高速公路典型高边坡治理方案优化研究

第一篇：高速公路典型高边坡治理方案优化研究

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高速公路典型高边坡治理方案优化研究 作者：黄春林

来源：《科技创新导报》2012年第04期引言

随着经济和社会的不断发展，我国的公路特别是高速公路得到了迅速的发展。由此而产生的高速公路边坡的数量在近些年来猛增，但由于工程质量、地质条件、自然天气原因引起的边坡失稳的数量有增无减。边坡失稳是山区常见的自然灾害，我国南方地区地质构造较为复杂，多为山地。所以滑坡灾害的发生数量和分布的广泛程度在世界上少有，给国家的财产及人民安全带来了许多不利的影响。由此可见，边坡工程的治理显得尤为重要。

目前，边坡的治理大多采用多种措施相结合的方式来对其进行支护。但不同的边坡所处的地理环境及地质条件存在较大的区别，要想找到一种能够广泛推广使用的支护方法显得不太适合。鉴于以上原因，本文结合工程实际对算例边坡在原有支护措施及调整支护措施后的稳定性进行了计算，并客观的对其进行了经济分析，推荐了一种适合于算例边坡的治理措施，为边坡的优化设计提供了一定的参考价值。边坡稳定性计算方法

边坡稳定性分析中经常采用的极限平衡方法主要有Bishop法、Janbu法等，本文主要采用Bishop非圆弧法对边坡稳定性进行分析，Bishop非圆弧法分析过程如下。(如图1)

作用在第i条块上的力有重力(W)、开挖面的法向力(Nci)和切向力(Tci)、条块分界面上的法向力(Ei，Ei-1)和切向力(Xi，Xi-1)以及潜在滑动面上法向力(Ni)和切向力(Ti)。li为第i条块底边长度，ai为第i条块底边与水平面的夹角，ci为第i条块的岩土体内聚力，φi为第i条块岩土体的内摩擦角。

mi＝cosαi+tanφi×sinαi／K算例边坡方案优化设计

3.1工程概况

拟建某高速公路K9+650位于第三合同段处，桩号为K9+600～K9+679该边坡长约79m，路基设计高程约为373m。路线前进方向约为270°～290°，路基高程变化在340～530m之间，最大相对高差约90m，地表起伏大，山坡陡峻，植被很发育，多为松木、杉木林、竹林，地形坡脚一般30°～60°左右，其间冲沟很发育，沟谷一般切割较深，其横断面形态多呈“V”型。覆盖层为第四系全新统(Qh)：亚粘土，褐黄色，硬塑，土质较纯，坡积成因。厚度为1.5～2.0m。基岩为寒武系下统(E2)砂岩、板岩、碎裂岩。地震烈度区小于VI度区，地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度小于0.05g，因此本区属于弱震区。

根据现有岩土工程勘察报告推荐的岩石物理力学推荐指标，经过整理分析后采用的物理力学参数见表1所示。

3.2边坡稳定性分析方案

根据设计院所提供的设计资料计算可知，边坡在现有支护措施及坡比条件下的安全系数为0.745，边坡处于不稳定状态。这表明现有支护不能满足边坡的稳定性要求。原有支护措施条件下的稳定性计算示意如图3。

鉴于现有支护措施不能满足其边坡的稳定性，故需对边坡治理措施进行调整，本文主要考虑从以下两个方面来对边坡治理方案进行调整。

方案一：在保持原有坡比的基础上，调整支护措施：第一、二级分别都采用4排30米预应力锚素进行支护，预应力锚索设计锚固力1000kN，锚固段长度8m。第三级采用5排35m预应力锚索进行支护，预应力锚索设计锚固力1000kN，锚固段长度8m。第四、五级边坡采用4排15m锚杆进行支护，锚杆设计锚固力100kN。第六级边坡采用3排15m锚杆进行支护，锚杆设计锚固力100kN。各锚杆(索)横纵间距取3.0m。

方案二：在保持原有支护措施基础上，调整边坡坡比。坡比由下往上为1：0.75、1：0.75、1：

1、1：

1、1：1。

3.3调整支护措施后的边坡稳定性分析

由图4可知，边坡按照方案一所述进行支护措施调整后，边坡安全系数有了比较大的提高，由调整前的0.745增加到1.067，这表明调整后的支护措施能满足边坡稳定性要求。同时，由图5可知，按照方案二所述进行调整后的边坡安全系数由调整前的0.745增加到

1.283，这表明边坡在调整坡比后边坡稳定性满足要求。(如图4图5)

3.4边坡优化设计方案经济对比

根据方案一与方案二的稳定性分析结果，在两种方案都满足边坡稳定性的条件下，分别对边坡在两种方案下的边坡治理费用进行统计分析，统计结果见表2、3。由表2、3可以看出，在同样满足边坡稳定性条件得前提下，使用方案二不但能降低工程造价，而且由于不必使用锚索，故可以大大降低施工难度。故本文在综合考虑边治理难易程度及工程造价这两个重要因素后，确定采用方案二做为算例边坡的最终支护方案。(如表2表3)

注：表中单价单位为(元／m)，长度单位为(米)，合计单位为(元)，总价单位为(元)。其中锚杆、锚索单价包括材料费、人工费等费用，挖方单价包括机械费、人工费、整坡费用等。结论

(1)由稳定性计算可知，汝郴高速K9+650高边坡在原有支护措施条件下处于不稳定状态，安全系数为0.745，故需对边坡现在设计方案进行优化。

第二篇：丽香高速公路边坡治理（本站推荐）

丽香高速公路边坡治理

摘要： 丽香区内地貌主要为构造侵蚀、剥蚀高中山地貌与构造侵蚀、溶蚀高中山地貌，路线通过范围内以构造侵蚀、剥蚀中山地貌为主。公路两侧地形起伏变化大，冲沟发育，自然边界陡峻、地质条件复杂。经过地质勘察，公路K12+330～K12+425和K12+425～K12+465两段坡体处于不稳定状态，需要积极采取措施进行防护加固治理，本文应用Ansys软件仿真模拟结合实际情况，对K12+330～K12+425和K12+425～K12+465段边坡进行治理。

Abstract： In Lixiang area，the landform of structural erosion and denudation high and middle mountain and the landform of structural erosion and corrosion high and middle mountain are the main landforms.The structural erosion and denudation high and middle mountain is the main landform in the scope of the route.The fluctuation changes of the topography on the both sides of the road are large，the gully has developed，the natural boundary is steep，geological conditions are complex.By the geological survey，it is found that the slopes of two sections of K12+330～K12+425 and K12+425～K12+465 are in an unstable state，the workers need to actively take measures to strengthen the protection and reinforcement treatment.This paper combines Ansys software simulation with the actual situation to manage the slopes of K12+330～K12+425 and K12+425～K12+465.关键词： 公路边坡；地质条件；Ansys模拟；稳定性分析

Key words： highway slope；geological conditions；Ansys simulation；stability analysis

中图分类号：U418.5+2 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）13-0108-03

0 引言

21世纪以来，由于全球人口剧增，经济高速发展，人类大型工程活动日益增多，造成了大量的滑坡灾害事件。中国幅员辽阔，地质条件复杂，滑坡等地质灾害频繁发，是世界上滑坡灾害最为严重的国家之一，其中以云贵川等西部地区最为严重。京珠高速公路北段K107边坡，在施工过程中多次发生滑坡，严重危及坡顶信号塔安全。丽香机场专用公路发生大型滑坡，造成严重经济损失。潭邵高速K90+900―K91+080路段边坡在进行路堑开挖时诱发了滑坡，导致工程停工，仅治理费用就高达195万元，造成了巨大的经济损失。经过地质调查丽香公路K12+330～K12+425和K12+425～K12+465两段坡体处于极限稳定状态（部分路段已经发生小型滑坡）需进行加固处理。本文针对该路段边坡情况运用软件模拟结合实际勘察的方法，进行防护加固治理。区域概况

