高边坡深浅层支护施工脚手架设计与计算

仙福北路K1+310-K1+457.483左侧高边坡支护施工脚手架计算书

摘要：扣件式钢管脚手架工程是高边坡开挖支护施工中常用的且十分重要的临时设施，这项工作的优劣将直接影响工程的安全、经济、进度、文明施工、效率等。扣件式钢管脚手架的搭建安装，拆卸转移在地形和场地条件复杂的高边坡环境下比较方便，在荷载作用下稳定性较好。

关键词：高边坡 脚手架施工 稳定性计算

1 概述

飞天山东大门基础建设工程仙福北路K1+310-K1+457.483左侧高边坡最高坡顶标高141.50m ，最低处标高126.0m 。采用锚杆锚索框架植草+框架内生态袋堆叠植草防护。该处高边坡支护工程项目繁多、支护工程量大，包含了预应力锚索、砂浆锚杆、十字梁及格粱等施工项目，各类施工项目布置形式及参数差异较大。施工脚手架作为上述施工项目作业的载体，在边坡支护临时设施中占有极高的地位，涉及施工安全、进度及文明施工，需要按要求进行设计、审批，并严格按要求施工。

2 设计参数

（1）按照1：0.75坡比进行脚手架设计。

（2）脚手板为5cm 厚木脚手板，其自重标准值为0.35kN/m 2

。

（3）钢管尺寸均为Φ48mm ×3.5mm ，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f =205N/mm 2

，弹性模量E=2.06×105

N/mm 2

）。

（4）施工荷载按照纵向147.483m 、高程方向15m 脚手架范围铺设4层木脚手板，同时作业2层，每层布置4台钻机，最多布置8台钻机进行考虑（连续5跨内布置1台钻机作业），单台YXZ70A 钻机主机重0.85t ，施工人员3人，重225kg ，计算荷载按照5跨内布置1台YXZ70A 钻机，同时配置3名施工人员，即，施工荷载2850225 2.19/1.4 3.5

KN m +=⨯，计算时，荷载按照2.30KN/m 2

考

虑。

（5）脚手架连壁锁脚锚杆采用φ25mm 螺纹钢筋，按照1步2跨（1h×2L）进行设置；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。同时在每级边坡上沿脚手架纵向，每两跨设置水平内拉连墙件，防止脚手架整体向外倾翻。

（6）锚索施工脚手架尺寸

锚索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索布置形式以及结构稳定性、其立杆横距

b L =1.40m ，横杆间距L =1.40m ，作业层0.45/0.50m ，立杆纵距La =1.40m ，横杆步距h =1.80m ，

最大搭建高度15m 。见图1图2。

锚索施工脚手架按间距1.8m×2.8m 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加固杆件。

（7）脚手架基础锁脚锚杆采用HRB400Φ32mm 螺纹钢筋进行锚固。

图1 锚索施工脚手架布置立面示意图（四层锚索） 图2 施工脚手架坡面典型剖面图

3 验算

q ——作用于横向水平杆的线荷载设计值；

(1.2 1.4)p k q Q Q L =+⨯

p Q ——脚手板自重，0.35KN/m 2；

k Q ——施工均布荷载标准值，2.30kN/m 2；

k q ——作用于横向水平杆的线荷载标准值； ()k p k q Q Q L =+⨯

L ——小横杆间距，0.45m 、0.50m （计算时取大值）

； b L ——立杆横距，0.60m 、1.40m （计算时取大值）；

La ——立杆纵距，1.40m

h ——横杆步距，1.80m

F ——由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力设计值

k F ——由横向水平杆传给纵向水平杆的集中力标准值。

4 锚索施工脚手架

4.1 脚手架纵、横水平杆验算（见图3图4）

图3 横向水平杆验算简图(单位：cm)（按3跨连续梁进行计算）

图4 纵向水平杆验算简图(单位：cm)（按6跨连续梁计算）

4.1.1 横向水平杆的抗弯强度和挠度验算（按3跨连续梁计算见图5图6）

(1.2 1.4)p k q Q Q L =+⨯=1.2×0.35×0.50+1.4×2.30×0.50=1.82KN/m ()k p k q Q Q L =+⨯=(0.35+2.30)×0.50=1.325KN/m

↑图5 横向水平杆弯矩图（单位：KN ·m ） ↑图6 横向水平杆剪力图（单位：KN ）

按照3跨连续梁计算可知(图5 横向水平杆弯矩图)，跨中最大弯矩：M 1=0.25KN ·m ；支座最大

负弯矩：M 2=－0.39KN ·m 。

M W σ==0.25×106÷5.08×103=76.77N/mm 2≤205N/mm 2，满足要求。

4

5384k b V q L EI ==5×1.325×(1.4×103)4

/384×2.06×105

×12.19×104

=2.64mm ≤[V]=b

L 150=9.3mm.

x

A B C

D E F -0.550.37

-0.72

1.13

-1.42

1.53

-1.02

0.36

x

A B

C

D

E F

-0.08-0.08-0.19

-0.04-0.19-0.39

0.16

-0.39-0.04

0.25

-0.04q=1.82KN/m

A

B

C

D

E F