CN114561978A - 一种邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，变形控制方法包括以下步骤：在桥梁旁侧搭建基坑支护结构；在桥梁上以及所述基坑支护结构中设置多个变形监测装置；在桥梁的承台与所述基坑支护结构之间架设钢支撑轴力伺服机构，所述钢支撑轴力伺服机构的两端抵接在所述承台和所述基坑支护结构上；进行基坑施工；在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节所述钢支撑轴力伺服机构对所述承台施加的作用力。该方法通过钢支撑轴力伺服机构对桥梁的承台持续施加作用力，并在基坑施工过程中根据变形监测装置反馈的变形量调节该作用力，使得基坑实施过程中桥梁的变形量始终在标准要求的范围内，确保桥梁交通的运营安全。

Description

一种邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法

技术领域

本发明涉及基坑变形控制技术，具体涉及一种邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法。

背景技术

基坑施工会引起土体损失和应力状态改变，从而引发周边土体与铁路桥梁变形。鉴于在铁路桥梁上行驶的高速列车对轨道的平顺性有严格要求，故对邻近铁路桥梁的基坑工程设计与施工提出了极高的要求。特别是邻近高速铁路的深基坑的施工过程控制，稍有不慎，就会超限停工，甚至引发重大事故。

相关技术中，对基坑及周边环境变形控制主要是采取被动控制措施。主要包括：加强围护结构、坑内外土体加固以及分期分区开挖土体等方式。由于被动控制措施在基坑开挖过程中无法适时、主动地控制基坑及周边环境变形，所以会导致基坑造价显著提高、工期显著增长。而且多数情况下被动控制措施难以实现对邻近基坑的高速铁路桥梁的毫米级变形控制。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，以在基坑实施过程中保障高速铁路桥梁的变形量始终在标准要求的范围内，确保高速铁路的运营安全。

本申请实施例提供一种邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，变形控制方法包括以下步骤：

在桥梁旁侧搭建基坑支护结构；

在桥梁上以及所述基坑支护结构中设置多个变形监测装置；

在桥梁的承台与所述基坑支护结构之间架设钢支撑轴力伺服机构，所述钢支撑轴力伺服机构的两端抵接在所述承台和所述基坑支护结构上；

进行基坑施工；

在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节所述钢支撑轴力伺服机构对所述承台施加的作用力。

在一些实施方案中，所述在桥梁上设置多个变形监测装置的步骤，包括：

在桥梁的桥墩顶部和桥墩底部沿宽度方向的两侧分别设置第一变形监测装置，在桥梁的梁体沿宽度方向的两侧设置第二变形监测装置，在轨道板沿宽度方向的两侧设置第三变形监测装置。

在一些实施方案中，所述在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节所述钢支撑轴力伺服机构对所述承台施加的作用力的步骤，包括：

当桥梁上的任意的变形监测装置的数值超过监测预警值，暂停进行基坑施工，增大钢支撑轴力伺服机构对承台的作用力，当桥梁上的各变形监测装置的数值均恢复到监测预警要求的范围内，保持钢支撑轴力伺服机构对承台的作用力，继续进行基坑施工。