丽香高速公路沿金沙江沿岸路线最低点高程为2033.88m，公路以挖方为主，边坡开挖后坡体裸露，后壁陡峭，岩土松散，破碎处较多。高填方路段存在不稳定边坡，路段出现不同程度的崩塌、滑移。个别路段出现高填方边坡路基沉降，原挡墙和涵洞内壁变形较大等问题。地质构造主要为溶蚀构造岩溶化山地地形地貌，高原面地形平缓，发育有峰丛洼地、漏斗、落水洞等形态，溶蚀裂隙与石牙发育其间，尤其溶蚀洼地特别发育，星罗棋布，呈椭圆形、圆形，但规模均较小。地下水埋深大，主要以岩溶水形式存在，以伏流、暗河形式迳流于沟谷地段排泄。K12+330～K12+425段边坡及其防护工程措施

2.1 K12+330～K12+425段边坡概况

K12+330滑体中原路堤墙已被完全推倒，中部干砌片石挡墙已失效，主滑方向约58°，平均宽度为31m，顺主滑方向长约96m，目前滑体平均厚度为9.4m，局部可达12m，体积约1.40×104m3，小型滑坡，滑动面埋深中层，滑动方式属推移式滑坡。

2.2 K12+330～K12+425段边坡稳定性分析

由图

1、图2所示：K12+330～K12+425段边坡在自重应力状态下，X方向节点水平方向的变形较大，位移最大值出现在三级边坡上。Y方向节点位移最大值出现在五级边坡脚部并且存在沉降变形。边坡的塑性应变较大值出现在粉砂岩层与灰岩层的结合面范围，边坡内部已经成一条贯通的塑性应变带，并且在计算过程中就算不收敛，根据有限元模型极限状态的判据，此塑性带也就是滑动带。边坡的较大变形在三、五级边坡上。随着时间的推移，受水等因素的影响，边坡土质物理力学参数将产生变化，边坡将产生更大的变形，造成较大破坏。该处边坡处于整体处于不稳定状态，在极端天气等条件下易发生浅层滑坍和崩塌，应积极采取措施治理。

2.3 K12+330～K12+425段边坡防护措施

在施作锚索前先应对锚索做拉拔实验。在K12+330～

+340路基左侧坡脚设护脚墙；路基左侧拆除原有挡墙，新建护脚墙；在路基右侧下边坡原挡墙上设置锚索框格梁，在张拉锚索过程中，测量张拉力受荷稳定个时间段相应的钢铰线伸长值，要求钢绞线伸长值与实际量测的伸长值偏差在理论值的5%～10%以内。加固措施综合治理边坡，能够更有效控制边坡位移和岩体完整性，边坡支护采用预应力锚索和滑动带处理的综合加固措施，起到了良好的支护效果。经过加固后的，坡体时效性变形大大降低，即使极端天气下也不会发生大型滑坡。K12+425～K12+465段边坡及其防护工程措施

3.1 K12+425～K12+465段边坡概况

K12+420滑坡主滑方向约32°，平均宽度为22m，顺主滑方向长约65m，目前滑体平均厚度为7.5m，体积约0.56×104m3，局部发生小型滑坡，滑动面埋深中层，滑动方式属推移式滑坡。

3.2 K12+425～K12+465段边坡稳定性分析

由图3-图6显示出：该段边坡在自重应力状态下，X方向节点位移最大值出现在挡土墙中下部位以及边坡中部，即该部分的水平方向的变形较大。Y方向节点位移最大值出现该挡土墙以上部位，路基范围。路基有沉降变形。边坡的塑性应变较大值出现在路基填土层与粉质粘土层的结合面以及粉质粘土与灰岩层的结合面范围，并且从塑性应变等值云图中可以看出在边坡内部已经成一条连续的塑性应变带，该区域内土体的塑性应变较大，易达到破坏状态，此塑性应变带可能成为为边坡的滑动面。从边坡变形图可看出，边坡的较大变形处于边坡中上部分，路基有沉降变形，挡土墙外倾。随着时间的推移，受水等因素的影响，边坡土质物理力学参数变化，边坡将产生更大的变形，造成较大破坏。

3.3 K12+425～K12+465段边坡防护措施

在K12+425～+430段路基边缘设置一排抗滑桩板墙。现浇挡土板高2m，共12根，挂板浇筑时，挂板顶应与路线纵坡一致。距离路基右侧13.5m～14.5m位置（紧靠原挡墙基础）设置6根抗滑桩原挡墙上设置锚索框格梁，建议在施作锚索前先对锚索做拉拔实验。距离原钢筋石笼1m位置依次设置3排？准108mm钢管注浆加固，纵横间距1.5m，梅花形布设。桩身弯矩较小，为了充分发挥抗滑桩的效果在桩头施加约束，使得嵌岩段桩身弯矩更小，在桩周设置一圈旋喷桩帷幕并约束桩头位移，能有效减小桩身弯矩，并使之分布趋于合理，充分发挥抗滑潜力。结论

本文以丽香公路边坡为研究对象，通过Ansys软件模拟分析计算模型和工程并结合实地勘察，对公路K12+245～K12+465和K12+330～K12+425两段坡体处于不稳定状态的边坡采取加固措施，事实证明K12+245～K12+465段坡体通过预应力锚索支护以及增加抗滑桩等措施对改善岩体整体性有良好作用，滑动带处理能有效控制边坡变形，从不同方面改善边坡整体稳定性，经过处理后边坡处于稳定状态，在极端天气（暴雨等）情况下，坡体仍然稳固，大大提高了公路的安全性。

参考文献：

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第三篇：边坡治理

边坡稳定性的影响因素 边坡在形成的过程中，其内部原有的应力状态发生了变化，引起了应力集中和应力重分布等。为适应这种应力状态的变化，边坡出现了不同形式和不同规模的变形与破坏，这是推动边坡演变的内在原因；各种自然条件和人类的工程活动等也使边坡的内部结构出现了相应的变化，这些条件是推动边坡演变的外部因素。1.1.1 地质构造

地质构造因素主要是指边坡地段的褶皱形态、岩层产状、断层和节理裂隙的发育程度以及新构造运动的特点等。通常在区域构造复杂、褶皱强烈、断层众多、岩体裂隙发育、新构造运动比较活跃的地区，往往岩体破碎、沟谷深切，较大规模的崩塌、滑坡极易发生。1.1.2 气候因素

极端的气候条件和全球气候变化构成滑坡发生的主要触发和诱发条件，中国南方天气系统主要受印度洋暖湿气流的控制，夏季多局部强降雨过程；而我国的西北地区，主要受季风气候影响。

1.1.3 地下水

处于水下的透水边坡将承受水的浮托力的作用，使坡体的有效重力减轻；水流冲刷岩坡，可使坡脚出现临空面，上部岩体失去支撑，导致边坡失稳。1.1.4 边坡形态

边坡形态通常指边坡的高度、坡度、平面形状及周边的临空条件等。一般来说，坡高越大，坡度越陡，对稳定性越不利。1.1.5人类活动

据统计，50%以上的滑坡事件与人类活动有着直接或间接的关系。随着社会经济的发展，自20世纪中期以来，人类活动的力量日益剧增，并表现出逐渐取代自然营力。在土木、水利、交通、矿山等大型土工活动中，由于开挖斜坡、填土、弃土和堆积矿渣等，使边坡中的土体内部应力发生变化，或由于开挖使土体的抗剪强度降低，或因填土增加荷重而增大滑动力等，有些地方出现了缺乏论证的修路、开矿和不合理的切坡、用水及乱砍滥伐植被的现象、对自然环境的改变或破坏等，都成为滑坡事件频频发生的主要因素。

