①、钢护筒底标高确定

a、钢护筒的最小埋置深度由两个因素确定

a-1、确保在最低河床冲刷线以下，钻孔施工期间护筒底口不出现反穿孔；

索塔基础河床泥面标高为-23.3m，在不考虑对河床进行护底的情况下计算护筒最小

埋置深度，施工期最大冲刷深度为12.8m，河床冲刷线最低标高为：-23.3+（-12.8）=-36.1m。

最小埋置深度计算如下：

L=［（h+H）ro —Hrw］/（rd -ro）

式中L：护筒埋置深度；

H：最高潮位至最低河床冲刷线深度为：4.3-(-36.1)=40.4m；

h：护筒内外水头差为：2m

ro：护筒内泥浆比重：12kN/m3

rw：水的比重：10kN/m3

rd：护筒外河床土层饱和容重kN/m3

rd=(△+e)/(1+e)×r

△：土层的相对密度，取平均值2.70kN/m3

e： 饱和土的孔隙比，覆盖层中大部分为细砂和粉细砂，取e=0.8， rd=(2.7+0.8)/(1+0.8)×10=23.33KN/m3。

代入上式计算得L=8.0m，即钢护筒底应在-40.4－8.0=－48.4m标高以下。

a-2、受力要求

钢护筒的底部应支撑在稳定的土层中，地质资料表明在-57.2m标高以下才是较为稳定的密实粉砂层。-57.2m以上全部是中密砂层，易出现塌孔、缩径现象，钢护筒在水流作用条件下易产生移位，护筒底产生变位。钢护筒需进入密实砂层1.5m～2.0m。

钢护筒底标高设计为-65.0m，满足施工要求。

②、钢护筒结构

a、钢护筒尺寸

     钢护筒的长度为+7.0－（-65.0）=72m，内径为2.80m，壁厚为20mmm，为了避免钢护筒沉放时，钢护筒顶底口应力集中而导致局部屈曲，在其顶、底口增设1.0m长、厚14mm的加强箍。

钢护筒重约1000kN，根据4000kN起重船性能及运输要求，将钢护筒分成上、下两节，下节钢护筒入土深度不小于嵌固深度，确保上节护筒对接时，下节钢护筒在水流作用下的稳定性。

下节钢护筒稳定验算：河床起始冲刷标高为-23.3m，平台完成后，河床标高为-27.8m左右，即从-27.8m标高开始计算嵌固深度，钢护筒嵌固点计算公式为：

           h=5√EI/mb0

                   式中：

           m：土体弹性系数，按中密粉细砂土取m=4000KN/m4

           b0=2×2.8=5.6m

           E=2.06×108KN/m2

           I=3.14（2.824-2.784）/64=0.172331992m4

    则：h= 4.18m

嵌固点深Zm=ηh=2.2×4.18=9.196m，取9m。

嵌固点标高为-36.8m。下节护筒施打后顶标高为+8.0m，则下节护筒长度为46m，上节钢护筒长度为26m。

③、钢护筒制作、运输

a、材料

钢护筒采用厚20mm的钢板卷制拼焊而成，索塔和近塔辅助墩钢材材质为Q345C。远塔辅助墩和过渡墩钢材材质为Q235C。索塔、近塔辅助墩钢护筒手工焊焊条采用J507焊条，埋弧自动焊焊丝采用H08MnA，焊剂采用HJ431。远塔辅助墩和过渡墩手工焊焊条采用J422焊条，埋弧自动焊焊丝采用H08A，焊剂采用HJ431。钢材和焊接材料均应有质保证书和出厂材质证明。

b、护筒制作方案

钢护筒在上海港机厂张家港钢结构公司厂内加工，分上、下两节制作。首先在车间内制成10m长的标准节段，用拖车运至该公司江边码头，进行分段接长，然后用650KN浮吊或两台浮吊装船运至施工现场。

