)理論上計(jì)算，其沉降量隨該地點(diǎn)沖積粘土層的層厚等有些變化，預(yù)測平均將有六米左右 的 0e 降量，這一點(diǎn)有待于建成后的量測結(jié)果的驗(yàn)證 關(guān)于洪積層的沉降，則較為復(fù)雜，不確定的因素較多。有關(guān)研究者曾利用有限單元法進(jìn) 行了分析計(jì)算，根據(jù)建設(shè)場地深層鉆孔資料，預(yù)計(jì)洪積層在十年以后將有0.5米1.0米 左右的沉降。 由于海

15、上機(jī)場場地的特殊性，加上當(dāng)時(shí)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)有限，關(guān)西機(jī)場在使用中也發(fā)生了較大 的不均勻沉降，后期采取在較大建筑下取沙換土，以維持海床上的重量平衡，同時(shí)設(shè)置頂 升系統(tǒng)，隨時(shí)調(diào)整補(bǔ)充因不均勻沉降導(dǎo)致的縫， 。來保證機(jī)場的正常使用。 3.2 澳門國際機(jī)場 3.2.1 機(jī)場設(shè)計(jì)概況 澳門國際機(jī)場為離岸型，跑道設(shè)在凼仔與路環(huán)兩島之間海域填筑的人工島上，該島長 3600m寬約400m全島劃分為跑道區(qū)、滑行道區(qū)和東、西安全區(qū)。四周由東西南北護(hù)岸圍 護(hù)起來，在其西側(cè)有南、北聯(lián)絡(luò)橋與航站區(qū)相連接。 3.2.2 地基土層特性和處理方法 地質(zhì)條件為南端較北端復(fù)雜， 地質(zhì)構(gòu)成可大致分為三大層： 表層為淤泥和淤泥質(zhì)粘性土，

16、厚約18m中層為雜色或灰色粘土、亞粘土和砂土，厚約40m下層為花崗巖風(fēng)化殘積層。 對工程有影響的主要是前兩大層。 3 由于海底淤泥及下臥粘土層深厚，淤泥呈流塑狀態(tài)，含水量大，壓縮性高，強(qiáng)度很低 要在極軟弱地基上圍海造地，修筑機(jī)場跑道，軟基處理是一大難題，處理不好將會(huì)直接影 響安全和正常使用。本工程經(jīng)設(shè)計(jì)部門多方案比較后，采用換填地基法與堆載排水固結(jié)法 相結(jié)合的方案。即對于護(hù)岸工程采用基槽挖除淤泥再回填砂、石的換填地基法處理；跑道 與滑行道除采用換填法外再結(jié)合下臥粘土層打設(shè)塑料排水板實(shí)施堆載預(yù)壓加固方案；安全 區(qū)則不挖除淤泥直接打設(shè)塑料排水板在自重下壓密處理。這樣區(qū)別對待的地基處理方案能 否獲得

17、最佳技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，有賴于工程監(jiān)測資料的分析與評估。通過評估分析，進(jìn)一步完 善設(shè)計(jì)和指導(dǎo)施工。 3.2.3 地基處理計(jì)劃方案比較 在人工島修建機(jī)場跑道，最關(guān)鍵的問題是如何面對跑道區(qū)的軟弱地基問題。為此，國內(nèi) 外不少單位針對本工程的特點(diǎn)，提出過許多處理方案，現(xiàn)將幾種典型比較分析如下： 樁基承臺(tái)式 主要有葡萄牙 GRID 方案，這個(gè)方案的主要特點(diǎn)是不對跑道地基進(jìn)行加固，而是在結(jié)構(gòu) 上采取措施達(dá)到跑道滿足使用功能的要求。其具體做法是，先在軟弱土層中現(xiàn)場鉆孔直至 巖層，然后澆筑直徑為 1.8m 的混凝土灌注樁，樁頂上再澆制帶翼板的整體式空箱縱梁，翼 板在縱橫向相互連接而構(gòu)成跑道道面。也就是樁基承臺(tái)式跑道

