8.6 閘室穩(wěn)定分析、沉降與地基處理ppt課件

1、o. 1;.8.6 閘室穩(wěn)定分析、沉降與地基處理閘室穩(wěn)定分析、沉降與地基處理 2;.3一、概述一、概述p計算內容：水閘在不同工作情況下的穩(wěn)定性，不均勻沉降量等。計算內容：水閘在不同工作情況下的穩(wěn)定性，不均勻沉降量等。p計算單元：對于孔數較少而未分縫的小型水閘，可取整個閘室（包括計算單元：對于孔數較少而未分縫的小型水閘，可取整個閘室（包括邊墩）作為驗算單元；對于孔數較多設有沉降縫的水閘，則應取兩縫邊墩）作為驗算單元；對于孔數較多設有沉降縫的水閘，則應取兩縫之間的閘室單元分別進行驗算。之間的閘室單元分別進行驗算。4二、荷載及其荷載組合二、荷載及其荷載組合p（一）荷載：水閘承受的主要荷載有：自重、水

2、重、水平水壓力、揚（一）荷載：水閘承受的主要荷載有：自重、水重、水平水壓力、揚壓力、浪壓力、泥沙壓力、土壓力及地震荷載等壓力、浪壓力、泥沙壓力、土壓力及地震荷載等 。如下圖。如下圖。5二、荷載及其荷載組合二、荷載及其荷載組合p（二）荷載組合（二）荷載組合l基本荷載組合：完建情況；正常擋水情況；設計洪水位情況?；竞奢d組合：完建情況；正常擋水情況；設計洪水位情況。l特殊荷載組合：施工情況；檢修情況；校核洪水位情況；地特殊荷載組合：施工情況；檢修情況；校核洪水位情況；地震情況。震情況。6三、荷載簡化三、荷載簡化 對于結構布置及所受外力在垂直河流向具有對稱性的閘室，屬于對于結構布置及所受外力在垂直河

3、流向具有對稱性的閘室，屬于單向偏心受壓結構，荷載簡化是向閘底板面順河流方向的中心軸進行。單向偏心受壓結構，荷載簡化是向閘底板面順河流方向的中心軸進行。 對于結構布置及所受外力在垂直河流向不對稱性的閘室，屬于雙對于結構布置及所受外力在垂直河流向不對稱性的閘室，屬于雙向偏心受壓結構，簡化中心選在閘底板底面的形心處。向偏心受壓結構，簡化中心選在閘底板底面的形心處。7四、閘室抗滑穩(wěn)定驗算四、閘室抗滑穩(wěn)定驗算p（一）閘室沿閘基面的抗滑穩(wěn)定驗算（一）閘室沿閘基面的抗滑穩(wěn)定驗算 水閘擋水時，閘室最不利滑動面是底板與地基的接觸面，閘室沿該面的抗滑穩(wěn)水閘擋水時，閘室最不利滑動面是底板與地基的接觸面，閘室沿該面的

4、抗滑穩(wěn)定安全系數可按下列公式之一驗算：定安全系數可按下列公式之一驗算：ccfWKKP00cctgWc AKKP式中：式中：P P、W-W-作用在閘底板面以上的總水平荷載與總垂直力，作用在閘底板面以上的總水平荷載與總垂直力，kNkN。 Kc-容許抗滑穩(wěn)定安全系數；容許抗滑穩(wěn)定安全系數；f-摩擦系數；摩擦系數；A-閘底板的底面積；閘底板的底面積；8四、閘室抗滑穩(wěn)定驗算四、閘室抗滑穩(wěn)定驗算p提高抗滑穩(wěn)定性的措施提高抗滑穩(wěn)定性的措施l調整上部結構位置，可將閘門位置適當向低水位側移動。調整上部結構位置，可將閘門位置適當向低水位側移動。l適當加長鋪蓋，或在鋪蓋上游端加設防滲板樁，或設置排水設施。適當加長鋪

