随着我国基础设施建设的快速推进，出现越来越多邻近运营高铁进行基坑开挖的工程，需要对新建工程对既有运营高铁桥梁的影响进行研究。目前国内外多个学者研究了基坑开挖对临近工程的影响，方浩[1]、马宁[2]、邹淼[3]等对基坑开挖对既有高铁路基和临近管线的变形影响进行了分析，但未对桥梁结构进行影响分析；胡军[4]、李龙剑[5]、郑刚[6]、杨敏[7]、魏丽敏[8]、潘振华等[9]采用数值分析方法对基坑开挖对邻近高铁桥墩桩基的变形影响进行了计算，但均为桩基的水平变形和弯矩的影响研究，未分析对竖向变形的影响；王菲[10]采用数值分析的方法分析了大面积深基坑工程对既有高铁桥梁竖向变形、水平变形及承载力的影响，但未与实测数据进行对比；木林隆[11]等提出了首先采用基于经验公式计算基坑开挖引起的自由场三维土体位移，然后基于差分方法计算对邻近桩基竖向和水平向影响的两阶段分析方法，同样未与实测数据进行对比；禚一[12]等采用ABAQUS软件建立了三维数值模型，分析基坑开挖对既有路基和桥梁变形的影响，并与实测数据进行对比，提出随着基坑开挖的进行，卸载效应明显，引起既有桥墩隆起；王淑敏[13]通过评估、试验和实测数据进行分析，指出土方开挖会引起高铁桥梁和路基结构的隆起变形。
互助会便从此告终了，《曲江工潮》的第十四期也在难产中割死，而且永久的死了！被历史与环境所限制，不能直截痛快地跳出火坑，这几乎是人类的命运，而人类所应该痛哭的，我与互助会的九个会员何尤呢！只希望工界中人，和一切表同情于无产阶级的同志，加以研究，加以卷土重来的精神，再来联合罢！
TB10621-《高速铁路设计规范》[14]、铁运[]83号《高速铁路无砟轨道维修规则》[15]、TB10182-《公路与市政工程下穿高速铁路技术规程》[16]等规范规程均对既有高铁桥墩的竖向变形提出了限值要求，针对基坑开挖对邻近高铁桥墩变形影响，特别是隆起变形影响的分析尚不多见，可借鉴的资料不多，以2个在高铁桥墩附近开挖基坑的工程实例为研究对象，分析基坑开挖对既有高铁桥墩隆起变形的影响，以期为类似邻近高铁的基坑开挖工程的评估分析提供参考。
老陈又说和我喝酒，我说一会还有事，要出门。老陈说，那我们改天再喝。我已领教过老陈的酒量，他那酒量，就是再加上一个我，也喝不过他的。老陈回到家，开了录音机，又听他的京剧了。那天，我确实有事。一个朋友说他淘到了一个宝贝，叫我过去看看。从朋友那里回来，已是晚上。让我想不到的是，老陈真的出事了。
1 基坑开挖对既有高铁桩基础隆起影响的实例
1.1 实例一
某城市道路采用U形槽接框构的形式下穿既有高速铁路。如图1和图2所示，基坑采用明挖形式，共分为两部分，1号基坑平面尺寸为22.5 m×20.0 m，深度为8.236 m，采用1.25 m@1.5 m钻孔灌注桩防护，桩长19.35 m，设置φ=609 mm t=12 mm的钢管撑6道，间距4.5 m；2号基坑平面尺寸为22.5 m×28.26 m，深度为8.24 m，采用1.25 m@1.5 m钻孔灌注桩防护，桩长19.35 m，设置0.8 m×0.85 m钢管混凝土支撑3道，间距8.5 m。2号基坑一侧接既有框构。交叉位置处既有高速铁路为无砟轨道，桥梁结构形式为(32+48+32) m连续梁，桥墩基础为桩基础，桩长56 m，桩径1.5 m。基坑防护桩与桥墩承台的最小净距为2.02 m。
图1 基坑与周边高铁桥墩的平面关系(单位：m)
图2 基坑与周边高铁桥墩的立面关系(单位：m)
基坑开挖采用分层分片的方式进行，由于下穿区域位于市内，受交通组织影响，开挖及出土均于当日夜间至次日凌晨进行，白天则处于停工状态，前3次的开挖情况如图3所示。
长期以来，有关CLA在鱼类上的研究多集中在CLA对鱼类的摄食、生长和组织CLA沉积等营养生理的影响[10]以及组织脂肪代谢的影响[11]，而对CLA在鱼类中发挥抗炎功效的报道很少。本文发现CLA对草鱼肠道炎症有一定的调控效果，这可能与CLA是过氧化物酶体增殖物活化受体PPARγ的天然配体有关。我们前期研究发现，在草鱼饲料中，随着CLA添加水平升高，草鱼肠道中PPARγ基因表达量显着提高，CLA含量为2%时PPARγ基因表达量达到最大值，且并未对草鱼生长造成不良影响[8]。