18、，該方案技術(shù)上可行，在使 用壽命年限內(nèi)變形小，縱橫向幾乎沒有差異沉降，不需要經(jīng)常維修。最大缺點(diǎn)是造價(jià)高得 多，其次是壽命較短，一般使用50年就要停航大修。還有跑道和安全區(qū)是兩種截然不同的 結(jié)構(gòu)，兩者交界處的差異沉降需要經(jīng)常處理，樁基施工難度高，工期長，與人工島其他工 序干擾較大總工期要突破四年，所以沒有采用。 排水固結(jié)法和換填處理相結(jié)合 此類方案根據(jù)具體操作的不同，變化較多，主要有中國三航院A方案、中國三航院B方 案、中國三航院C方案。各方案各有特點(diǎn)，最后經(jīng)過比較選擇的是 B方案，在論證的過程 中又吸收了各方的好建議，如在下臥粘土層中設(shè)排水板以消除殘余沉降，又如改變水上插 板為陸上插板改善施工

19、條件，加快施工進(jìn)度等等，使之形成了一個(gè)比較完善的方案。 B 方案的主要特點(diǎn)是跑道區(qū)地基全部清淤，在下臥粘土層中打設(shè)排水板進(jìn)行填砂預(yù)壓。 其主要工序?yàn)椋海?）在跑道、滑行道范圍內(nèi)將淤泥全部清除； （2）回填砂至一定高程 （ 該高 程隨水上插板或陸上插板而定 ） ；（3）吹填砂；（4）堆砂預(yù)壓；（5）卸載；（6）用振沖法和 強(qiáng)夯法密實(shí)回填砂。此方案不僅技術(shù)上可行而且徹底清除了淤泥采用換填處理方法雖 然造價(jià)高于A、C方案，但工期大大縮短經(jīng)國內(nèi)外專家同行評議，最后采納了此方案。 B 方案被認(rèn)為這是一個(gè)好方案，首先在技術(shù)上比較先進(jìn)，且切實(shí)可行，能滿足上部構(gòu)筑 物功能上的要求。清淤、吹填拋填砂可以使用大型

20、挖泥船，功效高；深插排水板可用液壓 鏈條傳動(dòng)式平貫入頭插板機(jī)，不僅有能力穿過厚砂層插到35m深而且效率相當(dāng)高；回填砂 的密實(shí)可用大功率的振沖機(jī)振沖后回填砂層的靜探貫入阻力可以達(dá)到12MPa的要求。該 方案實(shí)現(xiàn)了就地取才、廢物利用，數(shù)千萬育回填砂石料都能取自附近海域，從基槽挖出的 數(shù)百萬方淤泥可用來填海造地。打設(shè)排水板結(jié)合堆載預(yù)壓工藝成熟，加固效果可靠，這是 工程界最常用一致公認(rèn)的加固方法。在造價(jià)上與樁基承臺(tái)式跑遭相比也比較低廉，雖然比 不清淤方案造價(jià)高，但它的工期短，使投資提前發(fā)揮效益而得到了補(bǔ)償。 對護(hù)岸地基的處理也是成功的。徹底清除基槽淤泥，采用外側(cè)寬里側(cè)窄的不對稱基槽對 保證護(hù)岸穩(wěn)定性和

21、減少沉降很有好處。護(hù)岸是整個(gè)人工島的安全屏障，在施工初期，人們 擔(dān)心護(hù)岸里側(cè)填砂不到一定高程，堤心石能否填到 +4m護(hù)岸是否會(huì)向里滑動(dòng)；又擔(dān)心堤內(nèi) 填砂至設(shè)計(jì)高程時(shí)，護(hù)岸是否會(huì)向外側(cè)滑動(dòng)。根據(jù)現(xiàn)場監(jiān)測位移資料和穩(wěn)定驗(yàn)算證明了上 述兩種情況都是穩(wěn)定的。關(guān)于跑道、滑行道的塑料排水板插入深度問題曾經(jīng)是一個(gè)爭議較 大的問題。軟基加固一般只在壓縮性大的淤泥或淤泥質(zhì)粘性土中打設(shè)排水板，而香港史偉 高工程咨詢公司卻堅(jiān)持在本人工島跑道區(qū)將排水板插入壓縮性不大（每米約壓縮 3厘米）的 雜色或灰色粘土中10米，即排水板插到標(biāo)高約-32mDCMlt經(jīng)過一段工程實(shí)踐后，我們認(rèn)為 史偉高公司的主張是可取的。這是因?yàn)楸竟?/p>

