【正文】 彎矩（kNm）名稱 計(jì)算式豎直 水平力臂（（m）＋ －墻身自重 垂直 18+2 壓力Ea1水平 18+2 49垂直 18 Ea2水平 18 垂直 +210 Ea3水平 +21058 10 10 10 墻后水壓力水平 10+2 墻前水壓力 10+2102.650 墻前水重水重10 38 19浮托力 26 說明：豎直向作用力以豎直向下為正；水平向作用力以水平向左為正。 抗滑穩(wěn)定計(jì)算底板處土層屬于第三層，淤泥，灰色，灰青色，土質(zhì)均勻，細(xì)膩，具腥臭味，飽和，切面有光澤，流塑狀。用剛體平衡公式來核算抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)： cΣVK=Hf式中： f—翼墻基礎(chǔ)底面與地基之間摩擦系數(shù)，取 ??—包括墻身自重、土重等垂直荷載以及基底面上揚(yáng)壓力的總和—包括土壓力、水壓力等水平荷載的總和（1）完建期： [] CKK????，滿足要求（2）設(shè)計(jì)運(yùn)行期：50[] CKK????，滿足要求（3）校核期： ...[].7c，滿足要求三種工況均滿足抗滑穩(wěn)定要求。 抗浮穩(wěn)定計(jì)算抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)： VKff??式中： —全部垂直荷載（kN） 　 f—揚(yáng)壓力（kN）（1）完建期：完建期，墻后無水，揚(yáng)壓力為零，不用進(jìn)行抗浮計(jì)算。（2）設(shè)計(jì)運(yùn)行期： [].0f fKK???，滿足抗浮穩(wěn)定要求。（3）校核期： 42..69[].51578f f，滿足抗浮穩(wěn)定要求。 抗傾覆穩(wěn)定計(jì)算抗傾覆穩(wěn)定安全系數(shù)： y0MK??式中： y—作用于墻身各力對墻前趾的穩(wěn)定力矩，kNm 0Σ—作用于墻身各力對墻前趾的傾覆力矩，kNm（1）完建期： []???，滿足抗傾覆穩(wěn)定要求（2）設(shè)計(jì)運(yùn)行期： .[].o，滿足抗傾覆穩(wěn)定要求（3）校核期：51[]???，滿足抗傾覆穩(wěn)定要求三種工況均能滿足抗傾覆穩(wěn)定要求。 墻底壓力的偏心以及基底應(yīng)力計(jì)算基底應(yīng)力： )Ie61(AGPmaxin???式中： —豎向力對底板中心的偏心距，m l—進(jìn)口翼墻底板長度，m，l= m ?—進(jìn)口翼墻基礎(chǔ)底面面積，m 2， ??m2（1）完建期：偏心距 ???maxin ()() kpaAI?????.[]2pkpa??????，不滿足要求不均勻系數(shù)： [].792p???，滿足要求。（2）設(shè)計(jì)運(yùn)行期：偏心距 ???maxin .()() kpaAI?????.[]pkpa??????，不滿足要求不均勻系數(shù)： [].550p???，滿足要求。（3）校核期：偏心距 .???52maxin (1)(1)14GeP kpaAI???????.[]2pkpa???，滿足要求不均勻系數(shù)： [].14p?????，不滿足要求。不滿足地基應(yīng)力要求，地基要求處理，為使施工方便，可統(tǒng)一采用鉆孔灌注樁來解決此問題，采用 φ150 的鉆孔灌注樁 5 根，具體見翼墻灌注樁布置圖 95。圖 95 翼墻灌注樁布置圖53出水池穩(wěn)定計(jì)算包括完建期工況，設(shè)計(jì)運(yùn)行期工況，校核期工況三種情況下出水池的穩(wěn)定。潛水地下水位埋深較淺，一般在高程 ～ 之間，取 ▽ ，回填土為砂壤土，等值摩擦角 D?的計(jì)算抄自前面，其值為 35o，濕重度 ?? kN/m3，浮重度 ???。 相關(guān)參數(shù)確定 出水池形心確定因?yàn)槌鏊氐男螤畈灰?guī)則（見下圖） ，故需計(jì)算出水池的形心軸、慣性矩等相關(guān)參數(shù)。圖 101　出水池底板形心計(jì)算圖在底板上建如圖所示的坐標(biāo)系，以確定出水池底板形心，從而確定其中性軸：根據(jù)公式： in1iciicAx??　　和　 in1iciicAy??，式中：cy、 z——組合圖形在 zoy 坐標(biāo)中的形心坐標(biāo)；i——各簡單圖形的面積；ciy、 iz——各簡單圖形的形心在 zoy 坐標(biāo)中的坐標(biāo)值。54所以，組合圖形的形心為： .(.)(4).(82)???????? ?由于該圖形關(guān)于 y 軸對稱，故 cz＝0，組合圖形的形心如圖 121 中 O?所示。 出水池慣性矩的確定先計(jì)算各簡單圖形的慣性矩，再根據(jù)平行移軸公式確定組合圖形的慣性zI。 Aa2yc??