水闸闸室稳定

在竖直和水平荷载作用下，闸室及其地基抵抗滑动、倾覆及剪切破坏而保持稳定的现象、核算方法和改善措施等的总称。水闸的地基有岩基和土基两类，有关岩基上闸室的稳定问题可参见重力坝抗滑稳定，本条着重介绍土基上闸室的稳定，其内容同样适用于土基上的溢流坝等水工建筑物。

建在土基上的水闸闸室稳定包括闸室和地基两个方面：一是在各种计算情况下，闸室不会沿地基表面滑动；二是闸室的基底压力不超过地基容许承载力，且地基中不出现过大的沉降差，以防止由于剪切破坏而使地基失去稳定。当不能满足上述要求时，则应采取相应的工程措施以保证闸室的稳定。

沿基础底面的抗滑稳定 水闸挡水时，承受较大的水平荷载，使闸室有沿地基表面向下游滑动的趋势，故应核算其抗滑稳定性。作用在闸室上的力有：促使闸室滑动的力，即滑动力，主要为水平水压力；阻止闸室滑动的力，即阻滑力，主要是底板与地基接触面上的摩擦力。阻滑力与滑动力之比称抗滑稳定安全系数Kc，它不应小于因荷载组合、建筑物级别以及所使用的计算公式不同而由规范规定的要求值。

抗滑稳定安全系数Kc常用下列两种公式计算：

水闸闸室稳定

式中 ∑G、∑H为作用于闸室上的全部荷载在基底面（滑动面）上的法向及切向分力；f、φ0、C0为基础底面与地基土间的摩擦系数、摩擦角及粘结力；A为闸室基础底面面积。

f、φ0、C0值主要与土质有关。对大型水闸，应通过土工试验确定；对中小型涵闸，可参照相应的规范取值。

目前，在水闸设计中，特别是在初步设计阶段，普遍采用（1）式计算；对于闸底板齿墙较深、滑动面可能通过地基内部的情况，采用（2）式比较合理。

深层抗滑稳定 随着闸室作用荷载的增加，地基土的塑性变形区也不断发展，当地基某些区域中的应力状态达到*限平衡状态并形成一个连续滑动面时，闸室将连同地基土一起滑动，称为深层滑动。一般情况下，当平均基底压力小于地基容许承载力，且基底压力的*大值与*小值之比不大于容许值时，则闸室不致因地基失稳或沉降差过大而导致破坏。*大及*小基底压力可用偏心受压公式求得。地基容许承载力及基底压力*大值与*小值之比的容许值与土质、建筑物荷载组合等因素有关，可从有关文献、规范直接查得。

对于较重要的工程，应对深层抗滑稳定进行具体的分析计算。目前*常用的是圆弧滑动法（见图），其计算原理参见坝坡稳定。当闸基受力层范围内存在抗剪强度低的软弱夹层如软粘土、淤泥时，应验算闸室连同该层以上土体一起滑动的可能性。20世纪70年代以来，开始采用有限单元法，按照基土的非线性应力应变关系，使用随应力变化的变形参数，进行地基的应力应变计算，用以分析地基的抗滑稳定，但目前还缺乏明确的、公认的判断标准。

圆弧滑动法计算示意图

提高闸室稳定性的措施 当闸室稳定性不足时，必须针对存在问题采取经济合理的一种或几种工程措施，提高闸室或闸基的抗滑能力。常用的工程措施为：利用高水位一侧的钢筋混凝土铺盖作为阻滑板以增加竖向荷载；加长防渗铺盖，同时将排水起点向高水位侧移动，以减少闸室承受的扬压力；将闸门向低水位一侧移动或加长高水位侧的闸底板，充分利用水重抗滑；对软弱地基进行处理以增加地基容许承载力及摩擦系数，地基处理方法有换土垫层法、振冲法、强夯法、井点法、桩基及沉井基础等。