高边坡脚手架专项施工方案设计.docx

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高边坡脚手架专项施工方案设计

贵定县小河水库工程

高边坡施工排架搭设方案

批准：

审核：

编制：

浙水股份公司

贵定县小河水库工程项目部

二〇一五年八月九日

一、工程概况…………………………………………………………………………3

二、编制依据…………………………………………………………………………3

三、边坡脚手架方案…………………………………………………………………3

（一）脚手架采用材料…………………………………………………………3

（二）脚手架搭设技术措施……………………………………………………4

（三）脚手架搭设工艺流程……………………………………………………5

四、脚手架设计验算…………………………………………………………………6

（一）排架工作条件特点…………………………………………………………6

（二）钢材设计强度取值说明……………………………………………………6

（三）脚手架设计参数…………………………………………………………7

（四）脚手架计算………………………………………………………………7

（五）脚手架交底及验收………………………………………………………12

五、脚手架作业安全措施…………………………………………………………14

（一）脚手架搭设安全措施……………………………………………………14

（二）脚手架高空作业安全措施………………………………………………15

（三）脚手架拆除安全措施……………………………………………………16

一、工程概况

贵定县小河水库项目工程，边坡平均高度20m，坡比为1:

0.5，边坡支护主要工程项目为：

砂浆锚杆、挂钢筋网、喷混凝土等，支护施工采用双排扣件式钢管脚手架作业，分片进行施工。

边坡已开挖完成，锚杆施工需搭设排架。

二、编制依据

1.施工图纸

2.主要规范、规程：

《钢结构设计规范》GB50017-2014

《建筑施工安全检查标准》JGJ59-2011

《建筑结构荷载规范》GB50009-2012

《建筑施工高处作业安全技术规范》JGJ80-2011

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》JGJl30—2011

《建设管理制度汇编》JDSW—XH—ZD—2015

3.参考手册

简明建筑施工手册2003年9月版

实用建筑施工安全手册1999年7月版

建筑施工计算手册2001年7月版

三、边坡脚手架方案

（一）脚手架采用材料

1.脚手架采用φ48mm、壁厚3.5mm钢管，每米自重38.4N,符合现行国家标准，连接扣件采用标准扣件,直角扣件每个自重13.2N；旋转扣件每个自重14.6N；对接扣件每个自重18.4N;进场后钢管立杆、大横杆和斜杆的最大长度为6.0m。

2.脚手板应采用木板或者串片毛竹制作，厚度不小于50mm，宽度大于等于250mm，长度不小于1.5m，其材质应符合国家现行有关建材标准。

3.连墙件采用钢管，其材质应符合现行国家标准《碳素钢结构》（GB/T700）中Q235A钢的要求。

（二）脚手架搭设技术措施

1.根据边坡实际情况，采用错落坡型脚手架，脚手架随坡度而设，坡率1:

0.5，最大高度不超过20m。

2．根据锚索、锚杆位置，主受力立杆水平间距2.0m，垂直间距2.0m，设内外双排架，内外排间距约1.5m；其余辅助受力立杆随坡度而调整搭设，间距1.5m左右，均按坡度搭设。

3．立杆底端100～300mm处，设纵向和横向扫地杆，并与立杆连接牢固,做好防止滑动处理；横杆靠墙底端100～300mm高底处，将内立杆和纵向水平杆作为扫地杆，并与横杆连接牢固,做好防止滑动处理。

4．脚手架及施工荷载轴向力主承力区选择在边坡底部的落碎台或变坡平台上。

5．考虑到潜孔钻较重人工搬移不方便，为保障安全，沿搬移通道方向架设2-3条纵向长杆。

6.考虑到安全需要，需在外侧适当设置水平纵向钢管。

7.钻机由下自上作业，锚杆完成后，拉结点亦由下自上进行拉结。

8.考虑到作业层荷载较大，在钻机就位前，对脚手架作业层小横杆适当加密。

9.为确保排架的整体性，在立杆外侧排采用剪刀撑进行连接，排架两端以及马道上第一层布置安全防护网和防护栏。

（三）脚手架搭设工艺流程

1.放线、摆放模板、→摆放扫地杆→竖立杆并与扫地杆扣紧→装扫地小横杆，并与立杆和扫地杆扣紧→装第一步大横杆并与各立杆扣紧→安第一步小横杆→安第二步大横杆→安第二步小横杆→加设临时斜撑杆，上端与第二步大横杆扣紧→安第三、四步大横杆和小横杆→依次搭设上部大、小横杆和立杆→要求高度处→铺设脚手板→搭设防护栏杆及绑扎防护档脚板。

