泵房地基计算及处理

发布于：2022-09-19 14:14:19 来自：水利工程/水利工程设计 [复制转发]

知识点：泵房地基计算

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B.1　泵房地基允许承载力

B.1.1　在只有竖向对称荷载作用下，可按下列限制塑性开展区的公式计算：
　　　　［R_1/4]=N_Br_BB N_DrD_D NcC　　　　　　　(B.1.1)
式中　［R_1/4]——限制塑性变形区开展深度为泵房基础底面宽度的1/4时的地基允许承载力(kPa)；
　　　　B——泵房基础底面宽度(m)；
　　　　D——泵房基础埋置深度(m)；
　　　　C——地基土的粘结力(kPa)；
　　　　r_B——泵房基础底面以下土的重力密度(kN/m³)，地下水位以下取有效重力密度；
　　　　r_D——泵房基础底面以上土的加权平均重力密度(kN/m³)，地下水位以下取有效重力密度；
　　　　N_B、ND、Nc——承载力系数，可查表B.1.1。

　　　　　　　　　　　表B.1.1　　　承载力系数　　　　　　　　　　

Φ(°)	N_B	N_D	Nc	Φ(°)	N_B	N_D	Nc	Φ(°)	N_B	N_D	Nc
0	0.00	1.00	3.14	6	0.10	1.39	3.71	12	0.23	1.94	4.42
1	0.01	1.06	3.23	7	0.12	1.47	3.82	13	0.26	2.05	4.55
2	0.03	1.12	3.32	8	0.14	1.55	3.93	14	0.29	2.17	4.69
3	0.04	1.18	3.41	9	0.16	1.64	4.05	15	0.32	2.30	4.84
4	0.06	1.25	3.51	10	0.18	1.73	4.17	16	0.36	2.43	4.99
5	0.08	1.32	3.61	11	0.21	1.83	4.29	17	0.39	2.57	5.15
18	0.43	2.73	5.31	26	0.84	4.37	6.90	34	1.55	7.22	9.22
19	0.47	2.89	5.48	27	0.91	4.64	7.14	35	1.68	7.71	9.58
20	0.51	3.06	5.66	28	0.98	4.93	7.40	36	1.81	8.24	9.97
21	0.56	3.24	5.84	29	1.06	5.25	7.67	37	1.95	8.81	10.37
22	0.61	3.44	6.04	30	1.15	5.59	7.95	38	2.11	9.44	10.80
23	0.66	3.65	6.24	31	1.24	5.95	8.24	39	2.28	10.11	11.25
24	0.72	3.87	6.45	32	1.34	6.34	8.55	40	2.46	10.85	11.73
25	0.78	4.11	6.67	33	1.44	6.76	8.88

B.1.2　在既有竖向荷载作用，且有水平向荷载作用下，可按下式计算：
　　　　　[R_h]=1/K(0.5r_BN_rS_ri_r qN_qS_qd_qi_q CN_cS_cd_ci_c)　　　　　　　　　　(B.1.2)
式中　[R_h]——地基允许承载力(kPa)；
　　　K——安全系数，对于固结快剪试验的抗剪强度指标时，K值可取用2.0～3.0，（对于重要的大型泵站或软土地基上的泵站，K值可取大值；对于中型泵站或较K值可取大值；对于中型泵站或较坚硬实地基上的泵站，K值可取小值）；
　　　q——泵房基础底面以上的有效侧向荷载(kPa)；
　　　Nr、Nq、Nc——承载力系数，可查表B.1.2-1。

　　　　　　　　　　　B.1.2-1　　承载力系数表　　　　　　　　　　

Φ(°)	N_r	N_q	N_c	Φ(°)	N_r	N_q	N_c	Φ(°)	N_r	N_q	N_c
0	0	1.00	5.14	6	0.14	1.72	6.82	12	0.76	2.97	9.29
2	0.01	1.20	5.69	8	0.27	2.06	7.52	14	1.16	3.58	10.37
4	0.05	1.43	6.17	10	0.47	2.47	8.35	16	1.72	4.33	11.62
18	2.49	5.25	13.09	26	9.53	11.85	22.25	34	34.54	29.45	42.18
20	3.54	6.40	14.83	28	13.13	14.71	25.80	36	48.08	37.77	50.16
22	4.96	7.82	16.89	30	18.09	18.40	30.15	38	67.43	48.92	61.36
24	6.90	9.61	19.33	32	24.95	23.18	35.50	40	95.51	64.23	75.36

Sr、Sq、Sc——形状系数，对于矩形基础S_r1-0.4·B/L，Sq=Sc∽1 0.2·B/L；对于条形基础，Sr=Sq=Sc=1；
　　　　L——泵房基础底面长度(m)；
　　dq、dc——深度系数，dq=dc1 0.35·B/L；
ir、iq、ic——倾斜系数，可查表B.1.2-2；当荷载倾斜率tgδ=0时，i_r=i_q=i_c=1；
　　　　δ——荷载倾斜角(°)。

