清镇高边坡锚杆锚索支护脚手架专项方案.doc

贵阳市经济贸易中等专业学校新校建设项目

边坡锚杆/锚索喷浆支护工程脚手架
专项施工方案

程序
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专业负责人

审
核
项目
技术负责人

项目经理

公司
技术部门

公司
质量部门

公司
安全部门

批准
公司总工

贵州建工集团第二建筑工程有限责任公司

年 月 日
高边坡锚杆、锚索喷浆支护工程脚手架
专项施工方案

一、工程概况
1、工程简述
贵阳市经济贸易中等专业学校新校建设项目位于清镇市北侧，金清大道北侧，距道路约500m，交通便利。该边坡工程为贵阳市经济贸易中等专业学校新校校区开挖边坡，属建筑工程边坡，建设单位为贵阳市经济贸易中等专业学校。据现状自然地形和校区规划设计方案及边坡特征，可分为AB、BC、CG、GI、IL、LM段，边坡总长约730m坡体覆盖草丛及低矮树木，东侧为拟建校区，西侧、北侧为自然坡体，坡顶未见建（构）筑物,南侧为新建的贵阳幼师学校，相距约80m，
边坡设计范围及长、宽、高支护特征表
区段编号
长度(m)
高度(m)
立面面积(m2)
备注
A-B
76.6
8.3
635.8
桩板挡墙
B-B1
39.8
9-21
597.0
放坡+格构+锚杆
B1-B2
26.9
15-23
538.0
放坡+格构+锚杆
B2-C
35.0
6-15
385.0
放坡+格构+锚杆
C1-D
26.44
3-5
105
放坡+格构+锚杆
D-E
29
5
145.0
放坡+格构+锚杆
E-F
31.53
5-8
210
放坡+格构+锚杆
F-G
28.9
8
231.2
放坡+格构+锚杆
G-G1
33.5
4-8
200
放坡+格构+锚杆
G1-G2
28.9
4-8
190
放坡+格构+锚杆
G2-H
32
8-12
352
放坡+格构+锚杆
H-H1
28.7
13.2
373.1
放坡+格构+锚杆
H1-H2
40
14-21
520.0
放坡+格构+锚索
H2-H3
27.3
21
573.3
放坡+格构+锚索
H3-H4
14.9
21-30
387.4
放坡+格构+锚索
H4-I
37.3
30
1119
放坡+格构+锚索
I-J
31.6
3-30
568.8
放坡+格构+锚杆
J-K
12.9
3-8
64.5
放坡+格构+锚杆
K-K1
28.4
8-18.5
426
放坡+格构+锚索
K1-L
46.3
18.5-30.5
1134.4
放坡+格构+锚杆（索）
L-L1
48.6
15-30
1069.2
放坡+格构+锚索
L1-M
27.36
2-15
300
放坡+格构+锚杆（索）
合计
731.93