5、蓋，或在鋪蓋上游端加設防滲板樁，或設置排水設施。l適當加深閘底板的齒墻，有利于減小滲透壓力和增大底板下游側的阻滑土適當加深閘底板的齒墻，有利于減小滲透壓力和增大底板下游側的阻滑土壓力。壓力。l利用鋼筋混凝土鋪蓋作阻滑板。利用鋼筋混凝土鋪蓋作阻滑板。9四、閘室抗滑穩(wěn)定驗算四、閘室抗滑穩(wěn)定驗算p（二）閘室深層滑動判別（二）閘室深層滑動判別 當閘基所受鉛直應力也較大的時，地基內部的塑性區(qū)域將連成一片，致使閘室當閘基所受鉛直應力也較大的時，地基內部的塑性區(qū)域將連成一片，致使閘室發(fā)生深層滑動即閘室連同地基內的部分土體一起沿著地基內的某一曲面滑動，發(fā)生深層滑動即閘室連同地基內的部分土體一起沿著地基內的某一

6、曲面滑動，10五、閘室基地壓應力驗算五、閘室基地壓應力驗算p計算公式：計算公式：1、對于結構布置及受力沿垂直河流向對稱的計算閘段、對于結構布置及受力沿垂直河流向對稱的計算閘段maxmin26WMBLBL2、對于結構布置及受力不對稱的計算閘段、對于結構布置及受力不對稱的計算閘段maxmin2266yxMWMBLBLB Lp計算結果要求：計算結果要求： maxmaxmin11六、閘室整體穩(wěn)定驗算六、閘室整體穩(wěn)定驗算p 當水閘建于深厚粘性土地基上當水閘建于深厚粘性土地基上時，還需對水閘進行整體穩(wěn)定驗時，還需對水閘進行整體穩(wěn)定驗算，任務是驗算閘基土塑性變形算，任務是驗算閘基土塑性變形開展區(qū)域是否過大而

7、影響水閘安開展區(qū)域是否過大而影響水閘安全運用。據經驗，最大塑性變形全運用。據經驗，最大塑性變形區(qū)域一般發(fā)生在閘基下游邊緣附區(qū)域一般發(fā)生在閘基下游邊緣附近，如右圖。近，如右圖。12七、閘室沉降計算七、閘室沉降計算p由于土基壓縮變形大，容易引起較大的沉降和不均勻沉降。沉降過大，會使由于土基壓縮變形大，容易引起較大的沉降和不均勻沉降。沉降過大，會使閘頂高程降低，達不到設計要求；不均勻沉降過大時，會使底板傾斜，甚至閘頂高程降低，達不到設計要求；不均勻沉降過大時，會使底板傾斜，甚至斷裂及止水破壞，嚴重地影響水閘正常工作。因此，應計算閘基的沉降，以斷裂及止水破壞，嚴重地影響水閘正常工作。因此，應計算閘基的

8、沉降，以便分析了解地基的變形情況便分析了解地基的變形情況,作出合理的設計方案。計算時應選擇有代表性作出合理的設計方案。計算時應選擇有代表性的計算點進行。計算點確定后，用分層綜合法計算其最終沉降量，計算公式的計算點進行。計算點確定后，用分層綜合法計算其最終沉降量，計算公式如下：如下：inilllheeemS1121113七、閘室沉降計算七、閘室沉降計算土質地基允許最大沉降量和最大沉降差，應以保證水閘安全和正常使用為原土質地基允許最大沉降量和最大沉降差，應以保證水閘安全和正常使用為原則，根據具體情況研究確定。天然土質地基上水閘地基最大沉降量不宜超過則，根據具體情況研究確定。天然土質地基上水閘地基最

9、大沉降量不宜超過15cm，最大沉降差不宜超過，最大沉降差不宜超過5cm。為了減小不均勻沉降，可采用以下措施：。為了減小不均勻沉降，可采用以下措施：1）盡量使相鄰結構的重量不要相差太大；）盡量使相鄰結構的重量不要相差太大；2）重量大的結構先施工，使地基先行預壓。）重量大的結構先施工，使地基先行預壓。3）盡量使地基反力分布趨于均勻，閘室結構布置勻稱。）盡量使地基反力分布趨于均勻，閘室結構布置勻稱。4）必要時對地基進行人工加固。）必要時對地基進行人工加固。14八、地基處理八、地基處理 根據工程實踐，當粘性土地基的標準貫入擊數大于根據工程實踐，當粘性土地基的標準貫入擊數大于5，砂性土地基的標，砂性土地

