本发明属于基坑工程技术领域，具体涉及一种钢管前撑、锚索后拉hu型围护结构及其应用方法。
背景技术：
对于开挖深度5m范围内的基坑工程，目前现有支护技术中使用的围护结构形式一般采用水泥土重力式围护墙、型钢水泥土搅拌墙、放坡开挖。
水泥土重力式围护墙特征是该挡土结构由纵横多列连续搭接的“格栅状”水泥土桩组成，是以水泥系材料为固化剂，通过搅拌机械采用喷浆施工将固化剂和地基土强行搅拌，形成连续搭接的、有一定厚度和嵌固深度的加固体挡墙，依靠墙体自重、墙底摩阻力和墙前基坑开挖面以下土体的被动土压力稳定墙体，以满足围护墙的整体稳定、抗倾稳定、抗滑稳定和控制墙体变形等要求。其优点是：一般坑内无支撑，便于快速挖土，兼有挡土和止水的双重功能。缺点在于：位移控制能力较弱、施工质量难以控制、经济性一般。
型钢水泥土搅拌墙是在连续搭接的三轴水泥土桩内插入型钢形成的复合挡土隔水结构。其优点是：适用土质范围较广，对周围环境影响小、防渗性能好、环保节能、适用土层范围广、工期短、投资省等。缺点是：对于的5m以内的基坑每米造价较高和随工期变化，且施工要求较高，水泥土桩成桩质量不易控制。
放坡开挖是一种采用留设斜向土坡的基坑开挖方式，其特征是在无支护措施下，通过加大挖土上口宽度，同时采取分级放坡、护坡、降水等维持边坡稳定的辅助措施，可防止土壁崩塌，保持开挖过程中边坡稳定，具有工期较短，造价低的优点，缺点是放坡坡比要求较大，需同时满足边坡稳定要求和上口宽度要求，且对周边环境影响较大。
综上所述，目前的基坑支护结构还无法回收重复利用，还没有比较经济又安全的围护方式。
技术实现要素：
本发明的目的是根据上述现有技术的不足之处，提供一种钢管前撑、锚索后拉hu型围护结构及其应用方法，该围护结构通过在基坑边线外一定距离设置由压顶圈梁、h型钢、u型钢板桩以及一组钢管、一组锚索组成的装配式结构，以达到增强基坑坑壁稳定性以及围护结构造价可控的目的。
本发明目的实现由以下技术方案完成：
一种钢管前撑、锚索后拉hu型围护结构及其应用方法，其特征在于所述围护结构包括压顶圈梁、h型钢、u型钢板桩以及一组钢管、一组锚索；所述h型钢、u型钢板桩插在自然土层中且与所述压顶圈梁垂直设置；所述钢管的一端与所述压顶圈梁连接固定，并与所述h型钢、u型钢板桩呈15°～85°角度设置；所述锚索与所述h型钢、u型钢板桩呈15°～85°角度设置，并锚固在压顶圈梁顶。
所述钢管至少由一排钢管构成、所述锚索至少由一排锚索构成。
所述h型钢、u型钢板桩，由h型钢和u型钢板桩间隔连接布置构成。
所述的连接固定是指所述压顶圈梁上具有至少一组定位孔，锚索伸入与之对应的所述定位孔中，通过锚具与所述压顶圈梁固定，钢管、h型钢、u型钢板桩与所述压顶圈梁连为一体，h型钢、u型钢板桩顶伸出圈梁顶不少于500mm。
所述的锚索施工在土体中一端设有锚固体。
所述的锚索用于进行张拉以控制位移。
一种钢管前撑、锚索后拉hu型围护结构的应用方法，至少包括如下步骤：
1)平整施工场地，根据施工图放出实样；
2)h型钢、u型钢板桩、钢管、锚索进场验收后，堆放至便于施工的位置；
3)在基坑边线退后一定距离处，启动机械，将步骤2)所述h型钢、u型钢板桩垂直插于自然土层中；
4)斜向基坑内侧施工高压旋喷桩至基坑底部一定深度；
5)启动机械手，将钢管斜向插入4)中已施工高压旋喷桩内；
6)浇筑所述压顶圈梁以使所述h型钢、u型钢板桩和钢管的顶端与其构成一体结构，并预埋定位孔和锚具；
7)待6)中压顶圈梁达到强度后施工锚索，并通过预埋的定位孔锚固在圈梁顶(锚索可张拉后锚固或后期再张拉)；
8)开槽直立开挖所述h型钢、u型钢板桩内侧的土体，并在坑底及时浇筑配筋垫层；
9)放坡开挖基坑内土体，施工底板和传力带；
10)待9)中底板和传力带达到强度后，拆除前撑钢管；
11)施工地下结构至±0.00后，回填。
本发明的优点是，兼备挡土、止水多重作用，约束了土体变形，增强了基坑坑壁稳定性，可直立开挖，避免了常规放坡开挖方法占用场地面大的问题，同时取消了常规水泥土重力式围护墙，克服其施工速度慢，造价高，墙体质量不易控制等缺点，且造价可控，克服了型钢水泥土搅拌墙造价因工期变化的缺点，可广阔应用于7m以内基坑工程；利用h型钢、u型钢板桩、钢管和锚索能够方便回收的特点，施工完毕后可回收，循环利用，经济性可大大增强。
附图说明
图1为基坑围护剖面示意图
1压顶圈梁2u型钢板桩3h型钢4钢管5高压旋喷桩6配件垫层7锚索8锚固体9锚具10定位孔
图2为围护结构平面布置形式
1压顶圈梁2u型钢板桩3h型钢9锚具
图3为钢管拆除后基坑围护剖面示意图
1压顶圈梁2u型钢板桩3h型钢5高压旋喷桩6配件垫层7锚索8锚固体9锚具10定位孔11传力带12底板
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例
如图1所示，一种钢管前撑、锚索后拉hu型围护结构，所述围护结构包括压顶圈梁1、h型钢3、u型钢板桩2以及一组钢管4、一组锚索7；所述h型钢3、u型钢板桩2插在自然土层中且与所述压顶圈梁1垂直设置；所述钢管4的一端与所述压顶圈梁1连接固定，并与所述h型钢3、u型钢板桩2呈角度设置；所述锚索7与所述h型钢3、u型钢板桩2呈15°～85°角度设置，并锚固在压顶圈梁1顶。
本发明所涉及的一种钢管前撑、锚索后拉hu型围护结构，采用边桩机x施工，其具体步骤为：
1)平整施工场地，根据施工图放出实样；
2)h型钢3、u型钢板桩2、钢管4、锚索7进场验收后，堆放至便于施工的位置；
3)在基坑边线退后一定距离处，启动机械，将步骤2)所述h型钢3、u型钢板桩2垂直插于自然土层中；
4)斜向基坑内侧施工高压旋喷桩5至基坑底部一定深度；
5)启动机械手，将钢管4斜向插入4)中已施工高压旋喷桩5内；
6)浇筑所述压顶圈梁1以使所述h型钢3、u型钢板桩2和钢管4的顶端与其构成一体结构，并预埋定位孔10和锚具9；
7)待6)中压顶圈梁1达到强度后施工锚索7，并通过预埋的定位孔10锚固在圈梁1顶(锚索7可张拉后锚固或后期再张拉)；
8)开槽直立开挖所述h型钢3、u型钢板桩2内侧的土体，并在坑底及时浇筑配筋垫层6；
9)放坡开挖基坑内土体，施工底板12和传力带11；
10)待9)中底板12和传力带11达到强度后，拆除前撑钢管4；
11)施工地下结构至±0.00后，回填。