本发明属于建筑领域，特别是涉及一种预应力型钢支护桩及其施工方法。
背景技术：
基坑支护是为保证地下结构工程施工及保护基坑周边环境安全，在基坑壁采取支挡、加固的保护措施。在基坑支护工程中，当开挖较深或无放坡条件的基坑支护通常采用各种支护桩的支护型式。目前支护桩的型式一般采用灌注桩、预制混凝土桩、普通型钢、钢板桩等支护。
在一些基坑工程中，当侧向土压力较大时，支护桩会向基坑内侧产生较大的侧向位移，当支护桩水平位移到一定程度就造成道路开裂、管线破坏等安全问题。为了减小支护桩的水平位移，需要布置水平向内支撑以顶住支护桩向基坑内变形；或设置打入土层的水平向的锚杆拉住支护桩以减小支护桩水平侧向位移。
通常基坑工程属于临时支护结构，当地下工程施工结束后则回填废弃。
对于采用灌注桩、预制混凝土桩型式的支护结构，当基坑回填后，支护桩就留在地下土层内废弃，建筑材料非常浪费并形成地下障碍物。
对于普通型钢、钢板桩的支护桩与内支撑组合的型式，由于基坑结构施工区域有密集的内支撑杆件的存在，降低施工效率。在一些工程中，内支撑由于安装误差或结构施工时轻微碰撞造成内支撑失效，基坑安全受到影响；
对于普通型钢、钢板桩的支护桩与锚杆组合的型式，锚杆伸入坑外土层一段长度才能提供拉力，锚杆通常超出用地红线而不满足城市建设规定要求；另外，锚杆施工时需要在钢板桩中间部位开孔从而损耗材料；
对于普通型钢插入搅拌桩施工方法，搅拌桩作为止水帷幕作用，锚杆通常布置在两根型钢中间然后从搅拌桩中间钻孔伸进土层，其缺点是造成局部搅拌桩止水帷幕破坏。
技术实现要素：
本发明要解决的技术问题是，提供一种当基坑回填后，则拔出型钢和钢板桩回收，可循环利用，节能环保的预应力型钢支护桩。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，该预应力型钢支护桩，包括有至少一个支护结构，所述支护结构包括有横截面为h型的型钢；沿所述型钢的长度方向，且位于所述型钢一面的外侧固定设置有套管，所述套管内套装有钢绞线，在所述套管的上端还设置有钢垫板封口；所述钢绞线具有固定端和自由端，所述固定端与所述套管的底部相固接；所述钢垫板上安装有锚具；所述钢绞线的自由端依次穿过所述钢垫板和锚具伸出所述套管外。
采用上述结构的预应力型钢支护桩，尤其是在采用钢垫板、锚具以及钢绞线的情况下，使得型钢支护桩应力得以扩散，获得偏心外力以减小型钢支护的侧向变形，方便结构工程施工，不必设置内支撑或锚杆来减小侧向变形，也不必设置锚杆而破坏止水帷幕结构；当基坑回填后，则拔出型钢和钢板桩回收，可循环利用，节能环保。
优选的，钢垫板上的透过孔比所述锚具上的圆孔更小；更有利于应力得以扩散。
该预应力型钢支护桩还包括有钢板桩体，所述钢板桩体由若干个连续排列的支护桩构成，所述支护桩由宽平面连接两侧的斜平面构成，相邻的两个支护桩通过窄平面连接在一起；所述型钢另一面的外侧与所述支护桩的宽平面内侧相固接构成支护单元，相邻的两个支护单元之间有支护桩。
优选的，该预应力型钢支护桩共有三个支护结构。
优选的，该预应力型钢支护桩还包括有搅拌桩体，所述支护结构嵌装在所述搅拌桩体内。
优选的，所述支护结构在所述搅拌桩体内等间距分布。
本发明要解决的另一个技术问题是提供一种采用预应力型钢支护桩的施工方法，该方法包括以下步骤：
（1）采用搅拌桩为止水帷幕，内插预应力型钢作为支护结构，型钢长度12m：
（2）定位、放线、开搅拌桩沟槽；
（3）采用搅拌桩机施工搅拌桩；
（4）在每副搅拌桩施工结束后6小时内采用振动锤插入预应力型钢；
（5）全部搅拌桩和型钢支护施工结束后开始土方开挖；
（6）第一层土方开挖到2m深，开始施工型钢预应力钢绞线张拉并锁定；
（7）土方开挖到设定的基坑底部并开始地下土建结构的施工；
（8）地下结构施工完毕并回填地下外墙与支护结构的土层；
（9）切断钢绞线，释放型钢钢绞线的预加力，拆除预应力锚具；