1.2边坡变形破坏的类型

边坡的破坏形式很多，如崩塌、滑坡、塌滑、倾倒、剥落及溃屈等，其

中崩塌与滑坡是边坡破坏的主要形式。不同的行业有不同的划分，但基本上分为3大类： 1.崩塌 这种破坏是边坡的表层岩体丧失稳定的结果，表现为坡面表层岩体突然脱离母体，迅速下落并堆积与坡角，有时还伴随着岩体的翻滚和破碎。2.倾倒 这种破坏是因为边坡内部存在一组倾角很陡的结构面，将边坡岩体切割成许多平行块体，而临近坡面的陡立块体缓慢地向坡体弯曲和倒塌。

3．滑坡 这种破坏是在较大范围内边坡沿某一特定的滑面发生的滑移。2.1路基边坡失稳破坏面形状

1.如果材料是均质的，破坏断面将是一个大圆弧； 2.如果一个大滑弧不可能在土坡里形成，譬如在一个深度比长度小得多的无限长边坡里，最危险的破坏面则是一个平行于边坡额平面。

3．有时，也可能出现平面、圆柱面和其他不规则破坏面组合。1.1路基边坡变形与破坏机理

1.边坡的变形与破坏，决定于坡体内的应力分布和岩体的强度特征。影响岩坡应力分布的因素是多方面的，主要是原始应力状态、坡体和岩体结构特征等。

2.边坡成坡后，在其原始地质环境受到破坏后，坡体状态便做相应调整。在新的应力重力分布条件下，坡体将产生不同程度的变形与破坏。首先是变形，然后逐步发展为破坏。岩坡变形与破坏的演变过程是相当复杂的，可以是漫长的，也可以是短暂的。影响其变形与破坏的条件和因素亦十分复杂，主要取决于坡体本身特征与抵抗变形及破坏的能力。

3．边坡的变形破坏可分变形与破坏两种形式，前者属于变形的范围，以坡体内未出现贯通性的破坏面为特点；后者是在坡体中已形成贯通性的破坏面，且以加速度发生位移。变形与破坏是一个发展的连续过程，期间存在着量与质的转化关系。4.岩坡的变形可划分为松动和蠕动。2.2边坡稳定性分析方法分类： 1．定性分析法

(1)历史分析法 历史分析法是根据边坡的地质条件和边坡变形破坏的基本规律，追溯边坡演变的全过程，预测边坡稳定性发展的总趋势和边坡变形破坏方式，同时对已发生过滑坡的边坡判断能否复活或转化。

(2)工程地质类类比法 工程地质类比发实质是把已有的自然边坡或人工边坡的研究设计经验应用到条件相似的新边坡的研究和人工边坡的研究设计中去。

(3)图解法 图解法主要包括2个方面，一是用一定的关系曲线和诺谟图来表证边坡有关差数间的定量关系，二是利用图解求边坡变形破坏的边界条件，分析软弱结构面的组合条件，分析滑体等形态、滑动方向，评价边坡的稳定程度。(4)边坡稳定分析设计专家系统法 边坡稳定分析设计专家系统法就是进行边坡工程稳定性分析与设计的智能化计算机程序。(5)SMR方法 SMR方法是综合考虑边坡工程中不断连续面产状坡面间组合关系，以及边坡的开挖方式等

2．定量分析法

定量分析法主要包括确定性数学模型分析法、非确定性数学模型分析法及确定性与非确定性数学模型结合分析法。（1）确定性数学模型分析法

确定性数学模型分析法主要包括极限平衡法、应力应变分析法两类（2）非确定性数学模型分析法

非确定性数学模型分析法主要包括系统分析平衡法、概率分析法、灰色系统理论分析法、模糊综合分析法人工智能法和净化遗传算法等。（3）确定性与非确定性数学模型结合分析法

现阶段主要有概率分析方法与有限元法或边界元法的结合而形成的随机有限元法或随机边界法等。

2.4路基边坡防护理论与设计技术

1.路基边坡的防护一般遵循以下几点：（1）因地制宜，综合治理（2）预防为主，防治结合

（3）对于主要隐患和地下害源（如软弱基地和有害的地下水源等），宜先治患

后筑路；对于某些附属措施，如坡面防护或路基用地范围以外的防护与加固措施，按其轻重缓急，分期实施，逐步完善。

（4）各级公路应根据当地气候、水文、地形、地质条件及筑路材料分布情况，采取工程防护和植物防护相综合的综合措施，防治路基病态，保证路基稳定，并与周围环境景观相协调。

（5）路基坡面防护工程应在稳定的边坡上设置，防护类型的选择应综合考虑工 程地质、水文地质、边坡高度、环境条件、施工条件和工期等因素的影响，6）路基支档结构设计应满足在各种设计荷载组合下支档结构的稳定、坚固和 耐久。

（7）在地下水较为发育路段应注意路基边坡防护与底下排水措施的综合设计 8）路基施工过程中应注意边坡临时防护措施。（9）各项工程技术措施，应讲究实效和经济效益1.2

2.坡面防护

（1）植物防护 路基边坡的植物防护，包括植草、铺草皮和种树，主要适用于较缓的土质或严重分化的岩质边坡

（2）封闭防护 所谓封闭防护即圬工防护，是指采用矿质材（如水泥砂浆、石灰三合土水泥混凝土等），或采用其他当地材料（如沥青、纸筋等混合材料），将坡面岩石裂隙、缝穴或分化层面，予以堵塞或封闭，以防分化进一步加剧。常用的方法有灌浆、勾缝、喷浆及抹面等。

（3）砌石防护 干砌和浆砌片石坡面防护，是公路填方边坡常用的防护措施，常用于路沿河堤浸水部位坡面的防护。土质路垫边坡下部的局部，亦可砌石作为框格（棱形或拱形），以提高边坡的牢固程度和美观。边坡工程稳定性分析方法

3.冲刷防护

(1)直接防护 直接是指对河岸或路基边坡所采取的直接加固措施抵抗水流的冲刷和淘刷的作用，其特点是尽可能不干扰或很少干扰原来的水流性质，因而对防护地段的上下游及河对岸影响轻微。

(2)间接防护 采用导流或阻流的方法，改变水流性质，或者迫使主流流向偏离被防护的路段，亦可减小流速，缓和水流对被防护路段的作用，改变河槽中冲刷和淤积的部位，以及必要时改变河道等，均属间接防护。其特点是间接防护建筑物侵占一部分河川断面，因而不同程度上压缩和紊乱原来的水流，使得当冲部位受到特别强烈的冲刷和淘刷作用，因此这些部位应有比较坚固加固措施。

边坡加固的方法多种多样，下面总结了几种常用方法及其内容： 1.混凝土抗滑结构加固(1)混凝土抗滑桩

抗滑桩是穿过滑坡体深入稳定土层或岩层的柱形构件，用以支挡滑体的滑动力，一般设置于滑坡的前缘附近，起稳定边坡的作用，用于正在活动的浅层和中层滑坡效果较好。①通过地质调查，掌握滑坡的原因、性质、范围及厚度，分析其所处状态及发展趋势。②计算滑坡推力及在桩身的分布形式。③根据地形、地质情况及施工条件等确定桩的位置及布置范围。④根据滑坡推力的大小、地形及地层性质，拟定桩长、锚固深度、桩截面尺寸及桩间距。为了能使抗滑桩更有效的防止滑坡，在设置时应将桩身全长的1／3～1／4埋置于滑坡面以下的完整基岩或稳定土层中，并灌浆使桩和周围岩土体构成整体，并设置于滑体前缘部分．使其能承受相当大的压力。(2）混凝土沉井

