浦东机场区域软弱土厚度非常大,普遍超过30m,局部有古河道流经的区域甚至达到60m,在荷载作用下软弱土的变形量非常大,深厚软弱土的变形控制成为工程建设所要解决的首要问题。浦东机场现有的一、二、三跑道,在建设过程中均花极大精力进行软基处理已解决深厚软弱土的变形问题,一跑道采用强夯方法,二跑道采用“深层堆载预压+浅层强夯”方法,三跑道采用真空预压+冲击碾压方法,在三条跑道投入运行后均进行了长时间的沉降观测,通过观测发现,在跑道通航后仍发生了较大的沉降变形,一跑道在通航14年时平均沉降量约62cm,二跑道通航8年平均沉降量约36cm;三跑道地质条件较好,在通航4年后的平均沉降量也达到了 18cm。新建四跑道临近海堤,相对比于机场的一、二、三跑道,地质条件更差,软基处理的难度极大。在软弱土地基上修建的跑道,变形控制是首要任务,只有掌握软弱土的变形特性才能制定适宜的变形控制对策。因此,本文对软弱土在飞机荷载作用下的变形特性进行研究,对软弱土在变形处理及强度处理过程中的变形特性进行研究,进而制定四跑道软弱土变形控制对策。本文所做的主要研究工作如下:本文首先对浦东机场区域软弱土特性,尤其是第④层淤泥质粘土的特性进行研究,通过研究发现浦东机场区域从三跑道向四跑道方向(由西向东),软弱土层的工程特性逐渐变差,沉降变形控制的难度逐渐增大,四跑道在软基处理的难度要大于其他跑道。在软弱土上修建的跑道,对飞机荷载作用下软弱土的变形特性进行研究,得出软弱土中应力及变形的响应及反馈机制,对确定变形控制对策至关重要。针对软弱土的应力响应,对飞机荷载作用下土基中的附加应力及影响深度进行了分析;针对软弱土的变形反馈,基于浦东机场区域内地质条件及飞机荷载的相近性,通过对已有跑道沉降变形研究得出。研究发现,对于浦东机场区域的软弱土,飞机荷载的主要影响深度在1Om以内,浦东机场已有跑道飞机荷载引起的沉降变形在130.8mm以内。飞机动载沉降与工后总沉降的比值,在通航初期较大,但随着跑道通航时间的增加,地基土层不断固结,土层强度逐渐增加,飞机动载的影响逐渐减小,飞机动载引起的沉降在总沉降中的占比也逐渐减小。针对四跑道区域深厚的软弱土层变形量大的问题,进行堆载试验,对大面积堆载作用下软弱土的变形特性进行研究,通过试验发现,四跑道区域软弱土在大面积堆载作用下的沉降变形量非常大,本次试验堆载联合塑料排水板区“插板区”软弱土的平均沉降变形量为1187.9mm,直接堆载区“未插板区”软弱土的平均沉降变形量为662.4mm,其中埋深10～18m深度范围内软弱土的沉降变形量较大,大面积堆载的影响深度非常大,在埋深38m处测得的沉降量仍达到107mm。经过加载后,主要土层孔隙比减小,压缩模量及标贯击数均有不同程度的提高。说明土层的变形量减小,强度增大。进行大面积堆载数值模拟,采用软土蠕变模型模拟粘性土及粉质粘土的固结及蠕变,数值模拟结果与现场试验数据非常接近,较好的反应了现场实际情况,取得了预期的效果。研究发现堆载区地表存在不均匀沉降,堆载区中部沉降量大,边缘小,本试验中插板与不插板两种方案,边缘坡顶处的沉降量约为堆载体中部区域沉降量的76%～80%,距堆载体坡顶5m处,沉降量约为中部区域的84.7%～88.8%,距坡顶10m处,沉降量与中部区域沉降量的比值则均超过90%。因此,在进行堆载设计时,边界效应的影响不能忽视。虽然在大面积堆载的作用下,软弱土地基的大变形问题得到解决,但土层的强度仍很低,本文结合软弱土强度处理试验,总结得到了软弱土在冲击荷载作用下的变形特性,总结了适用于四跑道软弱土强度处理的工法。通过以上研究,掌握了软弱土在飞机荷载作用下的变形特性、在大面积荷载作用下的变形特性、在冲击振动荷载作用下的变形特性,在此基础上提出了四跑道软弱土变形控制对策。本文最后根据四跑道通航后沉降变形数据的分析,对四跑道沉降变形控制效果进行了评价。