懸掛式橢圓形逆作豎井的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種土建施工用逆作豎井，特別是一種懸掛式橢圓形逆作豎井。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)中，國內(nèi)地下工程的逆作法豎井均采用矩形和圓形橫斷面結(jié)構(gòu)，豎井的側(cè)壁為等壁厚架構(gòu)，然而圓形結(jié)構(gòu)的豎井以受壓為主，配筋小，但其空間利用率低、占地面面積大;矩形結(jié)構(gòu)的豎井井內(nèi)凈空利用率高、占地小，但是其結(jié)構(gòu)以受彎為主，配筋大，施工難度大。且現(xiàn)有的技術(shù)，無論是矩形還是圓形井，都采用上下、四周等壁厚配筋，在挖深較大的豎井工程中，經(jīng)濟(jì)性差。另外，采用逆作法施工時(shí)，由于土體開挖后、豎井側(cè)壁澆筑前存在一個(gè)土體臨空的時(shí)間，采用矩形井則無法在開挖側(cè)壁形成土拱，則會(huì)造成側(cè)壁土坍塌，進(jìn)而造成施工事故。
[0003]中國專利ZL2015 2 0024209.1提供了一種用于頂管頂進(jìn)遇阻清障的橢圓形逆作豎井，采用橢圓形逆作法豎井，可以兼有圓形結(jié)構(gòu)和矩形結(jié)構(gòu)受力好、配筋小、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)，但是該專利技術(shù)方案所述豎井的結(jié)構(gòu)為豎向變徑構(gòu)造，分成上、中、下三個(gè)部分，上部采用外張口構(gòu)造以穩(wěn)定井口結(jié)構(gòu)，中部設(shè)置環(huán)形臺(tái)面作為工作臺(tái)，同時(shí)加固該部分井壁；下部豎井內(nèi)徑大于中部，采用多個(gè)支撐架構(gòu)，主要目的在于服務(wù)于頂管施工排障，為臨時(shí)性結(jié)構(gòu)。
[0004]上述專利技術(shù)雖然利用了橢圓形的豎井，但也僅僅是根據(jù)障礙物的范圍對(duì)圓形進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，并未充分發(fā)揮橢圓形逆作豎井的構(gòu)造優(yōu)勢；另外上述專利技術(shù)以及現(xiàn)有技術(shù)的逆作豎井均采用等壁厚的架構(gòu)，這主要是因?yàn)閭?cè)壁土體開挖的厚度難以精確控制，常常造成超挖，采用等壁厚結(jié)構(gòu)便于施工控制；而且采用等壁厚結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的混凝土方量不會(huì)增加過多。然而在實(shí)際施工中，由于豎井無論是高度方向還是橫向部分的土側(cè)壓力都各有不同，這樣一來，要么豎井整體受力不均勻，要么改變豎井上下的井壁結(jié)構(gòu)或者井壁內(nèi)徑來適應(yīng)不同的土側(cè)壓力，導(dǎo)致豎井結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不同節(jié)段井壁之間傳力路徑縱橫交錯(cuò)，施工工程量增加，工程投資偏高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的在于根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種構(gòu)建清晰傳力路徑，提高井壁受力負(fù)荷，簡化豎井結(jié)構(gòu)的懸掛式橢圓形逆作豎井。
[0006]本實(shí)用新型的目的是通過以下途徑來實(shí)現(xiàn)的:
[0007]懸掛式橢圓形逆作豎井，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，包括有復(fù)數(shù)節(jié)橢圓形井壁，為綁扎鋼筋饒筑混凝土構(gòu)造，每節(jié)井壁的長軸內(nèi)徑和短軸內(nèi)徑相同，在最上方的井壁為倒L型構(gòu)造，該倒L型構(gòu)造為井頸，豎立部分位于逆作豎井的最上方井壁，橫向部分則平行于地面，并固定安裝于地基土之上，之后每一節(jié)井壁均通過構(gòu)造鋼筋連接到其上方一節(jié)井壁的綁扎鋼筋上，直至逆作豎井連通地下隧道。
[0008]所述倒L型構(gòu)造井壁為整個(gè)逆作豎井的井頸，由地面段的結(jié)構(gòu)傳遞給地基土，倒L型結(jié)構(gòu)按受彎構(gòu)件配筋。逆作豎井從上往下分節(jié)逆作澆筑，井頸以下的每一節(jié)井壁采用構(gòu)造鋼筋進(jìn)行連接，這樣，通過構(gòu)造鋼筋將某一節(jié)井壁下方的所有側(cè)壁重量傳遞至本節(jié)側(cè)壁，最終傳遞至倒L型的井頸，此時(shí)倒L型井頸為一種懸掛式結(jié)構(gòu)，以傳遞的方式向下承載著每一節(jié)井壁的重量，整體傳力路徑清晰，有效提高了井壁的受力負(fù)荷;在這樣的傳力系統(tǒng)構(gòu)造下，逆作豎井的內(nèi)側(cè)截面便可做成一致的，施工時(shí)，采用相同截面的橢圓形鋼模板施工，自此，整體逆作豎井為橢圓形柱體結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡潔，合理減少占地寬度，同時(shí)簡化了施工程序，降低了施工工程量。
[0009]本實(shí)用新型可以進(jìn)一步具體為:
[0010]每節(jié)橢圓形井壁截面的短軸內(nèi)半徑a和長軸內(nèi)半徑b的比例為0.3 < (a/b) < 1.00
[0011]考慮到井壁的橢圓形截面在長軸和短軸方向受力大小有差異，為了能夠確保側(cè)壁結(jié)構(gòu)的受力利用率，經(jīng)由多次計(jì)算、測試和試驗(yàn)獲得了橢圓形截面的長軸半徑和短軸半徑的比例數(shù)據(jù)，在此比例結(jié)構(gòu)下，能夠獲得較好的側(cè)壁結(jié)構(gòu)受力利用率。
[0012]所述每節(jié)橢圓形井壁截面的長軸處壁厚tb與短軸處壁厚ta的比例為0.5< (tb/ta)<1.0。
[0013]不但井壁的橢圓形截面在長軸和短軸方向受力大小有差異，在受力方向上也是不同的，短軸處壁厚ta的受力彎矩為向井內(nèi)彎曲，而長軸處壁厚tb的受力彎矩為向井外彎曲，因此，為了進(jìn)一步提高側(cè)壁結(jié)構(gòu)的受力利用率，本實(shí)用新型設(shè)置了橢圓形截面的井壁在長軸方向和短軸方向上的壁厚不一樣的構(gòu)造，經(jīng)由多次計(jì)算、測試和試驗(yàn)獲得了長軸方向和短軸方向上的壁厚比值，即通過采用變壁厚的結(jié)構(gòu)來獲得更好的側(cè)壁結(jié)構(gòu)的受力利用率。
[0014]逆作豎井由上而下，每隔復(fù)數(shù)節(jié)井壁設(shè)置有一節(jié)壁座，其位于豎井壁基土一側(cè)具有一凸起，其嵌入豎井基土中。
[0015]逆作豎井的高度是根據(jù)具體施工情況而定的，如果豎井的高度較高，為了確保傳力路徑的穩(wěn)定性和可靠性，需要在每隔一定的高度將一節(jié)井壁設(shè)置成壁座，壁座與其他井壁相比區(qū)別在于設(shè)置有能夠穩(wěn)固嵌入豎井基土中的一側(cè)凸起，借助豎井基土的作用力，在原有的傳力系統(tǒng)上繼續(xù)向下提供承載荷載的懸掛力。
[0016]所述連接相鄰兩節(jié)井壁的構(gòu)造鋼筋直徑為8-12mm。
[0017]豎井從上往下分節(jié)擬作澆筑，各節(jié)豎井之間采用Φ8?Φ12的構(gòu)造筋連接，通過構(gòu)造鋼筋將某一節(jié)井壁下方的所有側(cè)壁重量傳遞至本節(jié)側(cè)壁，最終傳遞至倒L型的井頸下方的地基土。