　　　　　　　　　　　表B.1.2-2　　　倾斜系数　　　　　　　　　　　　　　　　

tgδ	0.1			0.2			0.3			0.4
i	0.1			0.2			0.3			0.4
Φ(°)	i_r	i_q	i_c	i_r	i_q	i_c	i_r	i_q	i_c	i_r	i_q	i_c
6	0.64	0.80	0.53
8	0.71	0.84	0.69
10	0.72	0.85	0.75
12	0.73	0.85	0.78	0.40	0.63	0.44
14	0.73	0.86	0.80	0.44	0.67	0.54
16	0.73	0.85	0.81	0.46	0.68	0.58
18	0.73	0.85	0.82	0.47	0.69	0.61	0.23	0.48	0.36
20	0.72	0.85	0.82	0.47	0.69	0.63	0.26	0.51	0.42
22	0.72	0.85	0.82	0.47	0.69	0.64	0.27	0.52	0.45	0.10	0.32	0.22
24	0.71	0.84	0.82	0.47	0.68	0.65	0.28	0.53	0.47	0.13	0.37	0.29
26	0.70	0.84	0.82	0.46	0.68	0.65	0.28	0.53	0.48	0.15	0.38	0.32
28	0.69	0.83	0.82	0.45	0.67	0.65	0.27	0.52	0.49	0.15	0.39	0.34
30	0.69	0.83	0.82	0.44	0.67	0.65	0.27	0.52	0.49	0.15	0.39	0.35
32	0.68	0.82	0.81	0.43	0.66	0.64	0.26	0.51	0.49	0.15	0.39	0.36
34	0.67	0.82	0.81	0.42	0.65	0.64	0.25	0.50	0.49	0.14	0.38	0.36
36	0.66	0.81	0.81	0.41	0.64	0.63	0.25	0.50	0.48	0.14	0.37	0.36
38	0.65	0.80	0.80	0.40	0.63	0.62	0.24	0.49	0.47	0.13	0.37	0.35
40	0.64	0.80	0.79	0.39	0.62	0.62	0.23	0.48	0.47	0.13	0.36	0.35

B.1.3　在既有竖向荷载作用，且有水平向荷载作用下，可按下列Ck法核算泵房地基整体稳定性：
Ck={[(δy-δx)/2 τ_xy²]^0.5-(δy δx)/2*sinΦ}/cosΦ
　　　　　　　　　　　　　　　　　(B.1.3)
式中　Ck——满足极限平衡条件时所必需的最小粘结力(kPa)；
　　　Φ——地基土的摩擦角(°)；
　　　δy、δx、τ_xy——核算点的竖向应力、水平向应力和剪应力(kPa)，可将泵房基础底面以上荷载简化为竖向均布、竖向三角形分布、水平向均布和竖向半无限均布等情况，按核算点坐标与泵房基础底面宽度的比值查出应力系数，分别计算求得。应力系数可按国家现行标准《水闸设计规范》附表查得。
　　当按公式(B.1.3)计算的最小粘结力值小于核算点的粘结力值时，该点处于稳定状态；当计算的最小粘结力值等于核算点的粘结力值时，该点处于极限平衡状态；当计算的最小粘结力值大于核算点的粘结力值时，该点处于塑性变形状态。经多点核算后，可将处于极限平衡状态的各点连接起来，绘出泵房地基土的塑性开展区范围。
　　泵房地基允许的塑性开展区最大开展深度可按泵房进水侧基础边缘下垂线上的塑性变形开展深度不超过基础底面宽度1/4的条件控制。当不满足上述控制条件时，可减小或调整泵房基础底面以上作用荷载的大小或分布。

B.2　常用地基处理方法

　　　　　　　　　　表B.2 　　　　　常用地基处理方法　　　　　　　　　　　　

地基处理方法	基本作用	适用条件	说　　　明
换土垫层	改善地基应力分布，提高地基整体稳定性	①软弱土层厚度不大的地基 ②垫层厚度不宜超过3.0m	如用于深厚层软土地基，仍有较大的沉降量
桩基础	增大地基承载能力，减少沉降量，提高抗滑稳定性	各种松软地基，特别是上部为松软土层，下部为坚硬土层的地基	①桩尖未嵌入坚硬土层的摩擦桩，仍有一定的沉降量 ②如用于松砂、砂壤土地基，应注意地基渗透变形问题
沉井基础	增大地基承载能力，减少沉降量，提高抗滑稳定性，并对地基防渗有利，亦可减少开挖流沙层的难度	上部为软弱土层或流沙层，下部为坚硬土层或岩层的地基	应下沉到坚硬土层或岩层
振冲砂（碎石）桩	增大地基承载能力，减少沉降量，提高地基整体稳定性	各种松软地基，特别是松砂或软弱的壤土和粘土地基	处理后，地基的均匀性和防渗条件较差
强　　夯	增大地基承载能力，减少沉降量，并提高抗振动液化的能力	各种松软地基，特别是松砂、杂填土、非饱和粘性土及湿陷性黄土地基	对饱和软粘土地基进行强夯应持慎重态度

推 荐资料：

某水利供水工程管理房、泵房全套结构布置图

https://ziliao.co188.com/d41700658.html

GB50265-2010泵站设计规范

https://ziliao.co188.com/p61485712.html

地基计算泵房

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