孔隙水压力观测

UDC广东省标准P DBJ/T×××－20××建筑基坑施工监测技术标准Technical standard for monitoring of buildingfoundation pit construction（征求意见稿重点内容）20××-××-××发布20××-××-××实施广东省住房和城乡建设厅发布本标准未涉及专利1 总则1.0.1 为规范建筑基坑施工过程的监测工作，指导基坑工程信息化施工，做到成果可靠、技术先进、经济合理、安全适用，制定本标准。

1.0.2 本标准适用于广东省各类建（构）筑物基坑支护体系及周边环境监测。

1.0.3 建筑基坑施工监测应综合考虑基坑工程设计方案、施工方案、场地的工程地质和水文地质、周边环境和气象条件等因素，制定合理的监测方案，精心组织和实施。

1.0.4 建筑基坑施工监测除应符合本标准外，尚应符合国家、省现行有关标准的规定。

3 基本规定3.1 一般规定3.1.1 开挖深度大于等于5m或开挖深度小于5m但场地地质条件或周围环境较复杂的基坑工程以及其他需要监测的基坑工程应实施基坑施工监测。

3.1.3 基坑设计单位应提出基坑施工监测的技术要求，包括基坑安全等级、监测项目、测点位置、监测频率和监测报警值等。

3.1.4建设方应委托具备相应资质的第三方机构对基坑工程实施现场监测，施工单位在施工过程中也应进行施工监测。

3.1.9 监测人员须经培训并持相应专业岗位证书方可上岗，监测人员应对监测数据的真实性和可靠性负责。

3.2 方案编制3.2.4下列基坑工程的监测方案，建设单位应组织专家进行专项评审，建设、设计、施工、监理及监测单位的项目负责人应参加论证。

1 安全等级为一级的基坑；2 距基坑边1.5 倍基坑开挖深度范围内有重点工程、重要建筑、历史文物等重要建（构）筑物，或燃气、给排水、军用光缆等重要管线；3 基坑外边缘距离周边建（构）筑物基础的净距小于3m；4 距基坑边50m（开挖深度超过10m 时，5 倍开挖深度）范围内有地铁、隧道、人防等重要工程设施；5 在开挖影响范围内有厚度超过10m 的淤泥及淤泥质土、地下承压水、砂土层等土体容易导致流砂、管涌、突涌等现象的地质环境条件；6 围护、支撑、止水及降水等体系中采用新技术、新工艺和新材料的一、二级基坑工程；7 发生险情、事故后重新组织施工的基坑工程；8 其他需要论证的基坑工程。

第22期总第176期内蒙古科技与经济No.22,the 176th issue　2008年11月Inner Mongolia Science Technology &Economy Nov.2008超孔隙水压力量测试验在块石强夯法中的应用研究Ξ崔　峥,杜瑞峰(内蒙古建筑职业技术学院建筑工程系,内蒙古呼和浩特　010050) 摘　要:文章介绍了在块石强夯法施工中超孔隙水压力计的安设方法和测量目的,实测了在不同的夯击点处超孔隙水压力的变化趋势,阐述了超孔隙水压力量测在块石强夯法施工中的有效性和可操作性,提出此法值得在施工中应用以及进一步的论证。

关键词:超孔隙水压力;量测;块石强夯法;变化趋势 中图分类号:TU41317 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2008)22—0034—021　孔隙水压力产生的机理孔隙水压力按其产生的机理可分为静孔隙水压力和超静水孔隙压力。

静孔隙水压力是由土层中地下水的静水位引起的,即静止水位以下单位面积上水体重量所产生的压力;超静水孔隙压力是由外加荷载或水位变化所引起的孔隙水压力,随着时间的增长而逐渐消散(即固结过程),最后转化为有效应力〔1〕〔2〕〔3〕。

超孔隙水压力的量测对强夯法处理的地基工程而言意义十分重要,主要表现在以下两方面〔2〕〔3〕:研究强夯的影响深度和夯击影响的平面有效范围;确定最佳夯击次数以及两遍夯击之间的间歇时间。

一般地,超孔隙水压力随夯击数的增加而增大,且第一击的增量最多,以后逐渐减慢,几次夯击以后超孔隙水压力趋于稳定。

在已有的施工经验中〔2〕,强夯法加固砂性土地基时,由于孔隙水压力增长及消散的过程仅需几分钟,超孔隙水压力不能随夯击能的增加而叠加,所以通过分析超孔隙水压力与夯击数的关系图,可得出最佳夯击次数;还可通过分析强夯引起的超孔隙水压力随时间的消散规律,从而确定各遍夯击之间的间歇时间。

