DB45/T 2119-2020 钢套箱及钢吊箱围堰设计与施工技术规范

ICS27.140

P9898P

DB45

广西壮族自治区地方标准

DBDB2119—202045/T

钢套箱及钢吊箱围堰设计与施工技术规范钢套箱及钢吊箱围堰设计与施工技术规范

DesignandconstructiontechconstructionandDesignsteelforpracticenicalboxsteelandbox

sedimentsediment

2020-07-10发布2020-07-30实施

广西壮族自治区市场监督管理局发布

DB45/T2119DB45/T—2020

目目次

前言...............................................................................II...............................................................................前言

11..............................................................................范围

21....................................................................规范性引用文件

31........................................................................术语和定义

42..............................................................................符号

54..............................................................................材料

65..............................................................................勘察

75..............................................................................设计

813.............................................................................施工

918.....................................................................安全技术要求

1018........................................................................质量检验

1122............................................................................监测

I

DB45/T2119DB45/T—2020

前言

本标准按照GB/T1.1—2009给出的规则起草。1.1—2009给出的规则起草。本标准按照GB/T

本标准由广西壮族自治区交通运输厅提出并宣贯。

本标准由广西交通运输标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：广西路桥工程集团有限公司。

本标准主要起草人：韩玉、冯春萌、秦大燕、孙振海、罗小斌、李明珊、王承亮、隗磊军、唐颖贤、

黎卓勤、吕中玉、杨占峰、朱剑宏、魏华、林峰、李胜、李莘哲、黄业圣、温森元、吕宏亮、谭耿、黄

先滨、唐清文、陈光辉、李彩霞。

III

DB45/T2119DB45/T—2020

钢套箱及钢吊箱围堰设计与施工技术规范钢套箱及钢吊箱围堰设计与施工技术规范

11范围

本标准规定了钢套箱及钢吊箱围堰设计与施工的术语和定义、符号、材料、勘察、设计、施工、安

全技术要求、质量检验、监测。

本标准适用于广西境内内河、湖泊、水库等水域的钢套箱及钢吊箱围堰工程，近海水域参照执行。本标准适用于广西境内内河、湖泊、水库等水域的钢套箱及钢吊箱围堰工程，近海水域参照执行。

22规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文

件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T700碳素结构钢700GB/T

GB/T709热轧钢板和钢带的尺寸、外形、重量及允许偏差709GB/T

GB/T3098.1紧固件机械性能螺栓、螺钉和螺柱螺栓、螺钉和螺柱紧固件机械性能3098.1GB/T

GB/T4171耐候结构钢4171GB/T

GB/T5117非合金钢及细晶粒钢焊条5117GB/T

GB/T5118热强钢焊条5118GB/T

GB/T5293埋弧焊用非合金钢及细晶粒钢实心焊丝、5293GB/T药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求

GB/T81108110GB/T气体保护电弧焊用碳钢、低合金钢焊丝

GB/T10045非合金钢及细晶粒钢10045GB/T药芯焊丝

GB/T12470埋弧焊用热强钢实心焊丝、12470GB/T药芯焊丝和焊丝-焊剂组合分类要求

GB/T1495714957GB/T熔化焊用钢丝

GB/T17493热强钢17493GB/T药芯焊丝

GB50017钢结构设计标准50017GB

GB5002150021GB岩土工程勘察规范

GB50026工程测量规范50026GB

GB50205钢结构工程施工质量验50205GB收规范

GB5021450214GB组合钢模板技术规范

GB/T5080550805GB/T城市防洪工程设计规范

TGJTG公路工程C20地质勘察规范

33术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

1

DB45/T2119DB45/T—2020

3.13.1

围堰cofferdamcofferdam围堰

在工程建设中，围绕基坑施工区修筑的、用于对施工区的水隔离及排除的一种临时性不透水的构筑

物。

3.23.2

钢套箱围堰steelboxedcofferdamcofferdamboxedsteel钢套箱围堰

使用钢板及其加劲构件制造的无底围护结构，通过挡住外侧水土形成施工空间的临时构筑物。可分

为单壁、双壁以及单双壁组合式钢套箱围堰。

3.33.3

钢吊箱围堰steelhangingboxcofferdamcofferdamboxhangingsteel钢吊箱围堰

使用钢板及其加劲构件制造、悬吊在水中的有底围护结构，通过挡水形成施工空间的临时构筑物。

3.43.4

封底bottomsealingsealingbottom封底

依据施工要求对钢套箱及钢吊箱底部全面浇筑符合设计厚度要求混凝土的施工作业或其他防透水、

防渗水隔离作业。

3.53.5

内支撑strutstrut内支撑

用于传递钢套箱及钢吊箱围堰侧壁压力保持围堰侧壁稳定的构件。

3.63.6

连通孔connectingholeholeconnecting连通孔

用于联通钢套箱及钢吊箱围堰内部和外部的孔洞保持围堰内外水位一致。

3.73.7

体系转换systemtransformationtransformationsystem体系转换

改变结构的使用功能或者改变结构受力状态的过程。

3.83.8

拉压杆strut-and-tiestrut-and-tie拉压杆

在钢吊箱围堰施工过程中，随施工的进行，其主要变形是沿轴线方向的伸长和缩短。

44符号

下列符号适用于本文件。

4.14.1材料性能

fck——混凝土轴心抗压强度标准值；

ftk——混凝土轴心抗拉强度标准值；

2

DB45/T2119DB45/T—2020

fc——混凝土轴心抗压强度设计值；

ft——混凝土轴心抗拉强度设计值。

4.24.2作用效应及承载力

Fk——钢套箱围堰受到的水浮力；

Fid——波浪力、动水压力静等可变荷载合力；

F'——钢套箱围堰与土层摩擦力；

F'fwk,——钢套箱围堰水浮力标准值；

F'fk——钢套箱围堰总摩阻力标准值；

G1——钢套箱围堰自重；

G2——钢套箱围堰上部其它结构自重；

Gk——钢套箱围堰自重及施工荷载；

Mmax——围檩或支撑最大弯矩值；

Mo——稳定力矩；

Mr——倾覆力矩；

Nd——钢套箱围堰围檩或支撑的轴心压力设计值；

Pw——围堰迎水面动压力设计值；

R0——结构构件的承载力设计值；

Rb——钢套箱围堰地基的极限承载力之和；

S0——承载能力极限状态下作用组合效应设计值；

Tf——钢套箱围堰侧壁总摩阻力和底部端阻力；

σmax——围檩或支撑最大应力。

4.34.3几何参数

Al——围檩或支撑截面积；

A——围堰平面面积；

D——流水压力作用点到钢套箱及钢吊箱围堰背面脚趾的距离；

H——水深；

Hw——施工水深；

L——构件长度；

R——重心位置到钢套箱及钢吊箱围堰背水面脚趾距离；

v——水的平均流速；

w——钢套箱及钢吊箱围堰或支撑截面抵抗拒。

4.44.4计算系数及其他

g——重力加速度；

Ka——抗倾覆稳定系数；

Ksts,——钢套箱围堰下沉稳定系数；

Kw——动水压力系数；

3

DB45/T2119DB45/T—2020

ϕl——杆件稳定系数；

γ0——结构的重要性系数；

γw——水的容重；

Ks0——钢套箱围堰下沉系数。

55材料

5.15.1一般规定

5.1.15.1.1钢套箱及钢吊箱围堰原材料、半成品或成品的质量及使用性能，应符合国家现行相关标准的规

定，并应满足设计要求。

5.1.25.1.2钢套箱及钢吊箱围堰用钢材及连接材料的设计强度指标应按50017GB及相应行业标准规定。

5.25.2钢材

5.2.15.2.1钢套箱及钢吊箱围堰加工使用的钢材，宜采用Q235、Q345、Q390、Q420、Q460和Q345GL钢，

其质量应符合700GB/T的规定，并优先采用Q235、Q345钢。

5.2.25.2.2钢套箱及钢吊箱结构用钢板的厚度和外形尺寸应符合709GB/T的规定。

5.2.35.2.3热轧工字钢、槽钢、角钢、H型钢和钢管等型材产品的规格、外形、重量和允许偏差应符合相

关的现行国家标准的规定。

5.35.3混凝土

5.3.15.3.1钢套箱及钢吊箱封底混凝土强度等级应按立方体抗压强度标准值确定。

5.3.25.3.2钢套箱及钢吊箱封底混凝土结构的混凝土强度等级不宜低于C30。

5.3.35.3.3混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度标准值fck、ftk应按表1采用。