图3 前3次开挖基坑剖面(单位：m)
第1次开挖于-10-08 17:00～-10-09 08:00进行，开挖平面尺寸为6.5 m×22.5 m，开挖深度为3.0 m，开挖方量为438.75 m3；第2次开挖于-10-09 20:00～-10-10 06:00进行，开挖平面尺寸为28.26 m×22.5 m，开挖深度为4.6 m，开挖方量为2 486.16 m3；第3次开挖于-10-11 17:00～-10-12 07:00进行，开挖平面尺寸为20.0 m×22.5 m，开挖深度为2.5 m。前3次开挖区域与线路中心的距离由近及远，第1次开挖中心与线路中心的距离为3.16 m，第2次开挖中心与线路中心的距离为7.90 m，第3次开挖中心与线路中心的距离为21.93 m。
基坑开挖过程中，采用高铁沉降变形自动化监测系统SMAIS[17]对既有桥梁结构的竖向变形情况进行监测，沉降监测测点布置于梁体支点位置。监测成果如图4及图5所示。
图4 既有高铁111号墩及112号墩测点隆起值时程曲线
图5 既有高铁桥梁隆起值断面曲线
由图4可知，开挖期间每天的夜间至次日凌晨，随着基坑开挖及出土的进行，既有高铁桥墩呈现较为明显的隆起趋势，在白天基坑开挖的间隙期，既有高铁桥墩的竖向变形基本保持稳定。由图5可知，既有高铁测点的隆起表现出了随着与基坑边缘距离而衰减的明显规律，由于距离基坑边缘较近，111号桥墩及112号桥墩的隆起趋势比较明显，在距离基坑边缘较远的109号桥墩、110号桥墩、114号桥墩没有明显的隆起规律。由于桥墩隆起值并不一致，前3次开挖完成后，110号桥墩及111号桥墩的差异沉降值已经达到0.61 mm。随后，现场调整了施工步骤，采取了开挖过程中将挖方土体暂时堆至基坑防护桩两侧及桥墩周围进行反压，待基坑内的框构及U形槽结构施工完成后，再将挖方土体运出施工场地的施工方案，避免了既有高铁桥墩差异沉降快速增加。
1.2 实例二
某高速公路下穿既有高速铁路采用压重顶推框构法施工，工作坑位于既有高速铁路南侧，呈矩形布置，采用放坡开挖形式，基坑边坡坡比为1∶0.6，基坑底面轮廓尺寸为58.6 m×83.6 m，开挖面积为5 066 m2，基坑顶面轮廓尺寸为71.6 m×97.8 m，开挖面积为7 107 m2，基坑开挖深度为10 m，基坑开挖总体积为51 500 m3，基坑轴线与桥梁轴线的斜交角度为61.8°。既有高速铁路为无砟轨道，桥梁结构为32 m简支梁，基础采用桩基础形式，其中138号、139号、140号桥墩对下穿公路进行预留条件，承台下埋10 m，且桩长进行了相应的加长。如图6、图7所示。
图6 基坑与桥墩的平面关系(单位：m)
图7 基坑与桥墩的立面关系(单位：m)
-5-7日～-5-13日，现场进行了基坑开挖工作，开挖方量共计49 000 m3。开挖过程中，对既有高速铁路的竖向变形进行实时自动化监测。监测测点布置于梁体支点位置，上下行侧各布置1个测点。图8及图9给出了140号桥墩和141号桥墩的隆起值与开挖方量的关系曲线。由图8及图9可以看出，随着基坑开挖的进行，140号和141号测点的隆起值逐渐增加。
图8 140号桥墩隆起值与开挖量的关系曲线
图9 141号桥墩隆起值与开挖量的关系曲线
图10给出了开挖方量49 000 m3时既有高速铁路隆起值的断面曲线。由图10可知，基坑开挖方量至49 000 m3时，既有高速铁路桥墩出现明显的隆起现象。横向上，由于上行侧测点与基坑的距离较近，因此上行侧测点的隆起值大于下行侧测点的隆起值，上行侧的最大隆起值为3.10 mm，下行侧的最大隆起值为2.51 mm，二者相差0.5 mm。纵向上，随着各测点与基坑边缘距离的增加，隆起值出现衰减现象。由于各测点隆起值不一致，出现了差异沉降，最大差异沉降位于138号桥墩和139号桥墩的上行侧，达到0.72 mm，影响不可忽略。为避免现场隆起值的进一步发展，现场采取了桥下反压堆土的措施，隆起趋势得到抑制。
图10 -5-13既有高速铁路桥墩隆起断面曲线
2 隆起分析及计算方法
2.1 原因分析
