内置格构立柱的竖井主体结构及其逆作式构建方法
【技术领域】
[0001]本发明属于隧道及地下工程技术领域，具体涉及一种内置格构立柱的竖井主体结构及其逆作式构建方法。
【背景技术】
[0002]随着修建技术、建设水平及建设要求的不断提高，越来越多的新技术、新工艺、新工法应用到隧道及地下工程的建设中。近年来，竖井在铁路、公路、引水、地铁及市政工程中不断增多，或运营通风、或辅助施工、或永久使用，各类复杂周边及地质条件下的深、大竖井工程也愈来愈多，采用逆作法是一种更为安全经济稳妥的实施方法。
[0003]常规的竖井逆作法一般通过沿井身纵向间隔设腰梁、插筋，或采用锚杆悬挑、冠梁内凸倒挂井壁、叠合墙受力体系等方式，来支撑或承载“自上而下”浇筑的主体结构，直至竖井修建完毕，附加工程及工序均较多，尤其是破坏并分割了主体结构外周的防水系统，很难实现“全包”防水，后期易产生渗漏水等隐患，影响竖井主体结构的安全及正常使用。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种内置格构立柱的竖井主体结构及其逆作式构建方法，保证竖井结构在逆作法的前提下安全快速实施，并实现真正意义上的全包防水。
[0005]本发明所采用的技术方案是:
内置格构立柱的竖井主体结构，其特征在于:
包括由地下连续墙或围护粧组成的竖井围护结构，竖井围护结构插入竖井开挖基坑下方；
竖井围护结构内圈为主体侧墙和底板，主体侧墙内的竖井中设置有多层互相垂直的、水平方向的井内横梁和井内纵梁，作为内部支撑结构；对应井内横梁和井内纵梁的平面位置设置有中板，井内横梁和井内纵梁的相交处设置有井内框架立柱；
主体侧墙内设置有一并浇筑的侧墙格构柱，井内横梁和井内纵梁位置处设置有一并浇筑的井内格构柱。
[0006]侧墙格构柱和井内格构柱由角钢和四面的缀板焊接组成。
[0007]侧墙格构柱和井内格构柱均通过锚固钢筋与主体侧墙、井内横梁或井内纵梁的钢筋绑扎后整体浇筑。
[0008]主体侧墙外周全包敷设有防水卷材。
[0009]侧墙格构柱和井内格构柱底部均设置有格构柱基础粧。
[0010]主体侧墙中设置有多层侧墙内腰梁，多层侧墙内腰梁与每层井内横梁和井内纵梁处于相同的水平面。
[0011]竖井围护结构顶部设置有顶板并留有风孔，竖井围护结构顶部设置有冠梁；
竖井围护结构的冠梁采用向内凸出的方式与主体结构侧墙浇筑一体。
[0012]内置格构立柱的竖井主体结构逆作式构建方法，其特征在于: 由以下步骤实现:
步骤一:施做由地下连续墙或围护粧组成的竖井围护结构；
步骤二:利用角钢和缀板焊接预制格构立柱，将提前预制好的格构立柱置于竖井围护结构内圈，作为侧墙格构柱，并在竖井内横、纵呈网格状布置提前预制好的格构立柱，作为井内格构柱；
格构立柱底部均构建有格构柱基础粧；
步骤三:开挖竖井，同时设置竖井围护结构顶部的冠梁及顶板。
[0013]步骤四:继续开挖竖井，在地下连续墙或围护粧内侧，即主体侧墙外侧全包敷设防水卷材；
步骤五:自上而下逆作竖井主体结构，包括主体侧墙、井内横梁和井内纵梁，均与格构立柱及其锚固钢筋绑扎一体并共同浇筑；
主体侧墙设置多层侧墙内腰梁，底部设置底板，井内设置井内框架立柱；
对应井内横梁和井内纵梁平面处设置中板；
步骤六:井内格构柱后期割除，竖井主体结构为后期永久性的承载受力结构。
[0014]本发明具有以下优点:
1、通过竖井主体结构内置格构立柱的方式实现逆作法，实施过程中工序干扰少，安全快速便利；
2、格构立柱先期于地表施做，易实施，可实施，质量可保证；