10124.7

边坡支护工程合同工期为： 60 日历天,合同总价: 17275107.97 万元。
2、施工平面布置
场区位于幼儿师范学校附近剥蚀残丘斜坡上，属剥蚀、蚀性低山—斜坡地貌类型。场区北侧为百花湖一隅，西侧为需开挖边坡支护，东侧有一高压铁塔待折除，南侧为已修建幼师学校，
3、场地地形地貌及周边工程环境条件
场地区域上处于贵高原中部的黔中丘原与黔东中低山丘陵梯级状大斜坡地带，地形起伏大。边坡场地属构造侵蚀-溶蚀中低山沟谷地貌，场地位于南北向区域性构造侵蚀沟谷的西岸斜坡地带。本次勘察区整体地势西高东低，最高点位于场地西侧山脊，高程约1339.20m，场平标高1237.00m～1249.50m，待开挖到场平标高后，将形成高度2.20m～29.5m的岩土质边坡，以岩质边坡为主，边坡呈“L”形展布，倾向分别为东和南。该边坡顶缘自然斜坡坡度10°～35°，总体倾向场地。边坡岩体分级主要由强风化白云岩和中风化白云岩岩体组成。
建筑边坡工程安全等级为一级，属永久性边坡支护（使用年限为50年）。
岩土构成：据工程地质调查及本次钻探结果，本挖方段范围内覆盖土层为第四系残积红粘土及耕表土，下伏基岩为三叠系下统安顺组（T1a）白云岩。各岩土层按地质特征划分单元，详见工程地质剖面图，现分述如下：
1）耕表土（Qpd）：耕表土：杂色，结构松散，含植物根系。
局部分布；最薄处为0.50米，见于BPZK77号孔；最厚处为0.80米，见于BPZK99号孔；平均厚度为0.54米；层面最高处标高为1266.57米，见于BPZK101号孔；层面最低处标高为1234.90米，见于BPZK77号孔；平均标高为1253.86米；
2）红粘土（Qel）：红粘土：黄、褐黄色，土质较均匀，结构较密，可塑。局部分布； 最薄处为0.50米，见于BPZK89号孔；最厚处为5.80米，见于BPZK70号孔；平均厚度为2.14米；层面最高处标高为1266.60米，见于BPZK96号孔；层面最低处标高为1234.37米，见于BPZK73号孔；平均标高为1247.78米；
3）强风化白云岩（T1a）：灰黄色，岩芯呈砂状、块状，强风化。
局部分布；最薄处为0.80米，见于BPZK92号孔；最厚处为3.70米，见于BPZK104号孔；平均厚度为2.00米；层面最高处标高为1259.03米，见于BPZK104号孔；层面最低处标高为1229.87米，见于BPZK73号孔；平均标高为1244.25米；
4）中风化白云岩（T1a）：灰、灰白色，薄—中厚层状，中晶结构，节理裂隙较发育，岩体较破碎，岩芯多呈柱状，少量块状、砂状，中风化。层面最高处标高为1266.27米，见于BPZK100号孔；层面最低处标高为1227.57米，见于BPZK70号孔；平均标高为1248.73米；岩芯采取率为74～86%，岩体质量指标R.Q.D值为38～50％。
根建场地位于区域性断层北东走向的清镇断层的南西盘，距断面约1.0km，清镇断层为逆断层，倾向约305°，倾角约60°，场地内无断裂构造通过，受区域地质构造应力作用和风化作用的影响，场地及其附近岩体裂隙较发育。拟建场地上覆第四系为红粘土，下伏基岩为三叠系下统安顺组灰白色白云岩，其产状为220°∠45°，属可溶性的硬质岩。
4、边坡基本特征
①强风化白云岩
根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）第4.1.4条，场地内强风化白云岩的边坡岩体类型为Ⅳ类。
②中风化白云岩
根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）第4.1.4条及《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）表A.0.2，各段边坡岩体分类如下：
