精心整理国内外海上机场地基处理方案概述许韬摘要:地基处理是海上人工岛机场建设面临的难题，本文总结分析了国内外如关西机场、澳门机场、深圳机场等着名海上机场，结合具体的工程地质条件所采用的地基处理方案，并通过后期对沉降的监测所得到的数据对方案进行评估比较。
实践证明，虽然海上机场建设所处的工程地质条件很差，但是通过合理的地基处理方案，可以在保证工期的情况下对后期的沉降起到良好的控制。
关键词：海上机场人工岛地基处理Abstract1前言18%，21975-1981），珠海三灶机场（建设时间1992-1995）等，离岸型机场有日本长崎机场（建设时间1972-1975），中国澳门国际机场（建设时间1992-1995），日本中部国际机场（建设时间2000-2005）等。
海上机场由于其所处位置的特殊性，地基处理成为机场建设的关键问题。
海上机场的基础通常是由填海形成的土地，工程量一般相当浩大，而且由于地基处理问题棘手，对沉降控制要求严格，一般工期比较长。
例如日本关西机场建设于平均水深18米的海域中，一期工程和二期工程形成了10.56km2的土地，填土总厚度达33米，动用土、砂石料4.28亿m3，一期用时5年，二期用时8年。
然而即使关西机场采用了当时最先进的技术，其基础沉降量仍然超出预期，截至2009年平均下沉幅度达到11.7米，并且出现的不均匀沉降问题导致其建筑结构使用收到严重影响。
关西机场采取在较大建筑下取沙换土，以维持海床上的重量平衡，同时设置顶升系统，随时调整补充因不均匀沉降导致的缝隙。
3国内外海上机场地基处理方案举例3.1日本关西机场3.1.1机场设计概述关西机场为离岸型，按设计要求，整个工程将先用填筑施工法建成一个面积为5110米的海上人工岛，然后再在岛上建造海上机场环绕人工岛的护岸全长约11公里。
在岛上将建有起落跑道，引导跑道、停机坪、候机楼、导航设施。
根据第一期工程建设计划，机场的年设计起落能力达10万次，日起落能力可达280次。
该机场的施工海域的水深为16.5米～19.0米左右。
海底地基20米左右以上为软弱的冲击粘土层，再往下至1003.1.240～60%3.1.3用些。
意义。
3.1.4建筑场地的地基处理人工岛的建设，一般是先建设护岸，然后再将护岸内的场地填平。
如前述，因关西海上机场的面积大，海水较深，填筑土石方量大，因此，填筑场地的地基改良与沉降评估是人工岛建设的又一个关键问题。
为此，首先对填筑场地采用了SD改良法，来加速粘土层的压密过程。
所谓SD地基改良法，就是在场地的粘土层的相应间隔内人工贯入砂桩。
这样随着上部荷载的增加，粘土层中所产生的超静孔隙水压力可以向水平方向的砂桩中逸散，从而加速了粘土层的压密过程，这就是所谓的SD法。
关西海上机场的填筑面积较大，在用SD 法进行地基改良时，砂桩的间距职为2.5米×2.5米，砂桩的直径为4O厘米，砂桩的总数约为1O0万根。
这些数据是依据填筑的施工期，填筑土石层厚度，未来机场的设计和使用要求，对现有的冲积粘土层承载力的增大要求来决定的。
在现有的设计条件下，大体上在机场投人使用时，冲积粘土层将完成其压密过程。
其次，填筑施工也如护岸施工一样，采用阶段施工法，即在水深为-15米、-10米、-6米时进行直投式填筑，在水深-8米时，进行扬土式填筑。
为了保证各载荷阶段地基支持力的增加，在两次直投式填筑之间分别相隔六个月，这样基本上可以保证足够的压密期间。
关西海上机场人工岛的填筑土石厚度为30米，伴随填筑过程，冲积粘土层将有明显的沉降，经理论上计算，其沉降量随该地点冲积粘土层的层厚等有些变化，预测平均将有六米左右的0e降量，这一点有待于建成后的量测结果的验证关于洪积层的沉降，则较为复杂，不确定的因素较多。
有关研究者曾利用有限单元法进行了分析计算，根据建设场地深层钻孔资料，预计洪积层在十年以后将有0．5米～1．0米左右的沉降。
由于海上机场场地的特殊性，加上当时建设经验有限，关西机场在使用中也发生了较大的不均匀沉降，后期采取在较大建筑下取沙换土，以维持海床上的重量平衡，同时设置顶升系统，随时调整补充因不均匀沉降导致的缝，。
来保证机场的正常使用。
3.2澳门国际机场3.2.1机场设计概况，全3.2.2[3]石的安全3.2.3该方C方案。
各方案各有特点，最后经过比较选择的是B方案，在论证的过程中又吸收了各方的好建议，如在下卧粘土层中设排水板以消除残余沉降，又如改变水上插板为陆上插板．改善施工条件，加快施工进度等等，使之形成了一个比较完善的方案。
B方案的主要特点是跑道区地基全部清淤，在下卧粘土层中打设排水板进行填砂预压。
其主要工序为：（1）在跑道、滑行道范围内将淤泥全部清除；（2）回填砂至一定高程(该高程随水上插板或陆上插板而定)；（3）吹填砂；（4）堆砂预压；（5）卸载；（6）用振冲法和强夯法密实回填砂。
此方案不仅技术上可行．而且彻底清除了淤泥．采用换填处理方法虽然造价高于A、C方案，但工期大大缩短经国内外专家同行评议，最后采纳了此方案。
B方案被认为这是一个好方案，首先在技术上比较先进，且切实可行，能满足上部构筑物功能上的要求。