2．施工作业面设人行道，斜坡不大于1:

3；设备运输和人员上下上工作面搭设运料通道，通道宽2.0m，坡度不大于1:

6，按临边防护要求设置2道防护栏杆及挡脚板，防滑横条间距不大于30cm。

四、脚手架设计验算

（一）排架工作条件特点

1.扣件连接节点属于半刚性，且节点刚性大小与扣件质量、安装质量有关，节点性能存在较大变异；

2.脚手架结构、构件存在初始缺陷，如杆件的初弯曲、锈蚀，搭设尺寸误差、受荷偏心等；

3.以边坡岩面和马道面作为支撑点，对脚手架的约束性较小，易变形。

4.用扣件连接的钢管脚手架，其纵向或横向水平杆的轴线与立杆轴线在主节点上并不汇交在一点。

当纵向或横向水平杆传荷载至立杆时，存在偏心距。

在一般情况下，此偏心产生的附加弯曲应力不大。

为了简化计算，予以忽略。

（二）钢材设计强度取值说明

（1）对Q235－A级钢的抗拉、抗压、抗弯强度设计值f取为：

205N/mm2。

（2）扣件抗滑承载力设计值，是根据现行国家标准《钢管脚手架扣件》规定的标准值除以抗力分项系数1.25所得。

（3）容许挠度是根据现行国家标准《冷弯薄壁型钢结构技术规范》（GBJ18）及《钢结构设计规范》（GBJ17）的规定确定的。

（三）脚手架设计参数

1.高边坡按照1：

0.5坡率进行脚手架设计。

2.脚手板为5cm厚木脚手板或者5cm*150cm竹片相串脚手板，其自重标准值为0.35kN/m2；

3.钢管参数

构件型号

截面积A（cm2）

惯性矩I（cm4）

截面模量W（cm3）

回转半径i（cm）

单位长重量kN/m

强度允许值N/mm2

弹性模量E（N/mm2）

Ф48x3.5

4.89

12.19

5.08

1.58

0.038

205

2.06x105

4.施工荷载按照最大坡面，有部分剖面因平台位置不够，脚手架范围内，作业层布置3台钻机，施工人员9人；单台钻机重134kg，单个人员按80kg；计算荷载按照5跨内布置1台钻机，同时配置3名施工人员，施工面平台处搭铺脚手板；施工荷载=（134+240）*10/（1.5*2）=1246.67N/m2，计算时荷载按照1.5KN/m2考虑。

（四）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—2011）

计算脚手架为双排脚手架,搭设最大高度为20m，立杆采用双立管。

搭设尺寸为：

立杆的纵距为2.0m，立杆的步距最大为2.0m，立杆的横距计算确定。

采用的钢管类型为Ф48×3.5，施工均布荷载为1.5KN/㎡。

1．横向、纵向水平杆抗弯强度计算

立杆纵向距离La=2000mm，立杆步距h=2000mm,立杆横距Lb待定；

（1）横向水平杆抗弯强度计算及立杆横距确定

恒荷载标准gk=0.038*（0.3+La/1000+h/1000）+0.35*1.5/4+0.143

=0.481kN/m

（说明：

1.横杆扫墙距0.3m；2.考虑到钻机移位的需要，只在1层的作业面处铺设脚手板，计算荷载按1/3层计算；3.根据表A.0.4，直角扣件自重13.2N,旋转扣件自重14.6N，扣件线荷载=（13.2*3+14.6*12）/1.5=0.143kN/m）