1. A-B区段：高8.3米，代表剖面13-13.
边坡倾向1800，岩层层面倾向2200，边坡倾向与岩层层面倾向的夹角400，视为顺层边坡。层面倾角450，视倾角37度。设计采用桩板挡墙进行支护。坡顶建筑物基础要求下落到滑动面以下。边坡施工前先对建筑基础位置放线定位，避免桩位置与建筑物基础相互重叠。
2.B-C区段：高6m-23米。边坡倾向约90°，代表剖面7-7，8-8，9-9，10-10，11-11.根据赤平投影图分析可知：节理L6为外倾结构面。
本区段按1：0.5的坡率分台阶放坡+格构锚杆支护，岩体破裂角25°。
3. C1-G2区段：高4-8米，代表剖面1-1,2-2,4-4,5-5，6-6,WT1-WT1.
边坡倾向61°-100°，该区段有节理J3：产状267°∠50°，节理J6：产状69°∠25°。节理J6为外倾结构面。本区段采用放坡+格构锚杆支护。每孔需要1根D25的三级钢筋，破裂面25度。
锚杆在中风化岩体中的锚固段长度4米，总长不小于4米，倾角15度。
4. G2-H1区段：高4-15米。代表剖面WT3-WT3.
边坡倾向118-119度。该区段有节理J4：产状130°∠32°，为外倾裂隙结构面。本区段采用分阶放坡+格构梁+锚杆支护。
5. H1-I区段：高3-30米，该区段有节理J4：产状130°∠32°和节理J6：产状69°∠25°。
H1-H2区段边坡倾向150°，与节理J4的倾向的夹角30度，节理J4为外倾结构面。
H2-H3区段边坡倾向124°，与节理J4的倾向的夹角6度，节理J4为外倾结构面。
H3-H4区段边坡倾向114°，与节理J4的倾向的夹角16度，节理J4为外倾结构面。
H4-I区段边坡倾向100°, 与节理J4的倾向的夹角30度，节理J4和J6为外倾结构面。
H4-I区段边坡倾向100°, 与节理J6的倾向的夹角31度，节理J6是外倾结构面。
H1-H2区段控制剖面WT5-WT5，
H2-H4区段控制剖面WT7-WT7，
H4-I区段控制剖面WT8-WT8，
本区段采用分阶放坡+格构梁+锚索支护。
6. I-J区段：高3-30米，本区段边坡坡面倾向180°。边坡层面外倾。
本区段设计按层面倾角进行放坡+格构锚杆支护。
7. J-L区段：高5-30米。代表剖面WT9-WT9，WT10-WT10，WT11-WT11。
该区段有节理J5：产状110°∠28°。节理J6：产状69°∠25°。
边坡坡面倾向：21-63°。节理J6是外倾结构面。本区段高度在8米以下的采用放坡+格构锚杆支护。本区段高度在8米以上的采用放坡+格构锚索支护。
8. L-L1区段：高15-30米。代表剖面WT12-WT12，WT13-WT13。
边坡坡面倾向112°，节理J5是外倾结构面。本区段采用放坡+格构锚索支护。
9. L1-M区段：高2-15米。代表剖面WT13-WT13。
边坡坡面倾向：161°。节理J5，J6都不是是外倾结构面。边坡稳定性受岩体强度控制。本区段设计按照1：0.5的坡率放坡后，采用格构锚杆支护。
岩溶：本次钻探47个边坡钻孔中，有4个钻孔遇粘土充填溶洞，见洞率为8.5%，从溶洞形态及分布情况看，岩溶形态主要为溶洞及溶隙等，分布于局部边坡地段，该段边坡发育不密布。
岩土力学参数
勘察报告提供的力学参数如下。
各岩土体与锚固体极限粘结强度标准值:
⑴ 可塑红粘土：frbk=50kPa;
⑵ 强风化白云岩：frbk=270kPa（岩体结构面发育）
⑶ 中风化白云岩：frbk=1200kPa（岩体结构面发育）

