[发明专利]一种负压条件下测量地下水位的装置与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种地下水位测试工具与方法，特别是及负压条件下的地下水位测试。

背景技术

岩土工程领域，经常需要观测地下水位。工程上用于地下水位的测试方法多采用常规的敞口式测管法，其所测得水位变化反映的实质是水位管滤管段各点水位降深的平均值。若用该方法测试真空预压加固地基时的地下水位，测试过程中必须打开管口密封，这样势必导致水位管内部与大气连通，管内气体压强会从一个低压状态（低于正常大气压）迅速增至一个正常大气压，进而引起水位管周围土体中孔隙水压力的显著变化。因此，用该法测出的水位只能反映正常大气压下的相应值，并不是负压条件下地基中地下水位的真实值，而且真空预压期间水位观测次数越多，引起的误差越大，所以常规地下水位测试方法并不适用于真空预压条件下地下水位的测试要求。

在现有技术中，中国专利（专利申请号：201120143312.X）公开了“一种地下水位观测装置”，结构特点是井管的下端置于土中，上端伸出地面并安装有端盖，井管的下端侧壁设有渗水孔，其底端设有渗水板，标尺杆位于井管中，标尺杆的一端与浮球相连，另一端穿过端盖并伸出井管外，标尺杆上设有条形码。通过读码器快速准确地读取标尺杆上的条形码，并直接输入计算机，减小测量误差。但具有以下缺点：（1）这个装置与大气相通，不能测量负压条件下的地下水位；（2）这个装置的端口不密封，外界的气压变化会影响地下水位的测量结果。此外，中国专利（专利申请号：200620073649.7）还公开了“一种真空预压地基加固区内水位测量装置”，其结构是磁环浮子套在内管上，内管的底端封闭；在外管的管壁上开设均匀透水小孔，内、外管之间设置限位器，限位器固定内管和外管的位置，在外管的外侧包裹土工滤布。该装置制作简单，水位测压管在测量时无泄漏真空压力损失真空能量，克服了测压管与大气压连通、测量结果失真的缺点，但是该装置也存在以下问题：（1）外管从管口至砂垫层以下2m范围内与周围土体不连通，所以很难保证水位管内外真空度一致，从而引起测量误差；（2）为确保磁环能沿内管自由浮动，所采用的水位内管不能采用常规接管方式，是一次制作成型的，受生产、运输和埋设的制约，其长度相对有限。

发明内容

目的：本发明克服现有技术中存在的不足，提供一种构简单、便于操作的负压条件下测量地下水位的装置及制备方法。 

技术方案：为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种负压条件下测量地下水位的装置，其特征在于：所述负压条件下测量地下水位的装置包括透水管、浮块、标尺、活塞、铅锥、渗透孔；其中，透水管为中空结构且底端密封，下部侧面开设有渗透孔，活塞设置在透水管内、且与透水管密封滑动连接；标尺穿过活塞且与活塞固定连接；标尺底端位于活塞下方且连接浮块，标尺上端连接铅锥。

作为优选方案，所述的一种负压条件下测量地下水位的装置，其特征在于：还包括第一滑轮和第二滑轮；透水管顶端设有固定支架，固定支架上连接第一滑轮，第二滑轮位于透水管侧壁上；标尺位于活塞上方的上部固定设置有卡壳；铅锥通过拉线经过第二滑轮、第一滑轮和卡壳相连接。

作为优选方案，所述的一种负压条件下测量地下水位的装置，其特征在于：所述固定支架上设置有便于读取标尺刻度的标线。

作为优选方案，所述的一种负压条件下测量地下水位的装置，其特征在于：所述活塞上还设置有凹形橡皮碗用于防止漏气。

作为优选方案，所述的一种负压条件下测量地下水位的装置，其特征在于：所述透水管外设置土工滤布包裹。

作为优选方案，所述的一种负压条件下测量地下水位的装置，其特征在于：所述标尺上设有刻度。

作为优选方案，所述的一种负压条件下测量地下水位的装置，其特征在于：所述标尺与透水管平行设置。

作为优选方案，所述的一种负压条件下测量地下水位的装置，其特征在于：所述透水管下端设置底盖进行密封。

作为优选方案，所述的一种负压条件下测量地下水位的装置，其特征在于：所述透水管直径为50-60mm，和/或；浮块高度10-15cm、直径50-60mm，和/或；铅锥质量为15kg-23kg。

上述的负压条件下测量地下水位的装置的测量方法，包括以下步骤：

（1）利用成孔钻机在工作区预定测点定位开孔，将透水管底端连接底盖、外层包裹土工滤布，然后埋入孔中，保证渗透孔段全部埋设在密封膜之下，透水管上端露出密封膜30-50厘米；

（2）待透水管固定后，用水冲洗透水管内壁，防止土颗粒影响活塞的滑动及密封效果；