滲壓計
概述
孔隙水壓力計也常稱為滲壓計(Vibrating Wire Piezometer)。振弦式滲壓計與硅壓式揚壓力計都能適用于長期埋設在水工結構物或其它混凝土結構物及土體內(nèi) ,測量結構物或土體內(nèi)部的滲透(孔隙)水壓力,并可同步測量埋設點的溫度。
滲壓計加裝配套附件可在測壓管道、地基鉆孔中使用,滲壓計為全不銹鋼結構,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)可評估地下水流的情況并用于設計和監(jiān)測以下項目:
● 水工建造物
● 基礎與擋土墻
● 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,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、參數(shù)等信息錄入其中;
一般計算公式
Pi = K (F0-Fi) + b (Ti-T0)
式中:Pi-孔隙水壓力計所受到的實時壓力值;
K-孔隙水壓力計標定系數(shù),由制造商給出;
F0—孔隙水壓力計零點輸出模數(shù)值;
Fi—孔隙水壓力計對應于Pi時刻的輸出模數(shù)值;
b—溫度修正系數(shù),由制造商給出;
T0—零點壓力時孔隙水壓力計所感受的溫度;
Ti—i時刻的孔隙水壓力計所感受的溫度。
注:1、計算所得物理量的符號,正值為水壓力增大,負值為水壓力減小。
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、在計算時,請注意統(tǒng)一各參數(shù)的數(shù)量級、單位。
安裝及埋設方法
在巖土工程中,孔隙水壓力計用于觀測巖體,土體和混凝土內(nèi)的孔隙(滲透)水壓力。安裝埋設前,應做好以下準備:
1、儀器室內(nèi)處理,儀器檢驗合格后,按需要長度接好電纜,根據(jù)要求對儀器進行編號,保護好編號標識。
2、鉆孔壓入式的儀器(有錐頭的),埋設前,將孔壓計放入水中浸泡2小時以上,使其充分飽和,排除透水石中的氣泡。
3、填方埋入式的儀器,用飽和細砂袋將測頭包好或用無紡土工布包裹好,確??讐河嬤M水口通暢。
4、混凝土澆筑時孔隙水壓力計的埋設
在混凝土內(nèi)埋設孔壓計,其細砂包體積應為1000^3。將準備好的孔壓計固定在設計位置上,排好電纜,澆筑混凝土,應勿使水泥漿浸入孔壓計內(nèi)部。
在施工縫上埋設孔壓計,應在澆筑下層混凝土時,靠縫隙面預留一個深30cm、直徑20cm的孔,在預留孔內(nèi)鋪上一層細砂,將孔隙水壓力計放在砂墊層上,再用細砂將儀器埋好,孔口放一蓋板,即可澆筑混凝土。
4.1土料填筑過程中埋設孔隙水壓力計
土料填筑超過儀器埋設高程0.5m后,暫停填筑。測量并放出儀器位置,以儀器點為中心人工挖出長×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。
4.2在基巖面上埋設孔隙水壓力計
在設計位置鉆一集水孔,孔徑不大于100mm,經(jīng)滲水試驗合格后,將準備好的孔壓計放入集水孔中,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孔壓計,也可以采用坑埋方法。當土石料填筑已高于儀器埋設處0.5m至1m時,暫停填筑,測量人員按設計要求測出儀器埋設位置。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。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。
4.3在水平淺孔內(nèi)埋設孔隙水壓力計
在地下洞室圍巖內(nèi)或邊坡基巖表面淺層埋設孔壓計需要用水平淺孔埋設和集水。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φ30mm左右的孔在孔底內(nèi)填細砂,將孔壓計埋在細砂中,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)埋設孔隙水壓力計
在壩基深部、邊坡、運行時期建筑物內(nèi)滲壓監(jiān)測時,需要在孔內(nèi)埋設壓力計時,根據(jù)設計需要深度鉆孔,孔徑一般為80-150mm。巖體鉆孔應做滲水試驗,鉆孔位置及深度應根據(jù)地址條件和滲水試驗結果確定。
將壓力計裝入能放入孔內(nèi)的細砂包中,先向孔內(nèi)填入40cm中粗砂至孔壓力計埋設高程,然后放入孔壓計至埋設位置,經(jīng)檢測合格后,在孔壓計觀測斷面內(nèi)填入中粗砂,并使觀測段飽和,再填入20cm細砂,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,可在一個鉆孔內(nèi)埋設多支孔壓計。但應注意做好相鄰壓力計之間的封閉隔離工作。
觀測點壓力時,應將孔壓計封閉在不大于0.5m的鉆孔滲水段內(nèi)。
鉆孔巖體滲透系數(shù)很小時,孔壓計應埋在體積較小的鉆孔滲水段內(nèi)。
在軟基中埋設孔隙水壓力計時,首先要造孔孔徑-般在80-110mm左右,深度為設計標高0.5~0.8m選用直徑20或30mm壓入式孔隙水壓力計,通過鉆桿及連接頭(壓頭)將孔壓計傳感器壓入土層中至設計標高位置,提出鉆桿埋設完成。
4.5.測壓管的安裝埋設
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用孔隙水壓力計對測壓管進行復測。測壓管的安裝類型和方法,一般如下:
4.5.1. 在設計孔位處造孔,孔徑為110~150mm,孔深根據(jù)設計要求確定,鉆孔應取巖心,并分段進行滲水試驗。
4.5.2 .根據(jù)鉆孔柱狀圖、壓水試驗成果以及觀測設計要求,確定測壓管進水管段的位置和長度,用于點壓力觀測的進水管長度應不小于0.5m。進水管下端應預留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. 將測壓管的進水管和導管一次連接放入孔內(nèi)。下管過程中,必須連接嚴密,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.測壓管進水段必須保證滲水能順利進入管內(nèi),鉆孔有可能塌孔或長生管涌時,應加設反慮裝置。
4.5.7. 在較完整的巖體中安裝測壓管時,可不安裝進水管和導管,只安裝管口裝置。
4.5.8. 分層測滲透壓力時,可采用一孔多管式測壓管。其孔徑應由埋入的測壓管根樹決定,注意做好各層進水管之間的封閉隔離。
4.5.9. 需要埋設水平管段時,水平管段應略有傾斜,靠近進水管段略低,坡度約為5%.
驗收與保管
1、用戶開箱驗收儀器,應先檢查儀器數(shù)量與裝箱清單是否相符、是否含有對應安裝附件、合格證及相關資料,如有不符合者,請與我公司聯(lián)系;
2、對于箱內(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,應與本公司聯(lián)系;
3、開箱后的儀器應放在濕度小于80%的房間內(nèi)保存,室內(nèi)不應含有腐蝕性氣體,存放環(huán)境須干燥,通風,搬運時小心輕放。
注意事項
1、本儀器應在額定測量范圍內(nèi)工作;
2、儀器引出電纜可達1000米(另購)。用戶訂貨時未加以說明,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,應注意接頭處的防水密封可靠;
4、儀器未使用放置12個月以上時,使用前應重新進行標定。
5、請勿摔打、碰撞或長時間震動本傳感器。