22、程下臥有深厚的（達(dá)-55m左右）中壓縮性粘土， 它的總壓縮量較大（較厚區(qū)段可達(dá)70cm）,將排水板盡量往深打則可在道面施工前多消除一 定量的沉降，即使是多消除 10多厘米也是可取的。 當(dāng)然，最后通過施工監(jiān)測資料分析與評估，發(fā)現(xiàn)在地基處理設(shè)計(jì)中尚有幾處缺陷，如護(hù)岸 內(nèi)坡部分基槽斜坡段未要求插排水板， 將會(huì)發(fā)生較大沉降差， 致使內(nèi)坡拋石結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形。 又由于滑行道槽面西邊沿與護(hù)岸內(nèi)坡搭接了一段，上述沉降也可能使道面產(chǎn)生過大的變形 而導(dǎo)致開裂。若當(dāng)初設(shè)計(jì)使滑行道里護(hù)岸遠(yuǎn)些，則有望避免此問題發(fā)生。 3.3 深圳機(jī)場 3.3.1 工程設(shè)計(jì)概況 深圳機(jī)場為國家一級民用機(jī)場，位于深圳市西北福永鎮(zhèn)的伶仃洋東畔

23、場道有跑道和滑 行道各一條，長3400m寬度分別為60m和40m另有7條聯(lián)絡(luò)道將它們與站坪，停機(jī)坪及 候機(jī)樓聯(lián)成一整體。 3.3.2 地基土層特性 機(jī)場場區(qū)地勢平坦而開闊 .地基土層包括淤泥， 亞粘土.淤泥質(zhì)亞粘土， 砂層及風(fēng)化殘積土。 分為3個(gè)壓縮土層：第I層為淤泥，平均 w=84%, e=2.3，承載力低，壓縮性高，a=2.23 MPa左右，Cr 8 10 4cm2/s，固結(jié)困難。第U層又分為4個(gè)亞層：II2層為輕超固結(jié)亞粘 土,超固結(jié)比OCR=2.6w=25%, a=0.39MPa，性質(zhì)較好I 1-2層為粘土土混砂，透水性較好； 12層為淤泥質(zhì)亞粘土，w=4（%，壓縮性較大；I 3為砂層

24、，透水性較好，含2.0m左右水頭 的承壓水。第川層為殘積土層，分為兩個(gè)亞層，川i層為風(fēng)化程度較強(qiáng)的土層，平均w=29%， a=0.45MPa1，2.7 10 1cm2/s，屬中等壓縮性；川2層為性質(zhì)較好，風(fēng)化程度較弱的土 層，壓縮性較低；這三個(gè)土層在場道地基中并不是均勻分布的。淤泥層普遍存在，厚度4 8m U層只在部分地段存在，川層雖普遍存在，但有 6個(gè)軟弱帶，給地基的不均勻沉降造 成不利影響。 4 3.3.3 沉降控制要求和分析計(jì)算 由于跑道、滑行道和聯(lián)絡(luò)道采用混凝土剛性道面，對地基的剩余沉降及不均勻沉降要求 十分嚴(yán)格。按道面設(shè)計(jì)要求： 道面澆注后至跑道使用 30 年所產(chǎn)生的沉降量不得太于

25、50mm， 不均勻沉降在彎沉盆半徑太于 50m時(shí)，盆底的沉降與盆頂?shù)某两挡钚∮?50mm為了滿足沉 降要求，同時(shí)考慮工期與投資兩個(gè)因素，經(jīng)反復(fù)論證比較，地基處理選用攔淤堤封閉挖除 淤泥，回填石碴或風(fēng)化石碴料，分層填筑碾壓形成工地基。地基工程于1988 年 12 月開工 至 1990年底完成， 1991年初開始混凝土道面施工， 5 月道面工程完成。為了滿足道面對沉 降的要求，在設(shè)計(jì)和施工過程中，采取了一系列的工程措施對地基的沉降進(jìn)行控制，以使 地基的沉降大部分甚至全都沉降在施工期內(nèi)完成。 通過分析計(jì)算，找出整個(gè)場地地基中不能滿足設(shè)計(jì)要求的地段，以采取相應(yīng)措施。在分 析中，采用了土力學(xué)中傳統(tǒng)的分層

