阅读说明：本技术 一种竖井结构及其施工方法 (Vertical shaft structure and construction method thereof ) 是由 杨光华 陈富强 李支令 杜秀忠 贾恺 李长江 于 2020-05-19 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种竖井结构及其施工方法,竖井结构包括支挡结构,支挡结构包括盾构隧道、内衬支护结构和长短结合的地下连续墙。设计长短结合的地下连续墙,当开挖至短的地下连续墙底时,即短的地下连续墙吊脚时,依靠长的地下连续墙的嵌岩段来保证地基承载力和稳定性的要求,当开挖至长的地下连续墙底时,即长的地下连续墙吊脚时,依靠短的地下连续墙结合内衬支护结构的组合结构来满足地基承载力和稳定性的要求,实现分阶段受力的体系。本发明可广泛应用于深基坑施工技术领域。(The invention discloses a vertical shaft structure and a construction method thereof. The underground continuous wall with the combined length is designed, when the underground continuous wall is excavated to the bottom of the short underground continuous wall, namely the hanging feet of the short underground continuous wall, the requirements of the bearing capacity and the stability of the foundation are ensured by the rock embedding section of the long underground continuous wall, and when the underground continuous wall is excavated to the bottom of the long underground continuous wall, namely the hanging feet of the long underground continuous wall, the requirements of the bearing capacity and the stability of the foundation are met by the combined structure of the short underground continuous wall and the lining supporting structure, so that a system with the force applied in stages is realized. The invention can be widely applied to the technical field of deep foundation pit construction.)

一种竖井结构及其施工方法

技术领域

本发明涉及深基坑施工技术领域，特别涉及一种竖井结构及其施工方法。

背景技术

目前针对上土下岩的地质条件下的深基坑吊脚式支护结构应用非常广泛，若将支挡式结构端部嵌入强风化或中风化岩中，特别是岩石强度较高时，施工成槽难度会很大，导致施工效率降低和成本增加，考虑到经济性及施工因素，一般嵌入岩的深度是有限的。若基坑底面位于基岩以下，当基坑开挖到基底时，支挡式结构则似吊在空中，即俗称的“吊脚”。现有吊脚式支护结构的构造一般采用的是吊脚式灌注桩或地下连续墙结合锁脚预应力锚索，上部土层部分一般为灌注桩或地下连续墙结合预应力锚索或内支撑结构，下部岩层一般是采用喷锚支护，为了保证吊脚结构端部的稳定性，一般会留设宽度为1～3m的岩肩来支撑桩脚或墙脚。

然而目前的吊脚式支护结构的设计计算理论还不成熟。在吊脚桩的设计施工时，由于建筑空间的限制，预留岩肩的宽度不能太大，因此，其对桩脚或墙脚的嵌固力也是有限，一般设计时在桩脚或墙脚处增加一道锚索来弥补岩肩嵌固力的不足。现有吊脚式支护结构的局限和缺点在于灌注桩或地下连墙端部处于同一标高，支挡式结构的端部存在局部失稳、承载力不足等问题，另外，若锁脚锚索失效，该结构体系则失效，工程的安全与成败完全依赖于锁脚锚索的可靠性。

发明内容

为解决上述技术问题中的至少之一，保证支护承载力和稳定性，本发明提供一种竖井结构及其施工方法，所采用的技术方案如下：

本发明所提供的竖井结构包括支挡结构，所述支挡结构包括盾构隧道、内衬支护结构和长短结合的地下连续墙。

本发明的一些实施例中，所述内衬支护结构包括内衬墙，所述内衬墙主要由钢筋混凝土构成。

本发明的一些实施例中，所述内衬支护结构包括环框梁，所述环框梁设在所述内衬墙上。

本发明的一些实施例中，所述内衬支护结构包括多个环框梁，各所述环框梁沿竖向间隔布置。

本发明的一些实施例中，所述支挡结构设有锁脚锚索。

本发明的一些实施例中，所述支挡结构的顶部设有压顶梁。

本发明的一些实施例中，所述支挡结构的下部岩层段设有挂网喷砼护面。

本发明所提供的竖井结构的施工方法包括以下步骤：

S-1，平整场地，挖导沟、筑导墙；

S-2，挖槽、吊放接头管、吊放钢筋笼，浇灌混凝土和拔出接管成墙，重复上述步骤直到全部长短组合的地下连续墙完成施工；

S-3，分层开挖竖井内土方，按逆作施工钢筋混凝土内衬墙或者施工环框梁；

S-4，分层开挖岩层段的土方，直到挖至坑底，按顺作施工喷锚土钉；

S-5，按顺作岩层段的内衬墙浇注竖井底板。

本发明的一些实施例中，步骤S-3中，在短的地下连续墙的墙脚处增设锁脚锚索或环框梁。

有益效果：竖井结构中设计长短结合的地下连续墙，当开挖至短的地下连续墙底时，即短的地下连续墙吊脚时，依靠长的地下连续墙的嵌岩段来保证地基承载力和稳定性的要求，当开挖至长的地下连续墙底时，即长的地下连续墙吊脚时，依靠短的地下连续墙结合内衬支护结构的组合结构来满足地基承载力和稳定性的要求，实现分阶段受力的体系。本发明可广泛应用于深基坑施工技术领域。

