一種適用于真空預(yù)壓地基處理技術(shù)的地下水位測試裝置及其使用方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種地下水位測試裝置，其包括水位管、發(fā)射片、透光片及激光測距儀。所述水位管由居于上部的主管及居于下部的濾管同軸連接而成，濾管的外壁包覆有排水板濾膜，濾管底部封閉；所述發(fā)射片飄浮于所述水位管內(nèi)的水面；所述透光片覆蓋并固定于所述水位管的管頂；所述激光測距儀位于所述透光片上方進(jìn)行測試。本發(fā)明基于激光測距原理進(jìn)行測試，測試方法簡便、測試成本低、測試結(jié)果直觀且真實(shí)可靠，因此，可較準(zhǔn)確地獲取地基中的地下水位變化規(guī)律。
【專利說明】一種適用于真空預(yù)壓地基處理技術(shù)的地下水位測試裝置及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及真空預(yù)壓地基處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說是一種適用于真空預(yù)壓地基處理技術(shù)的新型地下水位測試裝置及其使用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]研究真空預(yù)壓加固過程中地下水位的變化規(guī)律，有利于進(jìn)一步認(rèn)識真空預(yù)壓法加固地基的機(jī)理，更有利于對真空預(yù)壓加固效果的評價(jià)和分析。然而，關(guān)于真空預(yù)壓加固過程中地下水位的變化規(guī)律，一直以來都是業(yè)界爭論和分歧的焦點(diǎn)。目前，主要有3種觀點(diǎn)，分別為地下水位上升、地下水位不變以及地下水位下降。因此，如何簡單而又有效地獲取真空預(yù)壓地基中地下水位的真實(shí)變化規(guī)律，已成為業(yè)界亟待解決的問題。
[0003]顯而易見，“獲取地下水位的真實(shí)變化規(guī)律”主要取決于地下水位測試方法的有效性和精確性。目前，真空預(yù)壓地基處理【技術(shù)領(lǐng)域】中，地下水位測試方法主要有--①常規(guī)水位管法、②中國專利CN 2777511Y所公開的方法、③河海大學(xué)改進(jìn)法(巖土工程學(xué)報(bào)-2009，Vol.31:48-51)。各自的不足分別為:①法的測試值并不是真空狀態(tài)下地下水位的實(shí)際值，且②法已明確指出其局限性法能間接計(jì)算出真空狀態(tài)下的地下水位值，但測試裝置復(fù)雜、計(jì)算步驟繁瑣、影響計(jì)算結(jié)果準(zhǔn)確性的因素較多、也缺乏直觀性。③法測試裝置復(fù)雜、安裝步驟繁瑣、很難保證“內(nèi)管與外管之間”的真空度與“密封膜下”的真空度一致，其測試值也不能完全代表真空狀態(tài)下地下水位的實(shí)際值。相對于②法和③法而言，盡管①法存在局限性，但由于具有簡單可行的優(yōu)點(diǎn)，目前仍然廣泛應(yīng)用于工程實(shí)際。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有測試方法的不足，提供一種裝置簡單、安裝方法簡易、測試方法簡便、測試結(jié)果準(zhǔn)確、測試成本低、適用于真空預(yù)壓地基處理技術(shù)的新型地下水位測試裝置及其使用方法。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:一種適用于真空預(yù)壓地基處理技術(shù)的地下水位測試裝置，其特征在于包括:水位管、發(fā)射片、透光片及激光測距儀，
[0006]所述水位管由居于上部的主管及居于下部的濾管同軸連接而成，濾管的外壁包覆有排水板濾膜，濾管底部封閉，
[0007]所述發(fā)射片飄浮于所述水位管內(nèi)的水面，
[0008]所述透光片覆蓋并固定于所述水位管的管頂，所述激光測距儀位于所述透光片上方進(jìn)行測試。
[0009]本發(fā)明還提供了一種地下水位測試系統(tǒng)，其包括水位管、發(fā)射片、透光片及激光測距儀、真空密封膜、潤滑密封材料，
[0010]所述水位管由居于上部的主管及居于下部的濾管同軸連接而成，濾管的外壁包覆有排水板濾膜，濾管底部封閉，水位管垂直插設(shè)于待測量土體，主管露出于土體表面，[0011 ] 所述發(fā)射片飄浮于所述水位管內(nèi)的水面，
[0012]所述透光片覆蓋并固定于所述水位管的管頂，所述激光測距儀位于所述透光片上方進(jìn)行測試，
[0013]所述真空密封膜從土體表面延伸至露出于土體表面的主管外壁并密封固定，
[0014]所述潤滑密封材料填充于真空密封膜與露出于土體表面的主管外壁之間。
[0015]進(jìn)一步地來說，水位管濾管與水位管主管連接處的標(biāo)高不低于真空預(yù)壓加固前地基中的地下水位標(biāo)高。
[0016]所述主管和所述濾管密封連接。