沉井是一种混凝土框架结构，施工中一般可分成数节进行，其结构设计是根据沉井的场地布置、受力状态及基坑的施工条件等因素决定。在高边坡工程中，沉井具有抗滑桩的作用和挡土墙的作用。(3）混凝土挡墙

混凝土挡墙是借助自身的重量以支挡滑体的下滑力的一种有效防止滑坡的常用方法，并可与排水等措施联合使用。它能有效地从局部改变滑坡体的受力平衡，阻止滑坡体变形的延展，具有结构简单，能快速起到稳定滑坡作用等优点。在设计混凝土挡墙时。应根据最低滑动面的形状和位置来设计挡墙基础的砌置深度，并在墙后设置泄水孔，使其不仅能削弱作用于挡墙上的静水压力，还能防止墙后积水浸泡基础而造成的挡墙滑移。2.锚杆加固

锚固技术是将一种受拉杆件的一端固定在边坡或地基的岩层或土层中，这种受拉杆件的固定端称为锚固端(或锚固段)，另一端与工程建筑物联结，可以承受由于土压力、水压力或风力所施加于建筑物的推力，利用地层的锚固力以维持建筑物的稳定。

锚固按结构形式可分为抗滑桩、锚洞、喷锚支护及预应力锚固(锚索)4类：

（1）锚固洞 锚固洞加固，是治理边坡稳定的一种有效措施。在锚固洞加固的过程中应遵循由内向外、自上而下、循序渐进、逐层加固等原则，同一搞成结构面的锚固洞应跳洞开挖施工，避免不利结构面上已有抗滑力的削弱，从而影响边坡的稳定。

（2）喷混凝土护坡 喷混凝土护坡是一种生产效率高，施工速度快，不用模板，并把混凝土运输、浇筑、捣固结合在一起，实现机械化连续施工的新型混凝土施工工艺。因其是依靠一定的冲击速度喷射而成的，因而其作为临时支撑比木结构强度高，比钢结构经济。作为永久支护时，比现浇混凝土衬砌的早期强度高。配合使用锚杆。可以减少洞室开挖量，减薄衬砌厚度，节约水泥用量。特别是喷混凝土施工时，可以不用模板，不立拱架，加大了洞内的有效空间，施工时能紧跟开挖面进行喷射，减少岩石暴露风化的时间，及时控制围岩的变形。（3）预应力锚固 预应力锚索加固是通过锚固在坡体深部稳定岩体上的锚索将力传给混凝土框架，由框架对不稳定坡体施加一个预应力，将不稳定松散岩体挤压，是岩体间的正压力和摩阻力大大提高，增大抗滑力，限制不稳定液体的发育，从而起到加固边坡、稳定坡体的作用。采用预应力锚索进行边坡加固，其优点有：在高边坡或隧洞洞口明挖中采用，可增加边坡稳定。从而减少开挖量，也为提前进洞创造条件；可在水库正常运行条件下用于混凝土坝体或坝基加固；用于修补混凝土裂缝或缺陷，可将集中荷载分散到较大范围内；加固洞室。改善洞室的受力条件等。这些优点使其在高边坡加固中得到广泛应用。蒙特卡洛模拟法，

第四篇：高边坡治理脚手架专项施工方案汇总

地质灾害点治理工程

钢管脚手架搭设方案

编

制

审

核

批

准

二0一四年 月 日

0

边坡施工工程脚手架专项施工方案

一、编制依据

1.施工图纸

地质灾害点治理工程施工图。2.主要规范、规程：

《建筑施工扣件式钢管脚手架安全技术规范》 JGJl30—2001 《建筑施工高处作业安全技术规范》 JGJ80-91 《建筑施工安全检查标准》 JGJ59-99 《建筑结构荷载规范》 GB50009-2001 《钢结构设计规范》 GB50017-2003 《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》

《建筑结构荷载规范》（GB50017－2003）

二、工程概况

地质灾害治理工程区属剥蚀低山陵地丘陵地貌单元,由A、B、C段组成。A段位于校区东侧山坡，坡脚为教工宿舍楼，坡顶居民房，边坡长度为34.7m，人工边坡约16m,呈台阶状，采用简易浆砌块石防护，局部产生变形导致坡顶围墙开裂，对坡脚教师及坡顶居民生命财产安全造成威胁，必须对该挡墙进行加固处理。B段位于6#号学生宿舍楼东侧山坡，危岩分布宽度约78.7m，分布高程介于160-220m，相对高差约60m，坡面岩土体以中风化凝灰熔岩为主，局部地段为碎块状强风化凝灰熔岩，坡面岩体节理裂隙发育，部分顺坡向裂隙发育，稳定性较差，已产生过多次小规模岩质崩塌，学校已在边坡中部设置简易防护栏拦挡，由于该危岩分布区域高差大，该简易措施未能从根本上消除隐患，对坡脚学生危害性极大，必须对该危岩区采取治理措施。C段位于学校操场南侧山坡，其中 1

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C0+00-C0+100段为岩质崩塌，边坡高度约15-20m，坡度约60-80度，边坡岩土体为中风化凝灰熔岩，坡面岩体节理裂隙发育，已产生过多次小规模岩质崩塌，砸坏操场围墙，对坡脚师生生命造成极大威胁，必须对该边坡采取治理措施；C0+100-C0+173.3段为滑坡，该滑坡于2011年发生，滑体为山坡表层残坡积土，滑体已全部被清理走，现状残留高约30-40m的人工边坡裸露坡面，坡度约35-45度，边坡主要为碎块状强风化砂岩，顶部约3-5m为残积砂质粘性土，在降雨条件下，残积土层可能进一步溜塌，引发更大规模滑坡，坡面碎块状强风化砂岩极为破碎，存在大量松散风化岩块，由于边坡高差达30-40m，潜在的滑坡、崩塌，对学校师生生命安全造成威胁，必须对该滑坡进行治理。

三、施工部署 总体设计思路：

根据工程结构特点和施工各方面的技术因素，沿着坡面搭建双排落地式钢管脚手架，架平均垂直高度分别为 20、45、50米，长度分别为35、80、175米，按施工要求双排架宽750㎜，外伸250㎜，外伸离墙面300㎜。

脚手架立杆柱距1.5m,步距1.7m,二步三跨嵌入岩石中，入岩石沿坡杆竖向间距1.5m，水平间距4.5m。外排架子内侧安全密目网全封闭防护。钢管脚手架的架体均距墙面550㎜。

四、材料要求

1、所用钢管扣件应有合格证，管径φ48允许偏差-0.5mm，壁厚3.5mm，允许偏差-0.5mm，钢管内外表面锈蚀深度≤0.5mm，密目安全网必须经检验合格且具有安全准用证。

五、构造要求及措施

1、落地式脚手架地基处理：四周回填土采用3：7灰土分层夯实，脚手架立杆下回填土高出自然地面200㎜。并铺50㎜厚的木制垫板（枕木或18#槽钢支垫），所有基础必须平整、布设平稳，不得悬空，并在四周距脚手架外立杆50㎝外设一排水沟。

2、立杆搭设应符合下列规定：

①、相邻立杆的对接扣件不得在同一高度内，立杆上的对接扣件应交错布置，两根相邻立杆的接头不应设置在同步内，同步内隔一根立杆的两个相隔接头在高度方向错开的距离不大于500㎜，各接头中与主节点的距离不宜大于步距的1/3。

