《高边坡锚杆支护脚手架专项方案》.docx
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《高边坡锚杆支护脚手架专项方案》
、工程概况
1.屏山县新县城迁建红线内（除主干道1）市政道路工程次干道8
道路工程施工范围K0+000—K1+548,全长1548m,路幅宽度为18--22m。
设计路堑挖方高度在37m（含37m）以内的，边坡采用1:
1、1:
1.25、1:
1.5、1:
1.75,路堑边坡采用分级型式，每级边坡高度均为8m,每级边坡设2m宽的台阶，K0+640~K1+000,每级边坡高度均为10m。
2.K0+640〜K1+000段为高边坡施工范围，右侧为四级边坡，其中边坡最大高度为37m。
此段的高边坡防护处理面积为7200nf,设计处理的方案为：
采取混凝土网格护坡处理，边坡表面喷射5cm厚M10砂浆；
采用①25长6m、4m钢筋进行锚固；混凝土施工网格梁。
施工脚手架作为上述施工项目作业的载体，在高边坡支护设施中占有极高的地位，涉及施工安全、进度及文明施工、工程质量，需要按要求进行设计、组织审批，并严格按要求进行施工。
二、编制依据
脚手架施工图纸中所涉及的依据及规范：
1、〈〈建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130—201
1）、2、〈〈岩土锚杆（索）技术规程CECS22-2005》；
3、《建筑结构荷载规范》（GB50017—2003）;
4、《建筑边坡工程技术规范》（GB50330—2002）;
5、《建筑桩基技术规范》（JGJ94—94）;
6、边坡支护设计图、地勘资料及施工现场土质实际情况等；
三、脚手架搭设要求
1、根据施工现场实际情况边坡已开挖全部到位，在高边坡锚杆支护
过程中需搭设脚手架。
2、脚手架及施工荷载轴向力主承力区选择在边坡底部每级平台上。
3、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）、坡面扫地杆均采用448X3.5钢管，连接扣件采用标准扣件。
4、根据高边坡实际设计参数，采用错落坡型脚手架，脚手架随坡度
而设，主受力立杆间距1.5m,其余辅助受力立杆随坡度而调整搭设间距1.
4—1.5m,锚杆施工白下而上施工，因此脚手架施工顺序也由下而上搭设。
5、脚手架连墙杆和卸载连壁锁脚锚杆采用§25mm螺纹钢筋，按照1步2跨（1hX2L）进行设置，固定点拉杆深度不低于1.5m,角度与边坡马道角度相等，连墙杆和卸载连接点设定在每一级边坡平台、每级斜坡面以上。
锚杆施工白下往上，脚手架连墙杆、卸载跟随设置，连墙杆、卸载连接按要求操作、施工。
6、扣件式钢管脚手架、构架和设置要求的一般规定
1立杆纵距应为1.4~1.6m,立杆横距应＜1.2m,平杆步距应为1.5~1.8m。
2作业层距地面高度A2.0m时，脚手板的铺设宽度：
外脚手架A750mm、里脚手架A50mm。
铺设的脚手板边缘与坡面的间隙v30mm,铺设的脚手板边缘与挡脚板的间隙v100mm。
当脚手板侧边不贴近立杆时，应予以固定。
3剪刀撑的斜杆与水平面的交角宜在45-60之间水平投影宽度不应小于两跨（A4m）或不应大于四跨（v8m）。
斜杆应与脚手架基本构架杆件加以可靠连接，至少应与3〜4根立杆相连接，且斜杆相邻连接点之间的长细比V60。
4立杆底端100〜300mm高底处，一律设纵向和横向扫地杆，并与立杆连接牢固，为防止滑动，每隔3缝打入锚管（皿8X3.5）深1.5m与纵横杆扣接。
7、杆件连接构造的规定
1脚手架左右相邻立杆和上下相邻平杆的对接接头应相互错开设置在不同的构架框格内。
相邻立杆接头宜布置在不同步距内，距相邻平杆的距离应＜1/3步距。
上下相邻平杆接头宜布置在不同纵距内，距相邻立杆的距离应＜1/3步距。
2扣件式钢管脚手架杆件的搭接接头长度应A0.8m。
搭接部分的结扎不应少于2道，且结扎点间距v0.6m。
3杆件端部伸出结扎点的长度A0.1m。
4单立杆和双立杆连接：
当采用单杆连接时，单立杆与双立杆之中的
一根立杆直接对接，并在对立杆上加旋转扣二道。
当采用双杆连接时，单立杆底支小于横杆上，上部与横杆扣牢，并与双立杆不少于3道旋转扣连
接。
5相邻步架的大横杆应相互错开布置在立杆的两侧，以改善立杆的偏心受压状况。
6平杆（大、小横杆）不得跳设或漏设。
8、扣件式钢管脚手架杆配件的一般规定:
1钢管端部切口应平整，杆件无明显变形、裂纹和严重锈蚀形象。
2扣件应与杆件管径相匹配，其性能应符合国家相关的标准规定。
严禁使用加工不合格、锈蚀和有裂纹的扣件。
3脚手架杆配件应能满足安全要求，并与脚手架主体结构架杆连接可靠。
