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
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: (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
! 《(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S!L 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
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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 》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!
》。
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
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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 26《5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SL 26—5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K?。c计算值大于允许】值的要?求5号、《。9号、1《。0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0.3—。0,略偏大如改用0.2!5则K?c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K!c,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
! ? 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、C》0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,1.10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
】 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 —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-1》00kPa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211—kPa最大值高达】276kPa是【淤泥质黏土地—基所不能承受的【而,不均匀系数为1.8!9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~350》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221kPa【最大值高达》27:0kPa7》号泵站?。泵房左块基础—底面应力平均值达2!00:kPa最大值高达】。24:。5kPa《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】.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?9,1k:Pa~92kPa】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
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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!.1:0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 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
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《 地基—抗,震承载力《应按下?列公式计算
—
ƒ—a,。E=:。ξaƒa 》 【(1)
《
— ?式中ƒ?。aE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 5【0007采用—
【。
!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
》