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7。3.穩(wěn)定分析7、3 1 為了簡化泵房穩(wěn)定分析工作.可采取一個典型機組段，包括中間機組段，邊機組段和安裝間.或一個聯(lián)段,幾臺機組共用一塊底板 以底板兩側的永久變形縫為界,稱為一個聯(lián)段。作為計算單元。經(jīng)工程實踐檢驗 這樣的簡化是可行的，7,3.2。執(zhí)行本條規(guī)定應注意下列事項、1.計算作用于泵房底板底部滲透壓力的方法、主要根據(jù)地基類別確定 土基上可采用滲徑系數(shù)法，亦稱直線分布法,或阻力系數(shù)法 前者較為粗略,但計算方法簡便.可供初步設計階段以前泵房地下輪廓線布置時采用 后者較為精確 但計算方法較為復雜。我國南京水利科學研究院的研究人員對阻力系數(shù)法做了改進。提出了改進阻力系數(shù)法 該法既保持了阻力系數(shù)法的較高精確度,又使計算方法做了一定程度的簡化,使用方便 實用價值大,因此、本標準規(guī)定對于土基上的泵房，宜采用改進阻力系數(shù)法、巖基滲流計算、因涉及基巖的性質 巖體構造 節(jié)理 裂隙的分布狀況等，情況比較復雜 根據(jù)調查資料，作用在巖基上泵房底板底部的滲透壓力均按進出口水位差作為全水頭的三角形分布圖形確定。因此、本標準規(guī)定對于巖基上的泵房.宜采用直線分布法、2,計算作用于泵房側面土壓力的方法,主要根據(jù)泵房結構在土壓力作用下可能產(chǎn)生的變形情況確定 土基上的泵房，在土壓力作用下往往產(chǎn)生背離填土方向的變形，因此、可按主動土壓力計算，巖基上的泵房、由于結構底部嵌固在基巖中 且因結構剛度較大.變形較小 因此可按靜止土壓力計算.土基上的岸墻.翼墻 由于這類結構比較容易出問題、為安全起見有時亦可按靜止土壓力計算。至于被動土壓力。因其相應的變形量已超出一般擋土結構所允許的范圍。故一般不予考慮 關于主動土壓力的計算公式。當填土為砂性土時多采用庫侖公式，當填土為黏性土時可采用朗肯公式,也可采用楔體試算法.考慮到庫侖公式 朗肯公式或其他計算方法都有一定的假設條件和適用范圍.因此本標準對具體的計算公式或方法不做硬性規(guī)定 設計人員可根據(jù)工程具體情況選用合適的計算公式或方法 對于靜止土壓力的計算,目前尚無精確的計算公式或方法,一般可采用主動土壓力系數(shù)的1.25倍、1、5倍作為靜止土壓力系數(shù)。關于超載問題。當填土上有超載作用時可將超載換算為假想的填土高度。再代入計算公式中計算其土壓力。3,計算浪壓力的公式很多.根據(jù)多年來的工程經(jīng)驗、普遍認為莆田試驗站公式考慮的影響因素全面。適用范圍廣、計算精度高 對深水域或淺水域均適用.已可以滿足各類泵站浪壓力的計算要求。其他公式應用較少 關于風速值的采用，過去多采用當?shù)貙崪y風速值或由當?shù)貙崪y風力級別查莆福氏風力表確定風速值。但國家現(xiàn)行有關標準,如.水閘設計規(guī)范、SL。265等,均推薦在設計條件下采用當?shù)貧庀笈_站重現(xiàn)期50年一遇的年最大風速、校核運用水位或地震情況下采用當?shù)貧庀笈_站年最大風速的多年平均值，關于吹程的采用，參照有關資料規(guī)定 當對岸最遠水面距離不超過建筑物前沿水面寬度5倍時，可采用建筑物至對岸的實際距離 當對岸最遠水面距離超過建筑物前沿水面寬度5倍時、可采用建筑物前沿水面寬度的5倍作為有效吹程，這樣的規(guī)定比較符合工程實際情況、至于風浪的持續(xù)作用時間，是指保證風浪充分形成所必需的最小風時、當采用莆田試驗站公式時，風浪的持續(xù)作用時間可按莆田試驗站公式的配套公式計算、4,淤沙壓力可按現(xiàn)行行業(yè)標準。