表1表1混凝土强度标准值（N/mm2）

混凝土强度等级

强度等级

C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80

fck20.123.426.829.632.435.538.541.544.547.450.2

ftk2.012.202.392.512.642.742.852.932.993.053.11

5.3.45.3.4混凝土轴心抗压、轴心抗拉强度设计值fc、ft应按表2采用。

表2表2混凝土强度设计值（N/mm2）

强度等混凝土强度等级

级C30C35C40C45C50C55C60C65C70C75C80

fc14.316.719.121.123.125.327.529.731.833.835.9

ft1.431.571.711.801.891.962.042.092.142.182.22

4

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5.45.4连接材料

5.4.15.4.1钢套箱及钢吊箱围堰结构采用手工焊接时，焊条应符合5117GB/T或5118GB/T的规定，选择

的焊条型号应与主体金属力学性能相适应。

5.4.25.4.2采用自动焊或半自时，焊丝应符合1749310045、GB/T8110、GB/T14957、GB/TGB/T的

规定。

5.4.35.4.3采用埋弧焊时，焊丝和焊剂应符合124705293、GB/TGB/T的规定。

5.4.45.4.4钢套箱及钢吊箱围堰结构用紧固件材料，其性能和质量应符合3098.1GB/T的规定。

5.55.5材料选用

5.5.15.5.1结构钢材的选用应遵循安全、经济的原则，综合考虑结构的重要性、荷载特征、结构型式、应

力状态、连接方法、工作环境、钢材厚度和价格等因素，选用合适的钢材牌号和等级。

5.5.25.5.2承重结构所用的钢材应具有较高的强度与良好的延性、韧性和焊接性能。

5.5.35.5.3焊条或焊丝的型号和性能应与相应母材的性能适应，其熔敷金属的力学性能不应低于

材标准的下限值。

66勘察

6.16.1钢套箱及钢吊箱围堰工程实施前应进行现场勘查、收集相关资料。

6.26.2工程勘察前应收集地形、质、水文、气象、航运、港口、码头动植物土壤状况等资料，并

进行校核、验证。

6.36.3工程勘察应包括钢套箱及钢吊箱围堰工程所在地的地形测量、质勘察、水文勘察、工程环境与

施工条件调查等内容。

6.46.4勘察除应符合JTGC20规定外，勘察内容及深度应满足钢套箱及钢吊箱围堰设计与施工的要求。

6.56.5工程勘察还应调查设计工程地质资料、施工周期、施工季节、河床演变及河床受冲刷程度等相关

内容。

6.6应根据勘察资料、现场实际情况以及工程经验进行钢套箱及钢吊箱围堰方案对比论证，初步建议

围堰型式。

77设计

7.17.1一般规定

7.1.17.1.1钢套箱及钢吊箱围堰顶标高为施工期设计水位(包括浪高)＋0.5m～0.7m。

7.1.27.1.2钢套箱及钢吊箱围堰属于临时结构，其设计应遵循安全、适用、经济、环保的原则。

7.1.37.1.3钢套箱及钢吊箱围堰设计应满足主体结构施工的要求，并应符合相关行业的规定。

7.1.47.1.4钢套箱及钢吊箱围堰设计应与其制造、运输、施工和拆除等工序紧密结合，应同步确定运输方

案、施工方案和拆除方案，并据此进行有针对性的设计。

7.1.57.1.5根据水文、气象、地质等资料，拟定钢套箱及钢吊箱围堰的制造、运输和吊装方案，选取边界

条件和荷载工况，建立钢套箱及钢吊箱围堰有限元计算分析模型。

7.1.67.1.6钢套箱及钢吊箱围堰宜结合相关行业规范要求采用极限状态法设计。

7.1.77.1.7钢套箱及钢吊箱围堰设计文件应包括有限元分析模型、计算书、设计说明、相关施工图纸，图

中应标明具体尺寸、标高、水位。

5

DB45/T2119DB45/T—2020

7.1.87.1.8钢套箱及钢吊箱围堰设计时，应综合考虑钢套箱及钢吊箱围堰周边环境和地质条件的复杂程度、

深度等因素，按表3～表5采用钢套箱及钢吊箱围堰结构的安全等级及不同安全等级对应的重现期。对

同一钢套箱及钢吊箱围堰的不同部位，可采用不同的安全等级。

表3表3钢套箱围堰安全等级划分

平面尺寸A围堰深度施工水深施工期水流平均流

分级破坏后果

(m2)H（m）hw(m)速v（m/s）

一级1000H≥20hw≥15v≥5特别严重

二级50010≤H＜208≤hw＜152≤v＜5严重

三级100H＜10hw＜8v＜2一般

表4表4钢吊箱围堰安全等级划分

平面尺寸A吊箱高度施工期水流平均流速v

分级破坏后果

(m2)H(m)（m/s）

一级1000H≥12v≥5特别严重

二级5008≤H＜122≤v＜5严重

三级100H＜8v＜2一般

表5表5钢套箱及钢吊箱围堰荷载与作用重现期

围堰安全等级波浪重现期(a)水位、流速重现期(a)

一级15～2015～20

二级10～1510～15

三级5～105～10

7.27.2设计原则

7.2.17.2.1钢套箱及钢吊箱围堰工程应根据主体工程实际情况进行专项设计。

7.2.27.2.2钢套箱及钢吊箱围堰结构设计采用承载能力极限状态验算强度和稳定性。

7.2.37.2.3进行承载能力极限状态设计时，可按下列承载能力极限状态设计表达，见公式（1）：

γ00SR≤0.......................................(1)

