钢护筒设计方案(技术总结)

钢护筒设计方案
1、钢护筒材质、直径、壁厚选择
《公路桥涵施工技术规范》(JTG/T F50-2011)8.4.1款规定：
钢护筒选用Q345钢，内径d=240cm，壁厚t=16mm。

护筒埋置最大深度h=30m，护筒内径d=D+2（Hi+d’）=200+（3000*0.5%+5）*2=240cm，其中D为桩直径，H为护筒高度，i 护筒倾斜度，允许1%，d’护筒平面位值允许偏差，允许5cm。

护筒长度大于10m时，需锤击或振动下沉时，采用Q235钢时，径厚比不宜大于120。

最小计算壁厚t==*=1.6cm，
轴向临界应力计算
，环向临界应力计算
，
加强箍为内径2432mm的空心圆柱钢管，套焊在钢护筒底口以上，对钢护筒底部进行加强，厚度16mm，高度3m。

如钢护筒外侧被动土压力为p<17KN/m3*30m=510KN/m2=0.51MPa（可以按计算取值），1mm高度
环向力F=dp=1*（2432+2*16）*0.51=1257N ，
环向应力。

2、水中钻孔桩护筒底端埋置深度确定
深水及河床软土淤泥层较厚处，应尽可能沉入到不透水层粘性土内；河床内无粘性土时，应沉入到大砾石、卵石层内0.5～1.0m ，河床为软土、淤泥、砂土层时，埋置深度按公式计算。

有冲刷影响时，应埋入局部冲刷线以下不小于1.0～1.5m 。

水中钻孔桩护筒底端埋置深度计算： 计算公式：n
d w
n H H h L γγγγ--+=
)(，
i
i
id d l l ∑∑=
γγ id γ――钢护筒穿过的几种不同土层的饱和容重（N/m 3），约为
1.7～1.8 N/m 3；
i l ――每种不同土层的厚度（m ）；
H ――施工水位至河床表面深度（m ）；
h ――护筒内水头，即护筒内水位与施工水位之差；
n γ――护筒内泥浆容重（N/m 3）； w γ――水的容重；1.0×104N/m 3；
公式推导如下：
由护筒内底端的泥浆压力和护筒外水及土压力平衡得：
d w n L H L H h γγγ+=++)(导出n
d w
n H H h L γγγγ--+=
)(；
按照公式计算后的结果小于3m 时，采用3m 。

处于潮汐影响和
水流冲刷影响处，由于河床不匀质而引起局部渗透，护筒埋置深度应考虑其影响。

为防止护筒底端向外发生流动、管涌，而使护筒倾斜、沉陷，按公式计算的L 值应乘以安全系数1.5～2.0。

泥
浆比重为11KN/m 3时
m H H h L n d w n 4.61
.17.11
*5.161.1*)5.162()(=--+=--+=
γγγγ，
取安全系数1.5,1.5L=9.6m ，接近覆盖层厚度； 泥浆比重为12KN/m 3时L=11.4m 。

取安全系数1.5,1.5L=17.1m ，远大于覆盖层厚度； 该处为泥岩夹砂岩互层，泥浆比重是比较大的。

因此必须至少埋入弱风化层以下 1.0m ，嵌固在基岩内，可采用钻孔后跟进的办法嵌入岩层。

3、钻孔桩首批混凝土灌注数量计算 计算公式：C H D h d V 4
4
2
12
ππ+
=
(m 3);
C
n
n H h γγ≥
1(m);
C H ――灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底高度，32h h H C +=(m);
2h ――导管初次埋入深度≥1m;
3h ――导管底端至钻孔底间隙，约0.4m ；
D ――井孔直径（m ）； d ――导管直径（m ）。

n γ――护筒内泥浆容重（N/m 3）；
c γ――素混凝土容重（N/m 3）；
n
H ――井孔内混凝土面以上水或泥浆深度（m ）。

4、混凝土灌注漏斗底口高度计算
在钻孔桩桩顶低于钻孔中水面时，漏斗底口应比水面至少高出4～6m ，在桩顶高于钻孔中水面时，漏斗底口应比桩顶至少高出4～6m ，当计算值大于上述规定时，应采用计算值。

计算图式： 计算公式：
C
W
W c H P h γγ+≥0;
c
h ――实际灌注桩顶至漏斗底口距离（m ）；
C γ――素混凝土容重，24KN/m 3;
W γ――钻孔内泥浆容重（KN/m 3）;
0P ――使导管内混凝土下落至导管底并将导管外混凝土顶升时
所需的超压力，采用100～200KPa ，桩径1m 时取低限，等于或大于4m 时取高限，1m ～4m 之间取插入值。

W
H ――灌注混凝土时护筒内最高水位至实际灌注桩顶距离
（m ）；
正常灌注采用混凝土输送车直接出料至漏斗灌注水下混凝土；灌注至离桩顶2～3m 时，由于需要一定超压力，仍应按首批混凝土灌注方法采用拔球灌注水下混凝土。

5、导管直径及壁厚表
导管直径表
导管壁厚表（mm）
注：最下端一节壁厚不宜簿于5mm。

6、如果灌注水下混凝土时泥浆比重大，适当加大测锤重量；至桩顶时，采用钢筋加焊钢管筒掏出混凝土查看。