在一些实施方案中，所述搭建基坑支护结构的步骤，包括：

沿桥梁长度方向在所述桥梁和所述基坑之间施工隔离桩，在所述隔离桩上端施工第一冠梁；

沿桥梁长度方向在所述隔离桩和所述基坑之间施工地连墙，在所述地连墙上端施工第二冠梁；

在所述第一冠梁和所述第二冠梁之间施工连板，所述连板连接所述第一冠梁和所述第二冠梁；

在所述第一冠梁上施工第一支撑槽，在所述承台的对应位置处施工第二支撑槽；

所述的架设钢支撑轴力伺服机构的步骤，包括：

将所述钢支撑轴力伺服机构中的钢支撑的一端嵌入第一支撑槽内，将轴力伺服机构嵌入所述第二支撑槽中。

在一些实施方案中，在结束基坑施工之后，所述变形控制方法还包括以下步骤：

在所述第一冠梁上邻近所述第一支撑槽的位置挖掘第一转换梁槽，在所述承台上对应位置处挖掘第二转换梁槽；

在所述第一转换梁槽和所述第二转换梁槽之间浇筑转换梁，所述转换梁的一端嵌入第一转换梁槽中，所述转换梁的另一端嵌入第二转换梁槽中；

拆除所述钢支撑轴力伺服机构；

回填所述第一支撑槽和所述第二支撑槽。

在一些实施方案中，所述的在基坑支护结构中设置变形监测装置的步骤，包括：

在承台靠近基坑一侧的土体中预埋第四变形监测装置；

在所述隔离桩中预埋第五变形监测装置；

在所述地连墙中预埋第六变形监测装置；

在第二冠梁的上端设置第七变形监测装置。

在一些实施方案中，所述在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节所述钢支撑轴力伺服机构对所述承台施加的作用力的步骤，包括：

在首层土体开挖前使用钢支撑轴力伺服机构向所述承台施加作用力；

其余各层土体开挖前，根据各个所述变形监测装置的实际数值确定所需施加于所述承台的作用力的数值，在所述其余各层土体开挖前控制钢支撑轴力伺服机构向所述承台施加相应数值的作用力。

在一些实施方案中，所述进行基坑施工的步骤，包括：

基坑分层挖掘并在挖掘的空间内施工内支撑；

基坑回筑。

在一些实施方案中，所述基坑分层挖掘并在挖掘的空间内施工内支撑的步骤，包括：

挖掘土体至与所述地连墙的上端平齐处；在所述土体挖掘形成的空间内施工第一道内支撑，所述第一道内支撑的一端抵接于所述第二冠梁；

在施工完第一道内支撑后继续挖掘土体；

每挖掘预设深度的土体，在挖掘空间内施工腰梁和第二道内支撑，所述腰梁一侧抵接于所述地连墙，所述第二道内支撑抵接于所述腰梁的另一侧；继续挖掘土体至基坑底端。

在一些实施方案中，所述基坑回筑的步骤，包括：

施工结构基础底板；

在所述结构基础底板上端使用混凝土填充所述基坑的侧墙与所述地连墙之间预留的肥槽；

施工第一道换撑板和第一楼板；

拆除腰梁与第二道内支撑；

在所述第一道换撑板上端使用混凝土继续填充所述基坑的侧墙与所述地连墙之间预留的肥槽；

施工第二道换撑板和第二楼板；

拆除第一道内支撑；

在所述第二道换撑板上端使用混凝土继续填充所述基坑的侧墙与所述地连墙之间预留的肥槽，填充至与所述第二冠梁的上端平齐。

在一些实施方案中，所述在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节所述钢支撑轴力伺服机构对所述承台施加的作用力的步骤，包括：

基坑回筑过程中，在每道内支撑拆除前，根据各个所述变形监测装置的实际数值确定所需施加于所述承台的作用力的数值；

在每道内支撑拆除前使用所述钢支撑轴力伺服机构向所述承台施加相应数值的作用力。

本申请实施例提供的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，通过在基坑支护结构体系和桥梁之间结合使用钢支撑轴力伺服机构，使得钢支撑轴力伺服机构对桥梁的承台持续施加作用力，并在基坑施工过程中根据变形监测装置反馈的变形量调节该作用力，使得基坑实施过程中桥梁的变形量始终在标准要求的范围内，确保高速铁路的运营安全。

附图说明

图1为本申请一实施例的一种邻近桥梁的基坑施工方法流程图；

图2为本申请一实施例的邻近桥梁的基坑施工的示意图；

图3为图2中A-A方向的剖视图；

图4为图2中B-B方向的剖视图。

附图标记说明

第一变形监测装置11；第二变形监测装置12；第三变形监测装置13；隔离桩21；第一冠梁22；地连墙23；第二冠梁24；连板25；第四变形监测装置26；第五变形监测装置27；第六变形监测装置28；第七变形监测装置29；混凝土挡墙30；钢支撑轴力伺服机构3；钢支撑31；轴力伺服机构32；第一道内支撑41；腰梁42；第二道内支撑43；底板44；肥槽45；第一道换撑板46；第一楼板47；第二道换撑板48；第二楼板49；转换梁51

