7》。.3 稳定—分析
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7.—3.1 为了【简,化泵房稳《。定分析工作》。可采取一个典型机组!段(包括中间机【组段、边机组段和安!装间)或一个联段(!几台机组共用一【块,底,板,以底板?两侧的永久变形缝】为界称为一个联【段)作为《计,算单元经工程实【。践检验这样》的简化是《可行的
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7《.3:.2 执行本条】规定应?注意下列事项—
》
? (1)》计算作用于》泵房底板《底部渗透压力的【方法主?要根据?地基类别确》定土基上可》采,用渗径系数法(亦称!直线:分,布法:)或阻力系》数法前者较为—粗略但?计算方法简便—。可供初步设计阶段】以前泵房地》下轮廓线《布置时采用;后者】较为精确但》计算:方法较为复杂我【国南京水利科学研究!院的研究人员对阻】力,系数法做了改进【提,出了改?进阻力?系数法?该法既保《持了阻力系数—法的较高精》确度又使计算—方法做了一定—程度的简《化使用?方便实用价值大因】此本标准规》定对于土基上—的,泵房:宜采用?改进:阻力系数法岩—基渗流计算因涉及】基岩的性质岩体构造!、,节理:裂隙的分布状况【等情况比较复杂根据!调查资料作用在岩】基上泵房底板—底部的渗透压力均按!进出:。口水位?差作为全水》头的三角《形分布图形确定因】此本标准规定对于岩!基上的泵房宜—采用直线分布法
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【 (2)计算作用】于泵房侧面土压力】。的方法主要根—。据泵房结构在—土压力作用》下可能产生的变【形情况确定土基上】的泵:房在土压《力作用下往往产生背!离填土?方向的变形因此【可,按主:动土压力计算;岩】。。基上的泵房》由于结?构底部嵌固》在基岩中且因结构刚!度较大变形较—小因此可《按静止土压力—计,算土基上的岸墙、】翼墙由?于这类结构比较【容易出问题为—安全起见有》时亦可?按静止土压力—计算至于《被动土压力因其【相应的变形量已【超出一?。般挡土结构所—允许:的范:围故一般不予考虑
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《 :关于主动土压—力的计算公式—当填土为《砂,性土时多采用库仑公!式;当填土为黏性土!时可采用朗》肯公式?也可采用《楔体:试算法考虑到库仑公!式、朗?肯,公式或?其他计算《方法都有一定的【假设条?件,和适用范围因—此本标准对具体的计!算公式或方法—不做硬性规定设【计人:员可根?据工程具《体情况选《用合适的计算公式或!方法对?于静止?。土压力的计算—目前尚无精》确,的,。计算公式《或方法?一,般可采用主动土【压力系数的1—.25倍~1.5倍!作为静止土压力系数!
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】关于超载《问,题当填土上有—超载:作用时可《将超载换算为假想的!填土高度再代入计】算公式中计算其【土压力
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— (3)计算】浪压力?的,公式很多根据多【年来的工程》经验普遍认为莆田试!验,。站公式?考虑的影响因—素全面?适,。用范围?广计算精度高对深水!域或浅?水,域均适?用已可以满足各类泵!。站浪压力的计—算要求其他》公,式应用较《。少
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关于风】速,值的采用过去多【采用当地实测风速】值或由当地实测【风力级别《查,莆,福氏:风力表确《定风:速值但国家现行【有关标准(如水【闸设计规范SL 2!65等)均推荐在】设计条件下》采用当地气》象台:站,重现期?50:年,一遇的年最大风【速校核运《用水位或地震情况】下采用当《。地气:象台:站年最大风速—的多年平均值—
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【。 ,关,于吹程的采用参照】有关资料规》定当对岸《最远水面距》离不:超过建筑物前沿水】面,宽度5倍时可—。采用:建筑:物至对岸的实际【距离;当对岸—最远水面距》离超过建筑物前沿水!面宽度5倍时可采】用,建筑物前沿水面宽度!的5倍作为有效吹程!这样的规定比较【符合工?程实际?情况
! : 至于风《浪的持续作用时间】是指保证风浪充分形!成所必需的》最小风时当采用莆】。。田试验站公式时【风浪的持续作用时】间可按莆田试验【站公式的配套—公式计算
!