3、侧墙范围的格构立柱后期永久浇筑于主体侧墙内，还可一定程度上增加墙体的刚度和受力性能；
4、格构立柱内置于主体侧墙及井内，后期可实现主体结构外周防水卷材的全包敷设，设计理念更加合理完善，有利于竖井使用阶段的结构防水及耐久性；
5、格构立柱先期于地表施做，后期随着竖井的分层开挖而逐渐显露并共同作用，以钢筋混凝土灌注粧作为其基础，采用“角钢+缀板焊接+锚固钢筋”的组合模式，格构立柱均布于主体侧墙及井内，相互间充分锚固，可均匀稳固的承担竖井主体结构“自上而下”浇筑所形成的荷载，保证主体结构安全、无损、完整的逆作浇筑，最终确保竖井逆作法的安全成功实施。
【附图说明】
[0015]图1为本发明结构平面图(竖井结构平面)。
[0016]图2为本发明结构剖面图(竖井结构剖面)。
[0017]图3为本发明格构立柱与主体结构锚固平面图(正常段锚固平面)。
[0018]图4为本发明格构立柱与主体结构锚固平面图(拐角处锚固平面)。
[0019]图5为本发明格构立柱与结构锚固剖面图。
[0020]图中，1-冠梁，2-顶板，3-中板，4-底板，5-井内横梁，6_地下连续墙或围护粧，7-主体侧墙，8-侧墙内腰梁，9-侧墙格构柱，10-井内格构柱，11-格构柱基础粧，12-主体外周防水卷材，13-井内纵梁，14-井内框架立柱，15-角钢，16-缀板，17-中间锚固筋，18-两侧锚固筋，19-风孔。
【具体实施方式】
[0021]下面结合【具体实施方式】对本发明进行详细的说明。
[0022]本发明涉及内置格构立柱的竖井主体结构，包括由地下连续墙或围护粧6组成的竖井围护结构，围护结构插入竖井开挖基坑下方一定深度。竖井围护结构内圈为主体侧墙7和底板4，主体侧墙7外周全包敷设防水卷材12。主体侧墙7内的竖井中设置有互相垂直的、多层水平的井内横梁5和井内纵梁13，对应每层井内横梁5和井内纵梁13的平面位置设有各层中板3，井内横梁5和井内纵梁13的相交处设置有井内框架立柱14。
[0023]主体侧墙7内设置有一并浇筑的侧墙格构柱9，井内横梁5和井内纵梁13位置处设有一并浇筑的井内格构柱10。侧墙格构柱9和井内格构柱10由角钢15和四面的缀板16焊接组成，均通过锚固钢筋与主体侧墙7、井内横梁5或井内纵梁13整体绑扎后一体浇筑。侧墙格构柱9和井内格构柱10底部均设置有格构柱基础粧11。
[0024]主体侧墙7中设置有多层侧墙内腰梁8，与每层井内横梁5和井内纵梁13处于相同的水平面。竖井主体结构顶部设置有顶板2并留有风孔19，竖井围护结构顶部设置有冠梁I。
[0025]上述内置格构立柱的竖井主体结构逆作式构建方法，由以下步骤实现:
步骤一:施做由地下连续墙或围护粧6组成的竖井围护结构；
步骤二:利用角钢15和缀板16焊接预制格构立柱，将提前预制好的格构立柱置于竖井围护结构内圈，作为侧墙格构柱9，并在竖井围护结构内横、纵向呈网格状布置提前预制好的格构立柱，作为井内格构柱10 ；
格构立柱底部均构建有格构柱基础粧11 ;
步骤三:开挖竖井，同时设置竖井围护结构顶部的冠梁(I)及竖井主体结构顶板(2)。
[0026]步骤四:继续开挖竖井，在地下连续墙或围护粧(6)内侧，即主体侧墙(7)外侧全包敷设主体外周防水卷材(12);
步骤五:自上而下逆作竖井主体结构，包括主体侧墙(7)、井内横梁(5)和井内纵梁
(13)，均与格构立柱及其锚固钢筋绑扎一体并共同浇筑；
主体侧墙(7)设置多层侧墙内腰梁(8)，底部设置底板(4)，井内设置框架立柱(14); 对应井内横梁(5 )和井内纵梁(13 )平面处设置中板(3 );
步骤六: