滲壓計(jì)
概述
孔隙水壓力計(jì)也常稱為滲壓計(jì)(Vibrating Wire Piezometer)。振弦式滲壓計(jì)與硅壓式揚(yáng)壓力計(jì)都能適用于長期埋設(shè)在水工結(jié)構(gòu)物或其它混凝土結(jié)構(gòu)物及土體內(nèi) ,測量結(jié)構(gòu)物或土體內(nèi)部的滲透(孔隙)水壓力,并可同步測量埋設(shè)點(diǎn)的溫度。
滲壓計(jì)加裝配套附件可在測壓管道、地基鉆孔中使用,滲壓計(jì)為全不銹鋼結(jié)構(gòu),20x120mm的靈巧體積,可方便放置在需要測量的狹小部位。
主要用途
孔隙水壓力計(jì)可用來測量孔隙水或其它流體壓力。所測得的數(shù)據(jù)可評(píng)估地下水流的情況并用于設(shè)計(jì)和監(jiān)測以下項(xiàng)目:
● 水工建造物
● 基礎(chǔ)與擋土墻
● 大壩與堤防
● 邊坡與開挖工程
● 隧洞與地下工程
● 廢料堆積場
主要參數(shù)
型號(hào)規(guī)格 | VP500-1 | VP500-2 | VP500-4 | VP500-6 | VP500-10 | VP500-16 | VP500-25 | |
尺寸 | 最大外徑D (mm) | 定制 | 20 | |||||
性能 參數(shù) | 測量范圍 (KPa) | 0~160 | 0~200 | 0~400 | 0~600 | 0~1000 | 0~1600 | 0~2500 |
最小讀數(shù)K(KPa/F) | ≤0.05 | ≤0.1 | ≤0.15 | ≤0.2 | ≤0.3 | ≤0.5 | ≤0.8 | |
分辨力r (%F.S) | ≤0.03 | |||||||
綜合誤差 (%F.S) | ≤1.0 | |||||||
溫度測量范圍 (℃) | -30~+90 | |||||||
溫度測量精度(℃) | ±0.3 | |||||||
工作環(huán)境溫度(℃) | 0~+60 | |||||||
耐水壓力(MPa) | 額定量程1.2倍時(shí),絕緣 > 50MΩ |
注: 1、F.S表示滿量程輸出;
2、超量程:允許額定量程的1.2倍;
3、可根據(jù)客戶要求額外增加智能芯片,將傳感器編號(hào)、參數(shù)等信息錄入其中;
一般計(jì)算公式
Pi = K (F0-Fi) + b (Ti-T0)
式中:Pi-孔隙水壓力計(jì)所受到的實(shí)時(shí)壓力值;
K-孔隙水壓力計(jì)標(biāo)定系數(shù),由制造商給出;
F0—孔隙水壓力計(jì)零點(diǎn)輸出模數(shù)值;
Fi—孔隙水壓力計(jì)對(duì)應(yīng)于Pi時(shí)刻的輸出模數(shù)值;
b—溫度修正系數(shù),由制造商給出;
T0—零點(diǎn)壓力時(shí)孔隙水壓力計(jì)所感受的溫度;
Ti—i時(shí)刻的孔隙水壓力計(jì)所感受的溫度。
注:1、計(jì)算所得物理量的符號(hào),正值為水壓力增大,負(fù)值為水壓力減小。
2、F=Hz*Hz/1000,即模數(shù)值為頻率值平方的千分之一。
3、單支傳感器參數(shù),如K值、b值等,詳見傳感器合格證。
4、在計(jì)算時(shí),請(qǐng)注意統(tǒng)一各參數(shù)的數(shù)量級(jí)、單位。
安裝及埋設(shè)方法
在巖土工程中,孔隙水壓力計(jì)用于觀測巖體,土體和混凝土內(nèi)的孔隙(滲透)水壓力。安裝埋設(shè)前,應(yīng)做好以下準(zhǔn)備:
1、儀器室內(nèi)處理,儀器檢驗(yàn)合格后,按需要長度接好電纜,根據(jù)要求對(duì)儀器進(jìn)行編號(hào),保護(hù)好編號(hào)標(biāo)識(shí)。
2、鉆孔壓入式的儀器(有錐頭的),埋設(shè)前,將孔壓計(jì)放入水中浸泡2小時(shí)以上,使其充分飽和,排除透水石中的氣泡。
3、填方埋入式的儀器,用飽和細(xì)砂袋將測頭包好或用無紡?fù)凉げ及?,確??讐河?jì)進(jìn)水口通暢。