26、總和法和有限元法兩種方法進(jìn)行計(jì)算。在有限元計(jì)算中 用劍橋彈塑性模型和比奧固結(jié)方程耦合的方法對地基的應(yīng)力、 應(yīng)變、位移與沉降進(jìn)行分析。 田地基土屬正常固結(jié)或微超固結(jié)，且裂隙發(fā)育，剪脹性不明顯，用劍橋模式是合適的。且 此模式參數(shù)少，易于測定。 3.3.4 換填地基的沉降控制方案 為了使換填后的地基滿足混凝土剛性道面對沉降與差異沉降的嚴(yán)格要求 必須采取許多 措施以使地基的沉降在換填施工期內(nèi)完成較大的比倒使剩余沉降小于道面設(shè)計(jì)所要求的 允許值。包括兩個(gè)方面的措施：在設(shè)計(jì)階段通過分析地基的沉降規(guī)律。采取必要的工程 措施加速地基的沉降。在換填施工階段，通過對觀測資料的分析，調(diào)整道面工程的施工時(shí) 間。使地基

27、的沉降與剩余沉降完全滿足道面設(shè)計(jì)允許值。 前述的沉降分析計(jì)算表明：當(dāng)換填地基完成后，道面工程開始施工前。可以完成總沉降 的80%左右，能使93%的地段的剩余沉降量滿足小于 50mm勺要 求對不能滿足的地段采取如下的措施： (1) 在回填過程中，挖淤后對基坑抽水，使回填體保持干燥狀態(tài)。作用在持力層上的荷 載為回填體的干容重與厚度的乘積。而在場道工程完成后，地下水位上升，回填體變成浮 重作用于持力層。使基中的壓縮層在施工期超載 45t/m2。從而降低剩余沉降量。 (2) 消除砂層中的承壓水頭。在幾個(gè)溝槽段的部位，往往有U 2層淤泥質(zhì)土存在且與下 層砂并存，而砂層中的承壓水又使U 2層的固結(jié)排水困難

28、，消除承壓水可使U 2層由單面排水 變?yōu)殡p面排水，大大地加快了 U 2的固結(jié)。 (3) 在換填完成后.經(jīng)過一個(gè)施工停歇期后再澆筑道面混凝土。 可使剩余沉降量減少。 在地基處理設(shè)計(jì)中，曾建議在少數(shù)部位停歇 25個(gè)月。而在實(shí)際施工中。根據(jù)觀測資料分 析進(jìn)行控制。 根據(jù)這一方法得出各個(gè)觀凋斷面的地基最終沉降量及剩余沉降量列于表1中。用此法決定 道面施工時(shí)間。1991年1月開始澆筑道面工程，同年6月道面工程全部施工完畢以后的 觀測資料表明，地基沉降已經(jīng)穩(wěn)定。實(shí)測沉降值與剩余沉降值列于表1中，表1說明沉降 控制完全達(dá)到道面設(shè)計(jì)要求。 觀測斷面道中的沉降與剩余沉降量表表1 觀測斷面號 I n IV V 最

29、終沉 降(mm) 預(yù)測 80 164.8 87.5 78 103 92.5 實(shí)測 67.4 133.3 58.1 7.6 87.1 68.5 剩余沉 降(mm) 預(yù)測 19.7 42 25.6 21.3 18.7 38.5 實(shí)測 1.6 3.3 4.0 3.4 1.7 7.7 3.4國內(nèi)外其它軟基上已建機(jī)場的工程舉例 341寧波機(jī)場 寧波機(jī)場是1986年至1990年在軟基上建設(shè)的機(jī)場。該機(jī)場地基約有30m厚的軟土層表 層是0.65m硬殼層；其下就是軟弱的淤泥質(zhì)粘土層，含水量任 48%-53沱間，孔隙比為 1.341.45 ;再下面是輕亞粘土和亞粘土，土性較好，含水量 36%孔隙比接近1.0。 采用袋裝砂井超載預(yù)壓加固。袋砂井直徑7cm正三角形布置，邊長1.4m，砂井最大打入 深度20m跑道西端砂井下尚有10m厚軟土。未打砂井，堆載高4m預(yù)壓期為7個(gè)月。斷 面中心實(shí)測沉降約為130cm地面20m以下沉降很小，只有23cm,超載量為永久荷載的 54%75.5%,可確保20年安全使用。 跑道道面