(4【)淤沙压力可—。按现行行《。业,标准水?工建筑物荷载—设,计规:范SL 74—4的规定进行—计算
【
7.3.3 【。 泵房在施工、【。运用和?检修过程中各种【作用荷载的》大小、分布》及机:。遇情况?是经常变化的因此应!根据泵房不》同的工作条件和【。情况:进行荷载组》合荷载组合的原则是!考虑各种荷载出现的!概率将实际可能同时!作用的各种荷载进行!组,合由于地震》荷载的瞬时性与校】核运用水位》同时遭遇的概率【极少:因此地震荷载不应与!校核运?。用,水位:组合:
【 , 表7.3.3规!定了:计算泵房稳定—时的荷载《组合根据调查资料这!样,的规定?符合我国泵》站工程实际》情况完建情况一【般控制地《基承载力《的计算?故应作?为基本荷《载组合;而施—工情况?和检修情况均—具有短期性的—特点故可作为特【殊荷载组合》;至于地震》情况出现的概率很少!而且是瞬时》性的则更应》作为特殊荷》载组合
—
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,7.3.4 泵房!的,抗滑稳定安全—系数是保证泵房【安全运行的一—。个重要指标其最小值!通常是控制在设计】运用情况《。下、校核运用情况】下或设计运用—水位时遭遇地—震的情况下
!
,。
? 根据目前国家】现行有关标》准的规定分别按土基!和岩基列《出公式(7.3【.4-2)和—公式(7.》。3.4-3》)以便于《设计:。中采用
】
《 在泵站初》。步设计?阶段计算泵》房的抗滑稳》定安全系数较多地】采用公式(7—.3.4-1)【因为采?用该公式《计算简便但ƒ值【的取用比较困难ƒ值!可按试验资料—确定;当无试验资】料,时可按本标准附录A!表A.0.》1、表A.0.【3规定值采》用表:A.0.1、—。表A.?0.3是参照—现行:行业标准水》。闸设计规范SL【。 265制》定的公式(7—.3.4-2)【是根据现场》混凝土板的抗—滑试验?资料进行分》析研:究后提出《来的抗滑试》验,结果表明混凝—土,板的:抗滑能力《不仅和基底面—与地基土之间的【摩擦角ф0值有关而!且和基底面与地【基土之间的黏结力】C0值有关因—此对于黏性土地基】上的泵房抗》滑稳定安全》系数的计算采—用公式(7.3【.4-2《)显然是比较合【理的
【
?。 采用公式(7】.3.4-2)计算!时公式中的ф—0、C0值可根【据室内抗剪试验【。资料按本《标准附录A表A.0!.2的规定》采用经工程实—验检验其计算—成,果,能够比较《真实地反映工—程的实际运》用情况本标准附录】A表A.0.2是】。根据现场《混凝土板的》抗滑试?验资料与室内抗剪】试验资?料进行对比分析【后,制定:的该表所列数据与S!L 265的规定】相同
】 采用公【式(7.3》。.4-3)》计算时?公式中的ƒ′值【和C′值《可根据室《内抗剪断试验—资料、工程实—践经验?及本标准附录A表A!.,0.:。3所列值综合—确定
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—由于ƒ值或ф0、】C0值的取用—对泵房结构设计是否!安全、经《济、合理《。关系极?。大取用时应十—分慎重如取用值【偏大则泵房》结,构在实际运用—中将偏于不安全甚】。至,可能出现滑动—。的危险;反之如取】。用值偏?小,则必然?。会导致工程》上,的浪费现将》我国部?。分泵站泵房抗滑稳】定,计算成果列于表3】
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由!表3可知4号泵站】。灌,溉工况下的Kc值】偏小该泵站建—在,粉质壤土《。地基上如ƒ值取用0!.4即可满足规【定的Kc计算值大】于允许值的》要求5号《、9号、10号泵站!Kc值亦均》偏小其中5号—。、,10:号泵:站建在黏土地—基上9?号泵站建在壤土地】基上如ƒ值均取用】0.3?5即均可《满足规定的Kc计算!值大于允许值的要求!但是建在淤泥质【黏土地基上的—6号泵站ƒ值—取用0.3》0略偏大《如改用0.25则】Kc:。计算值小于》允许:值不:能满足规定的要求修!建在中粉质壤土地】基,上的8号《泵站:ƒ值取用0.—45明显偏大—如,改用0.《40则K《c,。计算值大于允许【值仍能满《足规定的要求;如改!用0.?35则Kc》计算:值小:于允许值就》不,能,满足规定的》要求了?