4、混凝土澆筑時(shí)孔隙水壓力計(jì)的埋設(shè)
在混凝土內(nèi)埋設(shè)孔壓計(jì),其細(xì)砂包體積應(yīng)為1000^3。將準(zhǔn)備好的孔壓計(jì)固定在設(shè)計(jì)位置上,排好電纜,澆筑混凝土,應(yīng)勿使水泥漿浸入孔壓計(jì)內(nèi)部。
在施工縫上埋設(shè)孔壓計(jì),應(yīng)在澆筑下層混凝土?xí)r,靠縫隙面預(yù)留一個(gè)深30cm、直徑20cm的孔,在預(yù)留孔內(nèi)鋪上一層細(xì)砂,將孔隙水壓力計(jì)放在砂墊層上,再用細(xì)砂將儀器埋好,孔口放一蓋板,即可澆筑混凝土。
4.1土料填筑過程中埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)
土料填筑超過儀器埋設(shè)高程0.5m后,暫停填筑。測量并放出儀器位置,以儀器點(diǎn)為中心人工挖出長×高×深為1m×0.8m×0.5m的坑,在坑底用與孔壓計(jì)直徑相同的前端呈錐形的鐵棒打入土層中,深度與儀器長度一樣,拔出鐵棒后,將儀器取出讀一個(gè)初始讀數(shù),做好記錄,然后將儀器迅速插入孔內(nèi),但不得用錘敲打,只能用手加壓。將儀器全部壓入孔中,再把儀器末端電纜盤成一圈,其余電纜從挖好的電纜溝掛測站引去,分層填土夯實(shí)。
4.2在基巖面上埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)
在設(shè)計(jì)位置鉆一集水孔,孔徑不大于100mm,經(jīng)滲水試驗(yàn)合格后,將準(zhǔn)備好的孔壓計(jì)放入集水孔中,砂袋用砂漿糊住,砂漿凝固后,即可澆筑混凝土或土石填料,見圖5。
在土石填筑體的基巖面上埋設(shè)孔壓計(jì),也可以采用坑埋方法。當(dāng)土石料填筑已高于儀器埋設(shè)處0.5m至1m時(shí),暫停填筑,測量人員按設(shè)計(jì)要求測出儀器埋設(shè)位置。挖去周圍50cm的填土,露出基巖,在底部鋪上20~30cm厚的砂,把浸泡在水中的儀器取出放在砂中,儀器電纜線繞一圈后,向外引出,在蓋上20~30cm后的砂,澆水使其飽和,再在上面填土,分層夯實(shí)。電纜線從已挖好的電纜溝引到觀測間。電纜溝寬0.5m,深0.5m,電纜之間相互平行排列,呈S型向前引,而后分層填土夯實(shí)。
4.3在水平淺孔內(nèi)埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)
在地下洞室圍巖內(nèi)或邊坡基巖表面淺層埋設(shè)孔壓計(jì)需要用水平淺孔埋設(shè)和集水。淺孔的深度為0.5m,直徑150~200mm,如果孔無透水裂隙,可根據(jù)需要的深度,在孔底套鉆一個(gè)φ30mm左右的孔在孔底內(nèi)填細(xì)砂,將孔壓計(jì)埋在細(xì)砂中,并將孔口用蓋板封上,然后用水泥砂漿封住,砂漿終凝后即可填筑混凝土或土石料。
4.4在深孔內(nèi)埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)
在壩基深部、邊坡、運(yùn)行時(shí)期建筑物內(nèi)滲壓監(jiān)測時(shí),需要在孔內(nèi)埋設(shè)壓力計(jì)時(shí),根據(jù)設(shè)計(jì)需要深度鉆孔,孔徑一般為80-150mm。巖體鉆孔應(yīng)做滲水試驗(yàn),鉆孔位置及深度應(yīng)根據(jù)地址條件和滲水試驗(yàn)結(jié)果確定。
將壓力計(jì)裝入能放入孔內(nèi)的細(xì)砂包中,先向孔內(nèi)填入40cm中粗砂至孔壓力計(jì)埋設(shè)高程,然后放入孔壓計(jì)至埋設(shè)位置,經(jīng)檢測合格后,在孔壓計(jì)觀測斷面內(nèi)填入中粗砂,并使觀測段飽和,再填入20cm細(xì)砂,最后再剩余孔段灌注水泥漿或水泥彭潤土漿。
