深基坑承壓水降水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基坑工程降水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，尤其是涉及一種深基坑承壓水降水 動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，基坑工程向大深度、大面積發(fā)展，面臨的地下水問(wèn)題也越來(lái)越嚴(yán)重，特別 是基坑開(kāi)挖面下部的承壓水會(huì)引起坑底隆起、底板突涌等問(wèn)題而導(dǎo)致基坑失穩(wěn)，承壓水的 控制成了整個(gè)基坑工程能否順利進(jìn)行的關(guān)鍵?；臃€(wěn)定的判定依據(jù)是基坑底板至承壓含水 層頂板間的土壓力應(yīng)大于承壓水的頂托力，即：H* YS>FS* Yw*h，其中H為基坑底至承 壓含水層頂板間距離（m)，Ys為基坑底至承壓含水層頂板間的土的加權(quán)平均重（kN/m 3)，h 為承壓水水頭高度，即靜止水位至承壓含水層頂板的距離（m)，yw為水的重度（kN/m 3)，F(xiàn)s 為安全系數(shù)（取1.05)。對(duì)受承壓水影響的深基坑工程，可采用隔水帷幕隔斷、承壓水降水 以及封底加固等方法，其中降水方法控制承壓水頭是一種較為經(jīng)濟(jì)有效的措施。
[0003] 在深基坑承壓水降水工程中，如何合理地設(shè)置承壓水降水井及降水井的良好的施 工是成功的關(guān)鍵。然而，由于承壓水減壓降水必然會(huì)引起基坑周圍土層產(chǎn)生沉降，水位降深 過(guò)大必然引起地面沉降過(guò)大，水位降水過(guò)小則達(dá)不到減壓設(shè)計(jì)效果，從而仍可能導(dǎo)致基坑 突涌、基坑失穩(wěn)事故的發(fā)生。為了避免類似的事故發(fā)生，準(zhǔn)確測(cè)量承壓水水位降深，直接關(guān) 系基坑開(kāi)挖安全。
[0004] 由于基坑開(kāi)挖對(duì)水位資料要求及時(shí)、準(zhǔn)確，所以水位量測(cè)頻率比較高，傳統(tǒng)的人工 測(cè)繩量法靠人的主觀判斷往往造成水位數(shù)據(jù)偏差很大，存在極大安全隱患。目前市面上的 水位測(cè)量計(jì)，探頭較大，設(shè)備費(fèi)用非常高，其在測(cè)量降水井中動(dòng)水位時(shí)經(jīng)常會(huì)掛住井內(nèi)抽水 內(nèi)管上的法蘭盤，導(dǎo)致儀器損壞，而一旦損壞就必須重新更換新的設(shè)備，所以其不利于測(cè)量 降水井中的水位。因此，近年來(lái)一些關(guān)于深基坑承壓水降水監(jiān)測(cè)技術(shù)和方法被提出，經(jīng)對(duì)現(xiàn) 有技術(shù)檢索發(fā)現(xiàn)：申請(qǐng)?zhí)枮椤?01220002120. 1】的《基坑降水井測(cè)量水位裝置》實(shí)用新型專 利提出了一種基坑降水井測(cè)量水位裝置，主要包括萬(wàn)用表、2根電線、萬(wàn)用表用探頭、配重； 每根電線的兩端均連接有萬(wàn)用表用探頭，其中電線一端的萬(wàn)用表用探頭用于與井內(nèi)水面相 接觸，另外一端的萬(wàn)用表用探頭插入萬(wàn)用表的探頭插孔；與井內(nèi)水面相接觸一端的2個(gè)萬(wàn) 用表用探頭通過(guò)絕緣防水膠帶固定在配重上。
[0005] 申請(qǐng)?zhí)枮?01410119862. 6的《一種基坑降水深度檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法》發(fā)明專利 提出了降水深度檢測(cè)裝置及檢測(cè)方法，該檢查裝置由成孔管、檢測(cè)管和標(biāo)尺桿組成。成孔管 頂部套有嵌有水平儀的防砸板，側(cè)壁布有滲水孔，底端為密封端設(shè)置有實(shí)心錐頭，檢測(cè)管在 成孔管內(nèi)部，底端封閉，側(cè)壁分布有進(jìn)水小孔，其外包裹隔沙網(wǎng)，標(biāo)尺桿在檢測(cè)管內(nèi)，用輕質(zhì) 材料做成，上部設(shè)有刻度尺，底端設(shè)有輕質(zhì)空心球。檢測(cè)管內(nèi)標(biāo)尺桿在浮力作用下上升，在 標(biāo)尺桿的刻度尺上讀取水位高度即完成水位檢測(cè)。
[0006] 申請(qǐng)?zhí)枮?01420100363. 8的《一種基坑降水井內(nèi)地下水位表面相對(duì)高程簡(jiǎn)易測(cè) 量裝置》實(shí)用新型專利，提出了一種基坑降水井內(nèi)地下水位表面相對(duì)高程簡(jiǎn)易測(cè)量裝置，它 包括通過(guò)支撐桿固定在降水井側(cè)壁上的多個(gè)上下平行間隔設(shè)置的支架，在每一個(gè)支架的端 部安裝有一個(gè)圓環(huán)，全部圓環(huán)的中心同心設(shè)置，一個(gè)沿豎直方向設(shè)置的豎向空心立桿穿過(guò) 多個(gè)圓環(huán)且能夠在多個(gè)圓環(huán)內(nèi)部自由滑動(dòng)設(shè)置，在豎向空心立桿的底部安裝有浮球，在位 于井口上部的支撐桿上安裝有豎直設(shè)置的水位標(biāo)尺，水位標(biāo)尺與豎向空心立桿相對(duì)設(shè)置， 在水位標(biāo)尺上設(shè)置有降水深度范圍內(nèi)相對(duì)高程刻度，指針垂直的固定在豎向空心立桿的上 部且水平指向水位標(biāo)尺刻度處并在水位標(biāo)尺刻度讀數(shù)上、下限范圍內(nèi)。