清淤、吹填抛填砂可以使用大型挖泥船，功效高；深插排水板可用液压链条传动式平贯入头插板机，不仅有能力穿过厚砂层插到35m深而且效率相当高；回填砂的密实可用大功率的振冲机．振冲后回填砂层的静探贯入阻力可以达到12MPa的要求。
该方案实现了就地取才、废物利用，数千万育回填砂石料都能取自附近海域，从基槽挖出的数百万方淤泥可用来填海造地。
打设排水板结合堆载预压工艺成熟，加固效果可靠，这是工程界最常用一致公认的加固方法。
在造价上与桩基承台式跑遭相比也比较低廉，虽然比不清淤方案造价高，但它的工期短，使投资提前发挥效益而得到了补偿。
对护岸地基的处理也是成功的。
彻底清除基槽淤泥，采用外侧宽里侧窄的不对称基槽对保证护岸稳定性和减少沉降很有好处。
护岸是整个人工岛的安全屏障，在施工初期，人们担心护岸里侧填砂不到一定高程，堤心石能否填到+4m，护岸是否会向里滑动；又担心堤内填砂至设计高程时，护岸是否会向外侧滑动。
根据现场监测位移资料和稳定验算证明了上述两种情况都是稳定的。
关于跑道、滑行道的塑料排水板插入深度问题曾经是一个争议较大的问题。
软基加固一般只在压缩性大的淤泥或淤泥质粘性土中打设排水板，而香港史伟高工程咨询公司却坚持在本人工岛跑道区将排水板插入压缩性不大(每米约压缩3厘米)的杂色或灰色粘土中10米，即排水板插到标高约-32mDCM处经过一段工程实践后，我们认为史伟高公司的主张是可取的。
这是因为本工程下卧有深厚的(达-55m左右)中压缩性粘土，它的总压缩量较大(较厚区段可达70cm)，将排水板尽量往深打则可在道面施工前多消当然，一段，发生。
3.33.3.13400m，3.3.2MPa-1，w=25大；Ⅱ3；Ⅱ层3.3.3时，盆基处理选用拦淤堤封闭挖除淤泥，回填石碴或风化石碴料，分层填筑碾压形成工地基。
地基工程于1988年12月开工至1990年底完成，1991年初开始混凝土道面施工，5月道面工程完成。
为了满足道面对沉降的要求，在设计和施工过程中，采取了一系列的工程措施对地基的沉降进行控制，以使地基的沉降大部分甚至全都沉降在施工期内完成。
通过分析计算，找出整个场地地基中不能满足设计要求的地段，以采取相应措施。
在分析中，采用了土力学中传统的分层总和法和有限元法两种方法进行计算。
在有限元计算中用剑桥弹塑性模型和比奥固结方程耦合的方法对地基的应力、应变、位移与沉降进行分析。
田地基土属正常固结或微超固结，且裂隙发育，剪胀性不明显，用剑桥模式是合适的。
且此模式参数少，易于测定。
3.3.4换填地基的沉降控制方案为了使换填后的地基满足混凝土刚性道面对沉降与差异沉降的严格要求．必须采取许多措施以使地基的沉降在换填施工期内完成较大的比倒．使剩余沉降小于道面设计所要求的允许值。
包括两个方面的措施：在设计阶段．通过分析地基的沉降规律。
采取必要的工程措施加速地基的沉降。
在换填施工阶段，通过对观测资料的分析，调整道面工程的施工时间。
使地基的沉降与剩余沉降完全满足道面设计允许值。
前述的沉降分析计算表明：当换填地基完成后，道面工程开始施工前。
可以完成总沉降的80％左右，能使93％的地段的剩余沉降量满足小于50mm的要求对不能满足的地段采取如下的措施：（1）在回填过程中，挖淤后对基坑抽水，使回填体保持干燥状态。
作用在持力层上的荷载为回填体的干容重与厚度的乘积。
而在场道工程完成后，地下水位上升，回填体变成浮重作用于持力层。
使基中的压缩层在施工期超载4～5t/m2。
从而降低剩余沉降量。
（2）消除砂层中的承压水头。
在几个沟槽段的部位，往往有Ⅱ2层淤泥质土存在且与下层砂并存，而砂层中的承压水又使Ⅱ2层的固结排水困难，消除承压水可使Ⅱ2层由单面排水变为双面排水，大大地加快了Ⅱ2的固结。
（3）在换填完成后．经过一个施工停歇期后再浇筑道面混凝土。
可使剩余沉降量减少。
在地基处理设计中，1991硬壳层；20m表面有2～3m粉砂，其余多为粉粒为主的粘性土层。
在使用荷重作用下约有27cm沉降，其中淤泥和淤泥质土占9.5cm．主跑道地基采用真空预压法加固，即预压荷载相当于80KPa，大于飞机荷载52KPa，也就是有约30KPa 的超载。
预压结束时固结度达到95以上，消除的沉降超出设计荷载下沉降量的53%，所以机场投入营运后不再有沉降产生跑道面比原地面高出134m，道面同样采用混凝土刚性道面，厚38cm，机场投入使用一年多，目前道面情况良好。
总结：通过人工岛建设海上机场会是今后机场建设的一个方向之一，具有很多陆域机场不具备的优势，解决了机场与民争地的问题，而且噪声污染也更小。
但是海上机场的建设也有其特殊的困难性，由于基础土质一般较软弱，粘土和淤泥质土较多，而且含水量极高，容易发生不均匀沉降，给机场的建设和运营带来了很大的挑战。
灵活运用换填、排水固结、强夯、灌入桩等方法，能有效的加快施工进度，控制沉降。
国内外大型海上机场的相继建成也为海上机场的建设提供了宝贵的经验。
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