MA=1/2*gk*a^2=21.66N·m；MB=1/2*gk*a1^2=2.41N·m

施工均布活荷载标准值Qk=1.5*0.75=0.83kN/m

恒荷载弯矩MGK=1/2*gk*2*Lb-（MA-MB）/gk*Lb^2-MA

活荷载弯矩MQK=QkLb^2/8

组合弯矩M=1.2MGK+1.4MQK

σ=M/W

经计算

当Lb=2000mm时,M=990.60N·m,σ=195.01N/mm2＜[σ]=205N/mm2

当Lb=2000mm时,抗弯强度符合要求，根据施工作业需要，立杆横距可选取不大于2.0m。

（2）纵向水平杆抗弯强度计算

①考虑静载情况

P=gk（Lb+a+a1）*（Lb+a-a1）/2*Lb=426.7N；

Lb=900m，a=0.3m，a1=0.1m

静载布置情况考虑跨中和支座最大弯距：

M1=0.715PLaMB=MC=-0.15PLa

②考虑活载情况

Q=1/2Qk*Lb=825.0N；

活载最不利位置考虑跨中最大弯距：

M1=0.213QLa

③最不利组合

静载与活载最不利组合时M2跨中弯距最大：

MGK=0.175PLa=149.34N·m

MQK=0.213QLa=351.45N·m

M=1.2MGK+1.4MQK=671.24N·m

σ=M/W=132.13N/mm2＜[σ]=205N/mm2

经验算，纵向水平杆抗弯满足安全要求。

2．横向、纵向水平杆挠度复核

（1）横向水平杆的挠度

①考虑静载情况

K1=4MA/QkLb^2=0.15N·m

K2=4MB/QkLb^3=0.02N·m

查《建筑结构静力计算手册》中梁在均布荷载作用下的最大挠度表，用K1、K2值采用插入法求得系数K'=0.1972

v1=K'*Qk*La^4/24EI

②考虑活载情况

v2=5*Qk*La^4/384EI

③组合

v=v1+v2=K'*Qk*La^4/24EI+5*Qk*La^4/384EI=1.37mm

v＜Lb/150=7.33mm

经验算，横向水平杆的挠度满足安全要求。

（2）纵向水平杆的挠度

①考虑静载情况

v1=1.146PLa^3/100EI

②考虑活载情况

v2=1.615QLa^3/100EI

③组合

v=v1+v2=La^3（1.146P+1.615Q）/100EI=5.80mm

v＜[v]=10.00mm

经验算，纵向水平杆的挠度满足安全要求。

3．纵向水平杆与立杆连接时，扣件抗滑承载力复核

纵向水平杆与立杆连接时扣件受到的垂直作用力包括贴立杆的横向水平杆荷载F和M1在扣件处引起的与F同向的最大剪力V之和。

F=1.2P+1.4Q=1667.03N＜Rc=8.00KN

V=1.2*0.65*P+1.4*0.575*Q=996.95N

R=F+V=2663.98N＜Rc=8.00KN

经验算，纵向水平杆与立杆连接时扣件的抗滑承载力满足安全要求。

4．立杆稳定性复核

（1）风荷载标准值

ωk=0.7μzμsωo=0.058kN/m2；

（2）计算立杆段由风荷载设计值产生的弯矩

Mk=0.85*1.4ωoLah^2/10=55.552N·m；

（3）轴向受压构件的稳定系数

立杆计算长度lo=k*μ*h=1.155*1.5h=3.47m；

立杆的长细比λ=lo/i（i为截面回转半径=1.58cm）=219.30；

根据立杆的长细比λ查表或7320/λ^2计算稳定系数φ=0.152；

（4）立杆段的轴向设计值

脚手架结构自重标准产生的轴向力NG1K=5038.80N；

构配件自重标准产生的轴向力NG2K=230.40N；

施工荷载标准值产生的轴力总和内力ΣNQK=2200.00N；

轴向设计值N=1.2（NG1k+NG2K）+0.85*1.4ΣNQK=89941.04N；

（5）立杆稳定性验算

f=N/φA+Mk/W=131.1N/mm2＜[f]=205.000N/㎜2

经验算，立杆稳定性满足安全要求。

5.立杆地基承载力计算