4竹串片脚手板的竹片宽应A60mm，拼接螺栓直径为①8〜①10,螺栓间距＜600mm，拼接必须坚固可靠。
铺设后用14#〜16#镀锌铁丝绑牢固定。
9、脚手架锚固
1）、脚手架马道基础锁脚锚杆采用①25mm螺纹钢筋进行锚固。
2）、沿脚手架全高采用柔性拉锚系统分段向上斜拉，斜拉方向上倾
45度，柔性钢绳拉锚系统按照5.4mX5.6m间距进行布置。
同时，每级平台设置一排地锚插筋与脚手架水平小横杆连接牢固，地锚间距与脚手架纵向间距一致，按照2.8m间距进行设置。
通过以上局部加固，以起到分段卸荷和防止脚手架在钻机冲击反力作用下向外倾翻，确保二、三级边坡脚手架整体安全稳定。
10、脚手架加固
由于脚手架为边坡深浅层支护的主要载体，安全问题尤为重要，为了安全起见，脚手架搭设过程中采用以下措施加强脚手架整体稳定性，具体如下：
1）沿纵向每4跨设置一道横向剪刀撑，剪刀撑沿高程方向连续设
置；沿横向每2跨设置一道纵向剪刀撑，间距6m,斜角为45---60
之间，剪刀撑沿高程方向连续设置，以确保脚手架整体稳定；
2）沿脚手架全高采用柔性拉锚系统分段向上斜拉，斜拉方向上倾
45度，柔性钢绳拉锚系统按照5.4mX5.6m间距进行布置。
同时，每级平台设置一排地锚插筋与脚手架水平小横杆刚性连接牢固，地锚间距与脚手架纵向间距一致，按照2.8m间距进行设置。
通过以上局部加固，以起到分段卸荷和防止脚手架在钻机冲击反力作用下向外倾翻，确保
四、五级边坡脚手架整体安全稳定。
四、脚手架计算
（一）脚手架设计参数
1、高边坡按照一级、二级、三级、四级坡比1:
1及1:
1.25、1:
1.5、1:
1.75坡比进行脚手架设计。
2、脚手板为5cm厚木脚手板或者5cm*250cm竹片相串脚手板，其白重标准值为0.35kN/m2；
3、钢管尺寸均为①48mmX3.5mm、①48mmX6.5mm,其质量符合现行国家标准〈〈碳素结构钢》（GB/T700中）Q235-A级钢的规定（Q235钢抗拉、抗压、抗弯强度设计值=205N/mm2,弹性模量E=2.06X105N/mm2）。
4、施工荷载按照纵向160m、高程方向60m，脚手架范围铺设8
层木脚手板或者竹片相串脚手板，同时作业2层，每层布置2台钻机，最多布置4台钻机进行考虑（连续5跨内布置1台钻机作业），单台YXZ100A钻机主机重1.0t，施工人员3人，重约225kg,计算荷载按照5跨内布置1台YXZ100A钻机，同时配置3名施工人员，施工面平台和施工面头顶脚手板采取满铺满搭；即，施工荷载，100+225/1.5*3.5=2.5KN/m2计算时，荷载按照3.0KN/m2考虑。
5、脚手架连墙杆、卸载锁脚锚杆采用§25mm螺纹钢筋，按照1步2跨（1hX2L）进行设置；地面设横向、纵向扫地杆，贴坡面亦设扫地
杆，扫地杆均离地面（坡面）30cm;并布置必要的斜撑、横向支撑与剪刀撑进行加固。
同时在每级马道上沿脚手架纵向，每两跨设置水平内拉连墙杆、卸载件，防止脚手架整体向外倾翻和下滑。
6、锚杆施工脚手架尺寸
锚杆施工脚手架采用钢管扣件式综合爬坡脚手架体系，脚手架间排
距结合坡面锚杆布置形式以及结构稳定性、其立杆横距=1.50m,横杆间距=1.50m，作业层0.45/0.50m，立杆纵距=1.0m,横杆步距=1.80m，最大搭建高度60m。
锚杆间距纵横为1.5mX3m,施工脚手架按间距1.5mx1.8m设置，锚杆、插筋（插筋垂直坡面搭设），并通过拉条焊接与脚手架连接作为脚手架连墙杆、卸载加固杆件。
（二）、脚手架计算
钢管脚手架的计算参照〈〈建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》
（JGJ130—2001）
计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为60m,立杆采用单立管。
搭设尺寸为：
立杆的纵距为1.5m，立杆的横距为1.5m,立杆的步距为1.5m。
采用的钢管类型为①48X3.50，施工均布荷载为2.0KN/m2o
1、脚手架立杆地基承载力计算：
立杆基础在中分化和微分化岩石上，下垫长度不少于二跨的100X50的木杭。
按地勘报告此段承载力大于240KPa。
立杆传至木杭的轴向压力为N=6.342kN,木杭面积
A=1/2X0.1x1.8=0.09m2
其压强为p=N/A=6.342/0.09=70.46KP<0.4fg=72KPa
故脚手架立杆地基承载力满足要求。
2、小横杆的计算：
小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