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的技术特征可以相互组合，具体实施方式中的详细描述应理解为本申请宗旨的解释说明，不应视为对本申请的不当限制。

相关技术中，为了解决基坑被动控制措施难以实现桥梁变形控制的问题，在基坑内设置钢支撑轴力伺服系统的方式，通过对支撑轴力、围护结构变形及温度的实时监测，根据预设轴力值和预警值，及时补偿、调整钢支撑轴力，以严格控制围护结构变形，保证基坑施工安全。但基坑内设置钢支撑轴力伺服系统存在以下缺陷：①基坑内设置钢支撑轴力伺服系统虽然可以控制基坑围护结构变形，但不能直接有效控制基坑周边桥梁的变形。②当钢支撑长度大于30m时会严重降低自身刚度，无法准确控制基坑围护结构变形。因此基坑内设置钢支撑仅适用于宽度小于25～30m窄条形的基坑(如地铁车站与综合管廊基坑)。对于面积大的地下空间深基坑无法采用钢支撑轴力伺服系统控制变形。③由于钢支撑承载力较低，即使对于类似于宽度小于25～30m窄条形的基坑，当深度超过25m时，基坑支护所需的作用力已超出钢支撑的承载极限，导致无法使用钢支撑轴力伺服系统控制变形。

为此，本申请实施例提供一种邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，请参阅图1，变形控制方法包括以下步骤：

S1：在桥梁旁侧搭建基坑支护结构。

S2：在桥梁上以及基坑支护结构中设置多个变形监测装置。

S3：在桥梁的承台与基坑支护结构之间架设钢支撑轴力伺服机构3，钢支撑轴力伺服机构3的两端抵接在承台和基坑支护结构上。

S4：进行基坑施工。基坑施工前，可以按设计标高进行场地平整，以利于后期机械设备施工。

S5：在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节钢支撑轴力伺服机构3对承台施加的作用力。

本申请实施例提供的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，通过在基坑支护结构体系和桥梁之间结合使用钢支撑轴力伺服机构3，使得钢支撑轴力伺服机构3对桥梁的承台持续施加作用力，能够直接有效控制基坑周边桥梁的变形，并在基坑施工过程中根据变形监测装置反馈的变形量调节该作用力，使得基坑实施过程中桥梁的变形量始终在标准要求的范围内，确保高速铁路的运营安全。

本申请实施例提供的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，由于钢支撑轴力伺服机构3位于基坑之外，因此，不受基坑尺寸的限制，能够在大空间、深基坑支护时提供所需的作用力。所以能够适用施工大面积深基坑时，对基坑附近的桥梁达成毫米级变形控制。

下面结合具体实施例对本申请的基坑施工方法的各步骤进行详细说明。

示例性地，请参阅图4，在桥梁上设置多个变形监测装置的步骤，包括：

在桥梁的桥墩顶部和桥墩底部沿横桥向的两侧分别设置第一变形监测装置11，在桥梁的梁体沿横桥向的两侧设置第二变形监测装置12，在轨道板横桥向的两侧设置第三变形监测装置13。

第一变形监测装置11、第二变形监测装置12以及第三变形监测装置13的类型不限，例如，第一变形监测装置11、第二变形监测装置12以及第三变形监测装置13为应变位移传感器、光栅尺、激光位移传感器等仪器。

该实施例中，第一变形监测装置11用于监测桥墩的水平方向和竖直方向的变形量，第二变形监测装置12用于监测桥梁的梁体的水平方向和竖直方向的变形量，第三变形监测装置13用于监测轨道板的水平方向和竖直方向的变形量。

示例性地，请参阅图2和图4，搭建基坑支护结构的步骤，包括：

S11：沿桥梁顺桥向在桥梁和基坑之间施工隔离桩21，在隔离桩21上端施工第一冠梁22。

隔离桩21的尺寸和各个隔离桩21之间的间距不限，例如，隔离桩21的桩径取800～1000mm(毫米)，各个隔离桩21之间的间距为200mm，隔离桩21的长度根据实际计算确定。

