《6.3 稳定分析!
《
:
6.3.1 !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
【
:
6.3.2— :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—力系数法作》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—算方法作了一定【程,。度的简化使用—方便实?用价值大因此本规范!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?图形确定因此本规范!。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!土压力计算对于被】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;当填土为粘性土!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?因此本规范》对具体的计算公式】或方:法不作硬性规定设】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:多原规范推荐采用】官厅:-鹤地?水库公式或莆田【试验站公式对—于从水库、》湖泊取水的灌—溉泵站或向》湖泊排水的排水泵站!以及湖?泊岸边的灌排结合泵!站宜采用官厅-鹤地!。水库公式;对于【从,河,流、:渠,道取水的灌溉—泵站或向河》流排水的排水泵【站以及河流》岸边的灌排结—合泵站宜采用莆田】试验站公式根据原规!范,。。执行后反《馈的情况普遍—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:式应用较少因此本规!范,修订时改为推荐莆】田试验?站公式作《为浪压?力计算的主》要公式
《
】 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50a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?的多年平均值因【此本:规范在修订时作【了相应的修改—。
! 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!的规定是比》较符:合工程实《。际,情况的
! : 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—公式计算求得
】
?
4— 淤沙压》力可按?现行行业标准水工】建筑物荷载设计规】范DL? 507《7,的规定进《行计算
【
关【于风压?力、冰压《力、土的《冻胀:。力原规范没有提及其!计算规?定的内容《。本次规范《修改时加入了这部分!内容
—。
6.3.3 !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《种荷载出现的几率将!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】。。时遭遇的几率极【少因此地《震荷:。载,不应与校核运用水】位组合
! 表6.【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;对于地震!情况:出,现的几率很少而【。且,。。是瞬时性的则更【应作为特殊荷—载组合?
6.】3.4、6》.3.5 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
】
: 原规范—中的公式(6.3.!4,-2)是根据—土基:上水工建筑物的研】究成果提出》的对于岩基上的泵站!只是在形式上保持与!该公式一致根据【目前国?家,现行有?关标准的规》。定,本次规?范修订时将原规范】公式(6.3.【4-2)拆开—分别按土基和—岩基列出公式(【6.3.4》-2)和公》式(6.3.4-】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(6.3.4-1!),。因为采用该公式计算!简便但f值的取用比!。。。较困难f值》可按试验资料—确定:;当无试验资—料时可按本》规范附录《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 2》65制定的》。公式(6.3—.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【的摩擦角值有关【而且还和《基底面与《地基:。土,之间的粘结力C0】值有关因此对于【。粘性土地基上的【泵房抗滑稳定—安全系数的计算采用!公式:(6.3.4—-2)显然是—。比,较合理的
》
《
采用公】式(:6.3.4》-2)计算时公式】。中的、C0值—可根:据,室内抗剪试验—资料按本规范附录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,况本规范附》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:所列数据与现行行】业标准水闸》设,计规范SL —265的《规定相同
—
】采用公式(6.3.!4-:3)计算时公式【。中的可根据室—内抗剪断试验资【料、工?程实践经《验及本规范》附录A表A.—0.3所列值综合确!定
》
,。
由—于f:值,或、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《用时必须十分慎【。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!基土:如,f值:。取用:0.4即可满足【。规范规定的K—计算:值大于允许值的要求!5、9?、10?号泵站Kc值—亦,均偏小其中》。5、10号泵—站建在?粘土:地基上9号泵—站建在壤《土地基上如f—值均取用0.3【。5即均可满足规范规!定的Kc计算—。值大于允许值的要】求但是建《在淤泥质粘土地基】上的6号泵站—f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】规范规定的要求修】建在中粉质壤土地基!上的:。8号泵站f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?。能满足规范》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?规范:规定的要求》了
?
— 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:修改后?的表6.3.5【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6.3. 】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】6,.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6.【3.5中的规定值】对公式(6.3【.4-?1)和公式》(6.3《.4-2)均适【用,因为当计算指—标f值和《、,C0值取用合理时按!公式(?。6.:3.4-1)和公】式(6.3.4-2!。)的计算结果大体上!。是相当的
》
《
在原规】。。范表6.《3,.5中规定按公式(!6.3.4-1)】。计算时岩基上泵房抗!滑稳定安全系—数,允,许值在基本组合【和特殊组合》Ⅰ情况下不论建筑物!的级别分别为1.1!0和1.《0,5本次规范修改时有!意见提出《1,级,泵,站的规模相》对较大其抗》滑稳定安《全系数应与》2、3?、4、5级泵站有所!区别因此本次规【范修改时将岩—基上:。2、:。3、4、5级泵【站在:。基本组?合和特殊组合Ⅰ【情况下?的抗滑稳定》安全系数允》许值分别下》降0.02~0.】03:
?
【第6.3.5条为】强制性条文必须严格!执行
—
6.3.6【。。、6:.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(6.3!。.6)是《计算泵房《抗浮:稳定安全系数—的唯一?公式抗浮稳定安全】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【备本规?范,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
!
第6!.3.?7条为强制性条【文必须严格执行
】
,
6.—3.8?、6.3.9 【 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》(6.3.》8-1)或》。公,式,(,6.3.8-2【。)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《本规范规《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】表6:.3.?9的规定值表6.3!.,9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-1《0,0kPa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、6!、7号泵《站均建在淤》泥质粘土地基上其】。中6号泵站泵房【基础底面应力—平均值达211kP!a最:大值高达276kP!a是淤泥质粘土【。地基所不能》承受的而不均匀系数!为1.89超过【了表6.3》.9的?规定值?该泵站泵房在施工】过程中的最大沉【降值超过了50cm!沉降差?达,25:cm~35cm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270《kPa7号》泵站泵房左块基【础底面应力平均【值达200》kPa、最大值高达!245kPa都【是淤泥质粘土地基】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6:.3.9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、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6.3.9的规定!值但因基础》底面应力的平—均值仅为91kPa!~92kP》a最大值均为14】3k:Pa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6.【3,.9的规定根本就】不存在泵房结构发生!倾覆的问题至于表6!.,3.:9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: 5:。0011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!承载力应按下式【计算
?
】。
:
,
: