第四讲 地下水位监测
一、监测内容
基坑工程地下水位监测包含坑内、坑外水位监测。由于上海地区除浅层潜水外，在局部⑤层存在微承压水层和⑦层位置存在承压水层，上海水文地质的这一特性，决定了在上海部分地区深基坑施工过程中除浅层水位观测外，还需观测深层承压水位。通过坑内水位观测可以检验降水方案的实际效果，如降水速率和降水深度。通过坑外水位观测可以控制基坑工程施工降水对周围地下水位下降的影响范围和程度，防止基坑工程施工中的水土流失。坑外水位监测为基坑监测必测项目。
二、仪器、设备简介
1水位计用途及原理
水位计是观测地下水位变化的仪器；它可用来监测由降水、开挖以及其他地下工程施工作业所引起的地下水位的变化。
2水位仪的组成
水位测量系统由三部分组成：第一部分为地下埋入材料部分—水位管；第二部分为地表测试仪器—钢尺水位计，由探头、钢尺电缆、接收系统、绕线架等部分组成。；第三部分为管口水准测量，由水准仪、标尺、脚架、尺垫等组成。
(1) 钢尺水位计：探头外壳由金属车制而成，内部安装了水阻接触点。当触点接触水面时，接收系统峰鸣器发出蜂鸣声，同时峰值指示器中的电压指针发生偏转。测量电缆部分由钢尺和导线采用塑胶工艺合二为一。既防止了钢尺的锈蚀，又简化了操作过程，读数方便、准确。
(2) 水位管：潜水水位管一般由PVC工程塑料制成，包括主管和束节及封盖。主管管径50～70mm，管头50cm打有四排Φ7mm的孔。feng。承压水水位管一般采用PPR管，接口采用热熔技术，管子之间完全融合在一起，可有效阻隔上层水的渗透。
3水位计的使用
水位测量时，拧松水位计绕线盘后面螺丝，让绕线盘转动自由后，按下电源按钮把测头放人水位管内，手拿钢尺电缆，让测头缓慢地向下移动，当测头的触点接触到水面时，接收系统的音响器便会发出连续不断的蜂鸣声。此时读出钢尺电缆在管口处的读数。
三、水位管埋设
1水位孔的布设原则
检验降水效果的水位孔布置在降水区内，采用轻型井点管时可布置在总管的两侧，采用深井降水时应布置在两孔深井之间。潜水水位观测管埋设深度不宜小于基坑开挖深度以下3m。微承压水和承压水层水位孔的深度应满足设计要求。
保护周围环境的水位孔应围绕围护结构和被保护对象(如建筑物、地下管线等)或在两者之问进行布置，其深度应在允许最低地下水位之下或根据不同水层的位置而定，潜水水位观测管埋设深度宜为6～8m。潜水水位监测点间距宜为20～50m，微承压水和承压水层水位监测点间距宜为30～60m，每测边监测点至少1个。
2水位管构造与埋设
水位管选用直径50mm左右的钢管或硬质塑料管，管底加盖密封，防止泥砂进入管中。下部留出0.5～1m的沉淀段(不打孔)，用来沉积滤水段带人的少量泥砂。中部管壁周围钻出6～8列直径为6mm左右的滤水孔，纵向孔距50～100mm。相邻两列的孔交错排列，呈梅花状布置。管壁外部包扎过滤层，过滤层可选用土工织物或网纱。上部管口段不打孔，以保证封口质量。
水位孔一般用小型钻机成孔，孔径略大干水位管的直径，孔径过小会导致下管困难，孔径过大会使观测产生一定的滞后效应。成孔至设计标高后，放入裹有滤网的水位管，管壁与孔壁之间用净砂回填过滤头，再用粘土进行封填，以防地表水流入。承压水水位管安装前须摸清承压水层的深度，水位管放入钻孔后，水位管滤头必须在承压水层内。承压水面层以上一定范围内，管壁与孔壁之间采取特别的措施，隔断承压水与上层潜水的联通。
四、监测技术
1测试方法
先用水位计测出水位管内水面距管口的距离，然后用水准测量的方法测出水位管管口绝对高程，最后通过计算得到水位管内水面的绝对高程。
2 测试数据处理
水位管内水面应以绝对高程表示，计算式如下：
（4-1）
式中：—水位管内水面绝对高程(m)；
—水位管管口绝对高程(m)；
—水位管内水面距管口的距离(m)。
由式（4-1）可以分别算出前后两次水位变化即本次变化和累计水位变化：
（4-2）
（4-3）
式中： —第i次水位绝对高程(m)；
—第i-1次水位绝对高程(m)；
—水位初始绝对高程(m)；
—累计水位差(m)。
3工程算例
五、注意事项
(1) 水位管的管口要高出地表并做好防护墩台，加盖保护，以防雨水、地表水和杂物进入管内。水位管处应有醒目标志，避免施工损坏。
(2) 在监测了一段时间后。应对水位孔逐个进行抽水或灌水试验，看其恢复至原来水位所需的时间．以判断其工作的可靠性。
(3) 坑内水位管要注意做好保护措施，防止施工破坏。
(4) 坑内水位监测除水位观测外，还应结合降水效果监测，即对出水量和真空度进行监测。
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