隔离桩21应采取交错施工措施，具体根据土层情况采取间隔两个隔离桩21施工一个隔离桩21或间隔三个隔离桩21施工一个隔离桩21的方式。

在施工的隔离桩21达到设计强度后，开始施工第一冠梁22。第一冠梁22截面的宽度和高度不限。例如，第一冠梁22的宽度比隔离桩21的桩径大200mm，高度为800～1000mm。第一冠梁22的强度等级不低于C30(混凝土型号，立方体抗压强度标准值为30MPa的混凝土)。

示例性地，当施工的第一冠梁22的顶端低于地面，在第一冠梁22的上端施工混凝土挡墙30，混凝土挡墙30的上端高于地面。

混凝土挡墙30的尺寸不限，例如，混凝土挡墙30厚度为200～300mm，混凝土挡墙30的顶部高出地面500mm。

混凝土挡墙30的强度等级不低于C30。

S12：沿桥梁顺桥向在隔离桩21和基坑之间施工地连墙23(地下连续墙的简称)，在地连墙23上端施工第二冠梁24。

地连墙23的尺寸不限，例如，地连墙23的厚度为800mm、1000mm、1200mm。

可以理解的是，沿桥梁的顺桥向布置有若干幅地连墙23，具体根据基坑的尺寸确定地连墙23的数量。单幅地连墙23的宽度为4～6m。

在一些实施例中，施工地连墙23之前需预先进行地连墙23两侧的槽壁加固，采用桩径为850mm、桩间距为600mm的三轴搅拌桩设备加固槽壁，三轴搅拌桩设备施工过程中需保证桩底应穿透填土、软土、粉土及粉细砂层，进入稳定性较好的土层。

在施工的地连墙23达到设计强度后，开始施工第二冠梁24。第二冠梁24截面的宽度和高度不限，例如，第二冠梁24的宽度比地连墙23厚度宽200mm，高度为800～1000mm。第二冠梁24的强度等级不低于C30。

在一些实施例中，第二冠梁24和第一冠梁22的高度一致。

S13：在第一冠梁22和第二冠梁24之间施工连板25，连板25连接第一冠梁22和第二冠梁24。

连板25通过连接第一冠梁22和第二冠梁24，使得隔离桩21和地连墙23之间构成刚体连接，形成对基坑的传力体系，有效抵抗基坑发生形变。

连板25的厚度不限，在一些实施例中，连板25厚度为600～800mm。连板25的强度等级不低于C30。

S14：在第一冠梁22上施工第一支撑槽，在承台的对应位置处施工第二支撑槽。

第一支撑槽和第二支撑槽的尺寸不限，例如，第一支撑槽和第二支撑槽的宽度均为1150～1250mm，第一支撑槽的底部距离第一冠梁22的顶部为950～1050mm，第二支撑槽的底部距离承台的顶部为950～1050mm。

在一些实施例中，为了保证第一支撑槽和第二支撑槽的侧壁稳固，在第一支撑槽的槽壁内侧和第二支撑槽的槽壁内侧分别浇筑200mm厚的钢筋混凝土面层。

架设钢支撑轴力伺服机构3的步骤包括：

将钢支撑轴力伺服机构3中的钢支撑31的一端嵌入第一支撑槽内，将轴力伺服机构32嵌入第二支撑槽中。

在第一冠梁22与承台之间架设钢支撑31。钢支撑31的数量不限，具体采用的数量根据承台的宽度确定。

在一些实施例中，采用两个钢支撑31，钢支撑31对称架设于承台中心线的两侧，间距为4～6m(米)。

钢支撑31的尺寸不限，例如，可采用直径为609mm的圆钢管。钢支撑31的一端与隔离桩21顶冠梁连接，钢支撑31的另一端与轴力伺服机构32连接。

轴力伺服机构32的一端嵌入第二支撑槽中并对承台施加作用力，轴力伺服机构32的另一端与钢支撑31连接。

示例性，轴力伺服机构32包括液压系统模块和传感器装置。液压系统模块包括液压千斤顶和液压泵站。液压泵站作为动力源装置，千斤顶作为执行装置。压力传感器装置用于采集并控制每个千斤顶的作用力以及行程。第一变形监测装置11、第二变形监测装置12以及第三变形监测装置13测得的数据自动传输至监控站。根据监测的数据，监控站发出指令，通过液压泵站和传感器装置的反馈，调节千斤顶施加在承台上的作用力，对施加在承台上的作用力实现闭环控制。