勘察报告（施工勘察）提供的岩土体及结构面设计参数汇总表
岩土名称
重度
γ(kN/m3)
岩土体粘结强度frbk(kPa)
粘聚力
C(kPa)
内摩擦角
φ(°)
岩体等效内摩擦角φe(°)
红粘土
17.08
50
27.55
4.8
/
强风化白云岩
24.0
270
45
15
50
中风化白云岩
26.94
1200
350
32.9
CD段70
其它段60
层 面
/
/
50
18
/
节理1
/
/
100
27
/
节理2、4、5、6
/
/
100
27
/
节理3
/
/
120
30
/

场地白云岩岩体类型及当地工程经验可得该边坡岩体等效内摩擦角取值如下：
强风化白云岩岩体：50°
CD段边坡中风化白云岩岩体：70°
AB、BC、DE、EF段边坡中风化白云岩岩体：60°
边坡支护形式详附图（详见边坡支护平面图、边坡分段分层开挖剖面示意图、锚索、锚杆支护立面、剖面图）
5、施工要求及技术保证
（1）边坡支护施工前，我公司与各相关单位对边坡坡顶及其施工范围内的地下管网进行先期排查，查清坡顶及场平地下管网及排水构建（筑）物的具体位置、准确埋深，边坡开挖后，应立即进行支护施工。上一层或相邻段边坡的支护工程达到强度后，方可进行下一段边坡的开挖、支护施工。
（2）对该边坡实施放坡、抗滑桩、预应力锚索＋格构、锚杆＋格构梁等工程措施进行支护。
（3）边坡开挖后应在坡顶及坡脚设置排水系统，与场区排水系统连通，距坡顶2m处设置截水沟，卸荷平台处应按3%泄水坡率硬化，并在坡顶及卸荷平台临边处设置防护护栏。
（4）格构梁间隔15m~18m处设置一道伸缩缝，缝宽30mm。
（5）锚杆采用Ф25三级钢，钻孔孔径Ф90mm，M30水泥砂浆有压灌浆，注浆压力为0.5Mpa，砂浆掺加适量微膨胀剂。
（6）预应力锚索采用9Ф15.2钢绞线，强度1860mPa级。采用Ф150mm钻孔。M30水泥砂浆，注浆压力1.0MPa。砂浆掺加适量微膨胀剂。
（7）锚杆（索）成孔应比设计深度加深0.5m，成孔后应将孔内土、石屑清除干净。钻孔入射角为锚杆15°、锚索（20°）±1°。
（8）锚杆、锚索压浆应从孔底至孔口一次性完成，直至孔口有浆液溢出方可停止，并随时注意从孔口补浆，以确保孔内浆液饱满。
（9）预应力锚索张拉及锁定：锚索张拉前应对张拉设备进行标定。锚固体及外锚墩强度均达到设计强度的90%后方可进行张拉及锁定，同时张拉的两根锚索的间距不应小于2倍锚索间距。锚索正式张拉前应取0.1～0.2倍锚索设计轴向拉力值进行预张拉1～2次，使其各部位接触紧密，索体完全平直。各锚索施工完且锁定后48小时内发现预应力损失值大于设计荷载的10%时，应对其进行补偿张拉。预应力锚索张拉、锁定后，才能进行下一级土石方开挖，土石方开挖过程中必须采取有效措施对锚索进行保护。
（10）坡顶设置安全护栏。
（11）根据岩土工程信息化施工动态设计的原则，在边坡支护施工过程中，如遇异常情况，根据具体情况特征，进行设计修改后，才能继续下一步施工。

