高切坡喷锚支护工程施工方案

.涪陵江东堤防拆迁安置小区二期工程高切坡施工方案编制单位 重庆市泰诚建设工程有限公司审批人 审核人 编制人 内部编码001页码1/21一、工程概况及地质情况：涪陵江东堤防拆迁安置房二期工程，位于涪陵区江东办事处磨盘沟大桥南桥头半山腰，本工程包括： 7#、8-a#、8-b#、9#、10#、11#、12#、13#，共8栋楼和地下车库一栋。其中7#、8-a#、8-b#楼为多层建筑，建筑层数6层，建筑高度18米；9#、10#、11#、12#、13#5栋楼为高层，建筑层数18层，建筑高度59米；总建筑面积约52000。本工程整个小区为坡地建筑,所有栋号中其0.000标高高差16米,最高处单体工程0.000标高与原始地貌标高高差为14米左右,及本工程11#、12#、13#楼南侧为高切坡。在开挖时虽然按设计要求进行放坡处理且岩层较稳定，但由于地表荷载大，如果暴露时间过长会有塌方的隐患。通过设计、业主、监理等单位相关人员现场踏勘，决定采用喷锚形式对其高切坡进行支护。从实际开挖情况看，其地质状况为：上部约2 m范围为种植土，下部约12m范围内为灰黄色砂质泥岩及浅灰色砂岩,整体性较差。二、施工内容及施工工艺1、施工内容边坡土石方开挖、搭设落地式双排钢管脚手架、钻锚杆锚孔、锚杆灌浆、绑扎钢筋网片、喷浆。2、施工工艺边坡土石方开挖搭设落地式双排钢管脚手架钻锚杆锚孔锚杆灌浆绑扎钢筋网片喷射混凝土面层、首先用挖掘机按1:0.3的坡度将表面种植土去除，之后沿岩层坡度留设2米宽安全马道，然后用挖掘机及液压破碎机对表土以下岩层边坡按设计要求，坡比不小于1:0.3土的石方进行开挖。边挖边修坡,使其坡面尽量平整,降低喷射混凝土耗量。、土石方开挖、修整完毕后，将坡底清平，然后搭设双排落地式钢管脚手架，搭设高度12米。该脚手架作为施工上人及钻孔机械的操作架，搭设时必须保证其稳定性。脚手架计算书附后。、脚手架搭设完毕后进行锚杆钻孔，钻孔大小，深度及锚杆做法详下图：a、特殊地段根据地质情况锚杆长度可调整。钻孔：前攻钻成孔。技术质量要求：孔径91mm，孔深根据基岩完整情况实际确定，但最少不低于设计孔深最低限度；锚孔夹角为200；孔位遇障碍物时根据实际情况做出调整。成孔完毕后，用空压机送风将孔内灰尘高压吹净，然后报验检查验收。b、注浆注浆采用纯水泥浆，为了加快施工速度，注浆液中加早强剂。技术质量要求：水灰比为：0.45；注浆压力按设计要求执行；普通硅酸盐水泥p.c.42.5#水泥;掺入水泥用量3%复合型早强外加剂。、锚杆灌浆完毕且通过抗拔试验检测合格后，用3m3空压机配合风镐及人工，将切坡表面进行清平，之后才进行钢筋网绑扎。按设计要求,钢筋网片为10160双层双向，保护层厚度为30mm，双层钢筋网片用8480单支箍拉结，且呈梅花形布置。网片钢筋用电焊480梅花形点焊固定。钢筋接长，采用绑扎搭接，搭接长度满足现行相关规范要求。、由于本边坡高度较大：约12m、喷浆护坡厚度较厚：150mm厚，所以必须采用多次喷射混凝土才能成型。钢筋网片和锚杆头焊接好以后,立即进行喷射砼作业。为了加快施工速度，砼中加早强剂。喷射时，喷枪距作业面控制在前11.5m距离，水灰比、所用材料必须符合设计要求。喷射砼的程序是：砼喷射机将水泥砂石料、添加剂均匀通过管路，用风压机送到作业面。在作业面的枪头处通过风压在向外喷射时均匀的混合在一起，喷至作业面。砼喷射总厚度为150mm，分三次喷射，待做完锚杆注浆及网片以后，进行第一次喷射，第一次喷射厚度50，再进行第二次喷射，直至完成。 技术质量要求：1）材料：中砂、碎石或豆石（粒径小于15mm）a、 配比：重量比(普通硅酸盐水泥p.c.42.5#水泥)1：（砂）2.1：（碎石）1.86：（水）0.45。根据地质情况可加3%速凝剂（水泥重量比）；配料的搅拌：上料前初拌，上料后水泥砂石经过喷浆机和输送料管混合，即可达到均拌目的；砼强度C30。3、施工组织机构人员：支护队设项目负责人1名，队长1名，下设钻孔组（10人）；注浆组（5人）；喷射组（8人）；制锚组（5人）；修坡、编网组（5人）。各组设组长1名。空压机1人；电工1人；材料员1人；施工管理员2人；后勤1人。4、设备安排：注浆机2台、喷浆机1台、空压机1台、电焊机1台、卷扬机1台、高空风管50米、高压注浆管100米、喷料管100米、其他配套工具一批。5、安全施工施工前、施工中、施工后，必须对塌方区的边坡和地貌的位移和沉降进行定时观测。施工中，通过观测及时发现问题、及时采取措施，保证安全施工。在距切坡1.5米以外搭设防护栏，禁止外来人员进入施工现场，同时悬挂醒目的标识标牌提醒场内外人员注意安全6、落地架计算书 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)、 建筑地基基础设计规范(GB 50007-2002)、建筑结构荷载规范(GB 50009-2001)、 钢结构设计规范(GB 50017-2003)等规范。 一、参数信息: 1.脚手架参数 搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.20米，立杆的横距为1.05米，立杆的步距为1.80 米； 计算的脚手架为双排脚手架搭设高度为 12.0 米，立杆采用单立管； 内排架距离墙长度为0.30米； 大横杆在上，搭接在小横杆上的大横杆根数为 2； 采用的钢管类型为 483.5； 横杆与立杆连接方式为单扣件；扣件抗滑承载力系数为 0.80； 连墙件采用两步三跨，竖向间距 3.60 米，水平间距3.60 米，采用扣件连接； 连墙件连接方式为双扣件； 2.活荷载参数 施工荷载均布参数(kN/m2):3.000；脚手架用途:结构脚手架； 同时施工层数:2； 3.风荷载参数 重庆省重庆地区，基本风压为0.40，风荷载高度变化系数z为0.84，风荷载体型系数s为0.65； 考虑风荷载 4.静荷载参数 每米立杆数承受的结构自重标准(kN/m2):0.1161； 脚手板自重标准值(kN/m2 ):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.110； 安全设施与安全网(kN/m2 ):0.005；脚手板铺设层数:4； 脚手板类别:竹串片脚手板；栏杆挡板类别:栏杆冲压钢； 5.地基参数 地基土类型:岩石；地基承载力标准值(kN/m2):500.00； 基础底面扩展面积(m2):0.09；基础降低系数:0.40。 