该实施例中，基坑支护结构提高了基坑和桥梁的防变形能力。设置于承台和基坑支护结构之间的钢支撑轴力伺服机构3根据各个监测装置的数据，实时调整对承台的作用力，将桥梁的变形量控制在标准要求的范围内。

示例性地，在基坑支护结构中设置变形监测装置的步骤，包括：

在承台靠近基坑一侧的土体中预埋第四变形监测装置26。

第四变形监测装置26的类型不限，例如，第四变形监测装置26为预埋在土体中的测斜管。

测斜管与承台的间隔距离不限，在一些实施例中，测斜管预埋于间隔承台1m的位置处。

在隔离桩21中预埋第五变形监测装置27。

第五变形监测装置27的类型不限，例如，第五变形监测装置27为预埋在隔离桩21中的测斜管。

在地连墙23中预埋第六变形监测装置28。

第六变形监测装置28的类型不限，例如，第六变形监测装置28为预埋在地连墙23中的测斜管。

测斜管为预埋在土体中用于观测土体内部水平位移的测量管。

在第二冠梁24的上端设置第七变形监测装置29。

第七变形监测装置29的类型不限，例如，第七变形监测装置29为应变位移传感器、光栅尺、激光位移传感器等。

该实施例中，第四变形监测装置26用于监测承台靠近基坑一侧的土体内部的水平位移。第五变形监测装置27用于监测隔离桩21的桩身水平位移。第六变形监测装置28用于监测地连墙23的墙身水平位移。第七变形监测装置29用于监测第二冠梁24的水平方向和竖直方向的变形量。

示例性地，进行基坑施工的步骤，包括：

基坑分层挖掘并在挖掘的空间内施工内支撑；

基坑回筑。

该实施例中，基坑分层挖掘并施工内支撑可降低基底土层被扰动，基坑结构被破坏的风险。基坑回筑能够使建筑基础与地基结合成一体，提高建筑的安全性。

示例性地，请参阅图2和图4，基坑分层挖掘并在挖掘的空间内施工内支撑的步骤，包括：

挖掘土体至与地连墙23的上端平齐处。在土体挖掘形成的空间内施工第一道内支撑41，第一道内支撑41的一端抵接于第二冠梁24。

第一道内支撑41的尺寸不限，例如，第一道内支撑41的顶部与第二冠梁24的顶部平齐。

第一道内支撑41的强度等级不低于C30。

在施工完第一道内支撑41后继续挖掘土体。

需要说明的是，基坑分层开挖的深度根据施工的土质、含水量等情况确定，在一些实施例中，基层分层开挖的高度为2m。

每挖掘预设深度的土体，在挖掘空间内施工腰梁42和第二道内支撑43，腰梁42一侧抵接于地连墙23，第二道内支撑43抵接于腰梁42的另一侧。

在地连墙23的中间高度位置处设置腰梁42，则可以把支撑地连墙23的斜撑撑的一端固定在腰梁42上。这样可以使斜撑对地连墙23由点支撑转化为线支撑，提高地连墙23的稳定性。

需要说明的是，沿基坑深度方向上，第二道内支撑43的数量应根据基坑的实际深度计算确定。

继续挖掘土体至基坑底端。

需要说明的是，基坑开挖过程中，第一变形监测装置11、第二变形监测装置12、第三变形监测装置13的监测频率不低于1次/2小时。第四变形监测装置26、第五变形监测装置27、第六变形监测装置28以及第七变形监测装置29的监测频率不低于1次/天。

该实施例中，在基坑挖掘的空间内施工内支撑，提高基坑的支撑强度，保证基坑四周的土体的稳定性，防止基坑产生形变。

示例性地，在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节钢支撑轴力伺服机构3对承台施加的作用力的步骤，包括：