②、当搭至有连墙件的构造点时，在搭设完该处的立杆、纵向水平杆、横向水平杆后，应立即设置连墙件。

③、除最上一段立杆外，接头均必须用对接扣件连接，顶层立杆采用搭接时搭设长度

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不应小于1m，应采用不少于2个旋转扣件固定，端部扣件盖板的边缘至杆端距离不应少于100㎜，立杆顶端宜高出女儿墙上皮1m，高出檐口上皮1.5m。

3、（大横杆）纵向水平杆搭设应符合下列规定：：

大横杆置于小横杆之下，在立杆的内侧，用直角扣件与小横杆扣紧。同步大横杆四周要交圈，每步脚手架大横杆中间设一根牵杆。

①、纵向水平杆宜设置在立杆内侧，其长度不宜小于3跨。

②、纵向水平杆接长宜采用对接扣件连接，也可采用搭接。搭接时搭长≮1 m，用等距分布的三个旋转扣件固定。

③、纵向水平杆的接长规则：

a、同一跨距内的相邻两杆不得同时存在接头； b、隔一跨距的两杆的接头相互错开的距离≥500㎜；

c、接头应尽量靠近主节点设置，接头中心与主节点中心距离≤1/3L b

4、小横杆：

每一档内外立杆、每一步都必须设置一根小横杆，并采用十字扣件扣紧，大横杆与小横杆用十字扣紧。小横杆伸出外挑立杆边缘距离不小于10cm，且长度要求基本一致，最大不超过20cm。小横杆应在立杆分上下两层相向布置。

5、剪刀撑：

脚手架剪刀撑随立杆纵横水平杆同步搭设，用通长剪刀撑沿架高连续布置。并在整个侧面上连续布置。各剪刀撑按3步3跨设置一道，斜杆与底排大横杆的夹角在45°～60°之间。剪刀撑相交点处于同一条直线上，并沿架高连续布置。

剪刀撑的杆件连接采用搭接，其搭接长度不小于1m。并用不小于2个转向扣件连接固定，端部扣件盖板的边缘至杆端的距离不小于lOcm。剪刀撑的一根斜杆扣在立杆上，另一根斜杆扣在小横杆伸出的端头上，两端分别用转向扣件固定，在中间增加2-4个扣结点。所有固定点距主节点距离不大于15cm。最下部的斜杆与立杆的连接点距底排大横杆不大于30cm。每根最下面的剪刀撑杆的下端部必须支撑在立杆的垫木上。

7、脚手板：

脚手板采用0.25m×3m竹脚手板铺设。在架底排先铺一层密目安全网上铺竹脚手板(满铺)。竹木脚手板采用对接平铺，平铺处设两根横向水平杆，板端悬出长度和两横向水平间距为130㎜～150mm，及≤300㎜，其板长两端均应支承杆可靠地固定。

脚手架与建筑物之间空档采用竹制脚手板防护。随作业层上升，同时作业不超过二层。

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对特殊部位未能满铺时，应在所铺位置端头用脚手板或密目安全网进行竖向隔离。所有脚手板必须用不小于16#铅丝绑扎牢固。靠墙一侧转角部位脚手板应重叠铺设，避免出现探头现象。

8、作业层的栏杆和挡脚板的搭设应符合下列规定板：

在作业层设置二根横向防护栏杆。

①、栏杆和挡脚板均应搭设在外立杆的内侧。②、防护栏杆应搭设在两横杆中部850mm处。

③、挡脚板高度不应小于180㎜。

9、连墙杆：

连墙杆采用刚性连接。在山墙面预埋Φ25mm螺纹钢筋锚杆,垂直间距不大于3.4m，水平间距不超过4.5m，连墙杆用Φ48×3.5的钢管，预埋深度不小于1m。连墙杆应固定在预埋锚杆上，然后用钢管将脚手架与预埋锚杆用双扣件连接。连墙杆与架体结构垂直，并尽量靠近主节点(距主节点的距离不大于30㎜)。连墙杆伸出扣件的距离应大于10㎜。

10、防护设施：

脚手架要采用规格为1.8m×6m的密目安全网全封闭式满挂并采用纤维绳扎在大横杆外侧立杆内侧。立网的上下口与架体内侧横杆要牢固扎结，固定点的间距应不大于50㎝，上下两网之间的拼接要严密。

11、脚手架必须设置纵、横向扫地杆。纵向扫地杆应采用直角扣件固定在底座上皮不大于200㎜处的立杆上，横向扫地杆应采用直角扣件固定在紧靠纵向扫地杆下方的立杆上。当立杆基础不在同一高度上时，必须将高处的纵向扫地杆向低处延长两胯与立杆固定，高低差不应大于1m。

12、扣件安装符合下列规定： ①、扣件规格必须与钢管外径相同。

②、螺栓拧紧扭力矩不应小于40N.m,且不应大于65N.m。

③、在主节点处固定横向水平杆、纵向水平杆、剪刀撑等用的直角扣件、旋转扣件的中心点的相互距离不应大于150mm。

④、对接扣件开口应朝上或朝内。

⑤、各杆件端头伸出扣件盖板边缘的长度不应小于100mm。

13、防雷措施：

采用避雷针与大横杆连通，接地线与整幢建筑楼内避雷系统连成—体的措施。

避雷针共设4根在建筑物四个大角处布置，避雷针采用φ12镀锌圆钢制作，高度大

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于脚手架lm。并将所有最上一层的大横杆连通，形成避雷网络。

接地线采用40×4镀锌扁钢，将立杆与整幢建筑物楼层内避雷网连成整体。接地线的连接应焊接牢固，与立杆连接时应用二道螺栓卡箍连接，保证接触面不小于10cm2。

接地线与建筑物楼层内避雷系统的设置，按脚手架长度不超过50m设置—个。位置不得选在人们经常走过的地方，以免跨步电压的危害，防止接地线遭机械伤害。两者连接采用焊接，焊接长度不小于扁钢宽度的二倍。测试接地电阻不超过10Q。同时应注意与其它金属物或埋地电缆之间的安全距离不小于3m，以免发生击穿。

六、脚手架的搭设与拆除

1、钢管脚手架的搭设顺序为：立杆→扫地杆→小横杆→大横杆(牵杆)→剪刀撑→连墙杆→脚手片铺设→防护栏杆→挂安全网。

定位定距：根据建筑物结构要求在建筑物四周用尺量出立杆距离。搭设时宜先立立杆，后立外立杆，先立两头杆再立中间杆。

2、脚手架的拆除

拆除脚手架应遵守由上而下，先搭后拆的原则，即先拆拉杆、安全网、脚手板、剪刀撑、斜撑，而后拆大横杆、小横杆、立杆等。

不准分立面拆架或在上—下两步同时进行拆架，做到—步一清、一杆一清，拆立杆时，要先抱住立杆再拆开最后两个扣。拆除大横杆、斜撑、剪刀撑时应先拆中间扣件，然后托住中间，再拆端头扣。所有连墙杆等必须随脚手架拆除同步下降。严禁先拆除连墙件或数层拆除后再拆除脚手架，分段高差不大于2步，如高差小于2步，应增设连墙件加固。

当脚手架拆至下部最后一根长立杆的高度（约6.5m）时，应先在适当位置搭设临时抛撑加固后，在拆除连墙件。

当脚手架采取分段、分立面拆除时，对不拆除的脚手架两端应采取如下规定设置连墙件和横向斜撑加固：两端必须设置连墙件，连墙件的垂直距离不应大于建筑物的层高，并不应大于4 m（2步），横向斜撑在同一节间，由底至顶层呈之字形连续布置，中间每隔6跨设置一道。

