本发明涉及基坑支护结构及其施工领域，具体涉及一种一体化基坑支护结构及其施工方法。
背景技术：
基坑支护结构，是为了保证地下施工及基坑周边环境的安全，而对基坑侧壁或是周边环境采用的支挡、加固和保护结构。
常用的方式是在水泥土中植入单个桩体，根据需要还可在桩体中内置h型钢，来提高整体刚度。例如，申请号为201721092849.1和201721092865.0的专利中，都是基于在水泥土墙中植入预制构件形成的支护结构。
然而，这样的设置方式水平刚度弱，止水效果可靠度低，同时还需配合内支撑、抗拔锚索控制水平位移，内支撑影响后续施工，锚索可能影响周围环境安全。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种一体化基坑支护结构及其施工方法，以解决现有技术中支护结构整体刚度小，稳定性差，受外力作用影响水平位移较大，止水效果不稳定的问题。
为解决上述技术问题，本发明具体提供下述技术方案：
一种一体化基坑支护结构，包括设置于基坑中的水泥土墙，插设于所述水泥土墙中的预制构件，以及至少一根用于连接相邻的两根所述预制构件的连接件；其中，
至少一根所述连接件包括与所述预制构件相连的端部插件，以及拼接设置于两个所述端部插件之间的拼接件，且所述端部插件和/或所述拼接件上形成有凹陷方向与两根所述预制构件的连接方向相垂直的凹槽，相邻的两个所述凹槽的凹陷方向相反。
作为本发明的一种优选方案，所述连接件为连接相邻的两根所述预制构件的顶端的现浇钢筋混凝土梁板，且所述相邻的两根所述预制构件通过现浇钢筋混凝土梁板沿所述水泥土墙的延伸方向连接形成为一体结构。
作为本发明的一种优选方案，所述连接件为用于连接相邻的两根所述预制构件，且位于所述预制构件中部的钢构件；相邻的两根所述预制构件与连接所述预制构件的钢构件形成为一组预制构件组件，且相邻的两组预制构件组件中的其中一组中的所述钢构件设置于所述水泥土墙中。
作为本发明的一种优选方案，至少位于所述水泥土墙外部的所述钢构件包括所述端部插件和所述拼接件；且，
所述凹槽的凹面形成有多条沿所述预制构件的插入方向延伸设置的凸起的防冲击棱条；
至少位于所述水泥土墙外部的所述钢构件上贯通形成有多个泄水孔。
作为本发明的一种优选方案，所述预制构件的外侧面向外延伸形成有多条用于定位设置所述端部插件的定位延伸杆，所述端部插件中朝向所述预制构件的一侧形成有与定位延伸杆相配合且用于插设所述定位延伸杆的安装孔。
作为本发明的一种优选方案，所述水泥土墙至少包括一组平行设置的基础墙体，以及连接平行的所述基础墙体之间的桥接墙体，且多道所述桥接墙体之间形成有间隙，所述预制构件位于所述基础墙体中，至少部分所述钢构件位于所述桥接墙体中。
为解决上述技术问题，本发明还进一步提供下述技术方案：
一种基于上述所述的一体化基坑支护结构的施工方法，包括：
s100、选定施工区域，向所述施工区域中打出水泥土墙；
s200、将相邻的两根预制构件通过用于限制两根所述预制构件的相对位置的限位件限位连接后，形成为一组组件；
s300、在水泥土墙未凝固时，将多组组件整体定位后依次打入所述水泥土墙中；
s400、将打入所述水泥土墙中的每组组件中的所述预制构件的顶端通过现浇钢筋混凝土连接形成为一体结构。
作为本发明的一种优选方案，步骤s100具体包括：
s101、场地的处理：对场地进行清理以使得场地平整后，测量放线，划定水泥土墙的施工区域；
s102、沟槽的开挖：在选定的施工区域中开挖沟槽，确定组成水泥土墙的搅拌桩的起始位置、直径和搭接宽度，在沟槽中对应划定出搅拌桩的位置，形成水泥土墙的灌注区域；
s103、水泥土墙的构建：定位钻孔，注浆形成水泥土墙。
作为本发明的一种优选方案，步骤s300中，限位件在所述预制构件上自上而下顺次设置多根，打入方式包括：