分層測滲透壓力時(shí),可在一個(gè)鉆孔內(nèi)埋設(shè)多支孔壓計(jì)。但應(yīng)注意做好相鄰壓力計(jì)之間的封閉隔離工作。
觀測點(diǎn)壓力時(shí),應(yīng)將孔壓計(jì)封閉在不大于0.5m的鉆孔滲水段內(nèi)。
鉆孔巖體滲透系數(shù)很小時(shí),孔壓計(jì)應(yīng)埋在體積較小的鉆孔滲水段內(nèi)。
在軟基中埋設(shè)孔隙水壓力計(jì)時(shí),首先要造孔孔徑-般在80-110mm左右,深度為設(shè)計(jì)標(biāo)高0.5~0.8m選用直徑20或30mm壓入式孔隙水壓力計(jì),通過鉆桿及連接頭(壓頭)將孔壓計(jì)傳感器壓入土層中至設(shè)計(jì)標(biāo)高位置,提出鉆桿埋設(shè)完成。
4.5.測壓管的安裝埋設(shè)
在介質(zhì)滲透系數(shù)較大的部位宜采用測壓管觀測滲透水壓力,在重要的觀測地段常同時(shí)用孔隙水壓力計(jì)對(duì)測壓管進(jìn)行復(fù)測。測壓管的安裝類型和方法,一般如下:
4.5.1. 在設(shè)計(jì)孔位處造孔,孔徑為110~150mm,孔深根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定,鉆孔應(yīng)取巖心,并分段進(jìn)行滲水試驗(yàn)。
4.5.2 .根據(jù)鉆孔柱狀圖、壓水試驗(yàn)成果以及觀測設(shè)計(jì)要求,確定測壓管進(jìn)水管段的位置和長度,用于點(diǎn)壓力觀測的進(jìn)水管長度應(yīng)不小于0.5m。進(jìn)水管下端應(yīng)預(yù)留0.5m長的沉淀管段。
4.5.3. 在鉆孔底部填入20~30cm厚,粒徑為5~10mm的礫石墊層。
4.5.4. 將測壓管的進(jìn)水管和導(dǎo)管一次連接放入孔內(nèi)。下管過程中,必須連接嚴(yán)密,吊系牢固,保持管身順直。
4.5.5. 在鉆孔的集水管段填入粒徑為1~25mm的礫石,其上填入20cm后的細(xì)砂,上部全部填入水泥砂漿和水泥彭潤土漿。
4.5.6.測壓管進(jìn)水段必須保證滲水能順利進(jìn)入管內(nèi),鉆孔有可能塌孔或長生管涌時(shí),應(yīng)加設(shè)反慮裝置。
4.5.7. 在較完整的巖體中安裝測壓管時(shí),可不安裝進(jìn)水管和導(dǎo)管,只安裝管口裝置。
4.5.8. 分層測滲透壓力時(shí),可采用一孔多管式測壓管。其孔徑應(yīng)由埋入的測壓管根樹決定,注意做好各層進(jìn)水管之間的封閉隔離。
4.5.9. 需要埋設(shè)水平管段時(shí),水平管段應(yīng)略有傾斜,靠近進(jìn)水管段略低,坡度約為5%.
驗(yàn)收與保管
1、用戶開箱驗(yàn)收儀器,應(yīng)先檢查儀器數(shù)量與裝箱清單是否相符、是否含有對(duì)應(yīng)安裝附件、合格證及相關(guān)資料,如有不符合者,請(qǐng)與我公司聯(lián)系;
2、對(duì)于箱內(nèi)儀器,先用250V兆歐表及任意型式的頻率讀數(shù)儀檢查常溫常壓下絕緣電阻與頻率初值,若有異常,應(yīng)與本公司聯(lián)系;
3、開箱后的儀器應(yīng)放在濕度小于80%的房間內(nèi)保存,室內(nèi)不應(yīng)含有腐蝕性氣體,存放環(huán)境須干燥,通風(fēng),搬運(yùn)時(shí)小心輕放。
注意事項(xiàng)
1、本儀器應(yīng)在額定測量范圍內(nèi)工作;
2、儀器引出電纜可達(dá)1000米(另購)。用戶訂貨時(shí)未加以說明,均按1.5米長度接線出廠;
3、根據(jù)現(xiàn)場需要接長電纜時(shí),應(yīng)注意接頭處的防水密封可靠;
4、儀器未使用放置12個(gè)月以上時(shí),使用前應(yīng)重新進(jìn)行標(biāo)定。
5、請(qǐng)勿摔打、碰撞或長時(shí)間震動(dòng)本傳感器。