[0018]綜上所述，本實(shí)用新型提供了一種懸掛式橢圓形逆作豎井，為由上至下等內(nèi)截面的豎井構(gòu)造，以最上方的井頸作為倒L型構(gòu)造的井壁，其懸掛在地基土上，各節(jié)豎井之間采用構(gòu)造鋼筋連接，通過構(gòu)造鋼筋將某一節(jié)井壁下方的所有側(cè)壁重量傳遞至本節(jié)側(cè)壁，最終傳遞至倒L型的井頸下方的地基土;采用懸掛式井頸承重、不同節(jié)段井壁之間構(gòu)造鋼筋傳遞荷載的做法，傳力路徑清晰、構(gòu)造簡單;合理減少占地寬度，同時(shí)簡化了施工程序，降低了施工工程量。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實(shí)用新型所述的懸掛式橢圓形逆作豎井在高度方向上的截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2為本實(shí)用新型所述的懸掛式橢圓形逆作豎井的橫向截面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步描述。
【具體實(shí)施方式】
[0022]最佳實(shí)施例:
[0023]參照附圖1，懸掛式橢圓形逆作豎井，豎井從上往下分節(jié)擬作澆筑，包括有復(fù)數(shù)節(jié)橢圓形井壁，每節(jié)約為1.0-1.5m，為綁扎鋼筋澆筑混凝土構(gòu)造，每節(jié)井壁的長軸內(nèi)徑和短軸內(nèi)徑相同。在最上方的井壁為倒L型構(gòu)造，該倒L型構(gòu)造為逆作豎井的井頸I，井頸I的豎立部分作為逆作豎井的最上方井壁，橫向部分則平行于地面，并固定安裝于地基土之上，L型結(jié)構(gòu)按受彎構(gòu)件配筋;之后向下逐節(jié)開挖，逐節(jié)施工，每一節(jié)井壁2均通過直徑為8-12mm的構(gòu)造鋼筋連接到其上方一節(jié)井壁的綁扎鋼筋上，直至逆作豎井連通地下隧道，最后一節(jié)井壁為馬頭門。這樣，從井頸往下，通過構(gòu)造鋼筋將某一節(jié)井壁下方的所有側(cè)壁重量傳遞至本節(jié)側(cè)壁，最終傳遞至倒L型的井頸下方的地基土，因此，從這種傳遞式結(jié)構(gòu)上看，倒L型井頸為一種懸掛式結(jié)構(gòu)，以傳遞的方式向下承載著每一節(jié)井壁的重量。
[0024]本實(shí)用新型所述的橢圓形逆作豎井考慮了豎井的橫向截面一一橢圓形截面構(gòu)造，如圖2所示，其中每節(jié)橢圓形井壁截面的短軸半徑a和長軸半徑b的比例為0.3 < (a/b) <1.0;且長軸處壁厚tb與短軸處壁厚1的比例為0.5 < (tb/ta) < 1.0。上述的截面構(gòu)造考慮了井壁的橢圓形截面在長軸和短軸方向受力大小有差異，在受力方向上也是不同的，脫離了僅僅從截面形狀的改進(jìn)，更進(jìn)一步的考慮了井壁側(cè)壁結(jié)構(gòu)的受力利用率，提高等徑逆作豎井的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
[0025]由于逆作豎井的高度是根據(jù)具體施工情況而定的，如果豎井的高度較高，為了確保傳力路徑的穩(wěn)定性和可靠性，需要在每隔一定的高度將一節(jié)井壁設(shè)置成壁座3，壁座3與其他井壁相比區(qū)別在于設(shè)置有能夠穩(wěn)固嵌入豎井基土中的一側(cè)凸起，借助豎井壁基土的作用力，在原有的傳力系統(tǒng)上繼續(xù)向下提供承載荷載的懸掛力。
