[實用新型]測量和監測地下水壓力裝置

有效

• 申請號: 201120338870.1
• 申請日: 2011-09-10
• 公開（公告）號: CN202247833U
• 公開（公告）日: 2012-05-30
• 發明（設計）人: 史曉忠;王佳卿
• 申請（專利權）人: 無錫市政設計研究院有限公司
• 主分類號: E02D1/00
• 分類號: E02D1/00;G01L19/08;G01L19/14
• 代理公司: 宜興市天宇知識產權事務所(普通合伙) 32208
• 代理人: 史建群

技術領域

實用新型是對地下土層中孔隙水壓力測量、實時監測的改進，尤其涉及一種方法簡單，成本低，不需開挖、打井就能測量，且測量結果精準的測量和監測地下孔隙水壓力裝置。

背景技術

隨著建設領域向地下不斷發展，樁基工程、深大基坑不斷出現，需要對影響樁基工程、基坑開挖的地下孔隙水(以下簡稱地下水)壓力，特別是原狀土中的孔隙水壓力有很好的掌握。例如在前期勘察設計階段，需要了解土層中地下水壓力，地下水壓力差異直接影響設計方案的選擇，而不同的設計方案對項目的安全和造價影響極大。在基坑開挖、施工階段，也需要隨時掌握地下水壓力的變化情況，根據地下水壓力的不同，采取不同的施工措施，或者需要降水施工、或者需要回灌地下水。在預制樁施工過程中，有時也需要監測地下水壓力，若地下水壓力過大，容易產生基樁的傾斜、折斷，地面的隆起，土層結構的破壞，嚴重時還會影響周邊的建構筑物和地下管線的安全。因此若對地下水壓力考慮不周全，地下水壓力有誤，不僅可能造成極大的工程浪費，而且極易產生安全事故，了解、監測地下水壓力，是各類地下工程所必須。

現有技術對地下水壓力的測量主要是通過現場鉆孔開井，通過水位觀測井測量自由水頭高度確定地下水壓力。此方式的不足是：現場鉆孔，成孔設備一般采用鉆機，體積龐大，運輸麻煩，而且鉆機施工對現場平面場地條件、空中障礙條件也有較高要求，如難以在高壓線下、樹林、狹窄背街小巷內施工；其次，鉆機成孔速度緩慢，并極易發生塌孔，隔水做的不好易產生漏水等事故，導致廢孔；再就是，測量主要是通過現場鉆機成孔后手工測量地下水壓力，如果一旦隔水措施做的不好，上層的地下水滲漏，造成測量得到的地下水壓力數據不準確；并且手工測量無法得到地下水壓力連續變化情況，不能實時掌握下水壓力變化情況，數據成果誤差較大；還有，水位觀測井都是設置在施工現場，井口不能封堵，觀測孔容易受到施工破壞，現場保護難度較大，并且觀測孔使用結束后，需用鉆機灌入粘土或混凝土等其他材料封孔回填，不僅操作繁瑣成本高，而且對地下水有一定的污染；還有，一口水位觀測井只能測量一種深度位置水壓力，不能做到一口井同時測量不同深度地下水壓力，若需要測量幾層土的地下水壓力，就需要打幾口觀測井。由于上述原因，使得鉆井觀測方法成本較大。因此鉆井觀測方法，費時、費力，成本高，并且測量誤差比較大，是其難以克服的缺點。

中國專利CN1560581動孔隙水壓力測量方法，以市售壓力傳感器作為測量元件，加裝一由硬質材料制成的封蓋，將壓力傳感器感應探頭罩扣在一空間中，封蓋上設置若干個具有適當孔徑通孔與外界連通，使用時將帶有封蓋的壓力傳感器放入待測土體中，土體中的孔隙水充滿感應探頭所在空間后，即可以開始測量讀出壓力值。此方法僅是簡單用蓋保護壓力傳感器感應探頭，在測量前需將探測裝置提前埋入待測土體中，因此此法只能用于探測后期回填土中水壓力，而不能用于原狀土中孔隙水壓力監測，即不能用于打進地下貫入土層中測量。

中國專利CN1490602及CN2650098孔隙水壓力測量傳感器，將液壓傳感器包覆在密閉薄膜中，在密閉薄膜與液壓傳感器之間充滿水或類似的低黏度、可壓縮性低的液體。其解決的是防止液壓傳感器被堵塞或被硬物損壞，以及市售壓力傳感器帶來的方向性問題(全方位檢測)，主要用于砂石體和土石混合體孔隙水壓力測量；同樣此傳感器只適用于事先放置，而不能用于原狀土中孔隙水壓力監測。

中國專利CN1563923動載荷作用下長期孔隙水壓力測量方法，a)將一根適當長的導管的一端埋放在待測孔隙水壓力土層內；b)將該導管內充滿液體；c)將該導管另一端連接上壓力傳感器。其解決的是可以大大衰減掉初期壓力峰值，而采用小量程壓力傳感器就可以準確地測量出長期孔隙水壓力的變化過程；同樣只適用于事先放置，而不能用于打進地下貫入土層中測量。

中國專利CN1793917原位實時測量飽和細粒土水平應力探頭，探頭一端是螺紋頭，另一端為圓錐形，其中部為帶有壓力保護槽的圓柱形；探頭中心盲孔中充滿傳導液，壓力傳感器密封設置在中心盲孔內傳導液中；探頭圓柱體外壁上設置有凹陷處，與探頭圓柱外緣尺寸一致的隔離傳導薄片封閉該凹陷處，被隔離傳導薄片封閉的凹陷處內有連通探頭中心盲孔的傳導液。此應力探頭整體完全封閉，與土層及大氣之間完全相互隔離，因此只能用于飽和細粒土水平應力測試，而不能用于原狀土中的孔隙水壓力測試。