s301、采用第一打夯频率垂直夯击对称设置的一组所述预制构件，至连接所述预制构件的最底部的所述限位件完全没入所述水泥土墙中；
s302、采用第二打夯频率继续垂直夯击所述预制构件，至位于最顶部的所述限位件的底部位于所述水泥土墙的上方；
s303、采用第一打夯频率垂直夯击至连接所述预制构件的所述限位件完全没入所述水泥土墙中；其中，
所述第一打夯频率大于所述第二打夯频率。
作为本发明的一种优选方案，步骤s400具体包括：
s401、采用现浇钢筋混凝土梁板作为连接件：根据预设尺寸采用钢筋笼绑扎后，浇筑混凝土，形成为一体结构；
s402、采用钢构件作为连接件：通过钢板及多根加强肋条焊接后制得连接相邻两根所述预制构件的钢构件。
本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
1)将预制构件之间通过钢构件进行连接，使得其形成为一个连接整体，从而提高其水平刚度，进一步提高整体的抗冲击性能；
2)对部分钢构件采用端部插件和拼接件拼接形成的方式，并进一步在端部插件和/或拼接件上形成凹槽，从而使得能够更好地针对性进行调整，在保证支护性能的前提下，进一步适应对整个地基构建的需求；
3)夯入过程的分布配置，更好地针对性调节，进一步通过土方回填，使得整个结构更好地适应地基的整体布局，使其更好地整体融入地基中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例提供的一体化基坑支护结构的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的其中一种一体化基坑支护结构的局部剖视图；
图3为本发明实施例提供的其中一种一体化基坑支护结构的另一位置的局部剖视图；
图4为本发明实施例提供的另一一体化基坑支护结构的局部剖视图；
图5为本发明实施例提供的另一一体化基坑支护结构的另一位置的局部剖视图；
图6为本发明实施例提供的钢构件的剖视图；
图7为本发明实施例提供的钢构件的局部剖视图；
图8为本发明实施例提供的施工方法的流程图。
图中的标号分别表示如下：
1-水泥土墙；3-现浇钢筋混凝土梁板；
11-基础墙体；12-桥接墙体；
21-预制构件；22-钢构件；23-端部插件；24-拼接件；25-凹槽；26-防冲击棱条；27-泄水孔；
221-第一连接段；222-第一斜向延伸段；223-第二连接段；224-第二斜向延伸段；225-第三连接段；226-止挡板；227-插条；228-安装孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-图7所示，本发明提供了一种一体化基坑支护结构，包括设置于基坑中的水泥土墙1，插设于所述水泥土墙1中的预制构件21，以及至少一根用于连接相邻的两根所述预制构件21的连接件；其中，
至少一根所述连接件包括与所述预制构件21相连的端部插件23，以及拼接设置于两个所述端部插件23之间的拼接件24，且所述端部插件23和/或所述拼接件24上形成有凹陷方向与两根所述预制构件21的连接方向相垂直的凹槽25，相邻的两个所述凹槽25的凹陷方向相反。
整个支护结构采用水泥土墙1与预制构件21配合嵌插的设置方式，并对多组相邻的两根预制构件21之间采用钢构件22进行连接，从而有效提高整体的空间架构，使其更好地于地基整体融合，同时，对至少部分钢构件22采用端部插件23和拼接件24拼接的方式，在整个支护结构的构建过程中，能够更好地对钢构件22整体进行调节，更好地适配土方回填，构建形成更好的地基组成部分。
在本发明的其中一种优选的实施例中，所述连接件为连接相邻的两根所述预制构件21的顶端的现浇钢筋混凝土梁板3，且所述相邻的两根所述预制构件21通过现浇钢筋混凝土梁板3沿所述水泥土墙1的延伸方向连接形成为一体结构。通过采用设置于预制构件21顶端的现浇钢筋混凝土梁板3有效保证两根预制构件21之间的稳定的连接关系。