[0026]本實(shí)用新型所述懸掛式橢圓形擬作豎井的施工方法為:(I)根據(jù)圖紙要求，加工橢圓形鋼模板，模板高1.0?1.5m之間—(2)現(xiàn)場放樣，定出橢圓形豎井的長軸和短軸，同時(shí)包含井頸底板范圍4(3)清除井頸范圍的表層虛土、開挖土體—(4)澆筑井頸4(5)井頸混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%之后，開挖第一節(jié)井側(cè)壁范圍土體4(6) 土模處理、綁扎側(cè)壁鋼筋4(7)筑模板、澆筑側(cè)壁混凝土 (采用防水混凝土澆筑)—(8)側(cè)壁混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%之后，拆鋼模板4(9)開挖下一節(jié)井壁范圍內(nèi)的土體—(ΙΟ)重復(fù)上前述步驟，直至井達(dá)到設(shè)計(jì)高程—(11)根據(jù)實(shí)際情況，在井完成施工后，澆筑豎井永久性頂板，做好人行通道。
[0027]本實(shí)用新型未述部分與現(xiàn)有技術(shù)相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.懸掛式橢圓形逆作豎井，其特征在于，包括有復(fù)數(shù)節(jié)橢圓形井壁，為綁扎鋼筋澆筑混凝土構(gòu)造，每節(jié)井壁的長軸內(nèi)徑和短軸內(nèi)徑相同，在最上方的井壁為倒L型構(gòu)造，豎立部分位于逆作豎井的最上方井壁，橫向部分則平行于地面，并固定安裝于地基土之上，之后每一節(jié)井壁均通過構(gòu)造鋼筋連接到其上方一節(jié)井壁的綁扎鋼筋上，直至逆作豎井連通地下隧道。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸掛式橢圓形逆作豎井，其特征在于，每節(jié)橢圓形井壁截面的短軸內(nèi)半徑a和長軸內(nèi)半徑b的比例為0.3 < a/b < 1.003.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸掛式橢圓形逆作豎井，其特征在于，所述每節(jié)橢圓形井壁截面的長軸處壁厚tb與短軸處壁厚ta的比例為0.5 < tb/ta < 1.0ο4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸掛式橢圓形逆作豎井，其特征在于，逆作豎井由上而下，每隔復(fù)數(shù)節(jié)井壁設(shè)置有一節(jié)壁座，其位于豎井壁基土一側(cè)具有一凸起，其嵌入豎井基土中。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的懸掛式橢圓形逆作豎井，其特征在于，所述連接相鄰兩節(jié)井壁的構(gòu)造鋼筋直徑為8-12_。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及土建施工用逆作豎井，特別是一種懸掛式橢圓形逆作豎井，其結(jié)構(gòu)要點(diǎn)在于，包括有復(fù)數(shù)節(jié)橢圓形井壁，為綁扎鋼筋澆筑混凝土構(gòu)造，每節(jié)井壁的長軸半徑和短軸半徑相同，在最上方的井壁為倒L型構(gòu)造，豎立部分位于逆作豎井的最上方井壁，橫向部分則平行于地面，并固定安裝于地基土之上，之后每一節(jié)井壁均通過構(gòu)造鋼筋連接到其上方一節(jié)井壁的綁扎鋼筋上，直至逆作豎井連通地下隧道。這樣，通過構(gòu)造鋼筋將某一節(jié)井壁下方的所有側(cè)壁重量傳遞至本節(jié)側(cè)壁，最終傳遞至倒L型的井頸，以傳遞的方式向下承載著每一節(jié)井壁的重量，整體傳力路徑清晰，有效提高了井壁的受力負(fù)荷，結(jié)構(gòu)簡潔，合理減少占地寬度，同時(shí)簡化了施工程序，降低了施工工程量。
【IPC分類】E02D29/045
【公開號(hào)】CN205242441
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201521099320
【發(fā)明人】陳孝湘, 張培勇, 趙金飛, 李廣福, 吳征
【申請(qǐng)人】福建省電力勘測設(shè)計(jì)院
【公開日】2016年5月18日
【申請(qǐng)日】2015年12月24日