二、  依据、构造要求
（一）、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》（2002）版（JGJ 130－2001）、《岩土锚杆(索)技术规程CECS22－2005》；
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、边坡支护设计图、地勘资料及施工现场土质实际情况等；
6、经过审批的边坡施工组织设计及相关技术资料；
（二）、脚手架搭设
1、根据施工现场实际情况边坡按台阶状开挖全部到位，在高边坡喷锚支护过程中需搭设的脚手架。
2、脚手架及施工荷载轴向力主承力区选择在边坡底部阶梯状的落碎台上；
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）、坡面扫地干均采用φ48×3.5钢管，连接扣件采用标准扣件；脚手板采用4205的方条进行局部满铺。
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、锚索的施工自下而上施工，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φ25mm螺纹钢筋，按照1步2跨（1h×2L）进行设置， 固定点拉杆深度不低于1.5m，角度与边坡锚杆角度相等，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。锚杆施工自下往上，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及要求：
①立杆纵距应为1.4～1.6m，立杆横距应≤1.5m，平杆步距应为1.5～1.8m。
②作业层距地面高度≥2.0m时，脚手板的铺设宽度：外脚手架≥750mm、里脚手架≥100mm。铺设的脚手板边缘与坡面的间隙≤30mm，铺设的脚手板边缘与挡脚板的间隙≤100mm。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（≥4m）或不应大于四跨（≤8m）。斜杆应与脚手架基本构架杆件（水平杆）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≤60。
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（Ф48×3.5）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≥0.8m。搭接部分的结扎不应少于2道，且结扎点间距≤0.6m。
③杆件端部伸出结扎点的长度≥0.1m。
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，钢管壁厚不小于3.5mm。
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脚手板的方条选用长应≥4000mm，宽应≥180mm，厚度应≥50mm，方条不得含有节子、腐朽节、等质量问题；操作及钻机作业处应进行满铺，铺设后用14#～16#镀锌铁丝绑牢固定。
（三）、 脚手架设计参数
（1）高边坡按照二级、五级坡比1：0.75及1：1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，其自重标准值为0.35kN/m2；
（3）钢管尺寸均为Φ48mm×3.5mm、Φ48mm×6.5mm，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=2.06×105N/mm2）。
（4）施工荷载按照纵向40m、高程方向12m，脚手架范围铺设4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=2.5 KN/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φ25mm螺纹钢筋，按照1步2跨（1h×2L）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 =1.6m，横杆步距 =1.80m，最大搭建高度12m。
锚杆间距纵横为2.5 m×2.5 m，施工脚手架按间距1.5 m×1.8m 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。
（7）、（1、 脚手架马道基础锁脚锚杆采用Φ25mm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5.4m×5.6m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，确保四、五级边坡脚手架整体安全稳定。
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5.4m×5.6m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。
（3）脚手架立杆地基承载力计算：
立杆基础在中风化和微风化白岩石上，下垫长度不少于二跨的100×50的木枋。按地勘报告此段承载力大于500KPa。立杆传至木枋的轴向压力为N=6.35kN,木枋面积
A＝1/2×0.1×1.8=0.09m2
其压强为p=N/A=6.35/0.09=70.55KP<0.4ｆg=150KPa
故脚手架立杆地基承载力满足要求。
三、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12m，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Ф48×3.5，施工均布荷载为3.0KN/㎡。
1、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
小横杆的自重标准值：P1=0.038kN/m；
脚手板的荷载标准值：P2=0.350×1.200/3=0.140kN/m；
活荷载标准值：Q=3.000×1.200/3=1.2kN/m；
荷载的计算值：q=1.2×0.038+1.2×0.140+1.4×1.2=1.89kN/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=1.89×1.5002/8=0.53 kN．m；
σ=Mqmax/W=104.4N/mm2；
小横杆的计算强度小于[f]=205.0N/mm2；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+1.2=1.378 kN/m；
5ql4
V qmax=
384EI
最大挠度V=5.0×1.378×1500.04 /（384×2.060×105×121900.0）=3.62mm；
小横杆的最大挠度小于1500.0/150=10mm，满足要求！
2、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
小横杆的自重标准值：P1=0.038×3.500=0.133kN；
脚手板的荷载标准值：P2=0.350×1.500×1.800/3=0.315kN；
活荷载标准值：Q=3.000×1.500×1.5/3=2.25kN；
荷载的计算值：q=（1.2×0.133+1.2×0.315+1.4×2.250）/2=1.850kN；

