采用预制构件进行基坑支护的结构及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于地下建筑工程领域，尤其涉及一种采用预制构件进行基坑支护的结构及方法。
【背景技术】
[0002]传统的基坑开挖过程中常采用放坡、高压旋喷粧、地下连续墙、水泥土挡墙等方法进行支护，但这些方法在应用上均存在一定的缺陷。如放坡需要开阔的周边场地;高压旋喷粧施工占地少，噪音小，但施工中有大量泥浆排出，容易引起污染，且对于地下水流速过大的地层，无填充物的岩溶地段永冻土和对水泥有严重腐蚀的土质，由于喷射的浆液无法在注浆管周围凝固，不宜采用该法;地下连续墙刚度大，止水效果好，但是造价高，施工要求设备专业;水泥挡土墙在基坑长度大时，位移相对较大，且厚度大，只有在红线位置和周围环境允许时才能采用。
[0003]中国专利CN105064379A公开了H型钢基坑支护装置及方法，结合了型钢粧和钢板粧的特点。它由打粧机或压粧机将多个H型钢粧按设计要求从地面逐一打入或压入地下设计标高，然后分别在每两个H型钢粧的粧身之间用压粧设备压入分节钢板粧，形成第一段基坑支护，在第一段基坑支护内开挖第一段深度的土方，继续在每两个粧的粧身之间压入第二节分节钢板粧，继续开挖第二段土方，如此循环施工直至完成基坑支护，该方法会增加施工工序，降低施工效率，止水效果较低。
[0004]中国专利CN104975605A公布了一种可重复循环使用钢筋混凝土支撑技术，按照设计原则把用于基坑围护结构的支撑分为可重复循环使用段和后浇段，可重复循环使用段在预制场按照基坑支护普遍性设计提前预制，端头部位采用预埋钢板和预留钢筋接驳器的方式为后浇段提供连接条件，支撑施工时可重复循环使用段按照设计吊装到位，两预制段之间预留后浇段，浇筑后浇段混凝土并养护到设计强度后进行基坑开挖，支撑需拆除时仅拆除后浇段钢筋混凝土，预制段支撑回收进行重复循环利用，该方法施工工序较为复杂，操作性较困难。
[0005]中国专利CNl04863160A公布了一种基坑支护结构，包括挡土构件，挡土构件下表面设有冠梁，冠梁与挡土构件之间安装有固定销，冠梁下表面设有钢筋混凝土支撑构件，钢筋混凝土支撑构件与冠梁之间通过固定螺钉连接，钢筋混凝土支撑构件下表面设有水泥砂浆支护面板，水泥砂浆支护面板通过钢箍与钢筋混凝土支撑构件连接，水泥砂浆支护面板上设有围檩梁，围檩梁为两个，围檩梁顶部固定在钢筋混凝土支撑构件上，水泥砂浆支护面板侧面且位于一围檩梁外侧面上设有边梁，边梁与围檩梁之间内置钢钉，该专利中的构件结构较为复杂，施工工序繁琐，无法保证施工速度。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是为克服上述现有技术的不足，提供一种采用预制构件进行基坑支护的结构及方法，该方法可减少施工工序、提高施工效率，在不同环境条件下具有更好的适用性，且在支护过程中减少对环境的污染。
[0007]为实现上述目的，本发明采用下述技术方案:
[0008]采用预制构件进行基坑支护的结构，包括多排相互连接的口字形结构组件，所述口字形结构组件包括若干个Z型预制构件和至少四个直角型预制构件，Z型预制构件相互拼接形成口字形结构组件的平面部分，口字形结构组件的边角部分设置直角型预制构件;所述口字形结构组件的中间部分设置有横梁，将口字形结构组件的平面部分连接起来。
[0009]所述Z型预制构件的横截面为Z字形，Z型预制构件内部在横向和纵向上均设有若干个贯穿Z型预制构件的锚索孔，Z型预制构件内部在横向方向上设有贯穿Z型预制构件的注浆孔;通过锚索孔使用锚索将Z型预制构件之间连接起来，注浆孔对两预制构件拼接处实施的防水措施。
[0010]横向设置的锚索孔、纵向设置的锚索孔和注浆孔均互不相通;横向的锚索孔、竖向的锚索孔和注浆孔分别单独使用，互不影响。
[0011]所述注浆孔连通口字形结构组件的外部和内部;相邻拼接的两个Z型预制构件的横向设置的锚索孔相连通。
[0012]优选的，所述注浆孔的轴向方向与Z型预制构件的横向外边线成一锐角;使注浆孔有一倾斜角度，对两预制构件拼接处的防水措施。
[0013]优选的，横向设置的锚索孔与Z型预制构件的横向外边线相平行;在横向锚索孔内穿过的锚索可以一条线将Z型预制构件连接起来，锚固效果更为牢固，预制构件之间的拼接更为贴合。
[0014]所述直角型预制构件的横截面成90度直角形状，直角型预制构件内部在横向和纵向上均设有若干个贯穿直角型预制构件的锚索孔，直角型预制构件内部在横向方向上设有贯穿直角型预制构件的注浆孔;通过锚索孔使用锚索将直角型预制构件与Z型预制构件、直角型预制构件之间连接起来，对两预制构件拼接处的防水措施。