在本试验中,地基土层为粉质粘土及粉土,每次夯击之后,超孔隙水压力难以在短时间内消散,因此没有开展超孔隙水压力消散与夯击数的关系,而进行了整个夯击过程中超孔隙水压力增长与夯击数的关系,以及夯击结束之后超孔隙水压力消散规律的观测〔3〕。

工程地质知识：动孔隙水压力观测
1.动孔隙水压力观测的重点部位是，土石坝的砂壳、松软坝基，和高含水量粘土宽心墙等。

动孔隙水压力观测，应结合地震观测进行。

2.动孔隙水压力的观测布置.
对于心墙砂壳坝，在靠近心墙的上游砂壳底部附近，应布置较密测点。

对于松软坝基，当有较大的砂透镜体或砂夹层时，应增密测点。

3.动孔隙水压力观测利用动孔隙水压力仪进行。

4.动孔隙水压力仪的埋设，可参照
5.2.3条中电测动孔隙水压力仪的有关埋设规定进行。

5.动孔隙水压力的观测，藉助相应的测读自动记录系统进行。

观测期间必须做好仪器系统保养，保证其良好的工作状态。

（一）现场观测数据分析报告(孔隙水压力)一、F标（四川路桥）观测数据的分析结论：1、现该标段各点位处孔隙水压计已全部埋设完毕。

但从K47+250到K47+300的监测路段因两端涵洞的修建，路基的填方施工从四月初到八月底基本上处于停止状态。

2、由于各点位处软基以上的填土高度较小，使得该处的软基处治效果不是很明显。

从该标段各点位的“孔隙水压随时间消散过程线”我们可以看出，其孔隙水压力的消散幅度不是很大，且偶有突变点（孔隙水压力突然大幅增大的点。

这与天气情况有关。

）的出现。

但我们也不难看出，各点位处的孔隙水压力从整体上来看是随着时间的推移呈现下降趋势，这是符合加载固结规律的，只是说其消散速度较慢。

3、从该标段各点位的“孔隙水压随外加荷载变化过程图”可以看出，在一定范围内孔隙水压的消散速率与土压的增大速率成正比。

二、G标（中铁十三局）观测数据的分析结论：1、在该标段处于反压护道上的B3与D3两个点位（现在该标只设了两个监测点位），孔隙水压计的埋设已全部结束，反压护道也已填至设计标高。

2、从“孔隙水压力观测数据汇总表“我们可以看出，该标段各点位处所埋设的孔隙水压计的读数都在减小，但固结排水并没有结束，软土地基是的孔隙水压仍在消散过程中。

3、从该标段各点位的“孔隙水压随外加荷载变化过程图”可以看出，在软基固结排水结束以前（孔隙水压为0），孔隙水压的消散速率并不是一直与土压的增大速率成正比，而是当土压增大到一定程度（填方到达一定高度），孔隙水压不再随土压变化，在“孔隙水压随外加荷载变化过程图”中反映为一条斜率为0的线。

静压管桩施工过程中孔隙水压力监测案例与分析摘要：静压管桩沉桩过程中产生的瞬时超孔隙水压力可能对地下管线、桩基及建筑物产生影响。

依托某项目沉桩过程中超孔隙水压力的监测结果，介绍了超孔隙水压力产生机理及监测手段，并对监测结果进行了讨论，分析了沉桩过程中影响超孔隙水压力的主要因素及超孔隙水压力变化趋势，以供同行借鉴。

关键词：静压管桩、孔隙水压力、超孔隙水压力、监测方案1引言进入新世纪以来，我国的城市建设速度逐步超过了大部分发达国家，且城镇化的进程也越来越快；城市的发展不可避免的会带来大量的人口集中及土地资源的减少，东部城市逐步形成了以北上广深为龙头的城市圈，这些城市群大部分都部分在东部沿海地区，城市也出现了越来越多的高层公建及住宅。

高层建筑由于其荷载大，对地基处理的要求高，结合东部沿海地区的地质情况，预制管桩在高层基础方案中被广泛采用。

预制管桩沉桩方式可分为静压及锤击，在城区范围内一般采用静压的方式。

管桩可在工厂预制，产品质量及供货速度可以保证，且相比于其他桩型而言，预制管桩承载性能稳定，施工机械多，施工速度快。

但在饱和软土沉桩过程中经常容易出现由于管桩的挤土效应导致桩侧土产生较大的超孔隙水压力，致使周边土体发生液化、周边桩基上浮及对周边管线和建筑物产生不利影响；因此，在静压桩基施工过程中加强对土体超孔隙水压力的监测具有重要意义。