式中： ycIz——簡單圖形對截面形心的慣性矩；A——簡單圖形的面積；a——簡單圖形形心軸至組合圖形形心軸的距離；　　　 yin1I??　式中： yI——組合圖形的慣性矩；i——各簡單圖形對其截面形心的慣性矩。所以： (.75)??????? .)(.1..222 ?????? ??????yI ?yI 28739? 作用荷載計(jì)算 完建期：出水池?zé)o水。55 正常運(yùn)行期：內(nèi)河水位▽，外河水位▽ 。 校核期：內(nèi)河水位▽，外河水位▽ m。由于出水池側(cè)向的兩側(cè)所受力大小相同，方向相反，故可相互抵消。此處只考慮水流流向側(cè)的力，并進(jìn)行穩(wěn)定計(jì)算。彎矩以順時針為正，以進(jìn)水池底板型心為基點(diǎn)。圖 102　出水池平面簡圖（單位：cm） 出水池自重出水池自重計(jì)算見表 101。表 101 出水池自重計(jì)算匯總表 (對底板前趾取矩)名稱 重力（ KN） 力臂（m） 彎矩（ KN﹒m）小斜坡段 45 邊墩 441 底板 414 小斜坡段 40 邊墩 392 底板 小斜坡段 40 +邊墩 392 +底板 424 +進(jìn)水池段 減縮段 便橋段 +啟閉機(jī)梁 12 +啟閉機(jī) 40 +閘門 42 +合計(jì) 56 出水池水重（1）完建期： 2G0?M（2）正常運(yùn)行期出水池重見表 102表 102 出水池水重計(jì)算匯總表 (對底板前趾取矩)名稱 重力（KN ） 力臂（m ） 彎矩（KN﹒m ）出水池段 （1） 減縮段()+ 便橋段 44 +合計(jì) ()GKN??459Mm??（3）校核期校核期出水池水位與正常運(yùn)用期相同，故：()GKN??459m?? 出水池兩側(cè)水壓力出水池東西兩側(cè)的池內(nèi)水壓力，大小相等，方向相反，相互抵消；池外地下水產(chǎn)生的水壓力，大小相等，方向相反，故不需計(jì)算。需計(jì)算的池內(nèi)水壓力，池外水壓力為收縮段所承受的沿水流方向的部分。又因出水池東西對稱，故只計(jì)算一半，然后乘以 2 倍。池內(nèi)外水壓力計(jì)算：（1）完建期p0?池 內(nèi)M內(nèi)57（2）正常運(yùn)行期正常運(yùn)行期出水池水壓力見表 103。表 103 正常運(yùn)行期出水池兩側(cè)水壓力計(jì)算表荷載名稱 荷載 力值（KN） 力臂（m） 彎矩(KN﹒m)池內(nèi)水壓力 2 +池外水壓力 2 合計(jì) +兩邊受力之和為： ()PKN??池 內(nèi) 外 16328mM??池 內(nèi) 外（3）校核期校核期出水池水位與正常運(yùn)用期相同，故：校核期出水池水壓力見表 124。()PKN?池 內(nèi) 外 16328m()M??池 內(nèi) 外 出水池兩側(cè)土壓力池壁豎直，故采用朗肯主動土壓力公式計(jì)算池壁所受的土壓力計(jì)算，即： 2aa1EγKH?式中： 1—朗肯主動土壓力，kN/m a—靜止土壓力系數(shù) 0202a ?????????????????? γ—填土重度，kN/m 3，此處取重度 —回填土高度，m 粘聚力 C＝6kN/ m 3，????（1）完建期58()aEKN?????（2）正常運(yùn)行期土壓力分三部分計(jì)算 a1E、 a3，則：.()a???78EMKNm???()a ?923E????()a KN??187()3EMm??（3）校核期校核期出水池墻后地下水位（▽）與正常運(yùn)用期相同 浮托力 由于底板的形狀不規(guī)則，故底板下的浮托力要分快計(jì)算，分塊的方法與前面計(jì)算形心的方法相同。（1）完建期：U0?1M（2）正常運(yùn)行期：正常運(yùn)行期：內(nèi)河水位▽，外河水位▽。.()657403()...()???????????231123.()()mKNKNm?????????（3）校核期：校核期：內(nèi)河水位▽，外河水位▽。59.()761()....()()UKNKNMm?????????????()KNKNm??????? 滲透壓力（1）完建期： 2U0?M（2）正常運(yùn)行期：正常運(yùn)行期：內(nèi)河水位▽，外河水位▽。()...7()KN?????()UMm??????（3）校核期：校核期：內(nèi)河水位▽，外河水位▽?！　???(.).62....13kNm???????()UMK?????? 將上述各荷載匯總列于表 1212124。