水闸稳定分析和地基处理

适用范围
说明
垫层法
厚度不大的软土地基
用于深厚的软土地基时，仍有 较大的沉降量
强力夯实 法
透水性较好的松软地 基，尤其适用于稍密 的碎石土或松砂地基
用于淤泥或淤泥质土地基时， 需采取有效的排水措施
振动水冲 法
松砂、软弱的砂壤土 或砂卵石地基 较深厚的松软地基， 尤其适用于上部为松 软土层、下部为硬土 层的地基 适用于上部为软土层 或粉细砂层、下部为 硬土层或岩层的地基
（1）表层抗滑稳定验算 土基上水闸沿地基面的抗滑稳定安全系数
Kc f G
H
Kc
tan 0 G c0 A
H
岩基上水闸沿地基面的抗滑稳定安全系数
Kc f G
H
Kc
f G C A
H
提高闸室抗滑稳定性的措施
•将闸门位置略向低水位一侧移动，或将底板向高水位一侧加长 •适当增大闸室结构尺寸；
1、处理后地基的均匀性和防止 渗透变形的条件较差 2、用于不排水抗剪强度小于 20kPa 的软土地基时，处理效果 不显著
桩基础
增加地基承载力，减 少沉降量，提高抗滑 稳定性
除与桩基础作用相同 外，对防止地基渗透 变形有利
1、桩尖未嵌入硬土层的摩擦桩， 仍有一定的沉降量 2、用于松砂、砂壤土地基时， 应注意渗透变形问题 不宜用于止部夹有蛮石、树根 等杂物的松软地基或下部为顶 面倾斜度较大的岩基
第六节
闸室的稳定分析和地基处理
教学内容：闸室的稳定分析；沉降校核；地基处理。
教学要求：了解闸基整体稳定的验算、沉降校核的
基本方法、地基处理的种类及适用条件。
掌握闸室稳定性及其安全指标；
闸室浅层抗滑稳定计算方法。
教学重点：闸室浅层抗滑稳定计算。
一、荷载及其组合
自重 水重 水平水压力
扬压力
浪压力 泥沙压力 土压力 地震力
①当有钢筋混凝土铺盖时
止水片以下任一点的水平水压力
（1）水平水压力
止水片以上的水平水压力按静水压力分布计算； ＝该点的静水压力（相对于下游水位）＋渗透压力
例：已知：7点渗透压31.9kPa，8点渗透压30.5kPa （4.75+0.3）×10
＝31.9+0.3×10
30.5+2.1×10
＝31.9+1×10
（2）基底应力和闸室沉降的验算
对于结构布置及受力情况对称的闸孔，闸基上 下游端的地基压应力：
pmax
min
G M A W
对于结构布置及受力情况不对称的闸孔，闸基上 下游端的地基压应力：
pmax
min
G M A Wx
x
M Wy
y
( pmax pmin ) p [ p] 2
②粘土铺盖
浪压力
d
水平水压力 粘土铺盖以上按静水压力考虑 粘土铺盖以下 a点静水压力与b点扬压力连线
γ(H1-H2)
t γ(d+H2 )
γ(t+H2 )
地基反力 ＝基底压力

max min
W 6 M A AB
深水波
浅水波
（2）浪压力
ghm gH m 0.7 0.0018( gD v0 2 )0.45 0.13 tanh[0.7( ) ] tanh 2 2 2 0.7 v0 v0 0.13 tanh[0.7( gH m v0 ) ]
•增加闸室底板齿墙深度；
•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；
• 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，阻滑板应满足抗裂要求 ； •增设钢筋混凝土抗滑桩或预应力锚固结构。
W1
W2
U
S 0.8 f (W1 W2 U )
gTm ghm 0.5 13.9( 2 ) v0 v0
gT 2 H Lm tanh 2 Lm
2 m
（3）地震力
水平地震惯性力
Fi h GEi ai / g
竖向地震惯性力
Fi v GEi ai / g
荷 载 组 合
二、闸室稳定性及其安全指标
土基上的闸室稳定计算应满足下列要求： l 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。 l 闸室基底应力最大值与最小值之比不大于规定的允许值 l 沿闸室基底面的抗滑稳定安全系数不小于规定的允许值
n
（3）减小不均匀沉降的措施
l 使用轻型结构，加大底板长度，以减小基底应力；
l
l
采用沉降缝隔开 ；
改变基础型式或刚度 ；
l 调整基础尺寸与埋置深度； l 必要时，对地基进行人工加固； l 安排合适的施工程序，严格控制施工速率。
三、地基处理
1、换土垫层 2、桩基础
3、沉井基础
处理方法
基本作用 改善地基应力分布， 减少沉降量，适当提 高地基稳定性和抗渗 稳定性 增加地基承载力，减 少沉降量，提高抗振 动液化的能力 增加地基承载力，减 少沉降量，提高抗振 动液化的能力
沉井基础
pmax 1.2[ p]
pmax [ ] pmin
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（1）计算目的
l 计算沉降量是否允许，以防过大的沉降破坏建筑物的正常运行； l 计算不均匀沉降，以防沉降差较大引起闸室倾斜、裂缝、止水
破坏等；
l 根据沉降量确定施工时闸的超高。
（2） 最终沉降量
e1i e2i S m hi i 1 1 e1i