[0017]本發(fā)明還提供了一種真空預(yù)壓地基處理技術(shù)的地下水位測試方法，其采用了如上所述的地下水位測試裝置，并采用以下操作步驟:
[0018](I)將水位管垂直插入待測地基土體中至設(shè)計(jì)深度，其中濾管與主管連接處的標(biāo)高應(yīng)不低于真空預(yù)壓加固前地基中的地下水位標(biāo)高；
[0019](2)往水位管內(nèi)注入清水進(jìn)行沖洗至管中水不再渾濁，將發(fā)射片放入管中，使其浮于水面；
[0020](3)將透光片水平固定于主管管頂處，并確保平整性；
[0021](4)真空密封膜包覆于主管露出土體表面的部分管段外壁及主管周圍的土體表面；
[0022](5)在真空密封膜與主管露出土體表面的部分管段外壁之間充填潤滑密封材料；
[0023](6)抽真空前，通過激光測距儀采集穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，作為地下水位初讀數(shù)；
[0024](7)真空預(yù)壓過程中，通過激光測距儀進(jìn)行跟蹤測試，獲取實(shí)時讀數(shù)。
[0025]所述步驟5中的潤滑密封材料為黃油等具有良好密封性和潤滑性的膠體。
[0026]所述步驟5中，真空密封膜與主管之間通過真空密封膜材料綁扎固定。
[0027]具體地來說，所述使用激光測距儀采集數(shù)據(jù)依次按下述步驟進(jìn)行:
[0028]①激光測距儀發(fā)射端緊貼固定于水位管主管管頂處的透光片；
[0029]②激光測距儀發(fā)射端對準(zhǔn)水位管管中浮于水面上的發(fā)射片；
[0030]③激光測距儀連續(xù)發(fā)射激光束，同時自動獲取并記錄水位管管中水面至管口的距離；
[0031]④每次測試時，重復(fù)①?③。
[0032]本發(fā)明基于激光測距原理進(jìn)行測試，測試方法簡便、測試成本低、測試結(jié)果直觀且真實(shí)可靠，因此，可較準(zhǔn)確地獲取地基中的地下水位變化規(guī)律。尤為重要的是，本發(fā)明的地下水位測試裝置能保證水位管內(nèi)外的真空度與密封膜下的真空度一致，其測試值可真實(shí)地反映真空狀態(tài)下地下水位的實(shí)際值。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0033]圖1為本發(fā)明地下水位測試裝置示意圖。
[0034]圖中:1-主管；2_濾管；3_發(fā)射片；4_透光片；5_激光測距儀；6_真空密封膜；7-黃油等潤滑密封材料；8_水平排水砂墊層；9_被加固軟土地基；10_真空預(yù)壓加固前地基中的地下水位?！揪唧w實(shí)施方式】:
[0035]以下僅為本發(fā)明的實(shí)施范例，不能以此限定本發(fā)明的范圍。即但凡依本發(fā)明申請專利范圍所作的非實(shí)質(zhì)性變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
[0036]如圖1所示，該地下水位測試裝置包括水位管(由主管I和濾管2組裝而成)、發(fā)射片3、透光片4、激光測距儀5。
[0037]下面參照說明書附圖1對地下水位測試裝置及其使用方法進(jìn)行說明。
[0038](I)先利用滿足技術(shù)要求的鉆機(jī)設(shè)備將水位管(由主管I和濾管2組裝而成)安裝到設(shè)計(jì)深度，且確保水位管的垂直度、位于設(shè)計(jì)深度處濾管2底端以及各管段連接處的密封性、主管I管頂截面的平整性；
[0039]水位管濾管2能確保真空預(yù)壓加固過程中管內(nèi)水位及時與其周邊土體中的水位保持動態(tài)平衡。需要注意的是，濾管2外壁需外包排水板濾膜、底端封閉，以避免周圍的土體細(xì)顆粒進(jìn)入管內(nèi)出現(xiàn)嚴(yán)重淤堵現(xiàn)象而影響濾管2的自由透水效果。另外，水位管濾管2與水位管主管I連接處的標(biāo)高應(yīng)不低于真空預(yù)壓加固前地基中的地下水位標(biāo)高10。
[0040](2)穩(wěn)定一段時間后，往管內(nèi)注入清水進(jìn)行沖洗，直到管中的水不再渾濁；將發(fā)射片3放入管中，使其飄浮于水面；
[0041](3)將透光片4水平固定于主管I管頂處，并確保平整性；
[0042](4)真空密封膜6包覆于水位管主管I露出砂墊層8表面的部分管段外壁及其周圍的砂墊層8表面。
[0043](5)真空密封膜6與水位管主管I露出砂墊層8表面的部分管段外壁之間充填有黃油或其它的具有良好密封性和潤滑性的膠體作為潤滑密封材料7，且兩者之間通過真空密封膜6材料綁扎固定，以避免水位管與周圍土體發(fā)生不一致沉降，致使真空密封膜6拉裂、漏氣，進(jìn)而削弱砂墊層8和被加固軟土地基9中的真空度傳遞效果。
[0044](6)抽真空前，通過激光測距儀采集水位管主管I中的穩(wěn)定讀數(shù)，作為地下水位初讀數(shù)；
[0045]其中，激光測距儀的采集數(shù)據(jù)過程依次按下述步驟進(jìn)行:
[0046]①激光測距儀發(fā)射端緊貼固定于水位管主管管頂處的透光片；
[0047]②激光測距儀發(fā)射端對準(zhǔn)水位管管中浮于水面上的發(fā)射片；
[0048]③激光測距儀連續(xù)發(fā)射激光束，同時自動獲取并記錄水位管管中水面至管口的距離；
[0049]④每次測試時，重復(fù)①?③。
[0050](7)真空預(yù)壓過程中，通過激光測距儀進(jìn)行跟蹤測試，作為實(shí)時讀數(shù)。
[0051]本發(fā)明的測試原理為:光以速度c在管內(nèi)傳播，在管口與發(fā)射片之間往返一次所需時間為t，則兩者間的距離D為:D=ct/2。
[0052]真空預(yù)壓加固地基過程中，水位管管內(nèi)的水位會發(fā)生變化，因此漂浮在管中水面上的發(fā)射片3也會隨之移動，致使水位管管中水面至管口的距離發(fā)生改變，從而改變了激光測距儀的讀數(shù)，根據(jù)讀數(shù)的變化即可精確測量地下水位的變化。
【權(quán)利要求】
1.一種適用于真空預(yù)壓地基處理技術(shù)的地下水位測試裝置，其特征在于包括:水位管、發(fā)射片、透光片及激光測距儀，所述水位管由居于上部的主管及居于下部的濾管同軸連接而成，濾管的外壁包覆有排水板濾膜，濾管底部封閉，所述發(fā)射片飄浮于所述水位管內(nèi)的水面，所述透光片覆蓋并固定于所述水位管的管頂，所述激光測距儀位于所述透光片上方進(jìn)行測試。
2.一種適用于真空預(yù)壓地基處理技術(shù)的地下水位測試系統(tǒng)，其特征在于包括:水位管、發(fā)射片、透光片及激光測距儀、真空密封膜、潤滑密封材料，所述水位管由居于上部的主管及居于下部的濾管同軸連接而成，濾管的外壁包覆有排水板濾膜，濾管底部封閉，水位管垂直插設(shè)于待測量土體中，主管露出于土體表面，所述發(fā)射片飄浮于所述水位管內(nèi)的水面，所述透光片覆蓋并固定于所述水位管的管頂，所述激光測距儀位于所述透光片上方進(jìn)行測試，所述真空密封膜從土體表面延伸至露出于土體表面的主管外壁并密封固定，所述潤滑密封材料填充于真空密封膜與露出于土體表面的主管外壁之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下水位測試系統(tǒng)，其特征在于:水位管濾管與水位管主管連接處的標(biāo)高不低于真空預(yù)壓加固前地基中的地下水位標(biāo)高。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的地下水位測試系統(tǒng)，其特征在于:所述主管和所述濾管密封連接。
5.一種真空預(yù)壓地基處理技術(shù)的地下水位測試方法，其特征在于采用了如權(quán)利要求1所述的地下水位測試裝置，并包括以下操作步驟:(1)將水位管垂直插入待測地基土體中至設(shè)計(jì)深度，其中濾管與主管連接處的標(biāo)高應(yīng)不低于真空預(yù)壓加固前地基中的地下水位標(biāo)高；(2)往水位管內(nèi)注入清水進(jìn)行沖洗至管中水不再渾濁，將發(fā)射片放入管中，使其浮于水面；(3)將透光片水平固定于主管管頂處，并確保平整性；(4)真空密封膜包覆于主管露出土體表面的部分管段外壁及主管周圍的土體表面；(5)在真空密封膜與主管露出土體表面的部分管段外壁之間充填潤滑密封材料；(6)抽真空前，通過激光測距儀采集穩(wěn)定的數(shù)據(jù)，作為地下水位初讀數(shù)；(7)真空預(yù)壓過程中，通過激光測距儀進(jìn)行跟蹤測試，獲取實(shí)時讀數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述步驟5中的潤滑密封材料為黃油。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述步驟5中，真空密封膜與主管之間通過真空密封膜材料綁扎固定。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述使用激光測距儀采集數(shù)據(jù)依次按下述步驟進(jìn)行:①激光測距儀發(fā)射端緊貼固定于水位管主管管頂處的透光片；②激光測距儀發(fā)射端對準(zhǔn)水位管管中浮于水面上的發(fā)射片；③激光測距儀連續(xù)發(fā)射激光束，同時自動獲取并記錄水位管管中水面至管口的距離；④每次測試時，重復(fù)① ~③。
【文檔編號】G01F23/292GK103592002SQ201310478672
【公開日】2014年2月19日 申請日期:2013年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月14日
【發(fā)明者】鮑樹峰, 董志良, 婁炎, 莫海鴻, 陳平山, 邱青長, 羅彥 申請人:中交四航工程研究院有限公司, 中交四航巖土工程有限公司, 廣州港灣工程質(zhì)量檢測有限公司, 廣州四航材料科技有限公司