在本发明的另一优选的实施例中，所述连接件为用于连接相邻的两根所述预制构件21，且位于所述预制构件21中部的钢构件22；相邻的两根所述预制构件21与连接所述预制构件21的钢构件22形成为一组预制构件组件，且相邻的两组预制构件组件中的其中一组中的所述钢构件22设置于所述水泥土墙1中。通过将相邻的预制构件组件中的其中一组中的钢构件22设置于水泥土墙1中，可以进一步将另一组至少部分设置于水泥土墙1外(这里位于水泥土墙1中的部分主要是其与预制构件21的连接段)，进而使得能够通过将位于水泥土墙1外的钢构件22埋设于泥土中，从而使整个支护结构与施工环境相结合，并且基于上述设置，能够更好地对环境中的冲击等影响通过多层不同的预制构件组件配合抗冲，同时，预制构件组件的整体设置，使得多根预制构件21之间至少两两能够通过钢构件22连接，从而形成的预制构件组件能够具有更好的水平刚度，在形成为整体结构的前提下，更好地增加支护结构的整体刚度，有效控制水平方向的位移，更好地起到止水的作用。
进一步优选的实施例中，为了更好地降低施工难度，并且能够有效保证整体的可变性，至少位于所述水泥土墙1外部的所述钢构件22包括所述端部插件23和所述拼接件24；且，
所述凹槽25的凹面形成有多条沿所述预制构件21的插入方向延伸设置的凸起的防冲击棱条26；
至少位于所述水泥土墙1外部的所述钢构件22上贯通形成有多个泄水孔27。当然，这里的防冲击棱条26可以为圆柱形棱条，也可以为其他任意合适的结构，例如，可以为三角棱柱等。
在本发明的一种更为优选的实施例中，如图4所示，所述端部插件23和/或所述拼接件24包括顺次连接且形成为一体结构的第一连接段221、第一斜向延伸段222、第二连接段223、第二斜向延伸段224和第三连接段225，且所述第一连接段221与所述第三连接段225沿相邻的两根所述预制构件21的连接方向在同一条直线上。
进一步优选的实施例中，相邻的所述端部插件23和/或所述拼接件24相接触的端部的其中一个向内凹陷形成为插槽，且所述插槽的底部形成有止挡板226，与其相邻的对应的所述端部插件23和/或所述拼接件24形成为插条227。通过插槽和插条227的配合设置，从而能够更好地实现二者的插接设置，便于在实际操作过程中的安装，并且，可以从上方将插条227插入插槽中，同时，在插条227插入后，通过底部止挡板226进行止挡，保持底部的稳定，避免二者在竖直方向上发生移动。当然，这里的整个端部插件23和拼接件24各自形成为一体结构，止挡板226也属于端部插件23或拼接件24的其中一部分，并与其他部分形成为一体结构，从而保持整个结构的稳定性。
一种更为优选的实施例中，所述预制构件21的外侧面向外延伸形成有多条用于定位设置所述端部插件23的定位延伸杆，所述端部插件23中朝向所述预制构件21的一侧形成有与定位延伸杆相配合且用于插设所述定位延伸杆的安装孔228。当然，这里的安装孔228可以进一步形成为梯形，且自端面向内侧的截面逐渐减小，从而使得能够对应配合定位延伸杆的插设，当然，定位延伸杆可以为截面积不大于安装孔228的梯形结构的底部的截面积，从而使得端部插件23能够相对于定位延伸杆任意调节一定的角度，并在调节后，通过灌入灌注胶或是混凝土将二者有效密封连接，保证整体的稳定性。当然，这里的角度的调节仅仅是相对于原先的连接方向通过转动一定角度实现一定的倾斜度的调节，从而使得两端的端部插件23依然能够保持连接相对的一组预制构件21。
一种更为优选的实施例中，所述水泥土墙1至少包括一组平行设置的基础墙体11，以及连接平行的所述基础墙体11之间的桥接墙体12，且多道所述桥接墙体12之间形成有间隙，所述预制构件21位于所述基础墙体11中，至少部分所述钢构件22位于所述桥接墙体12中。