2孔隙水压力2.1孔隙水压力概念区分非饱和土体是由固体、气体及液体三相体系组成；饱和土体由固体和液体两相组成。

当饱和土体承受外力作用时，外力由两部分组成：颗粒间应力及孔隙水压力。

颗粒间应力主要通过颗粒间的接触面传递应力，由土体骨架承担；孔隙水压力则是通过孔隙水传递，但孔隙水压力仅可承受法向应力，而无法承受剪应力。

孔隙水压力是饱和土粒中普遍存在的一种力，根据其产生的机理又可以分为静孔隙水压力和超孔隙水压力；静孔隙水压力通常是由稳定土体中静水位自重引起的，不随时间的变化而变化，水位越高静孔隙水压力越高；超孔隙水压力是土体在受到外界荷载作用或地下水位急剧变化而产生的，由附加应力引起，在土体固结过程中逐步向有效应力转换，超孔隙水压力与时间有关。

孔隙水压力测试规程标准前言现批准《孔隙水压力测试规程》CECS55∶93为中国工程建设标准化协会标准，推荐给各有关单位使用。

在使用过程中，请将意见及有关资料寄交冶金部武汉勘察研究院中国工程建设标准化协会工程勘测委员会(武汉市冶金大道19号，邮政编码430080)，以便修订时参考。

中国工程建设标准化协会1993年12月26日1总则1.0.1 为了统一原位孔隙水压力测试的技术要求，提高测试的技术水平，保证测试质量，制定本规程。

1.0.2 本规程适用于饱与土层中孔隙水压力的原位测试。

1.0.3 原位孔隙水压力测试仪器的选择与埋设与测试方法的确定，应符合质量可靠、操作简便、经济有效的原则。

1.0.4 原位孔隙水压力测试除执行本规程外，尚应符合国家现行标准的有关规定。

2仪器设备2.0.1 孔隙水压力计类型的选择，应根据工程测试的目的、土层的渗透性质与测试期的长短等条件，选用封闭式(电测式、流体压力式)或者开口式(包含各类开口测量管、水位计)。

仪器的精度、灵敏度与量程务必满足测试要求。

2.0.2 电测式孔隙水压力计(包含振弦式、电阻式、差动变压式等)适用于各类渗透性质的土层。

当量测误差小于等于2kPa时，务必使用电测式孔隙水压力计；使用期大于1个月、测试深度大于10m或者在一个观测孔中多点同时量测时，宜选用电测式孔隙水压力计。

2.0.3 流体压力式(包含液压式、气压式等)与开口式孔隙水压力计适用于渗透系数K 大于1×10－5cm/sec的土层.当量测误差同意大于等于2kPa时，方可选用液压式孔隙水压力计；当量测误差同意大于等于10kPa时,方可选用气压式孔隙水压力计。

流体压力式孔隙水压力计使用期不宜超过1个月；液压式孔隙水压力计不宜在气温低于零摄氏度时使用。

2.0.4 孔隙水压力根据量测读数分别按下列公式计算。

气压式孔隙水压力计：u＝c+ap(2.0.4—5)式中u——孔隙水压力(kPa)；Kf——振弦式孔隙水压力计的灵敏度()；f0——孔隙水压力计在零压时的频率(Hz)；f——孔隙水压力计在量测时的频率(Hz)；Kε——电阻式孔隙水压力计的灵敏度(kPa/με)；εi——孔隙水压力计的测读值(με)；ε0——孔隙水压力计在受压前的初读数(με)；KA——差动变压式孔隙水压力计的率定系数(kPa/V)；A——孔隙水压力计的测定值(V)；A0——孔隙水压力计的初始值(V)；P——压力表读数(kPa)；γw——水的重度(kN/)；h——孔隙水压力计至压力表基准面的高度(m)；a——压力表标定系数；c——压力表标定常数(kPa)；2.0.5 为保证孔隙水压力计的精度，选择的量程不宜过大，上限值大于静水压力值与预估的超孔隙水压力值之与宜为100～200kPa。

基坑孔隙水压力监测及适用范围1.观测目的、特点及适用范围地基土中孔隙水压力的变化是与地基土所受到的应力变化和地下水的排水条件密切相关。

孔隙水压力的观测，其关键步骤目的是监测孔隙水压力在施工过程中的变化情况，作为施工控制的依照∶其特点是可以简单明了、快速得到孔隙水压力的变化境况，及时地为施工提供可靠的依据，从而大幅提高为安全施工提供服务服务的目的;其适用范围是主要用于低级的振冲挤密、强夯和强夯置换、排水固结加密以及各种包揽桩的施工监测。