水工建筑物荷載設計規(guī)范，SL、744的規(guī)定進行計算.7,3.3.泵房在施工.運用和檢修過程中.各種作用荷載的大小.分布及機遇情況是經(jīng)常變化的.因此應根據(jù)泵房不同的工作條件和情況進行荷載組合。荷載組合的原則是考慮各種荷載出現(xiàn)的概率 將實際可能同時作用的各種荷載進行組合,由于地震荷載的瞬時性與校核運用水位同時遭遇的概率極少、因此地震荷載不應與校核運用水位組合 表7，3，3規(guī)定了計算泵房穩(wěn)定時的荷載組合。根據(jù)調查資料.這樣的規(guī)定符合我國泵站工程實際情況,完建情況一般控制地基承載力的計算 故應作為基本荷載組合 而施工情況和檢修情況均具有短期性的特點。故可作為特殊荷載組合、至于地震情況,出現(xiàn)的概率很少、而且是瞬時性的。則更應作為特殊荷載組合.7，3。4。泵房的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)是保證泵房安全運行的一個重要指標，其最小值通常是控制在設計運用情況下 校核運用情況下或設計運用水位時遭遇地震的情況下。根據(jù)目前國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定、分別按土基和巖基列出公式，7,3.4.2.和公式,7、3 4。3,以便于設計中采用,在泵站初步設計階段.計算泵房的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)較多地采用公式、7 3 4。1,因為采用該公式計算簡便。但?值的取用比較困難,?值可按試驗資料確定，當無試驗資料時.可按本標準附錄A表A，0、1,表A 0。3規(guī)定值采用,表A,0。1，表A 0 3是參照現(xiàn)行行業(yè)標準 水閘設計規(guī)范 SL，265制定的。公式 7、3,4 2,是根據(jù)現(xiàn)場混凝土板的抗滑試驗資料進行分析研究后提出來的,抗滑試驗結果表明,混凝土板的抗滑能力不僅和基底面與地基土之間的摩擦角ф0值有關.而且和基底面與地基土之間的黏結力C0值有關 因此,對于黏性土地基上的泵房抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)的計算.采用公式、7，3 4,2。顯然是比較合理的 采用公式、7,3,4。2，計算時、公式中的ф0。C0值可根據(jù)室內(nèi)抗剪試驗資料按本標準附錄A表A,0.2的規(guī)定采用.經(jīng)工程實驗檢驗 其計算成果能夠比較真實地反映工程的實際運用情況。本標準附錄A表A,0、2是根據(jù)現(xiàn)場混凝土板的抗滑試驗資料與室內(nèi)抗剪試驗資料進行對比分析后制定的、該表所列數(shù)據(jù)與SL，265的規(guī)定相同、采用公式，7。3,4,3。計算時.公式中的?。值和C。值可根據(jù)室內(nèi)抗剪斷試驗資料,工程實踐經(jīng)驗及本標準附錄A表A、0、3所列值綜合確定，由于?值或ф0、C0值的取用，對泵房結構設計是否安全。經(jīng)濟、合理關系極大,取用時應十分慎重,如取用值偏大、則泵房結構在實際運用中將偏于不安全。甚至可能出現(xiàn)滑動的危險 反之，如取用值偏小,則必然會導致工程上的浪費 現(xiàn)將我國部分泵站泵房抗滑穩(wěn)定計算成果列于表3、由表3可知，4號泵站灌溉工況下的Kc值偏小.該泵站建在粉質壤土地基上,如?值取用0。4 即可滿足規(guī)定的Kc計算值大于允許值的要求，5號、9號。10號泵站Kc值亦均偏小、其中5號，10號泵站建在黏土地基上、9號泵站建在壤土地基上,如?值均取用0、35.即均可滿足規(guī)定的Kc計算值大于允許值的要求.但是、建在淤泥質黏土地基上的6號泵站,?值取用0。