在本发明实施例的另一个方面，如图8所示，还提供了一种基于上述所述的一体化基坑支护结构的施工方法，包括：
s100、选定施工区域，向所述施工区域中打出水泥土墙；
s200、将相邻的两根预制构件通过用于限制两根所述预制构件的相对位置的限位件限位连接后，形成为一组组件；
s300、在水泥土墙未凝固时，将多组组件整体定位后依次打入所述水泥土墙中；
s400、将打入所述水泥土墙中的每组组件中的所述预制构件的顶端通过现浇钢筋混凝土连接形成为一体结构。
整个设置基于预制构件和连接件的共同配合连接，在此基础上基于水泥土墙和泥土的回填，整体上构建形成为与地基共用一套体系的结构，在此基础上，其不仅能够具有更好的水平刚性，进一步提高其抗冲击等性能，同时在后期的整体操作过程中，能够更好地实现与地基的适配性。
进一步优选的实施例中，步骤s100具体包括：
s101、场地的处理：对场地进行清理以使得场地平整后，测量放线，划定水泥土墙的施工区域；
s102、沟槽的开挖：在选定的施工区域中开挖沟槽，确定组成水泥土墙的搅拌桩的起始位置、直径和搭接宽度，在沟槽中对应划定出搅拌桩的位置，形成水泥土墙的灌注区域；
s103、水泥土墙的构建：定位钻孔，注浆形成水泥土墙。具体地，采用深层搅拌机或高压旋喷机将水泥材料与原状土进行强制搅拌，使水泥与土结合形成具体一定强度和整体稳定性的圆柱体(柔性桩)，将其相互搭接，形成具有一定强度和整体结构的水泥土墙。
步骤s200中，将预制构件与限位件连接的方式具体包括：提前将预制构件两两组装，每组预制构件垂直于水泥土墙方向依靠限位件连接，每组预制构件至少有一个及以上限位件连接，限位件可以是水平连接或斜向连接。当然，需要进一步说明的是，这里的限位件可以等同于其中部分连接件，并且在这里限位件优选为钢构件。
当然，这里的组件可以按照批次顺次打入，且每批次可包括多组组件。进一步优选的实施例中，为了使得整个过程能够更好地提高水泥土墙的适配性，步骤s300中，限位件在所述预制构件上自上而下顺次设置多根，打入方式包括：
s301、采用第一打夯频率垂直夯击对称设置的一组所述预制构件，至连接所述预制构件的最底部的所述限位件完全没入所述水泥土墙中；
s202、采用第二打夯频率继续垂直夯击所述预制构件，至位于最顶部的所述限位件的底部位于所述水泥土墙的上方；
s203、采用第一打夯频率垂直夯击至连接所述预制构件的所述限位件完全没入所述水泥土墙中；其中，
所述第一打夯频率大于所述第二打夯频率。
这样的设置方式使得前期和后期的打夯频率更快，便于更好地打入，而中期的降频打夯方式，能够更好地通过未凝固的水泥土墙的流动性适应性地进行填充，保证在增加钢骨架等结构的夯入的同时，不会对水泥土墙整体进行破坏，更好地配合地基的整体构建。
一种更为优选的实施例中，步骤s400具体包括：
s401、采用现浇钢筋混凝土梁板作为连接件：根据设计要求进行钢筋笼绑扎制作，根据现浇钢筋混凝土梁板尺寸要求进行模板安装，待钢筋工程、模板工程验收通过后，方可浇注混凝土，形成整体结构；
s402、采用钢构件作为连接件：通过钢板及多根加强肋条焊接后制得连接相邻两根所述预制构件的钢构件。
具体地，这里的连接件沿水泥土墙方向及每组预制构件连接方向格构式布置。
以上实施例仅为本申请的示例性实施例，不用于限制本申请，本申请的保护范围由权利要求书限定。本领域技术人员可以在本申请的实质和保护范围内，对本申请做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本申请的保护范围内。
1.一种一体化基坑支护结构，其特征在于，包括整体置于未凝固水泥土(1)中的装配式结构，所述装配式结构和水泥土结合在一起形成基坑支护结构，所述装配式结构包括至少两个竖向设置的预制构件(21)，以及至少一根用于连接相邻的两根所述预制构件(21)的连接件。
