王子峪
乌鲁木齐国际机场改扩建指挥部 新疆乌鲁木齐 830000
摘要：乌鲁木齐国际机场长期处于饱和运行状态，为了有效缓解机场运行的客流压力与运输压力，满足当地社会发展需求，在政府的迫切需求下，展开了乌鲁木齐机场扩建项目。乌鲁木齐机场环境十分复杂，要在如此复杂的环境之下进行高填方地基工程施工，还是有一定难度的。本文以乌鲁木齐国际机场改建项目为重点对高填方工程施工的沉降与稳定性控制问题进行探索分析。
关键词：高填方；机场工程；沉降变形；监测
引言：随着我国经济水平的不断发展，越来越多的地区开始进行高填方机场的改造建设，本文以西北地区乌鲁木齐国际机场改建项目的高填方施工为基础，对乌鲁木齐国际机场改建项目的高填方工程施工过程中所使用的理论与施工方法进行分析，为以后相关工程的建设积累经验，供相关行业从业人员参考。
1工程概述
乌鲁木齐国际机场是国家民用一级机场，始建于1939年。从1950年至今经历了数次的扩建和续建。80年代初乌鲁木齐国际机场曾跻身于全国四大国际机场之一，但随着国内一些新机场的迅速崛起和新疆境内支线机场的扩建，乌鲁木齐国际机场已不能满足新疆改革开放和经济发展的需要。1994年4月，经国家批准立项，总投资19.53亿元的乌鲁木齐国际机场改扩建工程正式破土动工。1998年8月以飞行、机务区为土的改扩建一期工程通过验收并投入使用。本文以乌鲁木齐国际机场改建项目为基础，乌鲁木齐国际机场改建项目计划新建2、3跑道，建设一个占地面积为五十万平方米的北区航站楼，以占地面积为九万多平方米的中和交通中心与相关配置设施，项目的总投资数额达到四百多亿人民币。项目改建完成之后，乌鲁木齐国际机场飞行区的等级将升级到4F，年旅客吞吐量可以达到四千八百多万人次，货物运输吞吐量可以达到每年五十五万吨。终端目标年旅客吞吐量高大六千三百万人次，货物运输吞吐量可以达到每年七十五万吨。项目建成之后可以进一步强化乌鲁木齐国际机场对中亚地区和西亚地区的影响，成为我国打开欧洲市场的重要枢纽。打造西北地区的空中丝绸之路，带动我国西北地区的经济发展。
2 高填方沉降理论计算方法
分层总和法
该方法在同类工程中沉降理论计算中使用的频率最高，分层综合法计算的原理是通过求得高填方地基竖直方向上的应力，然后再运用室内压缩试验的方法得出相应参数，最后再对各个分层结构的沉降量进行分别计算，再将计算结果整合起来，得到最后的高填方总沉降量。分层综合法所计算出来的沉降量总和数据与实践监测所得到的结果之间还是存在一定的差距的，分层总和法所使用的参数值，是在假设完全侧限的条件下所得出的，并没有考虑到侧向变形因素。
三维沉降计算方法
该方法在进行高填方地基沉降量计算时，将高填方的填筑体看做是一个三维应力状态的构筑物，其沉降包括有竖向的压缩变形以及侧向的变形，软土地基中的含水量要更高以下，并且具有流变的性质，在地基沉降过程中，侧向的变形会更严重一些。
有限单元法
该方法是将高填方地基的构筑体看做是一个网格状的整体，将其划分成一个离散状态的单元体系，然后再对其荷载条件进行分析，对任意时刻任意点的位移和应力情况进行计算，其中高填方地基顶面位置竖向上的位移也就是我们所计算的高填方机场的最终沉降量。
反分析方法
反分析方式也就是通过对工程现场监测到的沉降数据来进行逆向分析，从而得到各项参数，然后再利用得到的参数计算出我们所需要的各项参数，然后再进行沉降量的计算。通过这样反复计算的方式，得到高填方机场的地基沉降数据。
3 高填方沉降变形监测方法
监测过程
控制网坐标系与监测站坐标系：使用控制测量方式所得到的数据建立的坐标系被称之为是控制网坐标系，使用每站测量仪测量数据形成的坐标系被称之为是监测站坐标系，测量的实践操作过程如下：
（1）控制测量：在开始沉降变形测量之前，应该针对整个监测地基区域进行控制网的建立，控制网的建立方式可以使用GPS自由网建立方式，也可以使用经典边角网的方式进行建立。采用空间直角坐标系的方式来进行坐标系的建立，变形监测通常只有边长较短的所发，因此不需要进行投影，不免出现投影变形问题，对控制测量结果产生影响。
（2）变形监测:自由设站测量，通常有两种方式:
一是单站测量,仪器不动，测量所有目标,其标准测量半径为300m以内，适合监测范围较小的区域;
二是转站测量(通常称为蛙跳),完成一次测量任务需要多次移动仪器的位置,其优点是可以避免外界环境的影响,改善通视条件。一般通过对3个以上的定向点(即相邻两站重复测量的公共点)测量,建立起相邻测站之间的姿态、定向关系，同时实现仪器测量范围的较大扩展,也可避免测量精度随距离增大而快速降低,更适合较大范围的监测区域。
数据处理方法
传统的沉降监测数据方法一般都是通过采用人工或者半人工的方式来完成的，比如一些大型机场建设项目的沉降数据监测，它们所使用的数据处理方式大多数都是利用一些自动化的数据处理软件来实现的，将计算结果自动生成数据图，对沉降的趋势进行预测分析，掌握更加有效的构筑物变形情况。下面本文就对检测网平差方法进行探索分析，选出适合用于乌鲁木齐国际机场改建黄土山区高填方机场变形数据监测处理方法。
监测网经典平差计算方法
监测网经典评价计算需要确定监测网中有足够的稳定点，能为平差的起算点奠定基础。将这一系列数据作为鞠准，确定监测网中其他未知点的坐标。此类监测网生成的图形比较复杂，并且会有多个观测点，并不会被使用到。经典网平差数据处理方式具有以下两个问题：
（1）网中可能会出现多个稳定点，稳定点的选择不同，数据处理的平差结果自然也会不同，因此在进行数据的平差处理之前，一定要确保稳定点选择的准确性。
（2）变形网中的网点是非常难以确定的，无法准确的判断出哪个点是肯定不会发生变化的，也就是基准的选择十分困难。
秩亏自由网平差
什么是秩亏呢？指没有足够的基础运算数据，也就是无法确定起始计算的点。秩亏自由网也就是不进行固定点的架设，将所有的网点一视同仁，将所有的网点都看作是带定量，这样一来就可以有效计算出变形量数据。该方法的理论核心就是平差处理的结构与所选的基准之间并不会有直接的联系。秩亏自由网评价数据处理方式与经典平差数据处理方式相比而言要更加实用一些，因此在多数机场高填方沉降变形监测数据处理中得到了广泛使用。
4 结束语
受到地基沉降、稳定性以及高边坡稳定性等各种因素的干扰，比如原地基土分布与岩土情况复杂，地基处理方法与效果，土方填筑对材料特性方面的需求等都是高填方地基沉降与稳定性控制的关键所在。
参考文献：
[1]李正.重庆江北国际机场第三跑道工程高填方排水问题研究[J].土工基础,2020,34(02):105-108+113.
[2]李海鹏,朱恒元.某高填方机场湿陷性黄土处理效果评价与稳定性分析[J].土工基础,2019,33(06):634-638.
[3]卞文堂,苏帅.机场高填方工程土基下沉防治措施研究[J].价值工程,2019,38(19):151-153.
[4]闫俊. 机场高填方沉降变形分析与预测及数据可视化研究[D].成都理工大学,2015.
[5]张文斌. 昆明新机场高填方地基沉降变形监测及预测研究[D].成都理工大学,2013.
[6]吴志轩,杨军.消费级无人机在大型岩土工程三维建模中的应用——以西南某山区机场高填方地基为例[J].岩土工程技术,2017,31(06):311-316.