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=
120f
d
fQ235240
Q345
=
120
*
235345
=1.6cm，
= 1.64?0.23 fy= 1.64?
t
4
轴向临界应力计算σ0.23
4
d
φ，cp
2401.6
?345=288.1MPa，
φ，cp
环向临界应力计算σ
td
=0.2fy+0.4σ
φ,ce
=0.2fy+0.4?
0.9E()2=0.2?345+0.4?0.9?2.1?105?(
1.62
)240
=72.4MPa，
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σ=
12572?16
=39.3MPa<72.4??????。
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：L??d???idli ?li3
(h?H)?n?H?w，
?d??n（N/m），约为1.7～1.8 ?id――钢护筒穿过的几种不同土层的饱和容重N/m3；
； li――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――护筒内泥浆容重（N/m）
?w――水的容重；1.0×10N/m；
4
33
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：
(h?H?L)?n?H?w?L?d导出L?(h?H)?n?H?w；
?d??n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/m3时L?(h?H)?n?H?w(2?16.5)*1.1?16.5*1 ??6.4m，
?d??n1.7?1.1取安全系数1.5,1.5L=9.6m，接近覆盖层厚度； 泥浆比重为12KN/m3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：V?h1?Hn?n?d24h1??D24HC(m);
3
?C(m);
HC――灌注首批混凝土时所需井孔内混凝土面至孔底高度，HC?h2?h3(m);
h2――导管初次埋入深度≥1m;
h3――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――护筒内泥浆容重（N/m）； ?c――素混凝土容重（N/m）
Hn――井孔内混凝土面以上水或泥浆深度（m）。
3
3
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：
hc?P0??WHW?C;
hc――实际灌注桩顶至漏斗底口距离（m）；
?C――素混凝土容重，24KN/m;
3
?W――钻孔内泥浆容重（KN/m）;
P0――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
3
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。
HW――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
导管直径（mm） 200 250 300 通过混凝土数量（m3/h） 10 17 25 桩径（m） 0.6～1.2 1.0～2.2 1.5～3.0 350 35 导管壁厚表（mm）
大于3.0 导管长度 m ＜30 30～50 50～100 导管直径200～250mm 钢板卷制 3 4 5 无缝钢管 8 9 10 导管直径300～350mm 钢板卷制 4 5 6 无缝钢管 10 11 12 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。