在首层土体开挖前使用钢支撑轴力伺服机构3向承台施加作用力。

在一些实施例中，可通过有限元分析确定需施加于承台的作用力的数值。

其余各层土体开挖前，根据各个变形监测装置的实际数值确定所需施加于承台的作用力的数值，在其余各层土体开挖前控制钢支撑轴力伺服机构3向承台施加相应数值的作用力。

在一些实施例中，把各个变形监测装置测得的实际数值导入三维有限元计算模型中，计算确定基坑每层土体开挖前所需加于承台的作用力的数值，并在该层土体开挖前利用轴力伺服机构32施加相应数值的作用力。

该实施例中，以各个变形监测装置测得的实际数值作为输入条件，对实际施加于承台的作用力提前进行修正，尽可能使得三维有限元计算模型接近实际基坑挖掘中的工况，以确保该层土体开挖过程中邻近基坑的桥梁的实际变形量小于标准要求的范围。

示例性地，请参阅图2和图4，基坑回筑的步骤，包括：

施工结构基础底板44。

在结构基础底板44上端使用混凝土填充基坑的侧墙与地连墙23之间预留的肥槽45。

混凝土的填充高度至第一道换撑板46的下部预设位置。混凝土的强度等级不低于C20(混凝土型号，立方体抗压强度标准值为20MPa的混凝土)。施工第一道换撑板46和第一楼板47。

第一楼板47设置于基坑内部，第一道换撑板46设置于基坑的侧墙和地连墙23之间。第一道换撑板46的厚度不限，例如，厚度为300～400mm。第一道换撑板46的强度等级不低于C30。

拆除腰梁42与第二道内支撑43。

在第一道换撑板46上端使用混凝土继续填充基坑的侧墙与地连墙23之间预留的肥槽45。

混凝土的填充高度至第二道换撑板48的下部预设位置。混凝土的强度等级不低于C20。

施工第二道换撑板48和第二楼板49；

第二楼板49设置于基坑内部，第二道换撑板48设置于基坑的侧墙和地连墙23之间。第二道换撑板48的厚度不限，例如，厚度为300～400mm。第二道换撑板48的强度等级不低于C30。

拆除第一道内支撑41。

在第二道换撑板48上端使用混凝土继续填充基坑的侧墙与地连墙23之间预留的肥槽45，填充至与第二冠梁24的上端平齐。混凝土的强度等级不低于C20。

需要说明的是，基坑回筑过程中，第一变形监测装置11、第二变形监测装置12、第三变形监测装置13的监测频率不低于1次/2小时。第四变形监测装置26、第五变形监测装置27、第六变形监测装置28以及第七变形监测装置29的监测频率不低于1次/3天。

该实施例中，能够更好的保证基坑稳定性，同时也不会影响到后期的建筑施工。

示例性地，在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节钢支撑轴力伺服机构3对承台施加的作用力的步骤，包括：

基坑回筑过程中，在每道内支撑拆除前，根据各个变形监测装置的实际数值确定所需施加于承台的作用力的数值；

在每道内支撑拆除前使用钢支撑轴力伺服机构3向承台施加相应数值的作用力。

在一些实施例中，把各个变形监测装置测得的实际数值导入三维有限元计算模型中，通过计算确定每道内支撑拆除前所需加于承台的作用力的数值，并在该道内支撑拆除前利用轴力伺服机构32施加相应数值的作用力。

该实施例中，以各个变形监测装置测得的实际数值作为输入条件，对实际施加于承台的作用力提前进行修正，尽可能使得三维有限元计算模型接近实际基坑回筑中的工况，以确保基坑回筑过程中邻近基坑的桥梁的实际变形量小于标准要求的范围。

示例性地，基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节钢支撑轴力伺服机构3对承台施加的作用力的步骤，包括：

当第一变形监测装置11、第二变形监测装置12、第三变形监测装置13的数值超过监测预警值，暂停进行基坑施工，增大钢支撑轴力伺服机构3对承台的作用力，当第一变形监测装置11、第二变形监测装置12、第三变形监测装置13的数值恢复到监测预警要求的范围内，保持钢支撑轴力伺服机构3对承台的作用力，继续进行基坑施工。

