[发明专利]悬挂式变壁厚椭圆形逆作竖井及其变壁厚整定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种土建施工用逆作竖井，特别是一种悬挂式变壁厚椭圆形逆作竖井及其变 壁厚整定方法。

背景技术

现有技术中，国内地下工程的逆作法竖井均采用矩形和圆形横断面结构，竖井的侧壁为 等壁厚架构，然而圆形结构的竖井以受压为主，配筋小，但其空间利用率低、占地面面积大； 矩形结构的竖井井内净空利用率高、占地小，但是其结构以受弯为主，配筋大，施工难度大。 且现有的技术，无论是矩形还是圆形井，都采用上下、四周等壁厚配筋，在挖深较大的竖井 工程中，经济性差。另外，采用逆作法施工时，由于土体开挖后、竖井侧壁浇筑前存在一个 土体临空的时间，采用矩形井则无法在开挖侧壁形成土拱，则会造成侧壁土坍塌，进而造成 施工事故。

中国专利ZL201520024209.1提供了一种用于顶管顶进遇阻清障的椭圆形逆作竖井，采 用椭圆形逆作法竖井，可以兼有圆形结构和矩形结构受力好、配筋小、占地面积小等优点， 但是该专利技术方案所述竖井的结构为竖向变径构造，分成上、中、下三个部分，上部采用 外张口构造以稳定井口结构，中部设置环形台面作为工作台，同时加固该部分井壁；下部竖 井内径大于中部，采用多个支撑架构，主要目的在于服务于顶管施工排障，为临时性结构。

上述专利技术虽然利用了椭圆形的竖井，但也仅仅是根据障碍物的范围对圆形进行适当 调整，并未充分发挥椭圆形逆作竖井的构造优势；另外上述专利技术以及现有技术的逆作竖 井均采用等壁厚的架构，这主要是因为侧壁土体开挖的厚度难以精确控制，常常造成超挖， 采用等壁厚结构便于施工控制；而且采用等壁厚结构产生的混凝土方量不会增加过多。然而 在实际施工中，由于竖井无论是高度方向还是横向部分的土侧压力都各有不同，这样一来， 要么竖井整体受力不均匀，要么改变竖井上下的井壁结构或者井壁内径来适应不同的土侧压 力，导致竖井结构复杂，不同节段井壁之间传力路径纵横交错，施工工程量增加，工程投资 偏高。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种传力路径清晰，提高井壁受力负 荷，简化竖井结构的悬挂式变壁厚椭圆形逆作竖井及其变壁厚整定方法。

本发明所述悬挂式变壁厚椭圆形逆作竖井的目的是通过以下途径来实现的：

悬挂式变壁厚椭圆形逆作竖井，其结构要点在于，包括有复数节椭圆形井壁，为绑扎钢 筋浇筑混凝土构造，每节井壁的椭圆形截面的长轴内半径a相同、短轴内半径b相同，在最 上方的井壁为倒L型构造的井颈，竖立部分位于逆作竖井的最上方井壁，横向部分则平行于 地面，并固定安装于地基土之上，之后每一节井壁均通过构造钢筋连接到其上方一节井壁的 绑扎钢筋上，直至逆作竖井连通地下隧道；井壁的椭圆形截面在长轴处壁厚t_b与短轴处壁厚 t_a的比例为0.5≤(t_b/t_a)≤1.0，同时逆作竖井沿高度方向的每节井壁壁厚为根据土侧压力 整定获得的壁厚。

所述倒L型构造井壁为整个逆作竖井的井颈，由地面段的结构传递给地基土，倒L型结 构按受弯构件配筋。逆作竖井从上往下分节逆作浇筑，井颈以下的每一节井壁采用构造钢筋 进行连接，这样，通过构造钢筋将某一节井壁下方的所有侧壁重量传递至本节侧壁，最终传 递至倒L型的井颈，此时倒L型井颈为一种悬挂式结构，悬挂在地面地基土上，以传递的方 式向下承载着每一节井壁的重量，整体传力路径清晰，在这样的传力系统构造下，逆作竖井 的内侧截面便可做成一致，有效提高了井壁的受力负荷，简化井壁构造。