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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.【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
】。
【 (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
】 《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 ?265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 【74:4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
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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
!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
! 采用公式】(,7,.3.4-2—)计算时公式中【的ф0、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SL 2》65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、C—0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0.25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Kc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
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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
【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:。.10特殊荷—载,组合下为1.—0,5
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7.3.1【0,规定的?不均匀系数允许值】与现行行业》标准水闸设计规范S!L :26:5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-100kP!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
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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:211kPa—最大值高达2—76kP《a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500mm沉降!。差达250m—m~35《0,mm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221k》Pa最大值高—达2:70k?P,。a7号泵站泵房左块!基础底面应力平均】值达200kPa最!大值高达2》45kPa》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1.5—9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3.4】9,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~92kP!。a最大值均为143!kPa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
】
— 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
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: 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》aƒa 《 —。 ,(1)
! , 式中ƒa【E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GB 5000】7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GB 5—002?1的要求来》划分
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