6.3【 稳定分析
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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!
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6.3《.,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【。。
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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
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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
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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》 265《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
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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
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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D】L :5077的规定进】行计算
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》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
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— 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
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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
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— 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S?L 265》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
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】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!S,。L :2,65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
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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、1《0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0.35》。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K!c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0.4!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
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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》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、C》0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
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: 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,.10和1.05】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《
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:。 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—1.0?。5
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第!6.3.7条为强制!性条文必须严格执行!
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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
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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】。S,L 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—-1:00kP《a即允许基础底面出!。现不小于-100k!Pa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、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—211kPa—最大值高达2—76:kPa是淤》泥质粘土《地基所不能承—受的而?。不均匀系数为1.8!9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5】0cm沉降差达25!。cm~35c—m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】270k《。P,a7号?泵站:泵房左?块基础底面应—力平均值达》2,00kPa、最【大值高达245kP!a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. 5》7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—~9:2kPa《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】 50?01:1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》
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》 地:基抗震承载力—应,按,下式计算《。
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