第四講 地下水位監測
一、監測內容
基坑工程地下水位監測包含坑內、坑外水位監測。由于上海地區除淺層潛水外，在局部⑤層存在微承壓水層和⑦層位置存在承壓水層，上海水文地質的這一特性，決定了在上海部分地區深基坑施工過程中除淺層水位觀測外，還需觀測深層承壓水位。通過坑內水位觀測可以檢驗降水方案的實際效果，如降水速率和降水深度。通過坑外水位觀測可以控制基坑工程施工降水對周圍地下水位下降的影響范圍和程度，防止基坑工程施工中的水土流失。坑外水位監測為基坑監測必測項目。
二、儀器、設備簡介
1水位計用途及原理
水位計是觀測地下水位變化的儀器；它可用來監測由降水、開挖以及其他地下工程施工作業所引起的地下水位的變化。
2水位儀的組成
水位測量系統由三部分組成：第一部分為地下埋入材料部分—水位管；第二部分為地表測試儀器—鋼尺水位計，由探頭、鋼尺電纜、接收系統、繞線架等部分組成。；第三部分為管口水準測量，由水準儀、標尺、腳架、尺墊等組成。
(1) 鋼尺水位計：探頭外殼由金屬車制而成，內部安裝了水阻接觸點。當觸點接觸水面時，接收系統峰鳴器發出蜂鳴聲，同時峰值指示器中的電壓指針發生偏轉。測量電纜部分由鋼尺和導線采用塑膠工藝合二為一。既防止了鋼尺的銹蝕，又簡化了操作過程，讀數方便、準確。
(2) 水位管：潛水水位管一般由PVC工程塑料制成，包括主管和束節及封蓋。主管管徑50～70mm，管頭50cm打有四排Φ7mm的孔。feng。承壓水水位管一般采用PPR管，接口采用熱熔技術，管子之間完全融合在一起，可有效阻隔上層水的滲透。
3水位計的使用
水位測量時，擰松水位計繞線盤后面螺絲，讓繞線盤轉動自由后，按下電源按鈕把測頭放人水位管內，手拿鋼尺電纜，讓測頭緩慢地向下移動，當測頭的觸點接觸到水面時，接收系統的音響器便會發出連續不斷的蜂鳴聲。此時讀出鋼尺電纜在管口處的讀數。
三、水位管埋設
1水位孔的布設原則
檢驗降水效果的水位孔布置在降水區內，采用輕型井點管時可布置在總管的兩側，采用深井降水時應布置在兩孔深井之間。潛水水位觀測管埋設深度不宜小于基坑開挖深度以下3m。微承壓水和承壓水層水位孔的深度應滿足設計要求。
保護周圍環境的水位孔應圍繞圍護結構和被保護對象(如建筑物、地下管線等)或在兩者之問進行布置，其深度應在允許最低地下水位之下或根據不同水層的位置而定，潛水水位觀測管埋設深度宜為6～8m。潛水水位監測點間距宜為20～50m，微承壓水和承壓水層水位監測點間距宜為30～60m，每測邊監測點至少1個。
2水位管構造與埋設
水位管選用直徑50mm左右的鋼管或硬質塑料管，管底加蓋密封，防止泥砂進入管中。下部留出0.5～1m的沉淀段(不打孔)，用來沉積濾水段帶人的少量泥砂。中部管壁周圍鉆出6～8列直徑為6mm左右的濾水孔，縱向孔距50～100mm。相鄰兩列的孔交錯排列，呈梅花狀布置。管壁外部包扎過濾層，過濾層可選用土工織物或網紗。上部管口段不打孔，以保證封口質量。
水位孔一般用小型鉆機成孔，孔徑略大干水位管的直徑，孔徑過小會導致下管困難，孔徑過大會使觀測產生一定的滯后效應。成孔至設計標高后，放入裹有濾網的水位管，管壁與孔壁之間用凈砂回填過濾頭，再用粘土進行封填，以防地表水流入。承壓水水位管安裝前須摸清承壓水層的深度，水位管放入鉆孔后，水位管濾頭必須在承壓水層內。承壓水面層以上一定范圍內，管壁與孔壁之間采取特別的措施，隔斷承壓水與上層潛水的聯通。
四、監測技術
1測試方法
先用水位計測出水位管內水面距管口的距離，然后用水準測量的方法測出水位管管口絕對高程，最后通過計算得到水位管內水面的絕對高程。
2 測試數據處理
水位管內水面應以絕對高程表示，計算式如下：
（4-1）
式中：—水位管內水面絕對高程(m)；
—水位管管口絕對高程(m)；
—水位管內水面距管口的距離(m)。
由式（4-1）可以分別算出前后兩次水位變化即本次變化和累計水位變化：
（4-2）
（4-3）
式中： —第i次水位絕對高程(m)；
—第i-1次水位絕對高程(m)；
—水位初始絕對高程(m)；
—累計水位差(m)。
3工程算例
五、注意事項
(1) 水位管的管口要高出地表并做好防護墩臺，加蓋保護，以防雨水、地表水和雜物進入管內。水位管處應有醒目標志，避免施工損壞。
(2) 在監測了一段時間后。應對水位孔逐個進行抽水或灌水試驗，看其恢復至原來水位所需的時間．以判斷其工作的可靠性。
(3) 坑內水位管要注意做好保護措施，防止施工破壞。
(4) 坑內水位監測除水位觀測外，還應結合降水效果監測，即對出水量和真空度進行監測。
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