一般地基承载力ｆg大于240KPa，立杆基础在土质坡底时，下垫不小于300mm×300mm的模板。

立杆传至模板的轴向压力N=8.347kN（见轴向设计值）

模板面积A＝0.3*0.3=0.09m2

对地压强为p=N/A=8.347/0.09=92.75KPa<0.4ｆg=96KPa

（根据规范，地基承载力调整系数kc，对碎石土、砂土、回填土取0.4）

因此，脚手架立杆地基承载力满足要求。

经过计算和验算，脚手架立杆纵距不超过2.0m，立杆的横距不超过2.0m，立杆,步距不超过2.0m时，高边坡双排脚手架各项安全指标满足规范要求，脚手架安全可靠。

（五）脚手架交底及验收

1、交底与培训

（1）由工程部负责就此方案对操作人员进行书面的口头的技术交底。

（2）由安全经理负责对操作人员的安全培训，培训内容应包括架子工操作规程、安全常识，劳保用品的使用，安全意识等。

2、操作人员

（1）脚手架施工人员必须持证上岗（架子工操作证）。

（2）脚手架施工人员应经过身体检查，有心脏类、血压类、恐高症等疾病的人员禁止上岗。

3、搭设脚手架人员必须戴安全帽、系安全带、穿防滑鞋。

4、脚手架的使用

（1）脚手架的使用荷载为3KN/m2（每平方米300公斤），施工荷载应均衡，避免集中堆载，不得超载。

（2）不得将缆风绳、泵送砼的输送管等固定在脚后架上，禁止在脚手架上悬挂起重设备。

（3）在脚手架使用期间严禁拆除主节点处的纵、横水平杆，纵、横扫地杆，以及边墙件。

（4）不得在脚手架基础及其邻近处进行挖掘作业。

脚手架外侧应有防止坠物伤人的防护措施。

在脚手架上进行电、气焊作业时，必须有防火措施和专人看护。

5、脚手架的检查

（1）脚手架检查的时间：

基础处理完后（脚手架搭高前），作业层施工加荷载前，达到使用高度后，大雨后。

（2）检查的内容

构造是否符合要求；地基是否积水、垫板是否松动，立杆是否悬空；扣件是否松动；安全防护措施是否符合要求；是否超载。

（3）检查按照《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2011）执行。

对检查出来的问题及时解决。

验收程序：

1．脚手架搭设前，施工负责人应按照施工方案要求，结合施工现场作业条件和队伍情况，做详细的交底，并有专人指挥。

2．脚手架搭设完毕，应由施工负责人组织，有关人员参加，按照施工方案和规范分段进行逐项检查验收，确认符合要求后，方可投入使用。

3．检验标准：

（应按照相应规范要求进行）

（1）钢管立杆纵距偏差为±50mm

（2）钢管立杆垂直度偏差不大于1/100H，且不大于10cm（H为总高度）。

（3）扣件紧固力矩为：

40-50N.m，不大于65N.m。

抽查安装数量5%，扣件不合格数量不多于抽查数量的10%。

（4）扣件紧固程序直接影响脚手架的承载能力。

试验表明当扣件螺栓扭力矩为30N.m时，比40N.m时的脚手架承载能力下降20%。

4．对脚手架检查验收按规范规定进行，凡不符合规定的应立即进行整改，对检查结果及整改情况，应按实测数据进行记录，并由检测人员签字。

五、脚手架作业安全措施

（一）脚手架搭设安全措施

1）钢管脚手架要严防与电体接触，距离高压线路的最小距离6m，如需靠近380伏以内的电力线路应采取可靠的绝缘措施，如对电线和架子进行绝缘包扎。

在脚手架施工的电力机具应放在干燥木板上，外壳要有接地或接零措施。

2）脚手架上按规定设一定数量灭火器，架体上动用明火作业必须采取防火保护措施。

3）搭设脚手架的操作人员，必须经过专门训练和体格查验考核，持特种作业证方可上岗。

如患有高血压、心脏病、癫痫及其他不适宜高处作业人员，一律不准从事搭拆作业。

4）进入作业区域，必须戴好安全帽，带工具袋，悬空危险作业，必须先挂扣安全带。

严禁穿拖鞋、赤脚或硬底鞋上棚架操作。

严禁作业中吸烟，严禁酒后作业。

5）架设新用的材料及扣件的规格和质量必须符合有关技术规定和施工方案的要求，并经试验合格后才能使用。

不准使用不合格的材料、扣件，不准钢、竹材料混搭。