二、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，大横杆在小横杆的上面。 按照大横杆上面的脚手板和活荷载作为均布荷载计算大横杆的最大弯矩和变形。 1.均布荷载值计算 大横杆的自重标准值:P1=0.038 kN/m ； 脚手板的荷载标准值:P2=0.3501.050/(2+1)=0.123 kN/m ； 活荷载标准值: Q=3.0001.050/(2+1)=1.050 kN/m； 静荷载的计算值: q1=1.20.038+1.20.123=0.193 kN/m； 活荷载的计算值: q2=1.41.050=1.470 kN/m； 大横杆计算荷载组合简图(跨中最大弯矩和跨中最大挠度) 大横杆计算荷载组合简图(支座最大弯矩) 2.强度计算 最大弯矩考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的弯矩 跨中最大弯距计算公式如下: 跨中最大弯距为M1max=0.080.1931.2002+0.101.4701.2002 =0.234 kN.m； 支座最大弯距计算公式如下: 支座最大弯距为 M2max= -0.100.1931.2002-0.1171.4701.2002 =-0.275 kN.m； 我们选择支座弯矩和跨中弯矩的最大值进行强度验算： =Max(0.234106,0.275106)/5080.0=54.134 N/mm2； 大横杆的抗弯强度:= 54.134 N/mm2 小于 f=205.0 N/mm2。满足要求！ 3.挠度计算: 最大挠度考虑为三跨连续梁均布荷载作用下的挠度 计算公式如下： 静荷载标准值: q1= P1+P2=0.038+0.123=0.161 kN/m； 活荷载标准值: q2= Q =1.050 kN/m； 三跨连续梁均布荷载作用下的最大挠度 V= 0.6770.1611200.04/(1002.06105121900.0)+0.9901.050 1200.04/(1002.06105121900.0) = 0.948 mm； 脚手板,纵向、受弯构件的容许挠度为 l/150与10 mm 请参考规范表5.1.8。 大横杆的最大挠度小于 1200.0/150 mm 或者 10 mm,满足要求! 三、小横杆的计算: 小横杆按照简支梁进行强度和挠度计算，大横杆在小横杆的上面。 用大横杆支座的最大反力计算值，在最不利荷载布置下计算小横杆的最大弯矩和变形。 1.荷载值计算 大横杆的自重标准值：p1= 0.0381.200 = 0.046 kN； 脚手板的荷载标准值：P2=0.3501.0501.200/(2+1)=0.147 kN； 活荷载标准值：Q=3.0001.0501.200/(2+1) =1.260 kN； 荷载的计算值: P=1.2(0.046+0.147)+1.4 1.260 = 1.996 kN；小横杆计算简图 2.强度计算 最大弯矩考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的弯矩和 均布荷载最大弯矩计算公式如下: Mqmax = 1.20.0381.0502/8 = 0.006 kN.m； 集中荷载最大弯矩计算公式如下: Mpmax = 1.9961.050/3 = 0.698 kN.m ； 最大弯矩 M= Mqmax + Mpmax = 0.705 kN.m； = M / W = 0.705106/5080.000=138.749 N/mm2 ； 小横杆的计算强度小于 205.000 N/mm2,满足要求！ 3.挠度计算 最大挠度考虑为小横杆自重均布荷载与荷载的计算值最不利分配的挠度和 小横杆自重均布荷载引起的最大挠度计算公式如下: Vqmax=50.0381050.04/(3842.060105121900.000) = 0.024 mm ； P2 = p1 + p2 + Q = 0.046+0.147+1.260 = 1.453 kN； 集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度计算公式如下: Vpmax = 1453.0801050.0(31050.02-41050.02/9 ) /(722.060105 121900.0) = 2.378 mm； 最大挠度和 V = Vqmax + Vpmax = 0.024+2.378 = 2.402 mm； 小横杆的最大挠度小于 (1050.000/150)=7.000 与 10 mm,满足要求!； 四、扣件抗滑力的计算: 按规范表5.1.7,直角、旋转单扣件承载力取值为8.00kN，按照扣件抗滑承载力系数0.80， 该工程实际的旋转单扣件承载力取值为6.40kN。 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6.40 kN； R - 纵向或横向水平杆传给立杆的竖向作用力设计值； 横杆的自重标准值: P1 = 0.0381.050=0.040 kN； 脚手板的荷载标准值: P2 = 0.3501.0501.200/2=0.221 kN； 活荷载标准值: Q = 3.0001.0501.200 /2 = 1.890 kN； 荷载的计算值: R=1.2(0.040+0.221)+1.41.890=2.959 kN； R 6.40 kN , 单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求! 