需要说明的是，在不限速的条件下，高速铁路无砟轨道桥墩墩台顶部纵、横向水平位移与竖向位移监测控制值均为2mm；高速铁路有砟轨道桥墩墩台顶部纵、横向水平位移与竖向位移监测控制值均为3mm。

综合考虑安全系数和各种极限情况，将监测预警值设定为监测控制值的50％。故高速铁路无砟轨道桥墩墩台顶部纵、横向水平位移与竖向位移实施预警值均为1mm，高速铁路有砟轨道桥墩墩台顶部纵、横向水平位移与竖向位移实施预警值均为1.5mm。

示例性地，第一变形监测装置11、第二变形监测装置12、第三变形监测装置13的监测预警值均为1mm。

该实施例中，通过设置监测预警值以及根据该监测预警值实时调整轴力伺服机构32对承台的作用力，可将桥梁关键位置的变形控制在毫米级，以保证桥梁上高铁的安全运营。

示例性地，请参阅图3，在结束基坑施工之后，变形控制方法还包括以下步骤：

在第一冠梁22上邻近第一支撑槽的位置挖掘第一转换梁51槽，在承台上对应位置处挖掘第二转换梁51槽；

在第一转换梁51槽和第二转换梁51槽之间浇筑转换梁51，转换梁51的一端嵌入第一转换梁51槽中，转换梁51的另一端嵌入第二转换梁51槽中。

转换梁51的截面尺寸不限，例如，截面尺寸为600×700mm。转换梁51的强度等级为C30。

拆除钢支撑轴力伺服机构3；

回填第一支撑槽和第二支撑槽。

第一支撑槽和第二支撑槽的填充材料不限，例如，填充材料采用级配碎石或C20混凝土。

该实施例中，通过采用转换梁51装置替换钢支撑轴力伺服机构3，提高了基坑支护结构的可靠性的同时，实现了钢支撑轴力伺服机构3的重复利用。

本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合。以上仅为本申请的较佳实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，其特征在于，变形控制方法包括以下步骤：

在桥梁旁侧搭建基坑支护结构；

在桥梁上以及所述基坑支护结构中设置多个变形监测装置；

在桥梁的承台与所述基坑支护结构之间架设钢支撑轴力伺服机构(3)，所述钢支撑轴力伺服机构(3)的两端抵接在所述承台和所述基坑支护结构上；

进行基坑施工；

在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节所述钢支撑轴力伺服机构(3)对所述承台施加的作用力。

2.根据权利要求1所述的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，其特征在于，所述在桥梁上设置多个变形监测装置的步骤，包括：

在桥梁的桥墩顶部和桥墩底部沿宽度方向的两侧分别设置第一变形监测装置(11)，在桥梁的梁体沿宽度方向的两侧设置第二变形监测装置(12)，在轨道板沿宽度方向的两侧设置第三变形监测装置(13)。

3.根据权利要求2所述的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，其特征在于，所述在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节所述钢支撑轴力伺服机构(3)对所述承台施加的作用力的步骤，包括：

当桥梁上的任意的变形监测装置的数值超过监测预警值，暂停进行基坑施工，增大钢支撑轴力伺服机构(3)对承台的作用力，当桥梁上的各变形监测装置的数值均恢复到监测预警要求的范围内，保持钢支撑轴力伺服机构(3)对承台的作用力，继续进行基坑施工。

4.根据权利要求1所述的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，其特征在于，所述搭建基坑支护结构的步骤，包括：

沿桥梁长度方向在所述桥梁和所述基坑之间施工隔离桩(21)，在所述隔离桩(21)上端施工第一冠梁(22)；

沿桥梁长度方向在所述隔离桩(21)和所述基坑之间施工地连墙(23)，在所述地连墙(23)上端施工第二冠梁(24)；

在所述第一冠梁(22)和所述第二冠梁(24)之间施工连板(25)，所述连板(25)连接所述第一冠梁(22)和所述第二冠梁(24)；

在所述第一冠梁(22)上施工第一支撑槽，在所述承台的对应位置处施工第二支撑槽；

所述的架设钢支撑轴力伺服机构(3)的步骤，包括：

将所述钢支撑轴力伺服机构(3)中的钢支撑(31)的一端嵌入第一支撑槽内，将轴力伺服机构(32)嵌入所述第二支撑槽中。

5.根据权利要求4所述的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，其特征在于，在结束基坑施工之后，所述变形控制方法还包括以下步骤：