[0007] 盡管，上述技術(shù)較傳統(tǒng)的人工測(cè)繩量法有一定的改進(jìn)，但本質(zhì)上與人工測(cè)繩量法 類似，主要還是靠人工讀數(shù)來(lái)預(yù)報(bào)承壓水的降深。此外，無(wú)論是人工測(cè)繩還是標(biāo)尺桿、空心 立桿，在水位降深大時(shí)，易彎曲變形，從而影響測(cè)讀數(shù)據(jù)的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種能動(dòng)態(tài)、精確、可靠的測(cè)定承壓水水位降 深的深基坑承壓水降水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法，該方法可實(shí)時(shí)判定基坑承壓水的降深， 確定抽水井停止工作的時(shí)間，以確?；拥姆€(wěn)定及控制基坑周邊地表的沉降，減小基坑施 工對(duì)環(huán)境的影響。
[0009] 本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：
[0010] 1、一種深基坑承壓水降水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括監(jiān)測(cè)井，所述的監(jiān)測(cè)井內(nèi)設(shè)置有降 水井管，所述的降水井管的底部在待測(cè)承壓水層區(qū)域內(nèi)設(shè)置有濾管，所述的濾管的底部設(shè) 置有用于沉淀砂土的沉淀管，所述的沉淀管的底部密封設(shè)置，所述的降水井管的上部與所 述的監(jiān)測(cè)井的孔壁之間填充有封孔黏土，所述的降水井管的下部與所述的監(jiān)測(cè)井的孔壁之 間填充有止水黏土，所述的濾管與所述的監(jiān)測(cè)井的孔壁之間以及所述的沉淀管與所述的監(jiān) 測(cè)井的孔壁之間填充有砂礫濾料，所述的降水井管的內(nèi)壁縱向均布有若干個(gè)孔壓傳感器， 各個(gè)所述的孔壓傳感器分別通過(guò)導(dǎo)線連接數(shù)據(jù)采集儀，所述的數(shù)據(jù)采集儀連接監(jiān)測(cè)電腦， 所述的濾管通過(guò)抽水管連通外部抽水泵。
[0011] 所述的濾管包括直徑為200mm~300mm的鋼筋籠以及包覆在所述的鋼筋籠外周的 濾網(wǎng)，所述的濾網(wǎng)的孔徑為1~2_，所述的砂爍濾料的粒徑為3~15_。
[0012] 所述的監(jiān)測(cè)井的孔徑為550~600mm，所述的降水井管的直徑為300~450mm ;所 述的降水井管的管口高于地面〇. 50-lm。以防止地表污水滲入井內(nèi)。
[0013] 所述的孔壓傳感器為孔隙水壓力傳感器，其直徑為1. 5~12mm，量程為lOOkPa~ 500kPa〇
[0014] 所述的止水黏土的滲透系數(shù)為1. OX l(T8cm/s~1. OX Kr1(lcm/s。
[0015] 2、一種深基坑承壓水降水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)方法，具體包括以下步驟：
[0016] (1)承壓水降水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置
[0017] 將降水井管的內(nèi)壁縱向等間距安裝若干個(gè)孔壓傳感器，將降水井管的底部依次連 接濾管和沉淀管，并將沉淀管底部封死；采用潛水鉆泥漿護(hù)壁開(kāi)設(shè)監(jiān)測(cè)井，在監(jiān)測(cè)井中由下 到上依次下設(shè)沉淀管、濾管和降水井管，并將沉淀管和濾管設(shè)置在待測(cè)承壓水層區(qū)域內(nèi)，將 監(jiān)測(cè)井的孔壁與沉淀管之間以及監(jiān)測(cè)井的孔壁與濾管之間回填砂礫濾料，將監(jiān)測(cè)井的孔壁 與降水井管下部之間回填止水黏土，將監(jiān)測(cè)井的孔壁與降水井管上部之間回填封孔黏土， 將各個(gè)孔壓傳感器通過(guò)導(dǎo)線連接到數(shù)據(jù)采集儀上，將數(shù)據(jù)采集儀連接到監(jiān)測(cè)電腦上，形成 一個(gè)完整的承壓水降水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；
[0018] (2)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)采集分析
[0019] 將抽水管內(nèi)伸至濾管，開(kāi)啟水泵抽水，并待水位穩(wěn)定后，將時(shí)間t設(shè)置為初始值0， 采集各孔壓傳感器的初始孔隙水壓力值P^，換算得到相應(yīng)孔壓傳感器在水位以下的深度， 并以此設(shè)為孔壓傳感器的初始深度值H@;繼續(xù)抽水，水位下降，采集t時(shí)刻，各孔壓傳感器 的