超孔隙水压力计的埋设应用研究

任子夤

山东建筑大学 山东济南 250101

摘要：管桩施工作为道路路基与地基工程中常见的加固手段，被广泛的应用。其施工过程会带来孔隙水压力的急速上升。为对管桩施工过程中孔隙水压力的变化进行准确的监测，应正确埋设孔隙水压力计。其埋设过程较为复杂，本文通过某实际工程为例，详细分析孔隙水压力计的埋设过程中与使用注意事项及常见问题。

关键词：管桩；超孔隙水压力；施工监测；

1.钻孔要求

1.1本次钻孔数量为两个，孔径为11cm，钻孔深度分别为10m、8m，其中10m深的钻孔埋设渗压计3个，埋设深度3m、6m、9m。8m深的埋设渗压计2个，埋设深度为4m、7m。

1.2在填土层或浅层其它松散不稳定的土层中应下套管护孔，护孔套管应保证垂直，套管内径不宜小于11cm，作用是保护钻孔，防止塌陷。套管由一节一节短管连接而成。若钻孔过深时套管难以拔出，可考虑采用泥浆护壁钻孔。

1.3应采用 11cm 及以上的大直径钻头钻孔，在钻孔时中要注意所产生的泥浆的稠度，应满足在整个钻孔过程中孔内无沉淤和稠浆，若泥浆稠度较大，应用清水进行清孔。

2.准备工作

2.1准备仪器：本次使用的是长沙金码测控科技股份有限公司出品的JZXM-7000型号的综合仪与JMZX-5503HAT型号的智能渗压计。

2.2滤水网：为了保证渗压计进水口畅通，防止泥浆堵塞，在埋设之前，用滤水网包裹中粗砂，将渗压计部分放置在滤水网中，要保证渗压计上的透水石全部置于砂中，用细线将滤水网固定在渗压计上部，防止滤水网滑落。

2.3校正：安防前必须测量并记录渗压计的基准值，其方法是将渗压计放在孔中无水处静止，待读数稳定后连续测量3次，其平均值作为基准值。

2.4固定绳：选用尼龙绳，固定绳的主要作用:1) 可以对渗压计的线缆起到保护作用，防止渗压计的线缆受到拉扯而损坏。尼龙绳捆绑孔隙水压计的上部，在渗压计下放的过程中逐步释放尼龙绳。2) 是在尼龙绳上标记长度，按照标记的长度可以有效保证渗压计能下放至设计深度。

2.5套管：如果在钻孔过程中出现缩孔现象，则必须下放套管以保护钻孔，套管采用PVC塑料管，单根套管外径11cm，长度为2m，两管连接时，使用等径街头。

2.6 回填材料用量计算:埋设渗压计过程中需向钻孔中回填透水材料和隔水材料。结合本次监测工程综合考虑透水材料选用中粗砂，隔水材料选用膨润土泥球。二者回填用量按 V = Aπd² H /4 进行计算，

式中 ：V 为拟回填材料体积，m³ ;

A 为回填系数，依据钻孔实际情况而定，可取 0．85--1．25;

d 为钻孔直径，m;

H 为回填高度，m。

1) 膨润土泥球，直径为15mm--20mm，作为隔水材料用于封孔，风干的泥球遇水崩解，从而达到封孔的目的。埋设方式采用“一个钻孔内多个渗压计”时，相邻两个孔压计间需回填一定高度的膨润土泥球，结合本次工程，各膨润土处的回填高度均为1.5m，计算得出每米深度回填体积为0.012m³，两个钻孔的膨润土回填总高度为7.5m，回填总体积0.09m³，膨润土球回填钻孔的孔隙率约为25%，膨润土泥球的平均半径取8mm，故所需的膨润土球数量约为5.6万个; 2) 中粗砂，粒径为0.25mm--2mm，两个钻孔的中粗砂回填总高度为9.9m，回填总体积0.12m³，考虑其堆积密度约为1.4t/m³--1.8t/m³，故所需质量约为220kg。。

3.埋设工作

3.1在钻孔、清孔及下放套管工作完成后，需往钻孔底部铺设1m厚（约0.012m³）的中粗砂。为确定铺设深度，可用带有刻度的长杆触底测试进行验证。

3.2底层砂回填完毕后，将标有刻度的固定绳系于孔隙水压计上部，手持固定绳将渗压计缓缓放入孔中。迅速回填0.5m厚（约0.006m³）中粗砂。同样可用带有刻度的长杆进行触底测试确定回填砂厚度。

3.3其后将泥球投入到钻孔中，为防止泥球出现架空情况无法下沉，应将泥球均匀、分次投放，若泥球架空钻孔，可将钻机的钻头取掉，将钻杆深入泥球架空处，使钻杆上下升降几次辅助膨润土泥球下沉，泥球应在 1.5 m厚（0.018m3，数量约为1.12万个）。则完成第一个渗压计的埋设。

3.4依次重复步骤3.1--3.2--3.3，即可完成第二个渗压计的埋设。若出现由于土的稳定性弱、回填材料扰动、钻孔缩孔等情况，致使孔压计难以放到设计深度时，需要借助引导装置辅助孔压计的安装。

3.6全部渗压计埋设完毕后，继续回填1.7m中粗砂，随后起拔套管,因渗压计在套管内,采用轻打的办法,防止起套管时膨润土将电缆带起，一同上升，将电缆与固定绳拉断，并防止将渗压计震坏。剩余0.3m厚的孔深宜用原开挖土回填。

3.7埋设完毕后，应在钻孔顶部的位置用水泥砂浆密封处理以防止地表水渗入对监测结果造成影响。并在其周围设置明显的标志，一是易于识别，二是防止人为无意破坏。

3.8埋设工作应有详细记录。图中应标明各渗压计安放位置、透水填料层和粘土球隔水层的实际深度等。埋设后应及时记录初始水压力值，填入相应附表。

埋设示意图1如下所示：

8m深钻孔 10m深钻孔

图1.渗压计埋设示意图

4结论

本文某实际工程，以管桩施工中的超孔隙水压力监测为例，详细介绍渗压计的埋设全过程，包括钻孔、准备工作、材料回填等细节。针对超孔隙水压力监测与渗压计的使用为类似工程起到一定的参考作用。

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