10、基的標準貫入擊數大于準貫入擊數大于8時，可直接在天然地基上建閘，不需要進行處理。但對淤時，可直接在天然地基上建閘，不需要進行處理。但對淤泥質土、高壓縮性粘土和松砂所組成的軟弱地基，則需處理。常用的處理方泥質土、高壓縮性粘土和松砂所組成的軟弱地基，則需處理。常用的處理方法有以下幾種：法有以下幾種： 1）換土墊層；）換土墊層； 2）樁基礎；）樁基礎； 3）沉井基礎；）沉井基礎； 4）振沖砂石樁；）振沖砂石樁； 5）預壓加固與強夯法等。）預壓加固與強夯法等。15八、地基處理八、地基處理1）換土墊層法：該法工程上廣為采用，適用于軟弱粘性土，包括淤泥質土。當）換土墊層法：該法工程上廣為采用，適用于軟弱粘

11、性土，包括淤泥質土。當軟土層位于基面附近，且厚度較薄時，可全部挖除。如軟土層較厚不宜全部軟土層位于基面附近，且厚度較薄時，可全部挖除。如軟土層較厚不宜全部挖除，可采用換土墊層法處理，將基礎下的表層軟土挖除，換以砂性土，水挖除，可采用換土墊層法處理，將基礎下的表層軟土挖除，換以砂性土，水閘即建在新換的土基上，見下圖所示。閘即建在新換的土基上，見下圖所示。 16八、地基處理八、地基處理2）樁基礎：是一種比較古老的地基處理方法，有較多的實踐經驗。即在地基中）樁基礎：是一種比較古老的地基處理方法，有較多的實踐經驗。即在地基中打樁或鉆孔灌注鋼筋混凝土樁，在樁頂上設承臺以支承上部結構。水閘樁基打樁或鉆孔灌

12、注鋼筋混凝土樁，在樁頂上設承臺以支承上部結構。水閘樁基一般采用摩擦樁，由樁周摩擦阻力和樁底支承力共同承擔上部荷載。樁基可一般采用摩擦樁，由樁周摩擦阻力和樁底支承力共同承擔上部荷載。樁基可以大大提高地基的承載力。因而，采用樁基的閘室可以采用分離式底板。我以大大提高地基的承載力。因而，采用樁基的閘室可以采用分離式底板。我國山東、河南有許多水閘就是采用灌注樁基。國山東、河南有許多水閘就是采用灌注樁基。 17八、地基處理八、地基處理3）沉井基礎：沉井是一筒狀結構物，可以用漿砌塊石、混凝土或鋼筋混凝土筑）沉井基礎：沉井是一筒狀結構物，可以用漿砌塊石、混凝土或鋼筋混凝土筑成。施工時一般均就地分節(jié)砌筑或澆筑制成沉井，然后在井孔內挖土，這時成。施工時一般均就地分節(jié)砌筑或澆筑制成沉井，然后在井孔內挖土，這時沉井在自重下克服井外土的摩阻力和刃腳下土的阻力而下沉，當下沉至設計沉井在自重下克服井外土的摩阻力和刃腳下土的阻力而下沉，當下沉至設計高程后，在井孔內用混凝土封底（也可不封底）即成沉井基礎。見下圖所示。高程后，在井孔內用混凝土封底（也可不封底）即成沉井基礎。見下圖所示。 18八、地基處理八、地基處理還有預壓加固法，擠密砂樁法等地基處理方法。還有預壓加固法，擠密砂樁法等地基處理方法。 近年來，隨著科學技術的發(fā)展，近年來，隨著科學技術的發(fā)展， 不斷