按照小横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算小横杆的最大弯矩和变形。
1均布荷载值计算
小横杆的白重标准值：
Pi=0.038kN/m;
脚手板的荷载标准值：
P2=0.350x1.200/3=0.140kN/m;
活荷载标准值：
Q=2.000x1.200/3=0.800kN/m;
荷载的计算值：
q=1.2X0.038+1.2X0.140+1.4X0.800=1.334kN/m;
小横杆计算简图
2强度计算
最大弯矩考虑为简支梁均布荷载作用下的弯矩，
计算公式如下：
Mqmax=ql2/8
最大弯矩Mqmax=1.334X1.2002/8=0.240kN.m;
（=Mqmax/W=47.271N/mm2；
小横杆的计算强度小于205.0mm2；满足要求!
3挠度计算：
最大挠度考虑为简支梁均布荷载作用下的挠度
荷载标准值q=0.038+0.140+0.800=0.978kN/m;
5ql4
Vqmax=
384EI
最大挠度V=5.0X0.978X1200.04/（384X2.060x105X121900.0）=1.052mm;
小横杆的最大挠底小于1200.0/150=8.000与10mm,满足要求！
3、大横杆的计算：
大横杆按照三跨连续梁进行强度和挠度计算，小横杆在大横杆的上面。
1荷载值计算
小横杆的白重标准值：
Pi=0.038x1.200=0.046kN;
脚手板的荷载标准值：
P2=0.350X1.200X1.200/3=0.168kN;
活荷载标准值：
Q=2.000X1.200x1.200/3=0.960kN;
荷载的计算值：
q=（1.2X0.046+1.2X0.168+1.4X0.960）/2=0.800kN;
pppp
iJflii
UT1FTirvH|rirT11vVI1hirT
111L1
大横杆计算简图
2强度计算
最大弯矩考虑为大横杆白重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和。
计算公式如下：
Mqmax=0.08ql2
均布荷载最大弯矩计算：
Mqmax=0.08X0.038X1.200X1.2002=0.005
kN.m;
集中荷载最大弯矩计算公^顷下：
Mpmax=0.267PI
集中荷载最大弯矩计算：
M2qmax=0.267X0.800X1.200=0.256kN
M=M1max+M2max=0.005+0.256=0.262kN.m;
抗弯强度：
（=0.262x106/5050.0=51.530N/mm2；
大横杆的抗弯强度：
（=51.530小于[f]=205.0N/mm2；
3挠度计算:
最大挠度考虑为大横杆白重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和，单位：
mm
均布荷载最大挠度计算公式如下:
Vmax=
ql4
0.677
100EI
大横杆白重均布荷载引起的最大挠度Vmax=0.677X0.038X1200.04/（100X2.060X105X121900.0）=0.021mm
集中荷载最大挠度计算公式如下：
Pl3
\/-1.883X
Vpmax=
100EI
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度:
P=（0.046+0.168+0.960）/2=0.587kN
V=1.883X0.587X1200.03/（100X2.060X105X121900.0）=0.761mm;
最大挠度和：
V=Vmax+Vpmax=0.021+0.761-0.782mm;
4、扣件抗滑力的计算：
纵向或横向水平杆与立杆连接时，扣件的抗滑承载力按照下式计算（规范5.2.5）:
RVRc
其中Rc——扣件抗滑承载力设计值，取8.0kN;
R——纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用设计值；
横杆的白重标准值：
Pi=0.038x1.200=0.046kN;
脚手板的荷载标准值：
P2=0.350X1.200X1.200/2=0.252kN;
活荷载标准值：
Q=2.000X1.200X1.200/2=1.440kN;
荷载的计算值：
R=1.2X（0.046+0.252）+1.4X1.440=2.374kN;
R<8kN,单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求！