卸料时各配件严禁抛掷至地面。

七、安全施工技术措施：

（一）脚手架搭设过程

1、应划出工作标志区，禁止：行人进入，统一指挥，上下呼应，动作协调，严禁在无人指挥下作业。当解开与另一人有关的扣件时必须告诉对方，并得到对方允许，以免

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坠落伤人。

2、脚手架及时与结构拉结或采用支顶，以保证搭没过程安全，未完成脚手架在每日收工前一定要确保架子稳定。

（二）脚手架上施工作业的安全技术措施

1、脚手架搭设完毕后，经项目部安全员、监理检查验收合格后方可使用。任何班组和个人未经同意不得任意拆除脚手架部件。

2、严格控制施工荷载，脚手架上不得集中堆放施荷，施工荷载不得超过2KN／m2，确保较大安全储备。

3、装修施工时同时作业层数不超过二层。

4、各作业层之间设置可靠防护栅栏，防止坠落物体伤人。

5、定期检查脚手架，发现问题和隐患在施工作业之前及时维修加固，以达到紧固稳定确保施工安全。

（三）脚手架的拆除安全技术措施

1、拆架前全面检查待拆脚手架，根据检查结果，拟订作业计划报清批准；进行技术交底后才准进行拆架作业。

2、架体拆除前，必须察看施工现场环境，外脚手架、地面的设施等各类障碍物、连墙杆及被拆架件各吊点，凡能提前拆除的尽量拆除。

3、拆架时应划分作业区，周围设绳绑围栏或竖立警戒标志，地面应设专人指挥，禁止非作业人员进入。

4、拆除时要统一指挥、上下呼应、动作协调，当解开与另一人有关的结扣时，应先通知对方。以免坠落。

5、在拆架时不得中途换人，如必须换人时，应将拆除情况交代清楚方可离开。

6、每天拆架下班时，不应留下隐患部位。

7、拆架时严禁碰撞脚手架附近电源线，以防触电事故。

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8、所有杆件、扣件在拆除时应分离，不准在杆件上附着扣件或两杆连着送到地面。

9、所有脚手板、脚手片应自外向里竖立搬运，以防脚手片、板和垃圾物从高处坠落伤人。

10、拆下的另配件要集中装入袋和箱内用吊篮吊下，拆下的钢管要用卸扣绑扎牢固，双点起吊，严禁从高处抛掷。

八、文明施工要求

根据脚手架施工的特殊性，结合职业安全卫生的贯标精神，要求施工时做到如下：

1、进入施工现场的人员必须戴好安全帽，高空作业系好安全带，穿好防滑鞋等，施工现场严禁吸烟。

2、进入施工现场的人员要爱护场内的各种绿化设施和标示牌，不得践踏花草损坏树木，随意拆除和移动标示牌。

3、严禁酗酒人员上架作业，施工操作要求精力集中，禁止开玩笑和打闹。

4、脚手架搭设人员必须经考试合格的专业架子工，上岗人员定期体检，体检合格者方可发上岗证。

5、凡患有高血压、贫血、心脏病及其它不适于高空作业者一律不得上脚手架操作。

6、上架作业人员上下均应走人行楼梯，不得攀爬架子。

7、护身栏、脚手板、挡脚板、密目安全网等影响作业时，如要拆改应由架子工来完成，任何人不得私自拆改。

8、脚手架验收合格后，任何人不得擅自拆改，如需做局部拆改时，须经技术部同意后由架子工操作。

9、不准利用脚手架吊运重物。

10、在架子上作业人员不得随意拆动脚手架的所有接点、扣件等所有部件。

11、拆除脚手架使用电焊和气割时，应派专职人员做好消防工作，配备料斗，防止火星和切割溅落。

12、脚手架使用时间较长，因此在使用过程中需要检查，发现杆件变形，防护不全、拉接松动等应及时加固。

13、要保证脚手架的整体性，不得与井架、升降机一并拉结，不得截断架体。

14、施工人员严禁凌空投掷杆件、物件及其它物品。

15、使用的工具要放在工具袋内，防止掉落伤人，登高要穿防滑鞋，袖口及裤口要扎紧。

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16、脚手架堆放场地，应做到摆放整齐、合理、整洁、专人保管，并建立严格的退领手续。

17、施工人员要做到活完料清，确保施工材料不浪费。

18、遇六级以上大风、大雾、大雨、大雪天气应停止脚手架作业。

九、冬季施工

冬季搭设脚手架必须将钢管上的冰雪等清理干净，遇到刮风，下雪应立即停止作业，每天作业时间应选在早晨9：00时，下午5：00时。

在冬季要经常检查脚手片、斜道、跳板上有无积雪、结冰、积水，若有应随时清理，并采取防滑措施。

十、脚手架结构验算：

（一）、参数信息: 1.脚手架参数

双排脚手架搭设高度为 47.3 米，立杆采用单立管；

搭设尺寸为：立杆的纵距为 1.50米，立杆的横距为0.75米，大小横杆的步距为1.70 米； 内排架距离墙长度为0.55米；

小横杆在上，搭接在大横杆上的小横杆根数为 2 根； 采用的钢管类型为 Φ48×3.5；

横杆与立杆连接方式为单扣件；取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 3.40 米，水平间距4.50 米，采用扣件连接； 连墙件连接方式为双扣件； 2.活荷载参数

施工均布活荷载标准值:2.000 kN/m2；脚手架用途:装修脚手架； 同时施工层数:2 层； 3.风荷载参数

风荷载高度变化系数μz 为1.25，风荷载体型系数μs 为0.09； 脚手架计算中考虑风荷载作用 4.静荷载参数

每米立杆承受的结构自重标准值(kN/m2):0.1297；

脚手板自重标准值(kN/m2):0.350；栏杆挡脚板自重标准值(kN/m2):0.140； 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、竹串片脚手板挡板；

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每米脚手架钢管自重标准值(kN/m2):0.038； 5.地基参数

地基土类型:素填土；地基承载力标准值(kpa):160.00； 立杆基础底面面积(m2):0.25；地面广截力调整系数:0.50。

（二）、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= 0.038 kN/m ；

脚手板的荷载标准值: P2= 0.350×1.500/3=0.175 kN/m ； 活荷载标准值: Q=2.000×1.500/3=1.000 kN/m；

荷载的计算值: q=1.2×0.038+1.2×0.175+1.4×1.000 = 1.656 kN/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: 最大弯矩 Mqmax =1.656×0.7502/8 = 0.116 kN.m；

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最大应力计算值 σ = Mqmax/W =22.922 N/mm2；

小横杆的最大弯曲应力 σ =22.922 N/mm2 小于 小横杆的抗压强度设计值 [f]=205.0 N/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+0.175+1.000 = 1.213 kN/m ；

最大挠度 V = 5.0×1.213×750.04/(384×2.060×105×121900.0)=0.199 mm； 小横杆的最大挠度 0.199 mm 小于 小横杆的最大容许挠度 750.0 / 150=5.000 与10 mm，满足要求！

（三）、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= 0.038×0.750=0.029 kN；

脚手板的荷载标准值: P2= 0.350×0.750×1.500/3=0.131 kN； 活荷载标准值: Q= 2.000×0.750×1.500/3=0.750 kN；

荷载的设计值: P=(1.2×0.029+1.2×0.131+1.4×0.750)/2=0.621 kN；

大横杆计算简图 2.强度验算

最大弯矩考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计值最不利分配的弯矩和。

均布荷载最大弯矩计算:M1max=0.08×0.038×1.500×1.5002=0.010 kN.m；

集中荷载最大弯矩计算公式如下: 集中荷载最大弯矩计算:M2max=0.267×0.621×1.500= 0.249 kN.m；

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M = M1max + M2max = 0.010+0.249=0.259 kN.m 最大应力计算值 σ = 0.259×106/5080.0=51.002 N/mm2；