30略偏大 如改用0，25、則Kc計算值小于允許值 不能滿足規(guī)定的要求,修建在中粉質壤土地基上的8號泵站.?值取用0，45明顯偏大 如改用0.40 則Kc計算值大于允許值,仍能滿足規(guī)定的要求 如改用0,35。則Kc計算值小于允許值。就不能滿足規(guī)定的要求了，當泵房受雙向水平力荷載作用時 如邊機組段,應核算其沿合力方向的抗滑穩(wěn)定性,在雙向水平力荷載作用下 泵房抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)值會降低。有時不能滿足抗滑穩(wěn)定要求。這時需要依靠中聯(lián)機組段的對頂作用以增加邊機組段側向穩(wěn)定,在正常設計條件下,利用中聯(lián)機組段對頂?shù)拇胧┮话闶遣辉试S的,因為這樣做失去了在邊聯(lián)與中聯(lián)機組段之間設變形縫的作用,對頂塊結構.應進行專門的論證和設計計算、7。3.5。本條為強制性條文.必須嚴格執(zhí)行、抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值是一個涉及建筑物安全與經(jīng)濟的極為重要的指標,表7,3，5所列抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值與國家現(xiàn)行有關標準的規(guī)定是基本一致的,必須指出.表7，3.5規(guī)定的抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)允許值應與表中規(guī)定的適用公式配套使用、不能將表7 3 5中的規(guī)定值用于檢驗不適用公式的計算成果、還必須指出,對于土基、表7，3.5中的規(guī)定值對公式、7，3、4，1.和公式。7,3.4，2.均適用 因為當計算指標?值和ф0,C0值取用合理時,按公式、7、3 4、1.和公式,7 3,4 2。的計算結果大體上是相當?shù)模?.3.7,泵房的抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)也是保證泵房安全運行的一個重要指標。其最小值通常是控制在檢修情況下或校核運用情況下，公式，7,3。7.是計算泵房抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)的唯一公式 7 3 8 本條為強制性條文、必須嚴格執(zhí)行 抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)允許值的確定.以泵房不浮起為原則 為留有一定的安全儲備.本標準規(guī)定不分泵站級別和地基類別 基本荷載組合下為1.10.特殊荷載組合下為1，05，7,3。9 7 3，10、泵房基礎底面應力大小及分布狀況也是保證泵房安全運行的一個重要指標，其最大平均值通常是控制在完建情況下，不均勻系數(shù)的最大值通常是控制在校核運用情況下或設計運用水位時遭遇地震的情況下 公式,7。3、9,1,或公式、7。3,9，2.是偏心受壓公式，由于泵房結構剛度比較大,泵房基礎底面應力可近似地認為呈直線分布 因此泵房基礎底面應力可按偏心受壓公式進行計算、目前我國普遍就采用這兩個公式計算,土基上的泵房穩(wěn)定應在各種計算情況下地基不致發(fā)生剪切破壞而失去穩(wěn)定 因此、在各種計算情況下，一般控制在完建情況下,要求泵房平均基底應力不大于地基允許承載力.最大基底應力不大于地基允許承載力的1 2倍、對于巖基上的泵房、顯然是不難滿足上述要求的。而對于土基上的泵房。特別是修建在軟土地基上的泵房,要滿足上述要求,有時需要通過對地基進行人工處理才能達到.因此，如果不能滿足在各種情況下、泵房平均基底應力不大于地基允許承載力，最大基底應力不大于地基允許承載力的1。