按规范表5.1.7，直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN,按照〈〈建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范培训讲座》刘群主编，P96面，双
扣件承载力设计值取16kN。
5、脚手架荷载标准值：
作用于脚手架的荷载包括静荷载、活荷载和风荷载。
静荷载标准值包括以下内容：
（1）每米立杆承受的结构白重标准值（kN/m）;本例为0.1291
Ngi=0.129X28.800=3.718kN
（2）脚手板的白重标准值（kN/m2）；本例采用冲压钢脚手板，标准值为0.35
Ng2=0.140X4X1.200X（1.200+0.3）/2=1.060kN;
（3）栏杆与挡脚手板白重标准值（kN/m）;本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11
Ng3=0.140X4x1.200/2=0.336kN;
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/m2）；0.005
Ng4=0.005x1.200X28.800=0.173kN;
经计算得到，静荷载标准值
Ng=Ngi+Ng2+NG3+NG4=5.487kN;
活荷载为施工荷载标准值产生的轴向力总和，内、外立杆按一纵距内施工荷载总和的1/2取值。
经计算得到，活荷载标准值
Nq=2.000X1.200X1.200xi/2=1.440kN;
风荷载标准值应按照以下公式计算
Wx=0.7UxUxWo
其中Wo——基本风压（kN/m2）,按照〈〈建筑结构荷载规范》
（GB50009-2001）的规定采用：
Wo=0.300kN/m2；
Uz——风荷载高度变化系数，按照〈〈建筑结构荷载规范》
（GB50009-2001）的规定采用：
Uz=1.420;
Us——风荷载体型系数：
Us=1.200;
经计算得到，风荷载标准值
Wk=0.7X0.300X1.420X1.200=0.358kN/m2；
不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值公式
N=1.2Ng+1.4Nq=1.2X5.487+1.4X1.440=8.60kN;
考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2Ng+0.85X1.4Nq=1.2X5.487+0.85X1.4X1.440=8.298kN;
风荷载设计值产生的立杆段弯矩Mw计算公式
Mw=0.85xi.4WKLah2/10=0.850x1.4X0.358X1.200X1.500/10=0.115
kN.m;
6、立杆的稳定性计算：
不组合风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：
N
。
=<[f]
（A
立杆的轴心压力设计值：
N=8.600kN;
计算立杆的截面回转半径：
i=1.58cm;
计算长度附加系数：
K=1.155;
计算长度系数参照〈〈扣件式规范》表5.3.3得：
U=1.530
计算长度，由公式lO=Kuh确定：
lO=2.651m;
Lo/i=168.000;
轴心受压立杆的稳定系数必由长细比lO/i的结果表得到：
4=0.251;
立杆净截面面积：
A=4.89cm2；
立杆净截面模量（抵抗矩）：
W=5.08cm3；
钢管立杆抗压强度设计值：
[f]=205.000N/mm2；
。
=8600.000/（0.251X489.000）=70.069N/mm2；
立杆稳定性计算。
=70.069小于[f]=205.000N/mm2满足要求！
考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式
NMw
（r=+V[f]
（AW
立杆的轴心压力设计值：
N=8.298N;
计算立杆的截面回转半径：
i=1.58cm;
计算长度附加系数：
K=1.155;
计算长度系数参照〈〈扣件式规范》表5.3.3得：
U=1.530
计算长度，由公式1O=Kuh确定：
1O=2.651m;
Lo/i=168.000;
轴心受压立杆的稳定系数必由长细比1O/i的结果表得到：
4=0.251;
立杆净截面面积：
A=4.89cm2；
立杆净截面模量（抵抗矩）：
W=5.08cm3；
钢管立杆抗压强度设计值：
[f]=205.000N/mm2；
。
=8297.856/（0.251X489.000）+114973.992/5080.000=90.238
N/mm2；
立杆稳定性计算。
=90.238小于[f]=205.000N/mm2满足要求!