根据文献[18]，基坑开挖后墙后的土体可以分为塑性平衡区、弹性平衡区和未扰动区，如图11所示，其中A区为塑性平衡区，B区为弹性平衡区，C区为未扰动区。文中所介绍的两个实例虽然桥下基坑开挖的深度较深，达到8～10 m，但由于桥梁桩基较长，为基坑深度的5～7倍，且由于设计时对下穿工程进行了预留，承台进行了下埋，承台位于基坑底面以下。因此，桥梁桩基大部分位于传统意义上的未扰动区。而传统的未扰动区并非绝对的零影响，基坑开挖后土体的移除，相当于在原地应力的基础上进行了卸荷，未扰动区的土体产生了微量回弹，带动桩基础产生变形。基坑平面规模越大，基坑越深，距离高铁的距离越近，桩基础的隆起变形也越大。
图11 墙后土体变形状态分析简图
2.2 计算方法
TB10093—《铁路桥涵地基和基础设计规范》[19]中第3.2.4条规定，摩擦桩基础的总沉降量计算可将桩基视作实体基础，按照规范中给出的分层总和法进行计算，但规范中只有桩基础受桩顶荷载时的沉降计算方法，未给出摩擦桩基础受邻近地面荷载变化时的沉降计算方法；GB50007—《建筑地基基础设计规范》[20]第5.3.9条规定，当存在相邻荷载时，应计算相邻荷载引起的地基变形，其值可按应力叠加原理，采用角点法计算，但规范所给出的为查表法，不利于计算机计算。本文将基坑开挖视作卸载过程，编制了高铁桥墩邻近荷载竖向变形影响计算软件PIAS，对道路开挖对邻近桩基础的竖向变形影响进行计算。计算步骤如下：
(1)根据Mindlin解析公式，结合应力叠加原理计算开挖卸载引起桩身位置处土体沿深度方向的附加应力变化；
(2)采用幂指数形式的土体模量(考虑回弹模量)计算公式，并结合土层所在位置的历史应力，计算分层模量；
(3)根据附加应力和模量计算分层应变，并进一步计算分层压缩量；
(4)分层求和得到桩基础的隆起回弹变形。
陈小华：基本上这个行业里大部分创业者都认识，往往他们做不下去的都会来找我们沟通，姚劲波（58集团CEO）还经常感叹悲剧一再重演。很多创业者会和我们说，你再给我一个亿我就能干到一百亿，因为我这个模式实在太好了。但我们在这个时候往往有一种无力感，这个教训只有自己走过才能算教训，别人提醒，你还会觉得是不是别人看我收入这么多眼红？这种案例很多，我们会建议一些公司在现金为零的时候停止，出售企业或者放缓节奏，活下来就好。但是这些企业往往会进行最后一搏，就是去让用户充值，等到了不得不去找投资人救市的时候，这些公司就不仅是一个价值为零的公司，而是一个负数，一个非常大的坑，没有投资人会愿意进来。
针对当前农业生产问题的迭出，尤其是固体氮肥的施用，造成氮肥利用率低，且与农药化肥零增长的思想相悖，资源浪费严重，不利于环境保护、不利于土壤的改良，致使农民收益降低。对此，在科技不断雕琢下的艾力素给出了解决方案，并成为农民心中认可的品牌。
其中，假定桩基础的中性点位于桩身的2/3处[21]，压缩层的厚度按照变形比0.025确定[18-19]。详细的计算流程和计算公式详见文献[22]。
2.3 本构模型
土的变形模量随着围压而提高的现象也称为土的压硬性，采用土体硬化模型反映此性质对桩基础竖向变形的影响。土体硬化模型是以经典塑性理论为基础的屈服面模型，它的弹性部分采用了合理的双刚度，加卸载模量分别定义，考虑了土体压硬性，塑性部分采用非相关联流动法则和各向同性的硬化准则，较好地描述双曲线形式的应力-应变关系和土体的剪胀性[23-25]，如图12所示。
图12 标准排水三轴试验的应力-应变关系
(1)
(2)
式中
参考围压pref(一般为100 kPa)下50%强度下的割线模量；
参考围压pref下的卸载再加载模量；
m——刚度水平依赖幂指数(一般对于砂土约为0.5，对于软土约为1)；
c——土体黏聚力；
1.1.3 仪器 ZT-150型高速多功能粉碎机，永康市展凡工业有限公司；DHG-9023A电热鼓风干燥箱，上海一恒科学仪器有限公司；TS-100B恒温摇床，上海天呈试验仪器制造有限公司；UV-1800型紫外可见分光光度计，上海美谱达仪器有限公司；FA电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司；HH-S数显恒温水浴锅，常州翔天实验仪器厂；pH计，奥豪斯仪器(上海)有限公司。
φ——土体摩擦角；