c、划线、号料和切割

在划线前，按设计要求对承台以下15m范围内的护筒内壁按设计要求进行拉毛处理。

c-1、划线和号料应根据工艺要求预留制作和电焊收缩的余量、以及切割、开坡口等加工余量。

c-2、号料前应验明材料规格，钢材型号。合理排料，提高材料利用率。

c-3、气割前应将钢材切割区域表面的铁锈，污物等清除干净，气割后应清除熔渣和飞溅物。

c-4、号料时划出检查线及中心线、弯曲线，并注明接头处的字母及焊缝代号等。

d、矫正

d-1、在环境温度低于–12℃时不能进行冷矫正和冷弯曲。

d-2、矫正时的加热温度控制在700~800℃，矫正后必须缓慢冷却。

d-3、矫正后的钢材表面，不应有明显的凹面或损伤。划线痕深度不得大于0.5 mm。

e、钢板边缘加工

e-1、钢板边缘加工的切削量不应小于2 mm。

e-2、采用数控切割机进行下料、开坡口，边缘加工允许偏差直线度为l/3000且不大于2mm。

e-3、对接接头安装错边量允许偏差为t/10，且不大于3mm，对接接头间隙允许偏差为±1mm。

e-4、焊缝坡口的尺寸应按工艺要求进行，坡口角度允许偏差为±5°，留根允许偏差为±1mm，间隙允许偏差为±1mm。

f、卷板工艺

f-1、卷板前应熟悉图纸、工艺、精度、材料性能等技术要求。

f-2、检查钢板的外形尺寸，坡口的形式与尺度，装配及焊接收缩余量和样板的正确性，以及检查划制的板料中心线、检验线的正确性等。

f-3、对中

将四面开好坡口的板料置于卷板机上滚弯时，为了防止歪扭，应将板料对中，使板料的纵向中心线与轴轮线保持严格的平行，并用挡板挡紧。

f-4、板料位置对中后，一般采用多次进给法滚弯调节上轮（在三轮卷板机上）使板料发生初步的弯曲，然后来回滚动而弯曲。当板料移至边缘时，检查所划的检验线的位置是否正确，然后逐步压下上滚轮并来回滚动，使板料的曲率半径逐渐减小，达到规定的要求。

f-5、在卷板时，由于钢板的回弹，卷圆时必须施加一定的过卷量，在达到所需的过卷量后，还应来回多卷几次。

f-6、卷弯进程中，应不断用样板检验弯板两端的半径。

g、单件组装

g-1、单件组装前应对部件的尺寸检查合格；连接接触面和沿焊缝边缘每边30~50 mm范围内的铁锈、毛刺、污垢等应清除干净。

g-2、钢护筒壳板纵向接逢的装配：

采用在筒身的纵向接逢的两边对应处，分别焊上几对角钢，用螺栓调节。螺栓调节器见示意图2.3.8。

g-4、局部椭圆度装配

在钢护筒内壁径向布置一组或多组单向推撑器，具体位置视钢护筒局部椭圆度而定，采用调节螺栓控制钢护筒的椭圆度。单向推撑器见图2.3.10。

g-5、各吊装段均应在旋转胎架上安装，定位焊接前，应按图纸及工艺要求检查焊件的几何尺寸、坡口尺寸、根部间隙、焊接部位的清理情况等，如不符合要求，不得进行定位焊。定位焊不得有裂缝、夹渣、焊瘤、焊偏、弧坑未填满等缺陷。如遇定位焊开裂，必须查明原因，清除开裂焊缝，并在保证构件尺寸的条件下作补充定位焊。

g-6、定位焊所用焊条的型号应与正式焊接所用的型号相同，焊接高度不超过设计焊接高度的2/3，长度以40mm为宜，间隔不大于400mm，并应由具有焊接合格证的工人操作。