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? , 当泵》房受双向水平力【荷载作用时》(,如边机组段)应核】算其沿合力方向的抗!滑稳:定性在?双向水平力》荷载作用下泵房抗】滑稳定安全》系,数值会降低有时【不能满?足抗滑稳定》要求这时《需要依靠中联—机组段的对》顶作用以增加边机】组,段侧向稳《定(在正常》设计条件下利—用中联机组段对【顶的:措施一般是不—。允许的因为这样【做失去?了在边联与中联【机,组,段之间?设变形缝《的作用)对》顶块结构应进—行专门的论证和设计!计算
7!.,3.5 本条为】强,制性条文必》须严格执行
【
— 抗滑稳定—。安全系数允许值【是一个涉及建筑物】安全与经济的—。极为重要的指标【表7.3.5所【列抗:滑稳:定安全系数允许【。。值与国家现行有【关标准的规定是基】本,一致的必须指出表7!.3.5规》。定的抗滑稳定安【全系数允许值应【与表中规《定的适用公式配套】使用:不能将表7.3.】5中的规定值用于】检验不适用》公式的计算成—果还必?。。须指出对于土基表】7.3.5中的【。。规定:值对公式(7.3.!4,-,1)和?。公式(7《.3.4-2)均】。适用因为当计算【指标ƒ值和》ф0、C0值—取用:。。合理时按公式(7】.3.4-》1)和公式》(7.3.4-2)!的计算结果大体上是!相当:的,
》。
7.3.7 【 泵房的抗》浮,稳定安?全,系数:也是保证泵房安全】运行:。的一个重要指—标其最小值通—常是:控制在检修情况【下或校核《运用情况下公式【(7.3.7)【是计算?泵房抗浮稳》定安全系数的唯【一公式
《
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:7.3?.8 本》条为强?制,性条文必《须严:格执行
【。
抗浮】。稳定安全《系,数允许值《的确定以泵房不【浮起为原则为留有】。一定的安全储备【本标准规定不分泵】站级别和地基类别】基本:荷载组合下》为1.10》特殊荷载《组合下为1.0【5,
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7.3】.9:、7.3.1—0 泵房基础【底面应力《。大小及分布状况【也是保证《泵房:安全运行的》。一个重要指标其最大!平均值通常是控【制在完建情况—下不均匀系》数的最大值通常是控!制在校核运用情况】下或设计运》用水位时遭遇地震】的情况下公》。式(7.3.9-1!)或公式(7.3】.9-?2)是偏心受压公】式由于泵房结构刚】度比较大泵》。房基础底面应—力可近似地认为【。呈直线分布》。因此泵?房基础?底面应力可》按偏心受《压,公式进行计算—目前我?国普遍就《采用这两个公式计算!