可以定义为
的2～4倍(对于松散土，
对于密实土，
以此来考虑卸载应力路径下土的特殊变形特性。当计算沉降变形时，采用压缩模量，当计算隆起变形时，采用回弹模量。
如今，兼任了贵州省大数据产业发展应用研究院首任院长的梅宏，正不断壮大具有核心竞争力的大数据产业，推动着贵州大数据产业集群发展。
3 计算结果及对比分析
3.1 实例一计算分析
采用2.2节介绍的高铁桥墩邻近荷载竖向变形影响计算软件PIAS,对某城市道路下穿既有高铁造成的隆起影响进行计算。计算所采用的土体参数如表1所示。
表1 某城市道路下穿既有高铁土体参数
序号土层名称土层厚/m天然容重/(kN/m3)C/kPaφ/(°)Eref50/MPaErefur/MPam1粉质黏土30.91925155150.92粉土8.61952510300.73粉质黏土27.01925155150.94粉土10.91952510300.7
注：m值指考虑土体压硬性的幂指数，如2.3节所示。
计算结果与实测值对比如图13所示。由图13可知，计算值与监测值的趋势较为吻合，最大计算误差为0.33 mm。由对比结果可知，所采用的计算方法及参数是适用的，可用于基坑开挖对桩基础桥墩隆起影响的定量计算。
图13 实例一既有高铁实测值与计算值的对比
3.2 实例二计算分析
图14 实例二实测值与计算值的对比
采用高铁桥墩邻近荷载竖向变形影响计算软件PIAS，对某高速公路下穿既有高速铁路造成的隆起影响进行计算。计算所采用的土体参数如表2所示，计算结果与监测值的对比如图14所示，需要说明的是，图14中的监测值为既有高铁上行侧与下行侧隆起值的平均值。由图14可知，计算值与监测值的趋势较为吻合，最小误差为0.01 mm，位于距离基坑最近的140号桥墩；最大误差为0.91 mm，位于距离基坑最远的143号桥墩。由对比结果可知，所采用的计算方法和计算参数是适用的，可用于基坑开挖对桩基础隆起影响的定量计算。
表2 某高速公路下穿既有高速铁路土体参数
序号土层名称土层厚/m天然容重/(kN/m3)C/(kN/m2)φ/(°)Eref50/MPaErefur/MPam1粉质黏土12.316.9237.52.7711.091.002细砂9.1420.303015.0060.000.753粉质黏土22.6820.331224.5818.321.004中砂4.7015.0060.000.755粉土14.0721826.89.5338.100.596中砂50010.0030.000.75
4 结论
针对两例邻近高铁桥墩基坑开挖工程，对既有高铁桥墩隆起变形进行实时自动化监测，在监测结果分析的基础上，采用基于叠加原理的薄层分层总和法编制了高铁桥墩邻近荷载竖向变形影响计算软件PIAS，对计算结果与监测数据进行对比验证，得出以下结论。
(1)基坑开挖的卸载效应引起既有高铁桥墩的隆起变形。监测结果显示，实例一引起既有高铁桥墩隆起变形0.93 mm，实例二引起既有高铁隆起变形3.10 mm。隆起值随基坑体量的增加而增加，随基坑与桥墩距离的增加而减小。
总之，农作物产业一直是我国的支柱产业，如果没有了农作物生产，那么我国人民也就无法生产。因此，无论农民的地位如何，其作用都是不可忽略的。基于这种情况，对农业种植技术的推广就成为当前社会发展中的一个重要任务。这项推广还是应该以国家作为最主要的力量，辅助其他的手段，做到全方位的覆盖，才能够保证我国农业水平的不断提升。同时，国家也需要大力的发展科技，让农业科技中出现更加尖端的技术，才能够保证农业越来越科技化，为人民造福。
(2)计算结果显示，实例一引起既有高铁桥墩隆起变形1.12 mm，实例二引起既有高铁桥墩隆起变形2.79 mm，计算结果与实测数据趋势一致，吻合较好。
另外，该项目主体结构为双塔结构，两侧双塔区域为混凝土剪力墙，双塔之间地下室区域为框架结构，其整体性及刚度存在较大差异，水化热的释放选择在薄弱区域，因此地下室顶板裂缝主要出现在双塔之间的—/○A—○G区域；并且由于东西向长为55.13 m，而南北向仅长28.20 m，地下室顶板类似于单向板受力状态，其不利受力位置为东西向跨中，这也就能解释为什么地下室顶板裂缝主要沿南北方向分布.