附图说明

图1为竖井结构的平面示意图，图中以圆形的竖井为例；

图2为图1中结构的A-A剖视图；

图3为施工方法中挖导沟、筑导槽的工况示意图；

图4为图3中结构的B-B剖视图；

图5为施工方法中挖槽的工况示意图，图中左侧为已浇筑的槽段，右侧为未开挖的槽段；

图6为图5中结构的俯视图；

图7为施工方法中吊放接头管的工况示意图，图中左侧为已浇筑的槽段，右侧为未开挖的槽段；

图8为图7中结构的俯视图；

图9为施工方法中吊放钢筋笼的工况示意图，图中左侧为已浇筑的槽段，右侧为未开挖的槽段；

图10为图9中结构的俯视图；

图11为施工方法中浇灌混凝土的工况示意图，图中左侧为已浇筑的槽段，右侧为未开挖的槽段；

图12为图11中结构的俯视图；

图13为施工方法中拔出接头管成墙的工况示意图，图中左侧为已浇筑的槽段，右侧为未开挖的槽段；

图14为图13中结构的俯视图。

具体实施方式

下面结合图1至图14对本发明做进一步的说明。

本发明涉及一种竖井结构，其包括支挡结构，支挡结构包括盾构隧道13、内衬支护结构和长短结合的地下连续墙11，以圆形的竖井为例，该竖井结构利用长短结合的地下连续墙11构成可分阶段受力的吊脚式圆形盾构竖井结构。采用长短结合的地下连续墙11主要起挡土作用和保证支挡结构上部土层段的承载力和稳定性，为了防止地下连续墙11因在同一高程出现吊脚而导致支挡结构的安全稳定性受到影响，即避免竖井的安全稳定性受到影响，采用了内衬支护结构与长短结合的地下连续墙11，达到分阶段受力的目的。

采用长短结合的地下连续墙11可以为土岩结合的竖井提供经济可靠的支护方案，避免常规吊脚式结构因锁脚锚索16失效导致支护结构失稳的风险，解决常规吊脚式支护结构端部存在局部失稳、承载力不足等的问题，避免留设岩肩，具有支护体系受力明确、易施工和实现、施工质量容易保证等优点。

某些实施例中，内衬支护结构包括内衬墙12，内衬墙12主要由钢筋混凝土构成，在坑内采用逆作的内衬墙12，内衬墙12采用竖向从上到下的施工方法，主要起支撑作用和保证地下连续墙11吊脚部分的稳定性。进一步地，内衬支护结构包括环框梁，环框梁设在内衬墙12上。

某些实施例中，不设内衬墙12，内衬支护结构包括多个环框梁，各环框梁沿竖向间隔布置，以多个环框梁所构成的结构替代内衬墙12，从而构成经济合理、技术可行的支护体系。

某些实施例中，支挡结构的下部设有锁脚锚索16，主要起到保护地下连续墙11吊脚部分的稳定性，形成双重保险。锁脚锚索16可根据施工需要决定是否留设，例如：当吊脚处采用钢筋混凝土构成的内衬墙12时，可视锁脚锚索16为开挖时临时使用结构，内衬墙12施工后，内衬墙12替代锁脚锚索16的功能，从而大大提高竖井的安全稳定性。

某些实施例中，支挡结构的顶部设有压顶梁14，主要起将地下连续墙11和内衬墙12连成整体受力的作用。

某些实施例中，支挡结构的下部岩层段设有挂网喷砼护面15，主要起到保护竖井下部盐城坡面稳定的作用。

以下对竖井结构的一具体实施例展开描述，应理解的是，下述描述仅是示例性说明，而不是对竖井结构的具体限制。

竖井结构包括支挡结构，支挡结构包括盾构隧道13、内衬墙12和长短结合的地下连续墙11，内衬墙12主要由钢筋混凝土构成，支挡结构设有锁脚锚索16、压顶梁14、挂网喷砼护面15、土钉17和底板。内衬墙12呈阶梯式的两段结构，上大下小。

该竖井结构避免留设岩肩，当开挖至短的地下连续墙11底时，即短的地下连续墙11吊脚时，可依靠长的地下连续墙11的嵌岩段来保证地基承载力和稳定性的要求。当开挖至长的地下连续墙11底时，即长的地下连续墙11吊脚时，可依靠短的地下连续墙11结合内衬墙12的组合结构来满足地基承载力和稳定性的要求。

利用长短结合的地下连续墙11和内衬墙12支护体系形成随着土方开挖可分阶段受力的结构体系，达到分阶段受力的状态。随着开挖的进行，不留岩肩，不设锁脚锚索16，吊脚式的支护结构的地基承载力和稳定性更能保证。

本发明还涉及一种竖井结构的施工方法，其包括以下步骤：

S-1，平整场地，挖导沟、筑导墙21；

S-2，挖槽、吊放接头管22、吊放钢筋笼23，浇灌混凝土和拔出接管成墙，重复上述步骤直到全部长短组合的地下连续墙完成施工；

S-3，分层开挖竖井内土方，按逆作施工钢筋混凝土内衬墙或者施工环框梁；

S-4，分层开挖岩层段的土方，直到挖至坑底，按顺作施工喷锚土钉；

S-5，按顺作岩层段的内衬墙浇注竖井底板。

上述S-2步骤中，挖槽是将地下连续墙分槽段成槽，具体地，通过成槽机24挖槽。另外，挖槽的过程中布置护壁泥浆。

上述S-2步骤中，插入多个浇捣管25进行浇灌混凝土。

某些实施例中，步骤S-3中，在短的地下连续墙的墙脚处增设锁脚锚索或环框梁，以形成双重保险结构，即冗余设计。

以上结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。