在所述第一冠梁(22)上邻近所述第一支撑槽的位置挖掘第一转换梁(51)槽，在所述承台上对应位置处挖掘第二转换梁(51)槽；

在所述第一转换梁(51)槽和所述第二转换梁(51)槽之间浇筑转换梁(51)，所述转换梁(51)的一端嵌入第一转换梁(51)槽中，所述转换梁(51)的另一端嵌入第二转换梁(51)槽中；

拆除所述钢支撑轴力伺服机构(3)；

回填所述第一支撑槽和所述第二支撑槽。

6.根据权利要求1所述的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，其特征在于，所述的在基坑支护结构中设置变形监测装置的步骤，包括：

在承台靠近基坑一侧的土体中预埋第四变形监测装置(26)；

在所述隔离桩(21)中预埋第五变形监测装置(27)；

在所述地连墙(23)中预埋第六变形监测装置(28)；

在第二冠梁(24)的上端设置第七变形监测装置(29)。

7.根据权利要求1所述的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，其特征在于，所述在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节所述钢支撑轴力伺服机构(3)对所述承台施加的作用力的步骤，包括：

在首层土体开挖前使用钢支撑轴力伺服机构(3)向所述承台施加作用力；

其余各层土体开挖前，根据各个所述变形监测装置的实际数值确定所需施加于所述承台的作用力的数值，在所述其余各层土体开挖前控制钢支撑轴力伺服机构(3)向所述承台施加相应数值的作用力。

8.根据权利要求4所述的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，其特征在于，所述进行基坑施工的步骤，包括：

基坑分层挖掘并在挖掘的空间内施工内支撑；

基坑回筑。

9.根据权利要求8所述的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，其特征在于，所述基坑分层挖掘并在挖掘的空间内施工内支撑的步骤，包括：

挖掘土体至与所述地连墙(23)的上端平齐处；在所述土体挖掘形成的空间内施工第一道内支撑(41)，所述第一道内支撑(41)的一端抵接于所述第二冠梁(24)；

在施工完第一道内支撑(41)后继续挖掘土体；

每挖掘预设深度的土体，在挖掘空间内施工腰梁(42)和第二道内支撑(43)，所述腰梁(42)一侧抵接于所述地连墙(23)，所述第二道内支撑(43)抵接于所述腰梁(42)的另一侧；继续挖掘土体至基坑底端。

10.根据权利要求8所述的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，其特征在于，所述基坑回筑的步骤，包括：

施工结构基础底板(44)；

在所述结构基础底板(44)上端使用混凝土填充所述基坑的侧墙与所述地连墙(23)之间预留的肥槽(45)；

施工第一道换撑板(46)和第一楼板(47)；

拆除腰梁(42)与第二道内支撑(43)；

在所述第一道换撑板(46)上端使用混凝土继续填充所述基坑的侧墙与所述地连墙(23)之间预留的肥槽(45)；

施工第二道换撑板(48)和第二楼板(49)；

拆除第一道内支撑(41)；

在所述第二道换撑板(48)上端使用混凝土继续填充所述基坑的侧墙与所述地连墙(23)之间预留的肥槽(45)，填充至与所述第二冠梁(24)的上端平齐。

11.根据权利要求10所述的邻近铁路桥梁的基坑变形主动控制方法，其特征在于，所述在基坑施工过程中根据变形监测装置的变形量调节所述钢支撑轴力伺服机构(3)对所述承台施加的作用力的步骤，包括：

基坑回筑过程中，在每道内支撑拆除前，根据各个所述变形监测装置的实际数值确定所需施加于所述承台的作用力的数值；

在每道内支撑拆除前使用所述钢支撑轴力伺服机构(3)向所述承台施加相应数值的作用力。

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