泵站设计规范（GBT-50265-97）之泵房设计（三）

      6.3　稳定分析

      6.3.1　泵房稳定分析可采取一个典型机组段或一个联段作为计算单元。

      6.3.2　用于泵房稳定分析的荷载应包括：自重、静水压力、扬压力、土压力、泥沙压力、波浪压力、地震作用及其它荷载等。其计算应遵守下列规定：
　　　　
      6.3.2.1　自重包括泵房结构自重、填料重量和永久设备重量。
　　　　
      6.3.2.2　静水压力应根据各种运行水位计算。对于多泥沙河流，应考虑含沙量对水容重的影响。
　　　　
      6.3.2.3　扬压力应包括浮托力和渗透压力。渗透压力应根据地基类别，各种运行情况下的水位组合条件，泵房基础底部防渗、排水设施的布置情况等因素计算确定。对于土基，宜采用改进阻力系数法计算；对岩基，宜采用直线分布法计算。

      6.3.2.4　土压力应根据地基条件、回填土性质、泵房结构可能产生的变形情况等因素，按主动土压力或静止土压力计算。计算时应计及填土面上的超载作用。
　　　　
      6.3.2.5　泥沙压力应根据泵房位置、泥沙可能淤积的情况计算确定。
　　　　
      6.3.2.6　波浪压力可采用官厅一鹤地水库公式或莆田试验站公式计算确定。
　　　 　　　
      在设计水位时，风速宜采用相应时期多年平均最大风速的1.5～2.0倍；在最高运行水位或洪（涝）水位时，风速宜采用相应埋藏多年平均最大风速。
　　　　
      6.3.2.7　地震作用可按国家现行标准《水工建筑物抗震设计规范》的规定计算确定。
　　　　
      6.3.2.8　其它荷载可根据工程实际情况确定。

      6.3.3　设计泵房时应将可能同时作用的各种荷载进行组合。地震作用不应与校核运用水位组合。
　　　　
      用于泵房稳定分析的荷载组合应按表6.3.3的规定彩。必要时还应考虑其它可能的不利组合。

      表6.3.3 　荷载组合表

      6.3.4　泵房沿基础底面的抗滑稳定安全系数应按(6.3.4-1)式或(6.3.4-2)式计算：
　　　　　 　　　　　　
      Kc=fΣG/ΣH　　　　　　　　(6.3.4-1)
　　　　　 　　　　　　
      Kc=fΣG+C0A/ΣH　　　　　　(6.3.4-2)

      式中：
      Kc——抗滑稳定安全系数；
      ΣG——作用于泵房基础底面以上的全部竖向荷载（包括泵房基础底面上的扬压力在内，kN）；
      ΣH——作用于泵房基础底面以上的全部水平向荷载(kN)；
      A——泵房基础底面积(m2)；
      f——泵房基础底面与地基之间的摩擦系数，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规定值采用；
      f——泵房基础底面与地基之间摩擦角Φ0的正切值，即f=tgΦ0；
      C0——泵房基础底面与地基之间的粘结为(kPa)。
     
      对于土基，Φ0、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；对于岩基，Φ0、C0值可根据野外和室内抗剪试验资料，采用野外试验峰值的小值平均值或野外和室内试验峰值的小值平均值。

      当泵房受双向水平力作用时，应核算其沿合力方向的抗滑稳定性。

      当泵房地基特力层为较深厚的软弱土层，且其上竖向作用荷载较大时，尚应核算泵房连同地基的部分土体沿深层滑动面滑动的抗滑稳定性。
　　 　　
      对于岩基，若有不利于泵房抗滑稳定的缓倾角软弱夹层或断裂面存在时，尚应核算泵房可能组合滑裂面滑动的抗滑稳定性。

      6.3.5　泵房沿基础底面抗滑稳定安全系数的允许值应按表6.3.5采用。

      表6.3.5  抗滑稳定安全系数允许值 

      注：

      (1)特殊组合Ⅰ适用于施工情况、检修情况和非常运用情况，特殊组合Ⅱ适用于地震情况；

      (2)在特殊荷载组合条件下，土基上泵房沿深层滑动面滑动的抗滑稳定安全系数允许值，可根据软弱土层的分布情况等，较表列值适当增加。

      (3)岩基上泵房沿可能组合滑裂面滑动的抗滑稳定安全系数允许值，可根据缓倾角软弱夹层或断裂面的充填料性质等情况，较表列值适当增加。

      6.3.6　泵房抗浮稳定安全系数应按(6.3.6)式计算：

      Kf=Σv / Σu　　　　　　　　(6.3.6)

      式中：
      Kf——抗浮稳定安全系数；
      Σv——作用于泵房基础底面以上的全部重力(kN)；
      Σu——作用于泵房基础底面上的扬压力(kN)。

      6.3.7　泵房抗浮稳定安全系数的允许值，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。

      6.3.8　泵房基础底面应力应根据泵房结构布置和受力情况等因素计算确定。
　　　　
      6.3.8.1　对于矩形或圆形基础，当单向受力时，应按(6.3.8-1)式计算：

      Pmaxmin=ΣG/A±ΣM/W　　　　　　　　（6.3.8-1)
　　　　　　
      式中：
      Pmaxmin——泵房基础底面应力的最大值或最小值(kPa)；
      ΣM——作用于泵房基础底面以上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流向的形心轴的力矩(kN·m)；
      W——泵房基础底面对于该底面垂直水流向的形心轴的截面矩(m3)。
　　　　
      6.3.8.2　对于矩形或圆形基础，当双向受力时，应按(6.3.8-2)式计算：

      Pmaxmin=ΣG/A±ΣMx/Wx±ΣMy/Wy　　　　　　　　（6.3.8-2)

      式中：

      ΣMx、ΣMy——作用于泵房基础底面以上的全部水平向和竖向荷载对于基础底
　　　　　　　　　　　　　　　　　　面形心轴x、y的力矩(kN·m)；
      Wx、Wy——泵房基础底面对于该底面形心轴x、y的截面矩(m3)。

      6.3.9　各种荷载组合情况下的泵房基础底面应力应不大于泵房地基允许承载力（见本规范6.4.5～6.4.7）。
　　
      土基上泵房基础底面应力不均匀系数的计算值不应大于本规范附录A表A.0.3规定的允许值。

      岩基上泵房基础底面应力不均匀系数可不控制，但在非地震情况下基础底面边缘的最小应力应不小于零，在地震情况下基础底面边缘的最小应力应不小于-100kPa。

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