山体护坡脚手架.docx

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山体护坡脚手架

山体护坡脚手架施工方案

一、工程概况此山体护坡设计支护范围共9个剖面区段（具体详见附图：

山体护坡支护范围示意图）。

分2-2～4-4、9-9～13-13剖面。

其中，在2-2剖面区段采用浆砌毛石挡土墙，挡土墙高0.4m～3.8m，长度41.461m；在3-3～4-4、9-9～13-13剖面区段采用喷锚支护加格子梁种草，喷锚高度为3.8m～29.0m。

二、

其中3-3剖面高度3.8m～12.7m，长度39.849m；4-4剖面高度10.4m～14.8m，长度49.952m；9-9剖面高度11.8m～21.4m，长度47.234m；10-10剖面高度29.0m，长度64.332m；11-11剖面高度26.0m～17.0m，长度88.015m；12-12剖面高度20.5m～13.5m，长度60.438m；13-13剖面高度16.0m～15.6m，长度22.004m。

支护总长度为413.285m。

在支护范围中，10－10剖面区段高度和坡角最大，故此区段脚手架搭设是重点，也是施工脚手架设计的主要依据。

在本方案中对此段进行专项验算。

其余区段均参照此段进行验算。

二、

设计依据、选型、计算及构造要求

（一）设计依据：

1、《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（2002）版（JGJ130－2001）；

2、《建筑结构荷载规范》（GB50017－2003）；

3、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330－2002）；

4、《建筑桩基技术规范》（JGJ94－94）；

5、山体边坡支护设计图、地勘资料及施工现场土质实际情况。

（二）设计选型

1、根据地质资料及施工现场实际情况显示，该支护场地原表面土质为耕植土和粉质粘土。

经边坡修整后，为粉质粘土和砂质粘土。

故脚手架选型时以粉质粘土层作持力层承载计算；

2、脚手架及施工荷载轴向力主承力区选择在设计山体支护中间平台及坡角平台处；

3、材料尽量选择具有足够承载力又能周转使用的现有材料和以后能重复利用的材料。

根据现场的实际情况采用扣件式钢管脚手架，立杆和大、小横杆（纵、横水平杆）

均采用φ48×3.5钢管，连接扣件采用标准扣件；

4、考虑到施工时机械振动荷载及风荷载对脚手架的影响以及暴雨时山洪对脚手架基底的冲刷影响，在脚手架上部

及每级操作平台

采用φ48×3.5钢管地锚加钢丝绳带花篮螺栓提拉加固。

同时，对立杆落地处扫地杆按一定间距用φ48×3.5钢管地锚连接。

钢丝绳

采用与建筑外脚手架提拉卸荷相同型号的6×19Φ14.0光面钢丝绳，以便以后搭设外脚手架能重复使用。

5、采用错落坡型脚手架，脚手架随坡度而设，主受力立杆间距不变，其余辅助受力立杆随坡度而调整搭设间距（具体详见脚手架搭设示意图）。

（三）架体设计计算

落地脚手架设计计算：

1、纵向、横向水平杆计算

（1）、抗弯强度计算

其中：

MGk——脚手板自重标准值产生的弯矩

MQk——施工荷载标准值产生的弯矩

纵向水平杆跨度la=1.8m

横向水平杆跨度lb=0.9m

钢管自重ρG=38.46N/m

①、横向水平杆（小横杆）：

恒载：

钢管自重（按1根/㎡计）：

38.46N/㎡

竹脚手板（按规范取）：

0.35KN/㎡

脚手板分布重：

0.35×0.9×103/2=157.5N/㎡

合计每㎡恒荷载195.96N/㎡

活载：

施工荷载

钻孔机（重100㎏）1KN/㎡

作业人员1KN/㎡

材料1KN/㎡

其它0.5KN/㎡

合计活载3500×0.9/2=1575N/㎡

q＝1.2×195.96+1.4×1575=2440N/㎡