6）架子地基应平整夯实并找平，加设垫木、垫板或底座。

不得在未经处理的起伏不平和软硬不一的地面上直接搭设脚手架。

不准用红砖作垫块。

7）严格按照规定的构造尺寸进行搭设，确保节点连接达到要求（绑好，拧紧插挂好）。

8）首层、顶层和施工作业层必须有脚手板铺平铺稳，保证有3个支撑点绑扎牢固，不得有探头板。

9）传递杆件料具，不准碰触压钩搭高低压电源线和电气设备。

10）脚手架纵向4m、水平方向6m设置一道牢固的连接点，锚杆（索）注浆强度达75%后，脚手架可和锚杆（索）进行拉结。

11）内排柱离边坡不得大于200mm。

12）架上堆放材料、工具等荷载不得超过2.5kN/m2。

13）钢管脚手架必须有良好可靠的防雷的接地。

14）在脚手架外侧搭设卸料平台时，操作人员必须先系扣好安全带。

15）搭设上落人员的斜梯与地面或水平夹角20°左右，踏步间距不大于30cm，不准搭在靠高压一侧。

16）遇有恶劣气候（如风力在六级以上）时，禁止脚手架搭设作业。

（二）脚手架高空作业安全措施

1）高处作业人员，必须经过专业技术培训及专业考试合格后，持证上岗，并定期检查身体。

2）患有下列疾病不能从事高处作业及架设作业：

如心脏病、高血压、贫血、癫痫病等。

3）悬空作业处应有牢靠的立足处，并必须视具体情况配制防护拦网、栏杆或其他安全设施。

4）悬空作业所用的索具、脚手板、吊篮、平台等设备均需经过检测后方可使用。

5）高处作业之前，应进行安全防护设施的逐项检查和验收，验收合格后，方可进行高处作业，验收也可分段、分层进行。

6）高处作业必须戴好安全帽、系安全带、穿防滑鞋、衣着灵便。

7）严禁酒后作业。

8）在作业中如发现有安全隐患时，必须及时解决，危及人身安全时，必须停止作业。

9）高处作业中所用的设备，均应平稳堆放，工具应随手放入工具袋，作业中的走道、通道板应随时清扫干净，不得向下抛掷物件。

10）遇有六级以上的大风、浓雾等恶劣气候，不得进行露天攀登与悬空高处作业，并将脚手架与边坡拉结牢固。

（三）脚手架拆除安全措施

1）架子拆除前，应对架体进行全面检查一遍，先制订拆除计划，进行技术交底后方可拆除,拆除现场必须设置警戒区域，张挂醒目的警戒标志，警戒区域内严禁非操作人员通行或脚手架下方继续组织施工,地面监护人员必须履行职责，应配备良好的通讯装置。

2）仔细检查吊运机械包括索具是否安全可靠，吊运机械不允许搭设在脚手架上，应另立设置。

3）如遇强风、大雨等特殊气候，不应进行脚手架的拆除。

夜间实施拆除作业，应具备良好的照明设备。

4）所有高处作业人员，应严格按照高处作业规定执行和遵守安全纪律、拆除工艺要求。

5）拆除人员进入岗位后，先进行检查，加固松动部位，清除步层内留的材料、物件及垃圾块。

所有清理物应安全输送至地面，严禁高处抛掷。

6）脚手架要求先搭拉的后拆，后搭拉的先拆的原则，按层次由上而下进行，所有拉结点应随脚手架逐层拆除，严禁先将接结点或数层拆除后拆脚手架。

7）不允许分立面拆除或上、下二步同时拆除（踏步式）。

认真做到一步一清。

8）所有连墙杆、斜拉杆、隔排措施、登高措施必须随脚手架分层拆除同步进行下降。

不准先行拆除。

9）所有杆件与扣件，在拆除时应分离，拆下的材料必须随时运送到地面，不得堆放在脚手架和楼层上,不允许杆件上附着扣件输送地面，或两杆同时拆下输送地面。

10）所有脚手板拆除，应自外向里竖立、搬运，防止自里向外翻起后，脚手板垃圾物件直接从高处坠落伤人。

11）脚手架内必须使用电焊气割工艺时，应严格按照国家特殊工种的要求和消防规定执行。

必须有防火措施和专人看守，配备料斗（桶），防止火星和气割物溅落。

严禁无证动用焊割工具。

12）当日完工后，应仔细检查岗位周围情况，如发现留有隐患的部位，应及时进行修复或继续完成至一个程序，一个部位的结束，方可撤离岗位。

13）输送至地面的所有杆件、扣件等物件，应按类堆放整理。

14）当有六级及六级以上大风和雾、雨、雪天气时应停止脚手架拆除作业。

15）拆架过程，最好中途不要换人，操作时思想要集中，上下呼应。