60表 104 完建期出水池作用荷載匯總表荷載名稱 豎向力 （↓、kN） 水平力（→、kN） 力矩（kNm ）出水池自重 出水池水重 0 0水壓力 0 0土壓力 浮托力 0 0滲透壓力 0 0合計(jì) 表 105 正常運(yùn)行期出水池作用荷載匯總表荷載名稱 豎向力 （↓、kN） 水平力（→、kN） 力矩（kNm ）出水池自重 出水池水重 水壓力 土壓力 浮托力 滲透壓力 合計(jì) 表 106 校核期出水池作用荷載匯總表荷載名稱 豎向力 （↓、kN） 水平力（→、kN） 力矩（kNm ）出水池自重 出水池水重 水壓力 土壓力 浮托力 滲透壓力 合計(jì) 抗滑穩(wěn)定計(jì)算底板處土層屬于第二層，淤泥，青灰色，飽和，流塑，細(xì)膩，土質(zhì)較均，切面光滑，中等干強(qiáng)度，中等韌性，高壓縮性。層厚為 － 米，層－ 米，強(qiáng)度較低。采用抗剪強(qiáng)度公式驗(yàn)算泵房的抗滑穩(wěn)定是否滿足要求。根據(jù) [8]可知，抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)：61cΣVK=Hf式中： f—翼墻基礎(chǔ)底面與地基之間摩擦系數(shù)，取 ?—包括出水池自重、水重等垂直荷載以及基底面上揚(yáng)壓力的總和Σ—包括土壓力、水壓力等水平荷載的總和 完建期 ..9[]????，滿足要求 正常運(yùn)行期 .[]????，滿足要求 校核期 .[]????滿足要求三種工況均能滿足抗滑穩(wěn)定要求。 抗浮穩(wěn)定計(jì)算抗浮穩(wěn)定安全系數(shù)： ΣGKUf?式中： ?—作用于出水池上的全部垂直向下的荷載，kN —作用于出水池上的全部垂直向上的荷載，kN 完建期 完建期出水池內(nèi)無水，故不用計(jì)算。 正常運(yùn)行期 .[].174672O OKK????，滿足要求62 校核期 .[]????，滿足要求兩種工況均能滿足抗傾覆穩(wěn)定要求。 地基應(yīng)力計(jì)算 maxxinMyGpAIz???? 式中： iax——出水池底板底面應(yīng)力的最大值或最小值，kPa G —作用于基底的所有鉛直方向作用力的總和， kN ?—所有外力對底板底面形心的力矩總和，力矩以順時針為正，逆時針為負(fù)，kNm A —出水池基礎(chǔ)底面面積， m2， ??m2　　　　 xy——橫截面上距離中性軸 x 處截面， （ axy處將產(chǎn)生最大應(yīng)力） ，m Iz—出水池底板的慣性矩，m 4， 完建期 ????in..?.[]5022PkpaPkpa?????，滿足要求。不均勻系數(shù)： [].568???，滿足要求。 正常運(yùn)行期 ????63????不均勻系數(shù)： axmin..[].5390???，滿足要求。 校核期 ????in...9?kpa50]P[ ??????，滿足要求。不均勻系數(shù)： .[]???，滿足要求。綜上，出水池穩(wěn)定滿足要求。6411. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配筋計(jì)算 水工建筑物級別為 3 級。水工建筑物的結(jié)構(gòu)安全級別為Ⅱ級。水工混凝土結(jié)構(gòu)所處環(huán)境條件的類型為二類。 底板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及配筋計(jì)算底板內(nèi)力時，一般沿垂直水流方向截取單位寬度的板條，按梁進(jìn)行計(jì)算。對于泵房而言，計(jì)算方法有倒置梁法、反力直線法及彈性地基梁法等。其中，倒置梁法計(jì)算簡便，概念明確，但計(jì)算誤差較大，故一般用于小型泵站底板的計(jì)算。因此，現(xiàn)采用倒置梁法進(jìn)行泵房底板結(jié)構(gòu)計(jì)算。取整塊底板為計(jì)算單元，將底板作為支承于隔墩和邊墻上的倒置梁，計(jì)算各種時期（包括完建期、正常運(yùn)行期、校核期）板條上所受均布荷載，然后按連續(xù)梁計(jì)算底板內(nèi)力。 底板受力分析 兩端固支倒置梁荷載計(jì)算 此方法以垂直水流方向截取的單寬板條作為計(jì)算對象，假定地基反力在順?biāo)鞣较蛑本€分布，地基反力在垂直水流方向均勻分布，相鄰閘墩間無任何相對位移。將截取的板條視作為支撐在閘墩的倒置梁，把閘墩作為底板的支座，按連續(xù)梁的原理計(jì)算內(nèi)力并配置鋼筋。作用在梁上的荷載有：底板自重 q自 ，水重 水 ，浮托力 q浮 ，滲透壓力 q滲 和地基反力P，側(cè)向土壓力作用下產(chǎn)生的彎矩，側(cè)向水壓力作用下產(chǎn)生的彎矩。地基反力假定在順?biāo)鞣较驗(yàn)橹本€分布，垂直水流方向?yàn)榫鶆蚍植?。倒置梁上的均布荷載： qq??浮 滲 自 水= 按上述方法，本設(shè)計(jì)共3孔，因此為3跨連續(xù)梁，計(jì)算工況取完建期、設(shè)計(jì)工況、校核工況和檢修工況。檢修工況又分邊孔檢修和中孔檢修。在底板進(jìn)水側(cè) 的地方取單位寬度板條，進(jìn)行內(nèi)力計(jì)算。(1)完建期：①均布