M=

qla2=

×2440×0.92=247.05N·㎡

故有：

σ=M/W=247.05/5.08=48.63N/mm2

符合要求

②、纵向水平杆（大横杆）：

恒载：

钢管自重76.92N/㎡

脚手板自重0.35×0.9×103/2=157.5N/㎡

合计恒荷载234.42N/㎡

活载施工荷载3500×0.9/2=1575N/㎡

q=1.2×234.42+1.4×1575=2486N/㎡

M=KMqlb2=0.125×2486×1.82=1006.83N·㎡

σ=M/W=1006.83/5.08=198.2N/mm2

符合要求

（2）、挠度验算：

①、横向水平杆：

υ=5ql4/（385EI）

=5×2440×105×9004/（385×2.06×105×12.19×104）=5.22mm

<900/150=6mm，符合要求

②、纵向水平杆：

按三跨连续梁计算，则

υ=KWql4/（385EI）

=5×2486×105×18004/（100×2.06×105×12.19×104）=9mm

<[υ]1800/150=12mm取10㎜，符合要求

2、扣件的抗滑承载力验算

验算公式R≤Rc

R=q×L/2=2.486×1.8/2=2.23KN

扣件的抗滑承载力设计值为Rc=8KN

故满足R≤Rc安全条件

3、立杆计算

（1）、施工均布活荷载按最大荷载取3.5kN/㎡，脚手板按满铺3层计算。

（2）、脚手架的结构尺寸：

立杆纵距离La=1.8m，立杆横距Lb=0.9m，步距H=2.0m。

查规范附表得每米立杆承受的结构自重标准值gk=0.1259N/m

（3）、脚手板采用竹脚手板，其自重标准值为0.35kN/㎡。

（4）、栏杆、栏脚板自重标准值按规范取0.14kN/m：

（5）、安全网：

采用每㎡不小于2000目的密目安全网，沿架高全封闭，其自重标准值为0.005kN/㎡。

（6）、风荷载：

ωk＝βzμsμzω。

ωk—风荷载标准值

βz—高度z处的阵风系数

μs—风荷载体型系数

μz—风压高度变化系数

ω。

—基本风压

按《建筑结构荷载规范》（2006年版）表D.4中，取n=50（采用50年一遇）查得广州地区风压ω。

=0.5kN/㎡；

按敞开脚手架查规范表4.2.4得μs=1.3ψ，挡风系数ψ按规范附录表A-3查得为：

0.080，则μs=1.3×0.080=0.104

μz按《建筑结构荷载规范》表7.2.1地面为B类，高度为30m取1.42；

βz按规范取0.7.

则ωk＝0.7μzμsω。

=0.7×1.42×0.104×0.50=0.0517kN/m2。

（7）设搭设最大高度为11m，则共搭设6个步距层，以最下步脚手架受到的荷载最大进行计算。

计算如下：

A、荷载确定

a、脚手架自重标准值产生的轴向力：

NG1k=0.1259×11=1.385KN

b、构配件自重标准值产生的轴向力为：

NG2k=（0.35×0.9×1.8×3+0.14×1.8×6+0.005×1.8×11）/2=1.089kN

c、施工荷载标准值产生的轴向力为

ΣNQk=3.5×0.9×1.8/2=2.835kN

d、组合风荷载的轴向力设计值

N=1.2（NG1k+NG2k）+0.85×1.4ΣNQk

=1.2×（1.385+1.089）+0.85×1.4×2.835=6.342kN

B、风荷载弯矩计算

由风荷载设计值产生的立杆段弯矩M

Mω=0.85×1.4MWk=0.85×1.4ωKlah2/10

故Mω=0.85×1.4×0.0517×1.8×2.02/10=0.044KN·m

C、长细比计算

计算长度系数,按拉接件采用三步三跨布置，查表得：

μ=1.8

立杆计算长度：

l0＝kμh=1.155×1.8×1.8=3.7422m

截面回转半径i查表得1.58

长细比:

λ=l0/i=3.7422×100/1.58=237

轴心受压构件稳定系数ψ查表得0.130

D、立杆稳定性计算

以组合风荷载时立杆稳定性计算,最下步受到的荷载有：

代入公式N/ψA+Mw/W≤f

6.342/0.130×4.89+0.044×103/5.08=18.6N/m2

符合要求

4、连接件计算：

Nl=1.4ωKAw+No=1.4×0.044×（1.8×2.0×2×2）+5=5.88kN

其连接件抗滑承载力满足要求

５、立杆地基承载力计算：

立杆基础在粉质粘土层上，下垫长度不少于二跨的100×50的木

枋。

按地勘报告此段粉质粘土的承载力为180KP。

立杆传至木枋的轴向压力为N=6.342kN,木枋面积

A＝1/2×0.1×1.8=0.09m2

其压强为p=N/A=6.342/0.09=70.46KP<ｆg=180KP

承载力满足要求。

（四）钢丝绳提拉设计计算

１、钢丝绳承受拉力荷载计算

（１）钢丝绳吊点水平间距以2个立杆纵距为宜，该例L＝2×1.8＝3.6m。

（２）为减少斜拉引起立杆向里弯曲变形，应使斜拉钢丝绳拉接点设置在立杆和水平杆的交接处。

故钢丝绳受力点均选在每两跨边的交接点。

设计按每步架进行提拉，按两步荷载进行计算。

（3）荷载计算

荷载按两步架计算：

脚手架设计为：

立杆横距b＝0.9m，立杆纵距1＝1.8m，步距h＝2.0m。

同时铺脚手板二层，施工层数一层。

恒载：

（1）脚手架结构自重（包括立杆、纵向水平杆、横线水平杆、扣件等自重）：

由以上计算可知每米的结构自重gk＝0.1259KN/m。

NG1K＝4.0m×0.1248KN/m＝0.5036KN

（2）构配件自重（包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等）：

NG2K＝0.35×0.9×1.8×2+0.14×1.8×2+0.05×2.0×1.8×2

=1.998kN

活载：

（1）施工荷载：

QK＝3.5KN/m2，则：

NQk=3.5×0.9×1.8=5.67kN

（2）风荷载：

ωk＝0.7·μz·μs·ω0

式中：

ωk——风荷载标准值（KN/m2）。

μz——风压高度变化系数，按现行国家标准《建筑结构荷载规范》规定采用。

ωk＝0.7μzμsω。

=0.7×1.42×0.104×0.50=0.0517kN/m2

风载影响荷载：

Nωk=0.0517×1.8×2×2=0.372KN

（3）钢丝绳提拉荷载：

提拉由两根钢丝绳承担，当脚手架基础失去承载力时，每根钢丝绳承受荷载为：

工作状态时

N＝（NG1K+ΣNQk+Nωk）/2=（1.998+5.67+0.372）/2=4.022KN

非工作状态

N=（NG1K+Nωk）/2=（1.998+0.372）/2=1.185KN

2.地锚的抗拔计算：

地锚用φ48×3.5钢管打入粉质粘土层，按入土1m计算：

粉质粘土摩擦系数按《建筑桩基技术规范》取值为0.7～0.8，计算取0.7；

极限侧阻力按液性指数取值，根据地勘土层土工试验数据为：

0.45～0.26，由规范查得为66～82KP，取最小值66KP；

则：

地锚的抗拔极限力Uk=0.7×66×1×0.048=2.217KN

因护坡为露天作业，下暴雨时，均为停止工作状态，当地基被冲刷失去承载力时，地锚抗拔力大于N，能抵抗脚手架下沉传来荷载，故满足要求。

钢丝绳采用主体外架提拉钢丝绳，其取值远大于所承受荷载，对此就不另作验算。

（五）构造要求

1、采用材料

（1）钢管宜采用力学性能适中的Q235A（3号）钢，其力学性能应符合国家现行标准《碳素结构钢》（GB700-89）中Q235A钢的规定。

每批钢材进场时，应有材质检验合格证。

（2）钢管选用外径48mm，壁厚3.5mm的焊接钢管。

立杆、大横杆和斜杆的最大长度为6.5m，小横