[0015]横向设置的锚索孔、纵向设置的锚索孔和注浆孔均互不相通;横向的锚索孔、竖向的锚索孔和注浆孔分别单独使用，互不影响。
[0016]所述注浆孔连通口字形结构组件的外部和内部；直角型预制构件的端部为阶梯状，与口字形结构组件的平面部分端部的Z型预制构件相拼接，相拼接的Z型预制构件和直角型预制构件的横向设置的锚索孔相连通。
[0017]优选的，所述注浆孔的轴向方向与直角型预制构件的横向外边线成一锐角；使注浆孔有一倾斜角度，对两预制构件拼接处的防水措施。
[0018]优选的，横向设置的锚索孔设置为弧形孔道，弧形孔道的开口设置于直角型预制构件的端面处，直角型预制构件的端面在弧形孔道的开口处设有一坡口，坡口与弧形孔道的开口连通，直角型预制构件两直角处的弧形孔道的开口相对;在横向锚索孔内穿过的锚索可以将直角型预制构件连接为一个整体，锚固效果更为牢固，预制构件之间的拼接更为贴合。
[0019]相邻两排所述口字形结构组件之间通过榫槽和榫头连接;实现预制构件的叠加连接，同时增强整体支护结构的抗剪强度。
[0020]所述Z型预制构件和直角型预制构件的两侧部、顶部和底部均贴有止水胶垫;作为预制构件间的止水措施。
[0021]所述口字形结构组件的内侧壁上固设若干个与横梁连接的连接片；方便安置横梁，横梁对口字形结构组件起到支撑作用。
[0022]采用预制构件进行基坑支护的方法，包括以下步骤:
[0023]步骤1:根据基坑围护内控制线，开挖沟槽，并在沟槽上放置直角型预制构件和Z型预制构件的定位架，定位架按预制构件尺寸制作后放置于沟槽内并固定好；
[0024]步骤2:在直角型预制构件和Z型预制构件的锚索孔内涂覆润滑油层，然后将直角型预制构件和Z型预制构件竖立并沿定位架压入土中；
[0025]步骤3:按照步骤2将直角型预制构件和Z型预制构件从基坑一端沿顺时针或者逆时针顺序依次压入土中，组装成口字形结构组件;若口字形结构组件的高度低于设定高度，可叠加设置多排口字形结构组件；
[0026]步骤4:对基坑进行分层、分块式开挖，在开挖过程中，用锚索将口字形结构组件的各预制构件进行串联，并在口字形结构组件中间部分固定横梁以进行支撑。
[0027]所述步骤2中将直角型预制构件和Z型预制构件沿定位架压入土中前，调整直角型预制构件和Z型预制构件的垂直度;在压入土中时，实时检测直角型预制构件和Z型预制构件的垂直度，若发生倾斜，及时进行矫正。
[0028]本发明的有益效果为:
[0029]本发明的基坑支护结构由Z型预制构件和直角型预制构件相拼接组成，并用锚索紧固，施工简单，支护效果更优，所能承受的强度更大。
[0030]本发明的基坑支护方法可减少施工工序、提高施工效率，在不同环境条件下具有更好的适用性，且在支护过程中减少对环境的污染。
【附图说明】
[0031 ]图1为本发明Z型预制构件的正视图；
[0032]图2为本发明Z型预制构件的侧视图；
[0033]图3为本发明Z型预制构件的俯视图；
[0034]图4为本发明直角型预制构件的正视图；
[0035]图5为本发明直角型预制构件的侧视图；
[0036]图6为本发明直角型预制构件的俯视图；
[0037]图7为本发明预制构件在基坑中布置俯视示意图；
[0038]图8为本发明预制构件在基坑中拼接布置的正视图；
[0039]图中，1.止水胶垫，2.锚索孔，3.钢片，4.Z型预制构件，5.注浆孔，6.为直角型预制构件，7.横梁，8.榫头，9.榫槽。
【具体实施方式】
[0040]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0041]用于基坑支护的预制构件，该预制构件有两类，主要由Z型预制构件和直角型预制构件本体构成。Z型预制构件和直角型预制构件主要由钢筋混凝土制成。
[0042]如图1-图3所示，为Z型预制构件的结构示意图，Z型预制构件4的横截面为Z字形，Z型预制构件4内部设置横向三道、纵向两道用于锚索连接预制构件的锚索孔2，Z型预制构件4内侧加外贴钢片3，用于焊接横梁;锚索孔2在Z型预制构件4的横向和纵向方向上都均匀布设，横向设置的锚索孔2用于将相邻的预制构件连接起来，纵向设置的锚索孔2用于将上下排预制构件之间连接起来。锚索孔2之间的间隔相等，使锚固力更为均匀，锚固效果更牢固。优选的，横向设置的锚索孔2与Z型预制构件4的横向外边线相平行;横向和纵向锚索孔2内部涂覆有润滑油层，便于对预制构