作者：郑晓蒙
下穿地下结构物的稳定关系着飞机起飞、拖行或降落过程的安全。因此，在设计阶段，工程技术人员应充分考虑地下结构物的受力特征以确定合理的设计参数。
目前，国内学者研究了飞机移动荷载对地下建筑物的影响。但不同的机型、不同的起落或拖行工况下，对地下结构物内力有明显的差别。本文以上海浦东某飞机拖行道下穿地道工程为例，对地道设计进行分析和探讨，为相似工程提供参考。
1工程概况
上海浦东商飞总装基地与机场通过拖行道相连，拖行道与规划盐朝公路约800相交。为保证将来车辆和行人通行，规划盐朝公路采用地道方式穿越拖行道。盐朝公路地道与拖行道关系效果图见图1。
盐朝公路为城市次干路，4快2慢，通行净高≥5m，设计速度40 km/h。地道设计使用年限50 a，抗震设防烈度为7度。拖行道此处采用1：1.5路堤形式，顶宽45 m[0.5 m（路肩）×2+9.5 m（道肩）×2+25 m（道面）]。本工程近期同步实施拖行道下的地道暗埋段和雨水泵房。暗埋段施工完成后，地道暗埋段两端临时封堵，回填恢复至原地面标高，远期实施暗埋段两侧引道结构时，凿除临时封堵墙。
本工程位于上海商飞总装制造厂西侧，原地面平均标高为3.1 m，基坑最大开挖深度约6.3 m。主要涉及地层为2.3 m厚①1填土、4.1 m厚②3砂质粉土、3.6 m厚③淤泥质粉质黏土、10 m厚④淤泥质黏土和10 m厚⑤1黏土，坑底位于砂质粉土层底部。地下水位取地面标高下0.5 m。施工场地周边较开阔，无保护建（构）筑物。
2地道结构
2.1横断面设计
本工程下穿地道之上的地面供飞机拖行，行走机型为B747-400飞机，该种飞机空载总重390.5 t，胎压1.38 MPa。飞机起落架共16轮胎，轴心距等参数见图2。
盐朝公路地道为单箱四孔现浇结构，顶板埋深约1.3 m，底板埋深约8.4 m。地道结构顶、底板厚0.8 m，侧墙厚0.7 m，中墙厚0.5 m，机非分隔墙厚0.4 m，横断面布置示意图见图3。
将飞机荷载等效为2个轮组的移动荷载。轮压荷载通过道面结构和地基土的扩散传递到地道结构顶板上。通过扩散理论，飞机荷载等效为地道顶板上的局部均匀荷载，计算模型示意图见图4。
通过多种工况试算，当轮组1作用在车道孔顶板跨中时地道弯矩最大，顶板最大弯矩为725 kN·m/m（见图5），底板最大弯矩为668 kN·m/m，通过截面计算，该断面尺寸能够满足抗弯和抗剪要求。
2.2附属及构造
本工程同步实施地道附属雨水泵房一处。地道共设3处横截沟，在横截沟低点通过管道将雨水引入泵房。泵房内径尺寸为l0m*8m，内设4台水泵，保证地道结构的正常排水。
为防止地道内交通事故引发的爆炸、抛物等不良因素影响拖行道道面的正常运营，地道两端出人口各增置10 m的遮板段，遮板段端部采用1.7 m矮墙进行遮挡。此外，为减少拖行道的不均匀沉降，地道横向两侧设置8m长的搭板，搭板的宽度与拖行道宽度一致。
3基坑工程
基坑采用两级放坡的开挖方式（见图6）。上级坡坡高3.0 m，坡度1：2，坡脚处设截水沟，坡面采用80 mm厚挂网喷射混凝土保护。两级坡之间设宽5m的平台。下级坡坡高3.4 m，坡度1:2，坡面处理同上级坡，坡脚处除设截水沟外，2.2 m范围内采用D700双轴搅拌桩加固，加固深度3m。地道泵房落深处直立开挖，基坑落低约3m，采用D700双轴搅拌桩重力式围护，插入比1.5：1。此外，降水井点采用轻型井点，井点管伸至井点以下一定深度，保证将地下水位降至坑底以下1m。
4软基处理
盐朝公路地道存在软弱下卧层③淤泥质粉质黏土和④淤泥质黏土层，淤泥质土层埋深约6m，总厚约13 m。考虑到拖行道功能特殊，沉降控制要求高，对飞机拖行道范围进行软基处理。
根据本场地软土特性和分布特征，地基处理常用的方法有搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基和预制桩复合疏桩基础3种。
搅拌桩复合地基属于半刚性复合地基。由于水泥土桩单轴承载力有限，刚度小，过深的桩长无法有效地将荷载传递到土层，需加大置换率。传统的双轴搅拌桩加固深度有限，三轴搅拌桩和新近推广使用的单轴钉形水泥土双向搅拌桩单价相对较高。
旋喷桩复合地基属于刚性复合地基，加固效果优于深层搅拌桩，但对施工工艺要求较高，实践中常有旋喷桩加固效果不如搅拌桩的案例，代价高。
预制桩复合疏桩基础属于刚性复合地基，由于预制桩单桩承载力高，可以分担更多的桩间土荷载，有效减少地基沉降，该工法曾在沪宁高速公路的软基处理中成功应用。
结合本工程区域特点和施工工期要求，由于PHC预制管桩质量可靠，施工方便，减少水泥土类桩施工、养护时间，工期短，管理方便。预制桩复合疏桩基础以沉降控制为主，布置稀疏，综合造价低，本工程采用预制桩地基的处理方式。
本工程控沉疏桩为外径400 mm、壁厚80 mm的预应力AB型管桩。根据上海市标准DGJ 08-11-2010《地基基础设计规范》7.5.1-7.5.6条文说明：“沉降控制复合桩基采用大桩距摩擦桩，强调其桩端持力层不能十分坚硬，复合桩基应有一定的沉降量以保证承台下地基承载力的发挥，否则基底宜产生应力集中且不经济”，故设计桩长为基底以下20 m，深入相对较好的持力层⑤1层。桩间距为2.5m×2.54 m（见图7）。
通过施工反馈，预制桩复合疏桩的方法简单易操作、质量有保证，最终沉降控制在允许范围之内。
5结语
飞机荷载应根据具体机型选择轮压和轴压间距。可将飞机载重等效为机身轮组的集中荷载。集中荷载通过扩散等效为地道顶板上的局部均匀荷载。地道两端宜设置一定长度的遮板段，以减少地道交通事故引发的爆炸、抛物等影响飞机拖行道的运营。地道横向两侧宜设置一定长度的搭板，以减少拖行道的不均匀沉降。软土地区分级放坡，基坑每级坡高宜控制在3.5 m以内，坡度根据计算确定，宜≤1:2。考虑飞机荷载的特殊性，可采用刚桩对地基进行处理，形成复合地基，控制拖行道的不均匀沉降。
6摘要：
以上海盐朝公路地道为例，介绍下穿飞机拖行道地道的设计。飞机荷载应根据具体机型选择轮压和轴压间距，将飞机载重等效为机身轮组的集中荷载，集中荷载通过扩散等效为地道顶板上的局部均匀荷载。地道两端宜设置一定长度的遮板段，以减少地道意外情况影响飞机拖行道的运营。地道横向两侧宜设置一定长度的搭板，以减少拖行道的不均匀沉降。软土地区放坡基坑每级坡高控制在3.5 m以内，坡度宜≤1:2。采用刚桩对地基进行处理，形成复合地基，控制不均匀沉降。
