闸室稳定计算规定—水闸设计规范

1、水工建筑物项目化实训包闸室稳定计算规定水闸设计规范（1）闸室稳定计算宜取两相邻顺水流向永久缝之间的闸段作为计算单元.（2）土基上的闸室稳定计算应满足下列要求： 1）在各种计算情况下,闸室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； 2）闸室基底应力的最大值与最小值之比不大于本规范5条规定的允许值； 3）沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于本规范13条规定的允许值.（3）岩基上的闸室稳定计算应满足下列要求： 1）在各种计算情况下,闸室最大基底应力不大于地基允许承载力； 2）在非地震情况下,闸室基底不出现拉应力；在地震情况下,闸室基底拉应力不大于100kPa； 3

2、）沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于本规范14条规定的允许值.（4）闸室基底应力应根据结构布置及受力情况,分别按下列规定进行计算： 1）当结构布置及受力情况对称时,按公式(4-1)计算： (4-1)式中-闸室基底应力的最大值或最小值(kPa)；D-作用在闸室上的全部竖向荷载(包括闸室基础底面上的扬压力在内,kN)；M-作用在闸室上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面垂直水流方向的形心轴的力矩(kN.m)；A-闸室基底面的面积(m2 )；W-闸室基底面对于该底面垂直水流方向的形心轴的截面矩(m3 ). 2）当结构布置及受力情况不对称时,按公式(4-2)计算： (4-2)式中Mx ,My-作用在闸

3、室上的全部竖向和水平向荷载对于基础底面形心轴x,y的力矩(kN.m)；（5）土基上闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值,见表5.表5土基上闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值地基土质荷载组合基本组合特殊组合松软1.502.00中等坚实2.002.50坚实2.503.00注：1.对于特别重要的大型水闸,其闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值可按表列数值适当减小；2.对于地震区的水闸,闸室基底应力最大值与最小值之比的允许值可按表列数值适当增大；3.对于地基特别坚实或可压缩土层甚薄的水闸,可不受本表的规定限制,但要求闸室基底不出现拉应力.（6）土基上沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数,应按公式(6

4、-1)或(6-2)计算： (6-1) (6-2)式中KC -沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数；f-闸室基底面与地基之间的摩擦系数,可按本规范10条的规定采用；H-作用在闸室上的全部水平向荷载(kN)；H 0 -闸室基础底面与土质地基之间的摩擦角(°),可按本规范11条的规定采用；C 0 -闸室基底面与土质地基之间的粘结力(kPa),可按本规范11条的规定采用.粘性土地基上的大型水闸,沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数宜按公式(6-2)计算.（7）对于土基上采用钻孔灌注桩基础的水闸,若验算沿闸室底板底面的抗滑稳定性,应计入桩体材料的抗剪断能力.（8）岩基上沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数,应按

5、公式(6-1)或公式(8)计算： (8)式中f-闸室基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数,可按本规范12条的规定采用；C-闸室基底面与岩石地基之间的抗剪断粘结力(kPa),可按本规范12条的规定采用.（9）当闸室承受双向水平向荷载作用时,应验算其合力方向的抗滑稳定性,其抗滑稳定安全系数应按土基或岩基分别不小于本规范13条或14条规定的允许值.（10）在没有试验资料的情况下,闸室基底面与地基之间的摩擦系数f值,可根据地基类别按表10所列数值选用.（11）闸室基底面与土质地基之间摩擦角0 值及粘结力C0 值 可根据土质地基类别按表11的规定采用.表10f值地基类别f粘土软弱0.200.25中等坚硬

6、0.250.35坚硬0.350.45壤土,粉质壤土0.250.40砂壤土,粉砂土0.350.40细砂,极细砂0.400.45中砂,粗砂0.450.50砂砾石0.400.50砾石,卵石0.500.55碎石土0.400.50软质岩石极软0.400.45软0.450.55较软0.550.60硬质岩石较坚硬0.600.65坚硬0.650.70注：地基岩土分类见本规范附录F.表110 ,C0 值(土质地基)土质地基类别0C 0粘性土0.9(0.20.3)C砂性土(0.850.9) 0注：表中为室内饱和固结快剪(粘性土)或饱和快剪(砂性土)试验测得的内摩擦角(°)；C为室内饱和固结快剪试验测得的

7、粘结力(kPa).按表11的规定采用0 值和C0 值时,应按公式(11)折算闸室基底面与土质地基之间的综合摩擦系数. (11)式中f0-闸室基底面与土质地基之间的综合摩擦系数.对于粘性土地基,如折算的综合摩擦系数大于0.45,或对于砂性土地基,如折算的综合摩擦系数大于0.50,采用的0 值和C0 值均应有论证.对于特别重要的大型水闸工程,采用的0 值和C0 值还应经现场地基土对混凝土板的抗滑强度试验验证.（12）闸室基底面与岩石地基之间的抗剪断摩擦系数f值及抗剪断粘结力C值可根据室内岩石抗剪断试验成果,并参照类似工程实践经验及表12所列数值选用.但选用的f,C值不应超过闸室基础混凝土本身的抗剪

8、断参数值.表12f,C值(岩石地基)岩石地基类别fC(MPa)硬质岩石坚硬1.51.31.51.3较坚硬1.31.11.31.1软质岩石较软1.10.91.10.7软0.90.70.70.3极软0.70.40.30.05注：如岩石地基内存在结构面,软弱层(带)或断层的情况,f,C值应按现行的GB50287-99水利水电工程地质勘察规范的规定选用.（13）土基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值,见表13.表13.土基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值荷载组合水闸级别1234，5基本组合1.351.301.251.20特殊组合1.201.151.101.051.101.051.051.00

9、注：1.特殊组合适用于施工情况,检修情况及校核洪水位情况；2.特殊组合适用于地震情况.（14）岩基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值,见表14.表14岩基上沿闸室基底面抗滑稳定安全系数的允许值荷载组合按公式(6-1)计算时按公式(8)计算时水闸级别12,34,5基本组合1.101.081.053.00特殊组合1.051.031.002.501.002.30注：1.特殊组合适用于施工情况,检修情况及校核洪水位情况；2.特殊组合适用于地震情况.（15）当沿闸室基底面抗滑稳定安全系数计算值小于允许值时,可在原有结构布置的基础上,结合工程的具体情况,采用下列一种或几种抗滑措施： 1）将闸门位置移向低水位一侧,或将水闸底板向高水位一侧加长； 2）适当增大闸室结构尺寸； 3）增加闸室底板的齿墙深度； 4）增加铺盖长度或帷幕灌浆深度,或在不影响防渗安全的条件下将排水设施向水闸底板靠近； 5）利用钢筋混凝土铺盖作为阻滑板,但闸室自身的抗滑稳定安全系数不应小于1.0(计算由阻滑板增加的抗滑力时,阻滑板效果的折减系数可采用0.80),阻滑板应满足抗裂要求； 6）增设钢筋混凝土抗滑桩或预应力锚固结构.（16）当闸室设有两道检修闸门或只设一道检修闸门,利用工作闸门与检修闸门进行检修时,应按