式中：

γ0——结构的重要性系数：对于安全等级为一级的钢套箱及钢吊箱围堰工程不应小于1，对于安全

等级为二、三级的钢套箱及钢吊箱围堰工程不应小于0.9；

S0——承载能力极限状况下作用组合的效应设计值：对持久或短暂设计状况应按作用的基本组合

计算；

R0——结构构件的承载力设计值。

7.2.47.2.4应根据水文、气象、地质、通航、围堰内构筑物尺寸等设计资料，确定钢套箱及钢吊箱围堰型

式及相关高程。

7.2.57.2.5对于特殊情况，可以根据实际工程要求，采用组合的结构型式，如单双壁竖向组合钢套箱及钢

吊箱围堰。

6

DB45/T2119DB45/T—2020

7.37.3设计选型

7.3.17.3.1钢套箱及钢吊箱围堰型式选择应遵循下列原则：

——平面形状应与基础状相适应，满足主体结构施工要求；

——结构简单，制造、运输和施工方便，易于拆除；

——与水文、地质条件、水力条件、场地条件、通航条件相适应；

——安全可靠，环保、经济合理。

7.3.27.3.2钢套箱及钢吊箱围堰设计选型应主要考虑如下因素：

——工程场地的地质、水深、水位及水流速度，近海水域尚需考虑潮汐、波浪影响；

——河床覆盖层厚度、承载能力和透水性等；

——施工工期及进度安排、季节性雨水、洪水位、环保性能、结构的安全性及经济性等因素。

7.3.3钢套箱及钢吊箱围堰设计选型应结合拟施工结构物与河床的相对位置考虑。

——拟施工结构物处在河床之上较高位置的，建议采用钢吊箱围堰进行施工；

——拟施工结构物处在或者接近河床底部的，建议采用钢套箱围堰进行施工；

——拟施工结构处在半悬空、际情况选用适当的围堰方式进行施工。半侵入河床的情况下，应结合实

7.47.4荷载

7.4.17.4.1钢套箱及钢吊箱围堰设计采用的作用分为：永久用和可变作两类，规定于表6中。

表6表6作用分类

编号作用分类作用名称

1围堰自重及附加设备自重

2静水压力

3水浮力

永久作用

4土层摩擦力

5钢材与混凝土的摩擦力

6泥沙荷载

7动水压力

8波浪作用力

9可变作用安装时产生的荷载

10温度荷载

11船舶及漂流物的撞击

注1：永久作用采用标准值作为代表值。

注2：可变作用应根据不同的极限状态分别采用标准值或频遇值作为其代表值。承载能力极限状态设计及按弹性阶

段计算结构强度时应采用标准值作为可变作用的代表值。正常使用的极限状态按短期效应（频遇）组合设计

时，应采用频遇值作为可变作用的代表值。

7.4.27.4.2钢套箱及钢吊箱围堰结构设计应考虑围堰上可能出现的作用，按承载能力极限状态和正常使用

极限状态进行作用效应组合，取其最不利合进行设计，规定于表7中。

7

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表7表7参与钢套箱及钢吊箱围堰结构计算的各项荷载组合

计算内容作用效应组合

结构强度、稳定性验算1＋2＋3＋5＋6＋7＋8＋9＋10＋11

抗浮稳定性验算1＋3＋5＋6

抗倾覆验算1＋2＋3＋4＋5＋6＋7＋8＋9＋10＋11

变形验算1＋2＋3＋7＋9

注1：只有在结构上可能同时出现的作用，才进行其效应组合。当结构构件需做不同受力方向的验算时，则应以不

同方向的最不利作用效应进行组合。

注2：当可变作用的出现对结构或结构构件产生有利影响时，该作用不应参与效应组合。实际不可能出现的作用或

同时参与组合概率很小的作用，不考虑其作用效应的组合。

7.4.37.4.3作用在钢套箱及钢吊箱围堰上的动水压力，可以按以下公式进行计算：

v2

PKH=γ....................................(2)

ww2gw

式中：

Pw——围堰迎水面动水压力设计值，kNm/；

H——水深，m；

v——水流速度，采用平均流速，ms/；

g——重力加速度（取9.81ms/2）；

3

γw——水的容重，（kNm/）；

Kw——系数，对外侧平面钢板围堰Kw=13.3，对外侧肋板型围堰Kw=18.9～20.0。

7.4.47.4.4验算钢套箱及钢吊箱围堰构件的刚度时，不应考虑波浪作用力，其变形值不应超过L/400。

7.4.57.4.5作用在钢套箱及钢吊箱围堰上的重力及摩擦力、静水压力、动水压力、波浪力及施工荷载等，

应按不同工况进行组合，并按其最不利组合进行结构计算。荷载分项系数应按表8确定。

表8表8荷载分项系数

荷载分项系数

序号