》
: 土基上的泵房!稳定应在各种计【。算情:况下地基不致发【生剪切破坏》而失去稳定因此【在各种计算情况下(!一般控制在完建情况!下)要求泵》房,平均基底应力不大于!地基允?许承:载力最大基底应力】不大于地基》允许承载《力的1.2倍—对于岩基上的泵房】显然是不《难满足上述》要求的;而》对于土基上的泵房特!别是修建《在软:土地基上的泵房要满!足上述要求》有时需要通过对【地基进行人工处理】才能达到《因,。此如果?不能满足在》各种情?况,下泵房平均基底应】力不大?于地基?。。。允许承载力最—大基底应《力,不大于地《基,允,许承:载,力的1.2倍的要求!地基就将因发生【剪,切,破坏而失去稳定【
《
为【了减少和防》。止由于泵房基础【。。。底部应力《分布不均《。匀导致基础过—大的不均匀沉降【从而避免产生泵房结!构倾斜甚至断裂【的严重事故本—标,准规:定土基上泵房基【础底面?应力不均《匀系数(即泵房基础!底面应力计》算最:大值与最小值的比】值)不应大于本标】准表7?.3.1《0的规定值表7【.3.10》规定的?不均匀系数允许值与!现行:行业标准水闸设计】规范SL 265的!规定值?是一:致的岩?基上泵房基础—。。。底,。面,应力的不均匀系数】可不受?控制:但是为了《避免基础《底面基岩之间脱【开要求在《非地震?情况下基础底面【边缘的?最小应力《不小:于零:即,基础底面不出现拉应!力;在地震情—况下基础底》面边缘?的最小应力不应小】。。于-10《0kPa即允许基础!底面出现不小于-1!00kP《a的拉应《力现将我国部分【泵房基础底面—应力及其不均—匀系数?的计算成《果列于表4
【
《
,。
《
,。 : 由表4可知【2号、6号、7号泵!站均建在淤泥—质黏土地《基上其中6》号泵站泵《。房基础底面应力平均!值,达211kPa【最大值?高达276》kPa是淤泥—质黏:土地基所不能承受的!而,不均匀?系数为1《.89?超过了表7.3.1!。。0的规定值该泵站】泵房在施工过—程中的?最大沉降值超过了】500mm沉—降差达250m【m,~,350m《m被迫停工》达半年之久》影,。响,了工程进《度因而未能及时发挥!工程效益《;2号泵《站泵房?边块基础《底面应力平均—值达221kPa】最大值?高达270kPa】7号泵站泵房左块】基础底面应》力平均值达》200kPa最大值!高达245k—Pa都是淤泥质黏土!地基所不能承受的】。但这:两座泵站泵房边【。块和左块基础底面压!。应力不均匀系—数分别为1.57】和1.?59稍大于表7【.3.10的规定值!加之:施工程序安排比较】。适当因而《施,工过程中均未发现】什么问题这就—说明在设《计中严格控制泵房基!础底面应力及其不】均匀系数和在—施工中适当》安排好?施工程序是十分重要!的3号?、8号泵站》。均,建在:中,粉质壤土地》基上其中3》号泵站泵房在—检修工况《下和8号泵站泵房在!排水工?。况下的基础》底面应力不均匀系】数分别达3.49】和3.76大—。大超过了表7—.3.10的—规定值但因基—础底面应《力的平均值仅为9】1kP?a~9?2kPa最大—值均为?1,。43kPa是中粉质!壤土地基《所能够承受的—因而在泵《站,运行过程中》未发生什么》问题
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—。满足了表7》.3.1《0的规定根本就【不,存在泵房结》构发生倾覆》的问题至于表7.】3.10的规定值】主,要是根据控制—泵,房基:础底面不产》生过大的不均匀沉】降即控制泵房—结构:的竖向轴线(中垂】线)不产生过大【倾斜的要求确—定的这正是土基上】建筑物的一个—很显著的特点而岩】基上建?筑物一般《不存在由于地基【。不均:匀沉降导致的不良】后果因此对不均匀系!数可不控制
!
: :。 关于“在地震情!。况下:泵房地基持力层允许!承载力?可适当?提高”可参考现【行国家标《准建筑抗震设计【规,范GB 《50011天然地】基基础抗震验算【时应采用地震作用】效应标准组合且【地基抗震承载力【应取地基承载力特】征值乘以地基—抗震承载力调整系】数计算
! 地基抗【震承载力《应按下列公式计【。算
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《
ƒaE《=ξa?。ƒa ! (:1)
?
!式中:ƒaE调整》后的地基抗震承【载力;
《
?
》 《 ξa地基抗震!承载力调《整系数应按表5采】用;
【
】 ƒa深—宽修正后的地基承载!力特:征值应按《现,。行国:家标准建《筑地基?基础:设计规范G》B 5?0,007采用
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!
本标】准表7.《3.10《中将土质地基分为】松软、中等坚实、坚!实,三个等级在实际工程!中可按地基》土的:分类根据其孔隙比、!相对:密度及标《准,贯入击数《等按现行国家标准岩!土工程?勘察规范G》B 50021的要!求,来划分
》