2.仪器设备目前国内外所使用的孔隙水压力传感器的种类很多，但在我国常用传感器孔隙水压力的及其工作原理主要为钢弦式、电感调频式、差动电阻式和电阻应变片式。

孔隙水压力观测的仪器设备主要是部分组成，即传感器与测读器。

传感器是肺栓塞的部分，由锥头、滤水石、承压部件、传压（管）线组成。

钢弦式和电感调频式传感器的测读器是由数字显示频率仪测得频率值，经换算求得熔体水压力值。

1）孔隙水压力传感器的率定每个孔隙水双重压力传感器在埋设之前均应进行传感器的率定，以求得传感器的标定系数（k）及零点心理压力下的频率值（fo）;有些传感器到货在出厂时直接提供标定系数（k）及零点心理压力下的频率值（f0）。

由于在埋设现场的气压气温等环境条件与周围环境率定现场不同，零点压力的频率值（f0）可能会发生漂移现象，故在传感器埋设之前，需有重新测得零点压力下的频率值（f0）。

2）孔隙石灰压力传感器的选用钢弦式和电感固定式高频式操作非常简单，其中钢弦式长期稳定性非常高，对绝缘要求低，抗干扰能力强，较适于孔隙水压力侦测的长期观测。

3.传感器的埋设1）埋设以前的准备工作传感器首先要根据铺设传感器的深度，孔隙水双重压力的变化幅度，以及大气降水可能会产生对孔隙水压力造成的影响等利空因素，确定孔隙水阻力传感器的量程，以免造成孔隙水压力超出区域量程的范围，或是量程选用过大，影响测量精度。

将滤水石洗净、排气，避免由于气体造成的孔隙水压力值错误。

水运工程软土地基施工监测检测重难点分析摘要：某水运工程项目，属于三级航道，建设规模为23 m×230 m×5 m的船闸工程。

该水运工程中闸室为钢筋混凝土结构，设计为2级水工建筑物，护岸、靠船墩设计为3级水工建筑物，上下游靠船段为400 m、远调站护岸长度为100 m。

由于该水运工程临近海域，建设区域多为软土地基，所以要求建设单位在施工前应针对软土地基特性，建立监测控制网，对软土地基区域进行竖向位移监测、水准观测。

在此基础上，建设方针对项目建设中的软土地基区域，分别对软土地基结构水压力、土压力、深层水平位移、分层沉降进行监测。

如在软土地基区域布置孔隙水压力监测点，定期测量施工前、施工期间、施工后的孔隙水压，记录软土地基孔隙水压增长、消散规律，借此评估软土地基处理方案的可行性。

关键词：水运工程；软土地基1 水运工程软土地基施工监测检测方法1.1 静力触探试验静力触探试验不仅是监测、检测软土地基的重要手段，同样可以应用在黏性土、沙土的勘测中。

水运工程建设中，静力触探试验可通过划分软土地基与其他土层的方式，有针对性地估算软土地基的物理力学指标，评估软土地基承载力，然后结合水运工程的基本需求，计算水运工程地基结构中单桩所需的承载力。

静力触探仪是开展试验的主要设施，该仪器由传动系统、量测系统、贯入装置组成。

仪器探头形式包括单桥、双桥探头两种，能够通过量测贯入阻力、孔隙水压力、锥尖阻力、侧壁摩阻力等参数，对水运软土地基进行全面检测。

1.2 平板荷载试验平板载荷试验是通过加载模拟水运工程地基承受力的方式，准确地获取地基承载力特征值。

平板荷载试验是在软土地基区域放置一定尺寸的刚性承压板，然后分别施加荷载，观测不同荷载时软土地基变形情况。

通过观测水运工程软土地基的变形情况，相关人员可制作荷载-沉降关系曲线，同时确定软土地基的承载力，从而根据软土地基变形模量，完成软土地基的水运基础结构设计。

1.3 十字板剪切试验十字板剪切试验是水运工程建设中用于检测软土地基的试验活动，是在软土地基加固前后，通过检测分析软土地基的性质，以此评估软土地基加固效果。

XX有限责任公司【基坑孔隙水压力监测】作业指导书文件版号：2014年版副本控制：(不)受控类编写人：编号：审核人：分发号：批准人：持有人:2014年11月10日修改记录孔隙水压力变化是土体应力状态发生变化的先兆，依据基坑设计、施工工艺及监测区域水文地质特点，通过预埋孔隙水压力传感器，利用测读仪器（频率读数仪）定期测读预埋传感器读数，并换算获得孔隙水压力随时间变化的量值及变化速度，从而判断土体受力变化情况及变形可能。