h、装配

h-1、将各拼装好的钢板钢护筒吊至总装胎架上进行总装。总装胎架采用滚轮式，各钢护筒件可在上面转动，每个胎架设四个轮子为一组。小合拢时可用二组胎架进行，当大合拢时要有三组进行。钢护筒节段总装配见图2.3.11。

h-2、用“马”板在钢护筒内进行定位

先用“马”板12块沿大接逢圆周相互间隔300进行马板定位。“马”板的尺度采用厚30mm，长600 mm，宽250 mm，“马”板采用双面角焊缝焊在钢护筒内侧。然后进行定位焊，最后进行环缝的焊接工作。每个钢护筒的纵向接逢线应相互错开，间距不小于1100 mm。钢护筒环缝定位见图2.3.12。

i、焊接工艺

i-1、钢板在焊接时，不仅要考虑外界的温度，而且还应考虑焊件的厚度。

i-2、在施焊前焊条应按要求进行烘焙。焊丝应除净锈蚀和油污。

i-3、焊工必须持有合格证后方可施焊，合格证中应注明焊工的技术水平及所能担任的焊接工作，如停焊时间超过半年以上应重新考核。

i-4、施焊前焊工应复查组装质量和焊缝坡口区两侧的清理情况，如不符合要求，应清理合格后方可施焊。施焊完后应清除熔渣及金属飞溅物。

i-5、多层焊接应连续施焊，其中每一层焊道焊完后应及时清理焊渣，如发现有影响焊接质量的缺陷，必须清除后再焊。

i-6、严禁在焊缝区以外的母才上打火引弧。

i-7、纵向对接焊缝应在焊件的两端临时配置引弧板和熄弧板，其材质、板厚及坡口型式与焊件相同，当施焊完成后用气割切除并修磨平整，不得用锤击落。

i-8、焊接完毕后，用机械方法或火焰方法进行校正。

i-9、钢护筒上口与端头处接口，以及部分厚板采用V型坡口，见图2.3.13。

口外部焊缝时，将焊接平台调节到顶部，自动焊机放在焊接平台上，使焊丝对准钢护筒的中心线上，焊机不动钢护筒旋转，即可进行焊接。当焊接V型坡口内部电焊时，先炭刨清根出白，然后将胎架旋转90度，并将焊机平台移至下方伸进钢护筒内，焊机不动，由钢护筒旋转，然后进行内环缝焊接。

i-11、护筒纵缝焊接

将护筒的纵缝方向与焊接平台吊臂方向相一致，使钢护筒不转，由自动焊机行走，完成外部纵向焊缝。在焊接内部清根后的纵缝时，同样将焊接平台架移至下方，伸进钢护筒，由焊机自动行走，完成内部纵向焊缝。

j、钢护筒加工允许偏差

j-1、板厚20mm钢护筒体卷圆后，应用样板进行检查，在任何20°圆弧内，钢护筒的局部允许偏差为板厚的10%，最大偏差不得超过厚度的12%。

j-2、钢护筒直径允许偏差如下：

OD (max.)- OD (min.) ≤ 0.3% of Dnom

OD (max.)- OD (min.) ≤ 20 mm

OD = 任意位置处的外直径

t = thictness  厚度

Dnom = nominal diameter 公称直径

j-3、钢护筒体端面的倾斜度最大允许偏差为△f=3mm。

j-4、钢护筒纵轴线弯曲失高不大于护筒长的0.1%，并不得大于750px。

k、钢护筒分段接长

钢护筒节段制作完毕后，用拖车运至码头进行接长。首先在码头拼装场地铺设拼装台座，台座应稳定、平整。每节段护筒（10m）设两个台座，台座应在同一水平面上。然后用吊车依次将护筒节段吊上台座，用手拉葫芦拉拢，用卡具、楔子校正接口。经测量满足要求后临时点焊固定。