（10）采用振动锤逐根拨出支护型钢；
（11）拔出型钢的孔隙采用注入水泥浆液填筑即完成预应力型钢支护工程。
附图说明
下面结合附图和本发明的实施方式进一步详细说明：
图1是本发明预应力型钢支护桩的结构示意图；
图2是图1的型钢的俯视结构示意图；
图3是本发明实施例1的预应力型钢支护桩的结构示意图；
图4是图3的立体图；
图5是本发明实施例2的预应力型钢支护桩的结构示意图；
图6是图5的立体图；
图7是图1中的预应力型钢支护桩的安装效果图；
其中：1-支护结构；2-型钢；3-套管；4-钢绞线；401-固定端；402-自由端；5-钢垫板；6-固定钢管点；7-锚具；8-钢板桩体；801-支护桩；802-宽平面；803-斜平面；804-窄平面；9-支护单元；10-搅拌桩体。
具体实施方式
如图1、2所示，是本发明的预应力型钢支护桩，包括有至少一个支护结构1，所述支护结构包括有横截面为h型的型钢2；沿所述型钢2的长度方向，且位于所述型钢一面的外侧固定设置有套管3，所述套管3内套装有钢绞线4，在所述套管3的上端还设置有钢垫板5封口；所述钢绞线4具有固定端401和自由端402，所述固定端401与所述套管3的底部相固接，即在固定钢管点6的位置处；所述钢垫板5上安装有锚具7；所述钢绞线4的自由端402依次穿过所述钢垫板5和锚具7伸出所述套管3外，图7是预应力型钢支护桩的安装效果图，所述钢垫板5上的透过孔比所述锚具7上的圆孔更小。
在型钢2外侧加工制作：型钢2底端焊接固定钢管，钢管直径20mm~50mm→沿型钢翼缘焊接长方形套管→套管底部制作活页→穿钢绞线，钢绞线在顶部预留500mm左右长；采用振动锤把型钢插入土层设定深度；基坑土层开挖到2.0m~3.0m时，型钢在侧向土压力作用下开始向基坑内产生较大变形；对预留钢绞线的型钢顶部设置钢垫板和锚具，用千斤顶对钢绞线张拉并锁定，对型钢施加预应力，相当于对型钢施加偏心力，有一个向基坑外侧的偏心力矩，减小了型钢向基坑内侧的位移；继续开挖土层到基坑设定标高。
在本发明实施例1中，是预应力型钢支护桩其中的一种结构，如图3、4所示，该预应力型钢支护桩还包括有钢板桩体8，所述钢板桩体8由若干个连续排列的支护桩801构成，所述支护桩801由宽平面802连接两侧的斜平面803构成，相邻的两个支护桩801通过窄平面804连接在一起；所述型钢另一面的外侧与所述支护桩801的宽平面802内侧相固接构成支护单元9，相邻的两个支护单元9之间有支护桩801；在本实施例1中，该预应力型钢支护桩共有三个支护结构1。
与实施例1不同的是，如图5、6所示，实施例2中的预应力型钢支护桩还包括有搅拌桩体10，是预应力型钢支护桩其中的另一种结构，所述支护结构1嵌装在所述搅拌桩体10内，所述支护结构1在所述搅拌桩体10内等间距分布。
上述实施例2中的预应力型钢支护桩的施工方法，该方法包括以下步骤：
（1）采用搅拌桩为止水帷幕，内插预应力型钢作为支护结构，型钢长度12m：
（2）定位、放线、开搅拌桩沟槽；
（3）采用搅拌桩机施工搅拌桩；
（4）在每副搅拌桩施工结束后6小时内采用振动锤插入预应力型钢；
（5）全部搅拌桩和型钢支护施工结束后开始土方开挖；
（6）第一层土方开挖到2m深，开始施工型钢预应力钢绞线张拉并锁定；
（7）土方开挖到设定的基坑底部并开始地下土建结构的施工；
（8）地下结构施工完毕并回填地下外墙与支护结构的土层；
（9）切断钢绞线，释放型钢钢绞线的预加力，拆除预应力锚具；
（10）采用振动锤逐根拨出支护型钢；
（11）拔出型钢的孔隙采用注入水泥浆液填筑即完成预应力型钢支护工程。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，如在尺寸上予以变大或变小，或者材质上的改变，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。