(3)计算软件PIAS能够较好地反映基坑开挖对既有高铁桥墩隆起值的影响，通过与监测数据的对比，验证了高铁桥墩邻近荷载竖向变形影响计算软件PIAS的适用性。
参考文献：
[1] 方浩，方磊，童立元.基坑开挖对运营高铁路基变形影响因素分析[J].铁道标准设计，，61(6)：125-130.
[2] 马宁.软土地区临近运营高铁路基建筑基坑防护方案研究[J].铁道标准设计，，61(4)：50-53，63.
[3] 邹淼，吴禄源，王磊，等.某地铁车站深基坑开挖对临近管线的影响分析[J].铁道标准设计，，60(3)：106-111.
[4] 胡军.深基坑开挖对邻近既有高铁桩基影响研究[J].铁道工程学报，，34(6)：12-17，22.
[5] 李龙剑，杨宏伟，李政林，等.基坑开挖对临近桥梁桩基的影响分析[J].地下空间与工程学报，，7(S2)：1697-1701.
[6] 郑刚，颜志雄，雷华阳，等.基坑开挖对临近桩基影响的实测及有限元数值模拟分析[J].岩土工程学报，(5)：638-643.
[7] 杨敏，周洪波，杨桦.基坑开挖与临近桩基相互作用分析[J].土木工程学报，(4)：91-96.
[8] 魏丽敏，辛学忠，何群，等.临近开挖对桥梁桩基变形与内力影响分析[J].铁道工程学报，，34(5)：38-44.
[9] 潘振华.超大型深基坑对高速铁路桥墩稳定性影响分析[J].铁道标准设计，，58(7)：80-84.
[10] 王菲.大面积深基坑工程对高速铁路的影响性分析[J].铁道工程学报，，34(4)：10-14，64.
[11] 木林隆，黄茂松.基于小应变特性的基坑开挖对邻近桩基影响分析方法[J].岩土工程学报，，36(S2)：304-310.
[12] 禚一，张军，宋顺忱.软土地区基坑开挖对临近高铁影响数值分析[J].铁道工程学报，，31(2)：41-47.
[13] 王淑敏.软土地区下穿运营高铁通道工程关键技术研究[J].铁道标准设计，，60(9):83-88.
[14] 国家铁路局.高速铁路设计规范:TB10621— J1942—[S].北京：中国铁道出版社，：72-73.
[15] 中华人民共和国铁道部.高速铁路无砟轨道维修规则(试行)：铁运[]83号[S].北京：中国铁道出版社，：59-60.
[16] 国家铁路局.公路与市政工程下穿高速铁路技术规程:TB10182— J2470—[S].北京：中国铁道出版社，：3-4.
[17] 禚一，王旭，张军.高速铁路沉降自动化监测系统SMAIS的研发及应用[J].铁道工程学报，，32(4)：10-15.
[18] 刘兴旺，益德清，施祖元，等.基坑开挖地表沉陷理论分析[J].土木工程学报，2000(8)：51-55，60.
[19] 国家铁路局.铁路桥涵地基和基础设计规范：TB10093—[S].北京：中国铁道出版社，：12-13.
[20] 中华人民共和国住房和城乡建设部. 建筑地基基础设计规范：GB50007—[S].北京：中国建筑工业出版社，：30-31.
[21] 史佩栋.实用桩基工程手册[M].北京：中国建筑工业出版社，1999：158-159.
[22] 孟繁增.临近地面荷载对桩基础竖向位移影响的简化计算[J].高速铁路技术，(2)：29-33.
[23] 宋广，宋二祥.基坑开挖数值模拟中土体本构模型的选取[J].工程力学，，31(5)：86-94.
[24] 王海波，宋二祥，徐明.地下工程开挖土体硬化模型[J].清华大学学报(自然科学版)，，96(3)：351-354.
[25] 王卫东，王浩然，徐中华.基坑开挖数值分析中土体硬化模型参数的试验研究[J].岩土力学，，33(8) ：2283-2290.