每一节段的所有接口同时进行焊接，先焊内缝后焊外缝，内外焊缝均采用手工焊接。内缝焊完，碳弧气刨，清根后方可焊外缝。

钢护筒分段拼装场地布置见图2.3.15。

④、钢护筒下沉

a、导向架设计与制作

导向架主要作用：钢护筒沿着导向架内在自重作用下垂直入土下沉，以及钢护筒在振动锤点振入土10m（约3倍护筒直径）之前和连续施振能够使钢护筒保持垂直。

根据水深条件，导向架设计为总高度14.0m的点接触式导向架，平台以上7.0m、平台以下7.0m。上层导向架设加强支架，支架与平台间采用螺栓或焊接连接，导向架顶、底角部四个方向各设1个10吨手拉葫芦，确保架体稳定性。平台下导向架与施工平台平联采用型钢固定。

导向架平面呈“开口式”，平台上下两层导向架之间用螺栓连接，以便于装拆。导向架结构见图2.3.16。

b 、钢护筒下沉

b-1、钢护筒施工起重设备

钢护筒在工厂分两节（下节46.0m，上节26.0m）水运至现场后，用9000kN.m桅杆吊配合4000kN全旋转浮吊作起重设备，现场接长，导向振动下沉。4000kN浮吊主要性能指标见表2.3.4，9000kN.m桅杆吊主要性能见表2.3.5。

重量：16363kg

尺寸（长×宽×高）：3607mm×660mm×2515mm

系统振幅：2.1mm

动力柜发动机功率：990HP/2100RPM

动力柜重量：11000kg

动力柜尺寸（长×宽×高）：4724mm×2083mm×2440mm

液压夹头重量：1700kg

或采用下节钢护筒下沉到位后，采取在护筒内超前取土的方法，以减小护筒下沉中的内侧摩擦阻力及护筒底土塞作用，确保护筒下沉到位。

c、钢护筒施沉

c-1、导向架就位

测量放出导向架的平面位置，然后导向架就位，调整导向架的垂直度。导向架上口采用手拉葫芦与平台成300左右在四个方向固定，上层导向架与平台间采用螺栓或焊接连接，下层导向架与平台上、下层平联焊接固定。

c-2、下节钢护筒起吊、就位、临时固定

用4000kN全旋转起重船吊起下节钢护筒，使钢护筒垂直，然后打开导向架的开口销，钢护筒缓慢进入导向架内，上好锁口拉杆，选择在平潮或流速较小时将钢护筒缓慢下滑，直至入泥稳定（若流速较大，护筒下部带下拉缆以克服水流力）， 待下节钢护筒下沉稳定后才能脱钩。

c-3、振动锤安装及第一次振动下沉

安放振动锤时，将液压钳对位后，夹住护筒，缓慢松钩，测量垂直度，进行点振，测量观察护筒垂直度和平面位置，满足要求后，施振至导向架顶口。移走上层导向架，再施振至平台以上1.0m的位置。

c-4、上节钢护筒接长、护筒第二次下沉

待下节钢护筒下沉到设计位置后，吊下振动锤，重新安装上层导向架。起吊上节护筒进行接长，为保证钢护筒接缝位置焊接的强度及垂直度，在下节钢护筒顶口内壁设置内衬套。安装上节钢护筒，测量调整垂直度，满足要求后进行焊接，为保证焊接质量，在护筒接头四周设置挡风、遮雨装置。焊缝质量应满足设计和规范要求。上下两节钢护筒对接示意见图2.3.17。

平面中心位置允许偏差：±125px

倾斜度：         ≯ 5‰

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全文阅读：

跨江大桥群桩基础及钢围堰施工组织设计205页（超长变径钻孔灌注桩）

资料为著名跨江大桥双塔双索面斜拉桥主桥群桩基础及钢围堰施工组织设计，对钻孔平台、钻孔灌注桩施工、钢吊箱施工、承台及系梁施工、过渡墩施工等大桥基础工程进行了详细技术细节陈述，附丰富工艺流程、示意图、标准表、组织体系图等。对了解深水群桩基础施工非常有帮助。