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—。
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
】 (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1.2—5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【。6,5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
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(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 】744?的规定进行计—算
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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
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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
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》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S【L 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
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》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
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— 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0.35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0.30略!偏,大如改用0.2【5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,Kc计算值》大于:允许值仍能满足【规定的要《求;如?改用0.3》5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
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7.3【.,5 ?本条为强《制性条文《必须严格执行
【
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》 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—ф,0、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
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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
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》 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1.1《0特殊荷载组合下】为1.05
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7.—3.9、7》.3.10 【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
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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】
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? 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?.10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-100kPa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
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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21—1kPa最》大值高达276k】Pa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:7.3.10的规】定值该泵站》泵房在施工过—程中的?最大沉?降值超过了500】mm沉?降差达250m【m,~3:50mm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22》1kPa最大值【高达270k—Pa:7号泵站泵房左块】基础底?面,应,。力,平均值达200k】Pa最大值高达24!5,kPa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3.7】。6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】1kPa~》92kPa》最大值均为》143kPa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—.10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 500】11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!
ƒaE!=ξ:a,ƒa —。 (1)
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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;》
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: 】 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—GB 50007采!用
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— 本?标准表7.3.【1,0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?GB 50》0,。21的要《。求来划分《
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