另外对地下水动态情况也可进行监控。

2.编制依据(1) 《工程测量规范》GB50026-2007(2) 《建筑变形测量规范》JGJ8-2007(3) 《岩土工程勘察规范》DGJ08-37-2002(4) 《建筑基坑支护技术规程》JGJ120-1999(5) 《国家一、二等水准测量规范》GB12897-2006(6) 《建筑基坑工程监测技术规范》GB50497-20093.适用范围打桩、基坑开挖及堆载预压等施工过程孔隙水压力监测，这里重点针对基坑开挖。

4.基坑孔隙水压力监测4.1仪器设备1）传感器振弦式孔隙水压力计量程（MPa）：0.2，0.4，0.6，0.8，1.0，1.6，2.5，4.0，6.0；分辨力：≤0.05%F•S；精度：≤±0.5%F•S。

2）二次接收仪表-频率读数仪测量范围：频率（f）500~5000Hz，频率模数显示值（F）=f2×10-3；分辨力：±0.1Hz；灵敏度：接收信号≥300μV，持续时间≥500ms。

4.2测点布置孔隙水压力监测点的布置，应根据测试目的与要求，结合场地地质周围环境和作业条件综合考虑确定，并应符合下列要求：1）孔隙水压力监测点宜在水压力变化影响范围内按土层布置，竖向间距宜为4m~5m，涉及多层承压水位时应适当加密；3）监测点数量不宜少于3 个；4）对需要提供孔隙水压力等值线的工程或部位，测点应适当加密，且埋设同一高程上的测点高差宜小于0.5m。

三种孔隙水压计量测性能对比初探汤兆光;王永志;孙锐;王体强;王海【摘要】地震荷载下的孔隙水压力量测准确性与可靠性对判别场地液化和构建单元本构模型极为关键,是带有高频、瞬时特点的动力离心模型试验中一个值得学者们关注和重视的问题.与传统Druck孔隙水压计对比,介绍了两种可替代的新型传感器基本参数和结构组成,通过物理试验和数值模拟分析了三种传感器的响应性能和影响因素.静态水压试验和动力离心模型试验表明,三种传感器在静态响应上结果相对一致,而动态响应上具有显著滞后和幅值差别.数值模拟实验分析了主要元件对传感器频响特性的影响,其中透水石尺寸与频响能力关系密切.主要研究结论和方法,证明建立孔隙水压量测可靠性评价方法和开展动态频响改进设计研究十分必要.%The measurement accuracy and reliability of the pore water pressure under seismic load are critical to determine the liquefaction of the site and to construct the constitutive model of the unit.The worthy of attention and attention in the dynamic centrifugal model test with high frequency and instantaneous characteristics is significant by contrast to the traditional Druck pore pressure transducer,design principles and structure composition of two alternative new transducers are introduced.The response performance and influencing factors of the three transducers are analyzed by physical tests and numerical simulation.The Hydrostatic pressure tests and dynamic centrifugal model tests show that the three transducers are consist of static response,while the dynamic response has significant lag and amplitude difference.The influence of the main components on the frequency response of the transducer is analyzed bynumerical simulation.The size of the porous stone is greatly related to the frequency response.The main conclusion of the study and methods prove that the establishment the amount of pore water pressure measurement reliability evaluation methods and conducting research to improve the design of dynamic frequency response are necessary.【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》【年(卷),期】2017(015)004【总页数】6页(P291-296)【关键词】孔隙水压计;动力离心模型试验;动态响应;物理试验;数值模拟【作者】汤兆光;王永志;孙锐;王体强;王海【作者单位】中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室,黑龙江哈尔滨150080;中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室,黑龙江哈尔滨150080;中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室,黑龙江哈尔滨150080;中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室,黑龙江哈尔滨150080;中国地震局工程力学研究所地震工程与工程振动重点实验室,黑龙江哈尔滨150080【正文语种】中文【中图分类】P714.6;P751孔隙水压计（简称孔压计）是动力离心模型试验中观测超静孔隙水压力增长与消散的关键量测传感器，用于监测、判别场地和岩土构筑物等力学性态与稳定性［1-5］。