大横杆的最大应力计算值 σ = 51.002 N/mm2 小于 大横杆的抗压强度设计值 [f]=205.0 N/mm2，满足要求！3.挠度验算

最大挠度考虑为大横杆自重均布荷载与小横杆传递荷载的设计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:

大横杆自重均布荷载引起的最大挠度：

Vmax= 0.677×0.038×1500.04 /(100×2.060×105×121900.0)= 0.052 mm； 集中荷载最大挠度计算公式如下:

集中荷载标准值最不利分配引起的最大挠度：

小横杆传递荷载 P=（0.029+0.131+0.750）/2=0.455kN V= 1.883×0.455×1500.03/(100 ×2.060×105×121900.0)= 1.152 mm； 最大挠度和：V= Vmax + Vpmax = 0.052+1.152=1.204 mm；

大横杆的最大挠度 1.204 mm 小于 大横杆的最大容许挠度 1500.0 / 150=10.0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； 小横杆的自重标准值: P1 = 0.038×0.750×2/2=0.029 kN； 大横杆的自重标准值: P2 = 0.038×1.500=0.058 kN；

脚手板的自重标准值: P3 = 0.350×0.750×1.500/2=0.197 kN；

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活荷载标准值: Q = 2.000×0.750×1.500 /2 = 1.125 kN；

荷载的设计值: R=1.2×(0.0290.058+0.197)+1.4×1.125=1.915 kN； R < 6.40 kN，单扣件抗滑承载力的设计计算满足要求!

（五）、脚手架立杆荷载计算: 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)，为0.1297 NG1 = [0.1297+(0.75×2/2+1.50×2)×0.038/1.70]×47.30 = 10.141；(2)脚手板的自重标准值(kN/m2)；采用竹串片脚手板，标准值为0.35 NG2= 0.350×4×1.500×(0.750+0.3)/2 = 1.103 kN；

(3)栏杆与挡脚手板自重标准值(kN/m)；采用栏杆、竹串片脚手板挡板，标准值为0.14 NG3 = 0.140×4×1.500/2 = 0.420 kN；

(4)吊挂的安全设施荷载，包括安全网(kN/m2)；0.005 NG4 = 0.005×1.500×47.300 = 0.355 kN； 经计算得到，静荷载标准值 NG =NG1+NG2+NG3+NG4 = 12.019 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= 2.000×0.750×1.500×2/2 = 2.250 kN； 风荷载标准值按照以下公式计算

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= 1.250 ；

Us--风荷载体型系数：取值为0.091； 经计算得到，风荷载标准值

Wk = 0.7 ×0.400×1.250×0.091 = 0.032 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= 1.2×12.019+ 1.4×2.250= 17.572 kN； 考虑风荷载时,立杆的轴向压力设计值为

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N = 1.2 NG+0.85×1.4NQ = 1.2×12.019+ 0.85×1.4×2.250= 17.100 kN； 风荷载设计值产生的立杆段弯矩 MW 为

Mw = 0.85 ×1.4WkLah2/10 =0.850 ×1.4×0.032×1.500× 1.7002/10 = 0.016 kN.m；

（六）、立杆的稳定性计算: 不考虑风荷载时，立杆的稳定性计算公式为：

立杆的轴向压力设计值 ：N = 17.572 kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 ：k = 1.155 ； 计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 ：μ = 1.500 ； 计算长度 ,由公式 lo = k×μ×h 确定 ：l0 = 2.945 m； 长细比 Lo/i = 186.000 ；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的计算结果查表得到 ：φ= 0.207 ； 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； σ = 17572.000/(0.207×489.000)=173.601 N/mm2；

立杆稳定性计算 σ = 173.601 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [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 = 17.100 kN； 计算立杆的截面回转半径 ：i = 1.58 cm；

计算长度附加系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 ： k = 1.155 ； 计算长度系数参照《扣件式规范》表5.3.3得 ：μ = 1.500 ； 计算长度 ,由公式 l0 = kuh 确定：l0 = 2.945 m； 长细比: L0/i = 186.000 ；

轴心受压立杆的稳定系数φ,由长细比 lo/i 的结果查表得到 ：φ= 0.207

边坡施工工程脚手架专项施工方案

立杆净截面面积 ： A = 4.89 cm2； 立杆净截面模量(抵抗矩)：W = 5.08 cm； 钢管立杆抗压强度设计值 ：[f] =205.000 N/mm2；

σ = 17099.878/(0.207×489.000)+16430.300/5080.000 = 172.167 N/mm2； 立杆稳定性计算 σ = 172.167 N/mm2 小于 立杆的抗压强度设计值 [f] = 205.000 N/mm2，满足要求！

（七）、最大搭设高度的计算: 按《规范》5.3.6条不考虑风荷载时,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 = 1.877 kN； 活荷载标准值 ：NQ = 2.250 kN；

每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.130 kN/m； Hs =[0.207×4.890×10-4×205.000×103-(1.2×1.877 +1.4×2.250)]/(1.2×0.130)=98.612 m；

按《规范》5.3.7条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H] = 98.612 /(1+0.001×98.612)=89.761 m；

[H]= 89.761 和 50 比较取较小值。得到，脚手架搭设高度限值 [H] =50.000 m，满足要求！

按《规范》5.3.6条考虑风荷载时,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 = 1.877 kN； 活荷载标准值 ：NQ = 2.250 kN；

每米立杆承受的结构自重标准值 ：Gk = 0.130 kN/m；

边坡施工工程脚手架专项施工方案

计算立杆段由风荷载标准值产生的弯矩： Mwk=Mw /(1.4×0.85)= 0.016 /(1.4 × 0.85)= 0.014 kN.m；

Hs =(0.207×4.890×10-4×205.000×10-3-(1.2×1.877+0.85×1.4×(2.250+0.207×4.890×0.014/5.080)))/(1.2×0.130)=99.545 m；

按《规范》5.3.7条脚手架搭设高度 Hs等于或大于26米，按照下式调整且不超过50米：

[H] = 99.545 /(1+0.001×99.545)=90.533 m；

[H]= 90.533 和 50 比较取较小值。经计算得到，脚手架搭设高度限值 [H] =50.000 m，满足要求！

（八）、连墙件的计算: 连墙件的轴向力设计值应按照下式计算： Nl = Nlw + N0

风荷载标准值 Wk = 0.032 kN/m2；

每个连墙件的覆盖面积内脚手架外侧的迎风面积 Aw = 15.300 m2；

按《规范》5.4.1条连墙件约束脚手架平面外变形所产生的轴向力(kN), N0= 5.000 kN； 风荷载产生的连墙件轴向力设计值(kN)，按照下式计算： Nlw = 1.4×Wk×Aw = 0.682 kN；

连墙件的轴向力设计值 Nl = Nlw + N0= 5.682 kN； 连墙件承载力设计值按下式计算： Nf = φ·A·[f]

其中 φ--轴心受压立杆的稳定系数；

由长细比 l0/i = 550.000/15.800的结果查表得到 φ=0.903，l为内排架距离墙的长度； 又： A = 4.89 cm2；[f]=205.00 N/mm2；

连墙件轴向承载力设计值为 Nf = 0.903×4.890×10-4×205.000×103 = 90.521 kN； Nl = 5.682 < Nf = 90.521,连墙件的设计计算满足要求！连墙件采用双扣件与墙体连接。

由以上计算得到 Nl = 5.682小于双扣件的抗滑力 12.800 kN，满足要求！

边坡施工工程脚手架专项施工方案

连墙件扣件连接示意图

（九）、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 地基承载力设计值: fg = fgk×kc = 80.000 kpa；

其中，地基承载力标准值：fgk= 160.000 kpa ； 脚手架地基承载力调整系数：kc = 0.500 ； 立杆基础底面的平均压力：p = N/A =68.400 kpa ；