大横杆计算简图

②强度计算
最大弯矩考虑为大横杆自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=0.08×0.038×3.500×1.5002=0.024 kN．m；
集中荷载最大弯矩计算公式如下：
Mpmax=0.267PI
集中荷载最大弯矩计算：M2qmax=0.267×1.89×1.500=0.757 kN．m；
M= M1max+ M2max=0.024+0.757=0.781 kN．m；
抗弯强度：σ=0.781×106/5050.0=154.65N/mm2；
大横杆的抗弯强度：σ=154.65N/mm2小于[f]=205.0 N/mm2；
③挠度计算：
最大挠度考虑为大横杆自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：
ql4
V max= 0.677
100EI
大横杆自重均布荷载引起的最大挠度V max= 0.677×0.038×1500.04/（100×2.060×105×121900.0）=0.052mm
集中荷载最大挠度计算公式如下：
Pl3
Vp max= 1.883×
100EI
集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：
P=（0.133+0.315+2.25）/2=1.35 kN
V=1.883×1.35×1500.03/（100×2.060×105×121900.0）=3.32mm；
最大挠度和：V= Vmax+ VPmax=0.052+3.32=3.372mm；
3、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）：
R≤Rc
其中Rc —— 扣件抗滑承载力设计值，取8.0 kN；
R —— 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用设计值；
横杆的自重标准值：P1=0.038×3.500=0.133kN；
脚手板的荷载标准值：P2=0.350×1.500×1.800/2=0.472kN；
活荷载标准值：Q=3.000×1.500×1.500/2=3.375kN；
荷载的计算值：R=1.2×（0.133+0.472）+1.4×3.375=5.454kN；
R<8 kN，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8.00 kN，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16 kN。
4、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自重标准值（kN/m）；本例为0.1291
NG1=0.129×28.800=3.718 kN；
（2）脚手板的自重标准值（kN/㎡）；本例采用冲压钢脚手板，标准值为0.35
NG2=0.140×4×1.500×（1.500+0.3）/2=0.756 kN；
（3）栏杆与挡脚手板自重标准值（kN/m）；本例采用栏杆、冲压钢脚手板挡板，标准值为0.11
NG3=0.140×4×1.500/2=0.42kN；
（4）吊挂的安全设施荷载，包括安全网（kN/㎡）；0.005
NG4=0.005×1.500×28.800=0.216kN；
经计算得到， 静荷载标准值
NG= NG1+NG2+ NG3+ NG4=5.11kN；
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= 2.000×1.500×1.500×1/2=2.250kN；
风荷载标准值应按照以下公式计算
WX=0.7UX·UX·WO
其中WO ——基本风压（kN/㎡），按照《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）的规定采用：
WO=0.300 kN/㎡；
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=0.7×0.300×1.420×1.200=0.358 kN/㎡；
不考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值公式
N=1.2 NG+1.4 NQ =1.2×5.487+1.4×1.440=8.60kN；
考虑风荷载时，立杆的轴向压力设计值计算公式
N=1.2 NG+0.85×1.4 NQ =1.2×5.487+0.85×1.4×1.440=8.298kN；
风荷载设计值产生的立杆段弯矩MW计算公式
MW=0.85×1.4WKLah2/10=0.850×1.4×0.358×1.200×1.5002/10=0.115 kN．m；
5、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
σ= ≤[f]
¢A
立杆的轴心压力设计值：N=8.600 kN；
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φ，由长细比1O/i的结果表得到：φ=0.251；
立杆净截面面积：A=4.89㎝2；
立杆净截面模量（抵抗矩）：W=5.08㎝3；
钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205.000N/㎜2；
σ=8600.000/（0.251×489.000）=70.069 N/㎜2；
立杆稳定性计算σ=70.069小于[f]=205.000 N/㎜2满足要求！
考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式
N MW
σ= + ≤[f]
¢A W
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φ，由长细比1O/i的结果表得到：φ=0.251；
立杆净截面面积：A=4.89㎝2；
立杆净截面模量（抵抗矩）：W=5.08㎝3；
钢管立杆抗压强度设计值：[f]=205.000N/㎜2；
σ=8297.856/（0.251×489.000）+114973.992/5080.000=90.238 N/㎜2；
立杆稳定性计算σ=90.238小于[f]=205.000 N/㎜2满足要求！
6、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：
¢Aσ-（1.2NG2K +1.4 NGt）
H3=
1.2gt
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：
NG2K= NG2+NG3+ NG4=1.769 kN；
活荷载标准值：NQ=1.440 kN；
每米立杆承受的结构自重标准值：GK=0.129 Kn/m；
HS=[0.251×4.890×10-4×205.000×103-（1.2×1.769+1.4×1.440）]/（1.2×0.129）=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+0.001 H5
[H]=135.702/（1+0.001×135.702）=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：
¢Aσ-[1.2NG2K+0.85×1.4（NGK+¢A·MWK/W）]
H5=
1.2gt
构配件自重标准值产生的轴向力NG2K（kN）计算公式为：
NG2K= NG2+NG3+NG4=1.769 kN
活荷载标准值：NQ=1.440 kN；
每米立杆承受的结构自重标准值：GK=0.129 Kn/m；
计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩：MWK=MW/（1.4×0.85）=0.115/（1.4×0.85）=0.097 kN.m；
HS=（0.251×4.890×10-4×205.000×103-（1.2×1.769+0.85×1.4×（1.440+0.251×4.890×0.097/5.080）））/（1.2×0.129）=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+0.001 H5
[H]=119.723/（1+0.001×119.723）=106.922m；
7、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 ≤ fg
现场揭露地基承截力设计值：
Fg=fgk×Kc=68.000KN/㎡;
其中，地基承载力标准值：fgk=170.000KN/㎡;
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/㎡
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（㎡）：A=0.250㎡。
P=33.191≤Fg=68.000KN/㎡.地基承截力的计算满足要求！

四、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勘详勘报告，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，依据钻机自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φ12mm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，考虑作业层钻机自重较大，在钻机就位前，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。
（4） 立杆接头必须采取对接扣件，对接应符合下要求：立杆上的对接扣件应交错布置，两相邻立杆接头不应设在同步同跨内，两相邻立杆接头在高度方向错开的距离不应小于500mm，各接头中心距主节点的距离不应大于步距的1／3，同一步内不允许有二个接头。
（5） 顶部外围立杆顶端应高出作业面不小于1.5m。脚手架底部必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应用直角扣件固定在距垫木表面不大于200mm处的立杆上，横向扫地杆应用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。
（6） 大横杆设于小横杆之下，在立杆内侧，采用直角扣件与立杆扣紧，大横杆长度不宜小于3跨，并不小于6m。
（7） 大横杆对接扣件连接、对接应符合以下要求：对接接头应交错布置，不应设在同步、同跨内，相邻接头水平距离不应小于500mm。并应避免设在纵向水平跨的跨中。