孔隙水壓力監測

世界各國在研製孔隙水壓力監測設備中，已取得較多成就。研製出的高進氣值陶瓷濾水件可以在非飽和土體內使用，並研製出小量程、高精度的孔隙水壓力計及用於測壓管的小直徑孔隙水壓力計等。形成了能自動採集、自動處理及分析的全自動化系統。中國已研製出雙管式、鋼弦式、電阻應變片式和差動電阻式等多種孔隙水壓力監測儀器，並在許多工程上應用。工程上主要使用鋼弦式及差動電阻式這兩種孔隙水壓力計，許多工程已配備自動監測系統。

對土石壩來説，孔隙水壓力增大常易引起壩坡失穩。進行孔隙水壓力監測，在施工期間可以隨時核算壩體或壩基的穩定性，控制填築速度，保證安全施工；在運行期間可以隨時分析土石壩的滲流和穩定情況，保證安全運用；並驗證設計、科研計算結果。

在測點處埋設的孔隙水壓力監測設備有鋼弦式、電阻應變片式、差動電阻式、平衡式、雙管式和測壓管式等孔隙水壓力計。除地基內需用鑽孔方法埋設外，一般均應在土石壩填築過程中埋設。 ^[1] 

測點佈置根據工程規模、土石壩結構型式和施工方法、地形、地質、壩料滲透性等，選擇包括土石壩最大斷面在內的若干監測斷面。在斷面上結合固結、內部變形、應力和滲流等監測項目的設備進行測點佈置。在總應力較大處、穩定安全係數較小的滑弧附近及可能出現裂縫處，測點可較密。一般可水平地成排佈置。排與排的高差視需要而定，一般可為5m~10m，並儘量與固結、應力等測點保持同一高程。每排測點的水平間距可為10m～50m。 ^[1] 

孔隙水壓力監測點佈置應符合下列要求：

①監測點宜根據施工監測對象、測試目的和場地條件等靈活佈置，數量不宜少於3個；

②監測點宜在水壓力變化影響深度範圍內按土層佈置，豎向間距宜為4～5m，涉及多層承壓水層時應適當加密。 ^[1] 

孔隙水壓力監測可採用振弦式孔隙水壓力計或氣壓式孔隙水壓力計。

孔隙水壓力計應滿足下列3條要求：

①量程應滿足被測壓力的範圍要求，取靜水壓力與超孔隙水壓力之和的1.2倍；

②分辨率優於0.2%(F.S)，精度優於0.5%(F.S)；

③具有足夠的強度、抗腐蝕性和耐久性，並具有抗震和抗衝擊能力。

孔隙水壓力計應在基坑降水前1周埋設，埋設前應注意以下兩點：

①孔隙水壓力計應浸泡飽和，排除透水石中的氣泡；

②檢查核對孔隙水壓力計的出廠率定數據，整理壓力——頻率(或壓力——電阻)曲線，並用迴歸方法計算各孔隙水壓力計的標定係數。振弦式孔隙水壓力計用頻率儀測試其頻率變化量，由頻率一壓力率定關係換算出孔隙水壓力；氣壓式孔隙水壓力計可直接測讀孔隙水壓力值。

孔隙水壓力計埋設時應注意以下3點：

①鑽孔孔徑宜為110～130mm，並保持鑽孔圓直、乾淨；

②觀測段內應回填透水填料，再用膨潤土球或注漿封孔；

③當一孔內埋設多個孔隙水壓力計時，壓力計間隔不應小於1m，並做好各元件間的封閉隔離措施。

孔隙水壓力計埋設後應測量孔隙水壓力初始值，且宜逐日定期連續量測1周，取3次測定穩定值的平均值或中值作為初始值。 ^[2] 

孔隙水壓力監測資料應及時整理分析。一般包括：

①繪製孔隙水壓力及施工填土荷載、庫水位等的綜合過程線，分析它們之間的聯繫，研究孔隙水壓力的形成、發展、消散和滯後情況，並與理論計算的消散係數進行比較，指導土石壩的合理、安全運行。

②繪製孔隙水壓力與填土荷載的關係曲線，分析填築速度與孔隙水壓力增長之間的關係，必要時進行壩體穩定校核，以控制施工填築速度。

③繪製孔隙水壓力斷面等值線圖，瞭解其分佈情況。繪製高水位時的大壩浸潤線，用以驗算壩坡穩定。

④繪製固結量與孔隙水壓力的關係過程線或關係線，分析土體固結過程中孔隙水壓力的變化以及對土石壩安全的影響。 ^[1]