其中，上部结构传至基础顶面的轴向力设计值 ：N = 17.100 kN； 基础底面面积 ：A = 0.250 m2。

p=68.400 ≤ fg=80.000 kpa。地基承载力满足要求！

第五篇：公路高边坡防护和治理

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术

公路高边坡防护和治理

吴晓文

葛洲坝集团基础工程有限公司，湖北宜昌 443000 摘要：公路高边坡的施工质量直接关系着公路的整体稳定性和使用年限，具有十分重要的现实意义。本文在分析公路高边坡 主要破坏形式的基础上，提出了高边坡的一些治理的技术措施。关键词：高边坡；治理；锚杆框架梁 中图分类号：U416.14 文献标识码：A 文章编号：1671-5659（2016）01-0055-01 公路是国家的经济建设发展的重要基础设施，公路边坡 的稳定性关系到路基的施工质量以及公路安全运营。一般认 为边坡高度大于20m的土质边坡，或高度大于30m的岩质边 坡为高边坡，近年来，高边坡数量越来越多，高度越来越高，变形量大、增加投资、延误工期、造成灾害。同时也涉及到 更多类型的公路护坡技术，使得公路高边坡防护和治理技术 也越来越多地被业内所关注。

1高边坡防护治理措施

1.1公路高边坡主要破坏形式

（1）崩塌：坡体（主要是脆性岩石、上硬下软，或存 在高陡构造面面）上部在重力和其他外力作用下突然反倒。

（2）坍塌：是上层、堆积层或风化破碎岩层斜坡，由 于土壤中水和裂隙水的作用，人工开挖坡陡于坡体自身强度 所能保持的坡度而产生逐层塌落的变形。

（3）滑塌：斜坡上的岩体或土体在重力和其他外力作 用下，沿坡体内新形成的滑面整体向下滑动。

（4）倾倒：陡倾的坡体由于卸荷回弹和其他外力作用，绕其底部某点向临空方向倾倒。

（5）错落：被陡倾的构造面与后部完整的坡体分开的 较破碎部分，在坡脚受冲刷或人工开挖和震动影响，下部软 弱层不足以承受上部坡体压力而被压缩，引起上部坡体垂直 下错为主的破坏。

1.2高边坡一般的设计方法

（1）工程地质比拟法：从自然稳定坡的调查中寻找可 供比拟的坡形、坡率和坡高。

力学计算法：选择符合坡体结构和破坏模式的计算方法 对设计的坡形进行稳定性计算，调整坡形或增加支挡工程以 达到合理的设计。既保整体稳定，又保局部稳定。

经验对比法：以类似地质条件下稳定的人工边坡作为参 考来设计新的边坡。

坡形坡率的设计：一般采用台阶状坡形。根据坡体岩土 情况设置坡级和卸荷平台。坡率：土质边坡：1：1～1：1.5（黄土边坡除外）；类土质边坡：1：1～1：1.5；

强风化岩边坡：1：0.75～1：1；弱风化岩边坡：1：0.5～ 1：0.75；微风化岩边坡：1：0.3～l：0.5。

1.3高边坡常用的治理和支挡加固工程措施

（1）减载：减载措施包括削头减载和削坡减载两种。两种减载措施的作用都是减少边坡可能发生滑动破坏的下 滑力。

（2）排水：排水包括地表排水和地下排水，其目的是 将地表水截流排泄，并把坡体内地下水引出坡体，以减少坡 体因水理作用而失稳的可能性。

（3）支挡：常用的支挡措施有挡土墙、抗滑桩、预应 力锚索抗滑桩、预应力锚索框架（地梁、墩），锚杆框架（地 梁）等，根据工程边坡的具体特征单独或组合使用。

2高边坡边坡治理中锚杆框架梁的施工 2.1锚杆施工

钻孔：钻孔前先搭设脚手架形成钻机工作平台，根据坡 面测放的孔位准确安装固定钻机并进行校核调整。钻孔倾角 和方向要符合设计要求，控制在允许误差范围以内。钻进过 程中如发生塌孔或不良钻进现场时应立即停钻，进行灌浆固 壁处理。

（2）清孔、检孔：达到设计钻孔深度以后，可利用高 压风对孔内的粉尘和碎块进行清理，清理完后保护好孔口。同时复查锚孔孔位、倾角和方位，全部锚孔施工分项工作合 格后，即可认为锚孔钻造检验合格。

（3）锚杆安装：锚孔钻孔检验合格后，应立即安装锚 杆。安装前，要确保每根钢筋顺直无损伤，锚杆直径和长度 满足设计要求，无锈、无油污。自锚杆锚头端 0.3m处每间 隔1.5m设置定位支架，锚杆端头距离孔底0.15m，杆体插入 孔洞后，需校正其位置及长度。

（4）锚杆注浆：锚杆孔内采用孔底返浆法，一次注浆，中途不得停注。砂浆严格按配合比拌制，随拌随用。灌浆时 灌浆管应插至距孔底 5～lOcm，随砂浆的注入逐渐拔出，注 浆压力不小于0.4MPa，并在孔口应减压或松压至零。实际注 浆量要大于理论的注浆量，以封堵锚孔器具的气孔不再排气 且孔口浆液溢出浓浆作为注浆结束的标准。注浆结束后，将 注浆管、注浆枪和注浆套管清洗干净，同时做好注浆记录。

2.2框架梁基坑开挖

待砂浆强度达到设计强度的 75%后，进行框架梁基坑开 挖。框架梁基坑开挖时，仍然可以利用测设锚杆时的控制桩 点，挂线进行基坑开挖。由于坡面不平顺，高低不一，因此 为了使模板易于固定，应将模板支立在沟底。按设计坡率调 整坡面，每条沟槽均应拉线定位。基坑采用人工开挖，若坡 面上存在孤石等开挖困难时，采用风镐开凿基坑。

2.3绑扎钢筋骨架

基础达到设计要求后，进行框架梁钢筋骨架的绑扎工作。锚杆的弯头需要与框架梁的主筋焊接或绑扎牢固，钢筋保护 层不应低于 3cm，钢筋骨架严格按照设计要求进行绑扎，骨 架交叉处，钢筋不得断开。

2.4模板支立

模板采用拼装式钢模板，以保证框架梁的结构尺寸及外 观质量。安装时注意保护层厚度的控制，并用短钢筋将模板 固定在坡面上，同时采用铁丝对拉加固;模板底部要与基础 紧密接触，以防跑浆，涨模。模板表面刷隔离剂，便于脱模。

2.5框架梁混凝土浇筑

框架梁模板经检查合格后，进行框架梁混凝土浇筑。因 在多级高边坡施工，混凝土运送不方便，所以在坡脚采用混 凝土输送泵车输送至支护好的框架梁模板内。混凝土浇筑时，采用振捣棒自下而上浇筑、振捣，尤其在锚杆孔周围的钢筋 较密集处，一定要仔细振捣，保证质量。浇筑时宜采用坍落 度为 3～5cm的干硬性混凝土，并控制混凝土输送速度，以 防止混凝土在浇筑过程中流动，导致胀模等施工困难。施工 结束前采用木模子反复抹平，铁模子压光。框架一般按14～ 22m分片施工，两相邻框架接触处留 2cm宽伸缩缝，立模时 在该处夹沥青木板形成。

3结束语

公路高边坡路堑防护工程使用锚杆框架梁，较好地防止 了高边坡路堑不稳定岩层、土层的滑移，对边坡的长期稳定 提供了保证。高边坡施工过程中明确高边特征坡，预测边坡 发生破坏的形式，采取科学合理的治理、加固方法措施，防 止工程高边坡失稳破坏的发生和发展。

参考文献

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