2.根据权利要求1所述的一种一体化基坑支护结构，其特征在于，至少一根所述连接件包括与所述预制构件(21)相连的端部插件(23)，以及拼接设置于两个所述端部插件(23)之间的拼接件(24)，且所述端部插件(23)和/或所述拼接件(24)上形成有凹陷方向与两根所述预制构件(21)的连接方向相垂直的凹槽(25)，且相邻的两个所述凹槽(25)的凹陷方向相反。
3.根据权利要求1所述的一种一体化基坑支护结构，其特征在于，所述连接件为连接相邻的两根所述预制构件(21)的顶端的现浇钢筋混凝土梁板(3)，且相邻的两根所述预制构件(21)通过现浇钢筋混凝土梁板(3)沿所述水泥土墙(1)的延伸方向连接形成为一体结构。
4.根据权利要求1所述的一种一体化基坑支护结构，其特征在于，所述连接件为用于连接相邻的两根所述预制构件(21)，且位于所述预制构件(21)之间的钢构件(22)；
相邻的两根所述预制构件(21)与连接所述预制构件(21)的钢构件(22)形成为一组预制构件组件，且相邻的两组预制构件组件中的其中一组中的所述钢构件(22)设置于所述水泥土墙(1)中。
5.根据权利要求4所述的一种一体化基坑支护结构，其特征在于，至少位于所述水泥土墙(1)外部的所述钢构件(22)包括所述端部插件(23)和所述拼接件(24)；且，
所述凹槽(25)的凹面形成有多条沿所述预制构件(21)的插入方向延伸设置的凸起的防冲击棱条(26)；
至少位于所述水泥土墙(1)外部的所述钢构件(22)上贯通形成有多个泄水孔(27)。
6.根据权利要求1或2所述的一种一体化基坑支护结构，其特征在于，所述预制构件(21)的外侧面向外延伸形成有多条用于定位设置所述端部插件(23)的定位延伸杆，所述端部插件(23)中朝向所述预制构件(21)的一侧形成有与定位延伸杆相配合且用于插设所述定位延伸杆的安装孔(228)。
7.根据权利要求3-5中任意一项所述的一种一体化基坑支护结构，其特征在于，所述水泥土墙(1)至少包括一组平行设置的基础墙体(11)，以及连接平行的所述基础墙体(11)之间的桥接墙体(12)，且多道所述桥接墙体(12)之间形成有间隙，所述预制构件(21)位于所述基础墙体(11)中，至少部分所述钢构件(22)位于所述桥接墙体(12)中。
8.一种基于权利要求1-7中任意一项所述的一体化基坑支护结构的施工方法，其特征在于，包括：
s100、选定施工区域，向所述施工区域中打出水泥土墙；
s200、将相邻的两根预制构件通过用于限制两根所述预制构件的相对位置的限位件限位连接后，形成为一组组件；
s300、在水泥土墙未凝固时，将多组组件整体定位后依次打入所述水泥土墙中；
s400、将打入所述水泥土墙中的每组组件中的所述预制构件的顶端通过现浇钢筋混凝土连接形成为一体结构。
9.根据权利要求8所述的一种施工方法，其特征在于，步骤s100具体包括：
s101、场地的处理：对场地进行清理以使得场地平整后，测量放线，划定水泥土墙的施工区域；
s102、沟槽的开挖：在选定的施工区域中开挖沟槽，确定组成水泥土墙的搅拌桩的起始位置、直径和搭接宽度，在沟槽中对应划定出搅拌桩的位置，形成水泥土墙的灌注区域；
s103、水泥土墙的构建：定位钻孔，注浆形成水泥土墙。
10.根据权利要求8或9所述的一种施工方法，其特征在于，步骤s300中，限位件在所述预制构件上自上而下顺次设置多根，设置方式包括：
s301、采用第一打夯频率垂直夯击对称设置的一组所述预制构件，至连接所述预制构件的最底部的所述限位件完全没入所述水泥土墙中；
s302、采用第二打夯频率继续垂直夯击所述预制构件，至位于最顶部的所述限位件的底部位于所述水泥土墙的上方；
s303、采用第一打夯频率垂直夯击至连接所述预制构件的所述限位件完全没入所述水泥土墙中；其中，
所述第一打夯频率大于所述第二打夯频率。
技术总结