道路工程高边坡支护处理探析

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　　摘要：在道路工程建设中，经常要遇到高边坡施工，一般都要搭设排架进行边坡的系统支护加固。随着排架施工项目的增多，排架垮塌等安全事故屡有发生，排架的设计安全日渐突出。本文结合某工程实例，对公路高边坡支护处理方法进行了研究总结。
　　关键词：公路；边坡支护；搭设；拆除
　　
　　一、工程概况
　　高边坡支护技术是目前岩土工程领域中较为复杂的技术之一,特别是对坡顶附近将新建重要建筑物的高倾土质边坡的加固支护更为复杂。某公路工程地理位置特殊，地势险峻，边坡垂直高差达215米，自然坡度50°左右，另有多条陡坎带穿过，边坡开挖后坡度为75°～90°。该道路高边坡支护主要工程项目为：砂浆锚杆、预应力锚索、钢筋桩、挂钢筋网喷混凝土等，支护施工采用扣件式双排钢管排架作业，开挖和支护同步进行，立体交叉作业。
　　二、支护设计
　　（一）钢管选材
　　钢管采用外径48mm，壁厚3.5mm的管材；钢管应平直光滑，无裂缝、结疤、分层、错位、硬弯等缺陷；钢管两端截面应平直，切斜偏差不大于1.7mm，严禁有毛口、卷口和斜口等现象；排架钢管的尺寸应符合相关规范要求，每根钢管的最大重量不应大于25kg；钢管应有产品质量合格证。
　　（二）扣件
　　采用可锻造铸铁制作的扣件，其材质应符合现行国家标准《钢管脚手架扣件》（GB15831-1995）的规定；扣件必须有产品合格证或租赁单位的质量保证证明；旧扣件使用前应进行质量检查，有裂缝、变形的严禁使用，出现滑丝的螺栓必须更换。
　　（三）脚手板
　　用螺栓将侧立的竹片并列连接而成；板长一般2～2.5m，宽为0.25m，板厚一般不小于50mm；螺栓直径8～10mm，间距500～600mm，首支螺栓离板端200mm～250mm；有虫蛀、枯脆、松散现象的竹跳板不得使用。
　　（四）连墙件及安全网
　　连墙件采用Φ28mm的Ⅱ级螺纹钢，材质符合现行国家标准《碳素结构钢》（GB/T700）中Q235―A级钢的规定。安全网采用正规厂家生产的具有安全防护合格证的产品。
　　三、计算
　　（一）计算依据
　　《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》（JGJ130-2001）；《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）；工程设计图纸及地质资料等。
　　（二）排架的设计计算参数
　　搭设高度H=64m（取最大高度，36排），步距h=1.8m，立杆纵距la=1.5m，立杆横距lb=2.0m，连墙件为2步3跨设置，脚手板为毛竹片，按同时铺设6排计算，同时作业层数n1=3。排架材质选用φ48mm×3.5mm钢管，截面面积A=489mm2，截面模量W=5.08×103mm3，回转半径i=15.8mm，抗压、抗弯强度设计值f=205N/mm2，基本风压值ω0=0.7kN/m2，计算时忽略雪、雨水荷载等，边坡倾角大于等于85°。
　　（三）荷载分类
　　作用于排架的荷载可分为永久荷载（恒荷载）与可变荷载（活荷载）。
　　永久荷载（恒荷载）可分为：A、排架结构自重，包括立杆、纵向水平杆、横向水平杆、剪刀撑、横向斜撑和扣件等的自重；B、 构、配件自重，包括脚手板、栏杆、挡脚板、安全网等防护设施的自重。
　　可变荷载（活荷载）可分为：A、施工荷载，包括作业层上的人员、器具和材料的自重；B、风荷载。
　　（四）荷载标准值
　　结构自重标准值：gk1=0.1248kN/m2（双排排架）；竹脚手板自重标准值：gk2=0.35kN/m2（可按实际取值）；栏杆与挡脚板自重标准值：gk3=0.14kN/m2 （可按实际取值）；施工均布活荷载：qk=3kN/m2。
　　风荷载标准值：ωk=0.7μz•μs•ω0=0.045kN/m2，
　　式中：μz――风压高度变化系数，取1.82；
　　μs――排架风荷载体型系数，全封闭式为1.0φ，φ为挡风系数，φ取0.089；
　　ω0――基本风压值，查《建筑结构荷载规范》得0.4 kN/m2。
　　（五）纵向水平杆、横向水平杆计算
　　1．横向水平杆计算
　　按简支梁计算，计算过程如下：
　　每纵距脚手片自重NG2k=gk2×la×lb=0.35×1.5×2.0=1.05kN
　　每纵距施工荷载NQk=qk×la×lb=3×1.5×2.0=9kN
　　MGk――脚手板自重标准值产生的弯矩，MGk=0.7875kN•m
　　MQk――施工荷载标准值产生的弯矩, MQk=6.75kN•m
　　纵向、横向水平杆弯矩设计值：
　　M=1.2MGk+1.4MQk=10.395kN•m
　　M/V=10.395/(1.5×2×1.8)×100=192.5kN/mm2
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