五、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0.1161 NG1 = 0.11612.000 = 1.393 kN； (2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；本例采用竹串片脚手板，标准值为0.35 NG2= 0.35041.200(1.050+0.3)/2 = 1.134 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，标准值为0.11 NG3 = 0.11041.200/2 = 0.264 kN； (4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.0051.20012.000 = 0.072 kN； 经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 2.863 kN； 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= 3.0001.0501.2002/2 = 3.780 kN； 风荷载标准值应按照以下公式计算 其中 Wo - 基本风压(kN/m2)，按照建筑结构荷载规范(GB50009-2001)的规定采用： Wo = 0.400 kN/m2； 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= 0.840 ； Us - 风荷载体型系数：Us =0.649 ； 经计算得到，风荷载标准值 Wk = 0.7 0.4000.8400.649 = 0.153 kN/m2； 不考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2NG+1.4NQ= 1.22.863+ 1.43.780= 8.728 kN； 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值计算公式 N = 1.2 NG+0.851.4NQ = 1.22.863+ 0.851.43.780= 7.934 kN； 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 1.40.1531.200 1.8002/10 = 0.071 kN.m； 六、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： 立杆的轴心压力设计值 ：N =8.728 kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm； 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 = 1.500 计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定 ：lo = 3.119 m； Lo/i = 197.000 ； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.186 ； 立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205.000 N/mm2； = 8728.000/(0.186489.000)=95.959 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 95.959 小于 f = 205.000 N/mm2 满足要求！ 考虑风荷载时,立杆的稳定性计算公式 立杆的轴心压力设计值 ：N =7.934 kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm； 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 = 1.500 计算长度 ,由公式 lo = kuh 确定：lo = 3.119 m； Lo/i = 197.000 ； 轴心受压立杆的稳定系数,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：= 0.186 立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩) ：W = 5.08 cm3； 钢管立杆抗压强度设计值 ：f =205.000 N/mm2； = 7934.040/(0.186489.000)+70624.475/5080.000 = 101.134 N/mm2； 立杆稳定性计算 = 101.134 小于 f = 205.000 N/mm2 满足要求！ 七、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： 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 = 1.470 kN； 活荷载标准值 ：NQ = 3.780 kN； 每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.116 kN/m； Hs =0.1864.89010-4205.000103-(1.21.470 +1.43.780)/(1.20.116)=83.187 m； 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： H = 83.187 /(1+0.00183.187)=76.798 m； H= 76.798 和 50 比较取较小值。得到，脚手架搭设高度限值 H =50.000 m。 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： 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 = 1.470 kN； 活荷载标准值 ：NQ = 3.780 kN； 每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.116 kN/m； 计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩： Mwk=Mw / (1.40.85) = 0.071 /(1.4 0.85) = 0.059 kN.m； Hs =( 0.1864.89010-4205.00010-3-(1.21.470+0.851.4(3.780+ 0.1864.8900.059/5.080)/(1.20.116)=79.808 m； 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： H = 79.808 /(1+0.00179.808)=73.910 m； H= 7