2倍的要求，地基就將因發(fā)生剪切破壞而失去穩(wěn)定 為了減少和防止由于泵房基礎底部應力分布不均勻導致基礎過大的不均勻沉降、從而避免產(chǎn)生泵房結構傾斜甚至斷裂的嚴重事故.本標準規(guī)定土基上泵房基礎底面應力不均勻系數(shù),即泵房基礎底面應力計算最大值與最小值的比值 不應大于本標準表7.3。10的規(guī)定值。表7 3,10規(guī)定的不均勻系數(shù)允許值與現(xiàn)行行業(yè)標準 水閘設計規(guī)范,SL。265的規(guī)定值是一致的,巖基上泵房基礎底面應力的不均勻系數(shù)可不受控制，但是、為了避免基礎底面基巖之間脫開,要求在非地震情況下基礎底面邊緣的最小應力不小于零.即基礎底面不出現(xiàn)拉應力，在地震情況下基礎底面邊緣的最小應力不應小于，100kPa 即允許基礎底面出現(xiàn)不小于 100kPa的拉應力?，F(xiàn)將我國部分泵房基礎底面應力及其不均勻系數(shù)的計算成果列于表4.由表4可知.2號、6號,7號泵站均建在淤泥質黏土地基上、其中6號泵站泵房基礎底面應力平均值達211kPa.最大值高達276kPa、是淤泥質黏土地基所不能承受的、而不均勻系數(shù)為1。89,超過了表7、3 10的規(guī)定值,該泵站泵房在施工過程中的最大沉降值超過了500mm.沉降差達250mm 350mm 被迫停工達半年之久 影響了工程進度、因而未能及時發(fā)揮工程效益。2號泵站泵房邊塊基礎底面應力平均值達221kPa,最大值高達270kPa、7號泵站泵房左塊基礎底面應力平均值達200kPa、最大值高達245kPa,都是淤泥質黏土地基所不能承受的,但這兩座泵站泵房邊塊和左塊基礎底面壓應力不均勻系數(shù)分別為1,57和1、59、稍大于表7。3,10的規(guī)定值,加之施工程序安排比較適當 因而施工過程中均未發(fā)現(xiàn)什么問題.這就說明在設計中嚴格控制泵房基礎底面應力及其不均勻系數(shù)和在施工中適當安排好施工程序,是十分重要的.3號 8號泵站均建在中粉質壤土地基上，其中3號泵站泵房在檢修工況下和8號泵站泵房在排水工況下的基礎底面應力不均勻系數(shù)分別達3,49和3.76，大大超過了表7、3。10的規(guī)定值。但因基礎底面應力的平均值僅為91kPa、92kPa 最大值均為143kPa.是中粉質壤土地基所能夠承受的,因而在泵站運行過程中未發(fā)生什么問題，滿足了表7。3。10的規(guī)定、根本就不存在泵房結構發(fā)生傾覆的問題，至于表7.3、10的規(guī)定值 主要是根據(jù)控制泵房基礎底面不產(chǎn)生過大的不均勻沉降.即控制泵房結構的豎向軸線 中垂線，不產(chǎn)生過大傾斜的要求確定的、這正是土基上建筑物的一個很顯著的特點 而巖基上建筑物一般不存在由于地基不均勻沉降導致的不良后果,因此對不均勻系數(shù)可不控制、關于，在地震情況下、泵房地基持力層允許承載力可適當提高,可參考現(xiàn)行國家標準。建筑抗震設計規(guī)范,GB 50011.天然地基基礎抗震驗算時.應采用地震作用效應標準組合，且地基抗震承載力應取地基承載力特征值乘以地基抗震承載力調整系數(shù)計算、地基抗震承載力應按下列公式計算，?aE。ξa?a.1 式中，?aE 調整后的地基抗震承載力。ξa，地基抗震承載力調整系數(shù) 應按表5采用。?a.深寬修正后的地基承載力特征值,應按現(xiàn)行國家標準，建筑地基基礎設計規(guī)范、GB。50007采用、本標準表7,3 10中將土質地基分為松軟,中等堅實,堅實三個等級，在實際工程中.可按地基土的分類，根據(jù)其孔隙比 相對密度及標準貫入擊數(shù)等、按現(xiàn)行國家標準.巖土工程勘察規(guī)范、GB.50021的要求來劃分，