[发明专利]一种闭口法地下水位测量装置和方法

说明书

本发明公开了一种闭口法地下水位测量装置，包括竖向设置的外管、内管和钢尺沉降仪，在外管与内管之间形成有封闭的环形空间，在环形空间内设有磁力浮子，外管为带有钢丝的波纹伸缩管，内管由上部主管和下部限位导向管组成，在下部限位导向管的上端设有测量顶盖；上部主管插装在下部限位导向管内，下端是密封的，外管的上端与密封膜密封连接，侧壁上设有渗水孔，在外管的上端连接有密封顶盖，钢尺沉降仪的测头设置在上部主管内。本发明还公开了一种应用上述装置测量地下水位的方法。本发明能够在考虑土层固结影响且能保证水位管与大气不连通的情况下较为简便地获得软土地基在加固过程中相对准确的地下水位高程。

技术领域

本发明属于工程监测领域，涉及一种真空预压法(或真空堆载联合预压法)加固软土地基过程中的闭口法地下水位测量装置和方法。

背景技术

真空预压法加固软土地基时，若地下水位下降，则为真空预压与降水预压的双重加固效果；若地下水位上升，则为上述两者之差的效果；若地下水位不变，则仅为真空预压加固效果，所以准确测量地下水位关系到真空预压的加固效果，同时也直接影响到对真空预压机理的认识。常见的闭口法地下水位测量方法是：先打设水位管装置，该装置由两根不同直径的PVC内外管、磁环浮标、限位器、电感应器等部分组成，地下水通过外管壁上渗水孔渗入与大气隔绝的内外管之间，此水位即为负压条件下的地下水位。在这两根不同直径且相对位置固定的内外管之间放置的磁环浮标浮于水面上，且随地下水位沿内管上下自由浮动，磁环浮标的位置即为地下水表面位置，可通过钢尺沉降仪来确定磁环浮标的位置。此方法能基本解决水位管与大气相通的问题，但是该装置很难保证水位管内外的真空度一致，且由于没有考虑土层固结对测试结果的影响，很难保证在地基的加固过程中(特别是真空堆载联合预压法)始终保证水位管与大气不相通；同时每次测量地下水位时还需要测量内管上端高程才能获取准确的地下水位高程，相对较繁琐。因此亟需研究一种考虑土层固结的影响且能保证水位管与大气不连通，同时又相对操作简便的地下水位测量装置，为评价真空预压加固效果提供准确的数据支持。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种闭口法地下水位测量装置和方法，以便能够在考虑土层固结影响且能保证水位管与大气不连通的情况下较为简便地获得软土地基在真空预压法(或真空堆载联合预压法)加固过程中相对准确的地下水位高程。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的一个技术方案是：一种闭口法地下水位测量装置，包括预埋在软土地基中的竖向设置的6m长外管、同轴插装在所述外管内的内管和钢尺沉降仪，在所述外管与所述内管之间形成有封闭的环形空间，在所述环形空间内设有磁力浮子，所述外管为带有钢丝的波纹伸缩管，所述内管由上部主管和下部限位导向管组成，所述下部限位导向管的下部与所述外管的下端固接，二者之间设有封闭橡胶圈，在所述下部限位导向管的下端设有封闭底盖，所述封闭底盖暴露在所述外管的下方，在所述下部限位导向管的上端设有测量顶盖，在所述测量顶盖内设有高强磁块Ⅰ，在所述测量顶盖上设有限位孔，在所述下部限位导向管的侧壁上设有与所述环形空间连通的排水排气孔；所述上部主管穿过所述测量顶盖上的限位孔并插装在所述下部限位导向管内，所述上部主管与所述下部限位导向管通过滑动花键结构连接，所述上部主管的下端是密封的，所述磁力浮子空套在所述上部主管上，所述外管的上端探出在软土地基砂垫层的上表面之上，并与软土地基砂垫层上的密封膜密封连接，在位于密封膜之下的所述外管的侧壁上设有渗水孔，在所述外管的外侧包裹有土工布，在所述外管的上端连接有密封顶盖，所述上部主管穿过所述密封顶盖，二者密封固定连接，所述钢尺沉降仪的测头设置在所述上部主管内。

所述磁力浮子采用环型结构，内圆上下端设有倒圆角，是采用高压硬质泡沫制成的，在所述磁力浮子内设有高强磁块Ⅱ。

所述封闭底盖采用倒锥形结构。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的另一个技术方案是：一种应用上述闭口法地下水位测量装置测量地下水位的方法，采用以下步骤：