7、最大搭设高度的计算：
不考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可
搭设高度按照下式计算：
Z-（1.2NG2K+1.4NGt）
H3=
1.2gt
构配件白重标准值产生的轴向力Ng2k（kN）计算公式为：
NG2K=NG2+NG3+NG4=1.769kN;
活荷载标准值：
Nq=1.440kN;
每米立杆承受的结构白重标准值：
Gk=0.129Kn/m;
Hs=[0.251X4.890X10-4X205.000X103-（1.2X1.769+1.4X1.440）]/
（1.2X0.129）=135.702m;
脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米:
H5
[H]=
1+0.001H5
[H]=135.702/（1+0.001X135.702）=119.487m;
[H]=119.487和50比较取较大值。
得到，脚手架搭设高度限值
[H]=50.000m;
考虑风荷载时，采用单立管的敞开式、全封闭和半封闭的脚手架可搭
设高度按照下式计算：
（Ao-[1.2Ng2k+0.85X1.4（Ngk+么Mwk/W）]
H5=
1.2gt
构配件白重标准值产生的轴向力Ng2k（kN）计算公式为：
NG2K=NG2+NG3+NG4=1.769kN
活荷载标准值：
Nq=1.440kN;
每米立杆承受的结构白重标准值：
Gk=0.129Kn/m;
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：
Mwk=Mw/（1.4X0.85）
=0.115/（1.4X0.85）=0.097kN.m;
Hs=（0.251X4.890X10-4X205.000X103-（1.2xi.769+0.85X1.4X
（1.440+0.251X4.890X0.097/5.080）））/（1.2X0.129）=119.723m;
脚手架搭设高度Hs等于或大于26米，按照下式调整：
H5
[H]=
1+0.001H5
[H]=119.723/（1+0.001X119.723）=106.922m;
8、立杆的地基承载力计算：
立杆基础底面的平均压力应满足下式的要求
P现场揭露地基承截力设计值：
Fg=fgkXKc=68.000KN/m2;
其中，地基承载力标准值：
fgk=170.000KN/m2;
脚手架地基承截中国科学院调整系数：
Kc=0.400;
立杆基础底面的平均压力，P=N/A=33.191KN/m2
其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值：
N=8.298KN;
基础底面面积（讹）：
A=0.250m2。
P=33.191五、脚手架搭设施工注意事项
（1）在进行脚手架搭设具体施工时，根据开挖的边坡岩石实际条件，依据设计和地质勘探出具的地址编录、地质简报，对不同区域的连墙杆、卸载件锁脚锚杆入岩深度进行实际设置，边坡两端地质条件较差，则对固定锚杆入岩深度经技术人员和监理工程师等严格验收后再进行加载作业。
（2）连墙杆、卸载件布置间排间距和布置形式，依据钻机白重和施工荷载以及钻机在钻进过程中的额定给进力的合力在连墙杆、卸载锁脚锚杆轴线方向的反力。
要从安全角度考虑，保守起见，为防止脚手架向外倾翻，在施工时，采用§12mm以上柔性钢绳对脚手架斜上45度进行反拉，反拉钢丝绳反拉口应不少于3个钢丝绳卡，并交叉设置，反拉设置按照技术人员要求进行布置。
（3）施工过程中，考虑作业层钻机白重较大，在钻机就为前，对脚手架作业层小横杆加密设置，同时按照技术人员要求设置纵横向剪刀撑，以提高脚手架的整体和局部刚度，要考虑剪刀撑对脚手架的安全作用。
在钻机施工前，应在钻机作业局部位置搭设临时防护棚，防止上部松石及砂土坠落，保证施工设备及人员安全。
六、脚手架构造要求
1、脚手架采用材料
（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，小横杆长度1.5m。
（3）根据《可铸铁分类及技术条件》（GB978-67）的规定，扣件采用机械性能不低于KTH330-08的可锻铸铁制造。
铸件不得有裂纹、气孔，不宜有缩松、砂眼、浇冒口残余披缝，毛刺、氧化皮等清除干净。
（4）扣件与钢管的贴合面必须严格整形，应保证与钢管扣紧时接触良
好，当扣件夹紧钢管时，开口处的
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