本发明涉及建筑领域，尤其涉及一种建筑基坑用四位一体异形咬合桩支护结构。
背景技术：
本发明人之一发明的《一种异形钢筋混凝土与水泥土分列式基坑支护墙》(ZL201320319708.9)在软土地区应用工程中发现，该支护墙较现行普遍使用的圆截面钻孔灌注桩支护结构，节约钢筋30％，节约混凝土20-25％。但也会出现基坑变形量过大，甚至超过变形预警界限。究其原因，是与现行基坑设计规范有关，我国国家行业基坑支护设计规范规定，在软土地区，基坑支护结构具备三要素：支护桩、止水帷幕和基坑底被动土加固，前者抗坑壁土的推力，中者防坑外水渗透，后者防坑底土上隆，三者各施其责，相邻并不相连，它们之间存在十几至几十公分厚的淤泥质软土。
众所周知，软土中的基坑稳定一定要强撑弱桩，支护桩周边为淤泥、淤泥质软土或水泥土，支护桩抗推能力大不一样，淤泥、淤泥质软土的地耐力4-6T/m2，而水泥土抗压强度为0.6-1MPa，即60-100T/m2，强度提高15倍。三要素本身不变形，但夹在三要素之间的淤泥质软土极易变形，导致支护桩下部无撑可依托，三要素“各自为战”，“互不干扰”，支护结构抗推力自然无法提高。
另外，现有基坑支护工程中使用的咬合桩为圆截面桩，具体流程是：先施工位于基坑边，按一定间距排列的圆截面素桩，素桩成份为低标号混凝土或其他三合土材料，待素桩达到一定强度后，再在每两根素桩之间，施工与素桩有几至二十公分搭接的钢筋混凝土桩，施工完成后，形成素桩与钢筋混凝土桩相互咬合的咬合支护结构。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种建筑基坑用四位一体异形咬合桩支护结构，比现行设计的圆截面支护桩、止水帷幕和基坑底被动土加固三要素组成的支护结构，不但钢材用量降低20-30％，造价降低20-25％，无泥浆污染，支护结构抗推能力更强，基坑更安全。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种建筑基坑用四位一体异形咬合桩支护结构，其特征在于，在圆柱状相互咬合排列的止水帷幕和基坑底被动土加固区的水泥土柱之间的连接带，是与二者咬合搭接的水泥土柱，在连接带的水泥土柱中咬合有异形钢筋混凝土支护桩，组成由止水帷幕、连接带、异形咬合支护桩和坑底被动土加固区的四位紧密连成一体的基坑支护结构。异形钢筋混凝土支护桩横截面为工字 形、或T字形、或矩形。
圆柱状相互咬合的水泥土柱由一至多轴水泥土搅拌桩机施工，止水帷幕和基坑底被动土加固区之间连接带的水泥土柱，在地下1-3日内仍未能固结，当振动锤将下端开口的矩形钢管振入土层中，不会挤压或破坏水泥土结构，随着提取矩形钢管内的土体，放钢筋笼和灌注混凝土，再振拔矩形钢管，便将异形支护桩与水泥土柱咬合一起。达到止水帷幕、连接带、异形支护桩和基坑底被动土加固区四位连成一体，较国家行业设计规范只依靠支护桩抗御坑壁土体推力，又多了从止水帷幕、连接带和基坑底被动土加固区数米厚的水泥土重力墙，基坑更稳定、安全。
当水泥土柱施工当天施工支护桩，或场地附近无地下管网与建筑，矩形钢管下端可采用活瓣开启与闭合，下沉时闭合，上提时张开，通过钢筋笼与灌注的混凝土。
一种建筑基坑用四位一体异形咬合桩支护结构的施工，包括以下步骤：
①按设计图纸要求的尺寸，加工单层或双层矩形钢管，设计工字形支护桩，在外管下端两侧加焊扩孔钢翼，设计T字形支护桩，在外管下端一侧加焊扩孔钢翼；
②将水泥土搅拌桩机、沉管桩机和矩形钢管运至工地组装；
③由水泥土搅拌桩机施工止水帷幕、基坑底被动土加固区和二者之间的连结带的水泥土柱，每个圆柱状水泥土柱相互搭接5-30cm；
④在水泥土柱施工的1-3天内，在连接带，由沉管桩机用振动锤将单层或双层下端开口的矩形钢管振入，直至设计标高，再取出矩形钢管内的土体；
⑤在矩形钢管内吊放钢筋笼，再灌注混凝土，即完成单根支护桩施工，周而复始，完成所有支护桩施工，本发明的制作也就完成。
此处所述单层矩形钢管，提取矩形钢管内的土，需另设取土器；此处所述双层矩形钢管，提取矩形钢管内的土，仅需将内管静拔提出外套管外，振动御去内管内的土，如内管下端开口提不起管内土时，内管下端设活瓣关土；此处所述在外管下端一侧或两侧加焊扩孔钢翼，是在边提矩形外管边灌入混凝土时，扩孔钢翼会在土层中扩孔，让混凝土充填其中形成T字形或工字形支护桩。
本发明与现有技术相比，具有如下显著优点：使用的钢材用量降低20-30％，造价降低20-25％，施工中无泥浆污染，基坑支护结构刚度、抗推力更强，基坑变形量更小、更安全，适合于软土地区一二层地下室基坑的支护。
附图说明
图1为本发明的一个典型悬臂式基坑支护实施例示意图。其中(a)基坑左侧中段平面示意图，(b)A-A’剖面示意图，(c)工字形支护桩横截面示意图。
图中：1杂填土层，2止水帷幕水泥土柱，3冠梁，4连接带水泥土柱，5坑底被动土加固区水泥土柱，6淤泥层，7地面标高，8工字形支护桩，9基坑，10基坑底标高，11淤泥质粘土，12支护桩箍筋，13支护桩主筋。
具体实施方式
本发明的一个典型悬臂式基坑支护实施例如图1，其施工步骤如下：
在基坑开挖前，将水泥土搅拌桩机立于基坑边杂填土(1)上.施工止水帷幕水泥土柱(2)、连接带水泥土柱(4)、基坑底被动土加固区水泥土柱(5)，它们互相搭接10cm。施工连接带水泥土柱(4)时，将振动沉管桩机跟其后，当天用振动锤将双层矩形钢管振入淤泥层(6)、连接带水泥土柱(4)和淤泥质粘土(11)中，直至设计标高，静拔内管至外管口外，振动御土。放入由主筋(13)和箍筋(12)组成的钢筋笼，再向矩形钢管内灌注混凝土。振动拔出矩形外钢管，将内钢管放入外钢管中，并移下一桩位施工，直至完成该基坑所有支护桩(8)与水泥土柱(2、4、5)的施工，在支护桩(8)顶上按现有技术施工冠梁(3)，再开挖基坑(9)的土方，直至基坑底标高(10)。