基坑四周水平防护架方案

明福小区商住楼工程

基坑四周防坠落直立治理方案

一、工程概况

我公司承建的绵阳市中心医院地下车库工程，因地处绵阳市最繁华的警钟街，施工现场内场地十分有限，为了更好的利用有效空间，保障工人的操作环境，沿基坑四周搭钢管水平防护架，为了规范搭架施工，特作如下设计和验算。

二、施工要点

搭设脚手架时必须戴安全帽，高空作业必须绑安全绳、穿软底胶鞋，扣件、钢管及脚手板只能传递不能抛掷。水平防护架在施工时，立杆下支垫铁，立杆间距为@1500mm，在距地50mm处设扫地杆，横杆步距为@1800mm，架板平铺在顶层横杆上，沿深基坑方向水平架作1.2m高防护栏杆，防护栏杆外侧满挂密目安全网，并绑扎牢实。沿水平方向从架体端头和变形位置设置夹角为45度的剪力撑。水平架上只能堆放箍筋，堆放高度最高为1m，且荷载不能大于0.5吨/m2，堆放时距栏杆为0.5m开始堆放。所有架板及支撑系统在未接到项目部拆除命令前，任何人不得擅自拆架(水平防护架平面布置图及剖面图如下)。

三、坑边和顶板四周防坠落措施

该工程基坑深为7.12m，为保证基坑四周安全和隔离基坑危险点，沿基坑四周搭设1.2m高的维护栏杆，在结构达到车库顶板时，沿车库顶板四周搭设1.2米高维护架，以保证施工人员的安全，在高度超过2米的作业空间上操作，必须配备并按要求固定好的安全绳。

四、荷载计算

1．搭设要求

该钢管水平防护架主要用于过人、防护和钢筋制作料台，不作为堆放材料用（架体采用钢管架，面铺50mm厚300宽的架板，横杆间距1500mm，横杆步距1.8m），按恒荷载和活荷载平均布置，并且再取2.0KN的集中力比较，取弯矩较大值进行验算。

2．架板计算

（1）荷载

木架板自重0.35N/m2

操作人员及设备1.0KN/m2

集中荷载2.0KN

荷载转换：零时材料1.0KN/m2

将面荷载转化为线荷载

q1=（350+1000+1000）×1=2375N/m

q2=（350+2000）×1=2750 N/m

（2）内力计算

按三等跨连续梁进行内力计算，根据荷载给合要求，按两种荷载情况作用（q1及q2+p）下产生的弯矩和剪力进行比较，取其中大值作为截面验算的依据。

情况一：当q1满载作用下三等跨连续梁的最大弯矩在B支座，即

MB=-0.1×q1×L2①

最大剪力则发生在B支座左侧，即

QB左=-0.6×q1×L②

最大挠度发生在第1、3跨的跨中，即

V1=V3=0.677q2L2/100EI ③

情况二：当一个集中荷载P作用下时，最大弯矩发生在第1跨的跨中，与由q2作用下第一跨的跨中弯矩相迭加，即得计算弯矩，即：M1=0.08q2L2+0.2pL ④

同理，最大剪力发生在B支座左侧，即：

QB左=-0.6q2L+0.6p ⑤

由③式中计算刚度可知，验算最大挠度时，仅考虑q2的作用，不计入其他荷载，所以在验算最大挠最时，不论何种情况，均用③计算。

将荷载及已知条件代入

① MB=-0.1×2350N×1.80m=-423N.m

② QB左=-0.6×2350N×1.8m=5130N.m

⑤ QB左=-0.6×2750N×1.8m+0.6×2000N=-1770N.m

④ M1=0.08×2750N×1.82+0.2×2000N×1.8m=1432.8N.M

两种情况比较的弯矩和剪力较大值进行截面验算。

（3）截面验算

强度验算

即验算在弯矩作用下最大的正应力δ是否大于抗弯设计强度fm，在剪力作用下最大剪力T是否大于抗剪设计强度fv，即必须满足下列要求δ=m/w≤fm⑥

T=3Q/（2×bh）≤fv ⑦

架板采用杉木，弹性模量E=9000N/mm2，抗弯设计强度fm=9N/mm2×1.15=10.35N/mm2,顺纹抗剪设计强度fv=1N/mm2×1.15=1.15N/mm2。

根据现场具体情况，取1m计算宽度所以

W=bh2/6=1000×502=416666.7mm3

由⑥式δ=m/w=（1539×1000）/416666.7=3.7N/mm2＜fm=10.35M/mm2由⑦T=3Q/2bh=（3×5139）/（2×1000×50）=0.154＜fv=1.15N/mm2所以按以上设计荷载水平防护架铺300×50mm的材木架板，架板的承载力和物理性能满足要求，可以按此设计验算数据施工。

3．横杆验算

横杆间距1.5m（φ48×3.5的架管），自重44.59N/m

（1）荷载按架板验算，所有荷载全部加入，再加入横杆自重，将面荷载集中转q1=(350+2000+44.59)×1.5=3591.9N/m化荷载为线荷载q2=（350+2000）×1.5=3525N/m

（2）内力计算

按三等跨连续梁进行内力计算，根据荷载给合要求，按两种荷载情况作用（q1及q2+p）下产生的弯矩和剪力进行比较，取其中大值作为截面验算的依据。

情况一：当q1满载作用下三等跨连续梁的最大弯矩在B支座，即

MB=-0.1×q1×L2①

最大剪力则发生在B支座左侧，即

QB左=-0.6×q1×L②

最大挠度发生在第1、3跨的跨中，即

V1=V3=0.677q2L4/100EI ③

情况二：当一个集中荷载P作用下时，最大弯矩发生在第1跨的跨中，与由q2作用下第一跨的跨中弯矩相迭加，即得计算弯矩，即：M1=0.08q2L2+0.2pL ④

同理，最大剪力发生在B支座左侧，即：

QB左=-0.6q2L+0.6p ⑤

由③式中计算刚度可知，验算最大挠度时，仅考虑q2的作用，不计入其他荷载，所以在验算最大挠最时，不论何种情况，均用③计算。

将荷载及已知条件代入

① MB=-0.1×2350N×1.80m=-423N.m

② QB左=-0.6×2350N×1.8m=5130N.m

⑤ QB左=-0.6×2750N×1.8m+0.6×2000N=-1770N.m

④ M1=0.08×2750N×1.82+0.2×2000N×1.8m=1432.8N.M

两种情况比较第二种情况产生的弯矩和剪力均较大，因此取第二种情形下的弯矩和剪力进行截面验算。

（3）截面验算

强度验算

即验算在弯矩作用下最大的正应力δ是否大于抗弯设计强度fm，在剪力作用下最大剪力T是否大于抗剪设计强度fv，即必须满足下列要求δ=m/w≤fm⑥

T=3Q/（2×bh）≤fv ⑦

架板采用杉木，弹性模量E=9000N/mm2，抗弯设计强度fm=9N/mm2×1.15=10.35N/mm2,顺纹抗剪设计强度fv=1N/mm2×1.15=1.15N/mm2。

根据现场具体情况，取1m计算宽度所以

W=bh2/6=1000×502=416666.7mm3