安全验证
7.3  !。稳定分析 — 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 !   【。  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 !    》 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5【0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 ? :     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 》744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 》 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 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 》     采用!。公式:(7.?3.4-2)计算时!公式:中的ф0、C—0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 ?。  》   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 】  :  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【 , 【 《    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:0.4?5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》。    ! 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】、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 ! , 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 !    《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《 》 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【。。 ? ,    》 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-1】00:kPa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 : , !     》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2:76k?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500m【m沉降差达250】m,m,~350mm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221!kPa最大值高【达270kPa7】号泵站泵房左—块基础底面应力【平,均,值达2?00kP《a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1.5!7,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91!kPa?~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 】 ,     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 5001!。1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=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GB 5》。0021的要求【来划分 》