53 51 49 47 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 21 19 17
6.2.1 北四环中关村路堑工程
▽ 47.36m~48.95m ① ② ③ ④
层面标高 层面标高 (m) (m) 50.00~51.00 50.00~51.00 46.16~47.46 46.16~47.46
60 70 水压力(kN/m 2 )
图6-8 民族园海洋馆工程地下水压力现场监测结果
地下水压力的模拟预测
由于地下水位等水文地质条件受很多自然因素和人为 因素的影响，不是一个定值，因此，工程设计人员需要针对 工程特点，根据最不利于工程安全的状况进行设计和分析， 以确保工程的安全。在上述研究成果的基础上，可对工程场 地可能出现的最大（或最不利）地下水压力进行预测，为工
6.2.1 北四环中关村路堑工程
由图6-6可以看出： a） 地下水压力在垂向上并不是随深度的增加而线性增大，在不同 区段的地下水压力大小差别明显。 b ）在浅层含水层①层中，由观测孔数据可知，在A段、B段和C段 的地下水位标高比较接近（49m左右），地下水压力的大小在A段、B 段和C段也基本上没有什么变化。 c ） 在层号为②、③、④的地层中，表现为④层厚度越大，地下水 压力越大。即地下水压力大小与厚度的大小一致。 d） 在深部含水层⑤层中，地下水位越高，则地下水压力越大。即 地下水压力大小与地下水位标高的大小一致，且其实测值的大小基本 上与按该层地下水位计算的静水压力值相等。
38.60~40.55 38.60~40.55 37.92~39.05 37.92~39.05
53 51 49 47 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 21 19 17
6.2.1 北四环中关村路堑工程
▽ 47.36m~48.95m ① ② ③ ④
层面标高 层面标高 (m) (m) 50.00~51.00 50.00~51.00 46.16~47.46 46.16~47.46
38.60~40.55 38.60~40.55 37.92~39.05 37.92~39.05
▽
26.75m~32.87m
⑤
17.85~30.60 17.85~30.60
15 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 3.1 3.2 3.3
▽
26.75m~32.87m
⑤
17.8
15 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9 3.0 3.1 3.2 3.3
⑤
设计和施工中的地下水主要“以排为主”，因此，地下水压
力问题没有深入考虑，垂向上地下水压力分布也很简单，主 要按静水压力分布考虑即可。 进入上世纪80年代以后，随着高层建筑不断涌现，基 础埋深不断增加，且工程设计和施工中要求逐步摒弃“以 排为主”，采用“以堵为主” 的原则，地下水压力问题 才相应地在地下工程中显现出来，并受到普遍的关注。
现状地下水压力的确定
在地下水压力取值方面，虽然从岩性和含水层类 型等方面提出了地下水压力修正系数的概念，但对 地下水压力的作用机理不清楚。对地下水压力的认
识还是停留在地下水位上，没有进行渗流分析，没
有考虑孔隙水压力和渗透压力的作用。
并且修正系数的取值范围太大，工程中不好使 用，或使用不合理。
隧道衬砌外水压力的确定
建筑物永久性的抗浮措施
3.3.1 压重抗浮
建筑物永久性的抗浮措施
3.3.2 抗浮桩抗浮
建筑物永久性的抗浮措施
3.3.3 锚杆抗浮
建筑物永久性的抗浮措施
3.3.4 永久性抗浮锚桩抗浮
建筑物永久性的抗浮措施
3.3.5 排水降压法抗浮
图 20
棋盘形排水降压系统
建筑物永久性的抗浮措施
3.3.6 无浮力底板抗浮
程计算分析提供合理的地下水压力数值。
水文地质参数的确定
确定水文地质参数，我们使用过的测试方法中有 抽水试验 提水试验
加水试验
钻孔注水试验 131I同位素试验 室内渗透试验 通过试验确定的这些参数，将作为数值模拟中，
选取水文地质参数的主要依据。
地下水压力的模拟预测
假设条件
1) 垂向上各土层是水平、均质、各向同性、 侧向无限延伸的；
2) 相邻土层的渗透性存在明显差异；
3) 垂向上地下水流动视为一维稳定流； 4) 第一层地下水位以下的土层均是饱和的， 即地下水流为连续的饱和流。
地下水压力的模拟预测
图7-5 孔隙水压力计算程序主菜单界面图
地下水压力的模拟预测
图7-6 网格剖分输入界面图
地下水压力的模拟预测
图7-8 信息预览和计算结果数据显示界面图
图 8-3
民族园海洋馆工程地下水压力分析及预测结果
地下水压力勘测现状
不论在理论上还是在实践中，工程地质界对
地下水压力的勘测研究都是有限的。理想的均匀
介质静水压力分布假设仍然是当前工程界计算地
下水力学作用的常用方法。
h Pw = w ·
长期以来，工程中只考虑了静水压力的作用，
忽略了孔隙水压力和渗透压力的作用。
标高(m)
( Ele v at io n me tre s )
53 51 49 47 45 43 41 39 37
① ② ③ ④
▽ 47.36m~48.95m
层面 50.0
① ② ③ ④
B段现状曲线 A段现状曲线 C段现状曲线
46.1
38.6 37.9
35 33 31 29 27 25 23 21 19 17
地下水压力的概念及分类
P ＝ Pw ＋u ＋PV
建筑基坑
静水压力
孔隙水压力
渗透压力
现场监测与模拟分析结果
标高(m) 47 46 45 44 43 42 41 40 39 38 37 36 35 34 33 32 31 30 29 28 0 30
静水压力分布曲线 实测数据拟合曲线 预测水压力曲线 实测数据点
p w h
建筑物永久性的抗浮措施
工程中一般只是从措施上来考虑如何防治地
下水压力，并没有分析地下水压力值的实际大小
应该是多少。 忽视了地下水压力的取值是否准确、
是否合理，以及对方案设计的影响问题。
3.3.1 压重抗浮 3.3.2 抗浮桩抗浮 3.3.3 锚杆抗浮 3.3.4 永久性抗浮锚桩抗浮 3.3.5 排水降压法抗浮 3.3.6 无浮力底板抗浮 3.3.7 围护桩兼作地下结构抗浮 3.3.8 减少结构埋深抗浮
现场试验实况图片
地下水监测井试验
现场试验实况图片
现场试验实况图片
现场试验实况图片
现场试验实况图片
现场试验实况图片
现场试验实况图片
现场试验实况图片
6.2.1 北四环中关村路堑工程
Y
51 49 47 45 43 41 39 37 35 33 31 29 27 25 23 21 19 17 15
建筑物永久性的抗浮措施
3.3.7 围护桩兼作地下结构抗浮 3.3.8 减少结构埋深抗浮
地下水压力的确定方法
对工程中的地下水压力问题，主要有3种方法来确定：
现场测试、物理模拟、数学模拟
三种方法对地下水压力的确定和研究都是可行的， 实际工作 中可根据具体情况和实际需要来选择。但要正确确定地下水 压力，关键要重视现场勘察和实测，建立正确的地质模型， 从而得到可靠的结果。上述 3 种方法中，物理模拟难度很大 ，一般常用现场测试和数学模拟。
A段、B段和C段④层的厚度 分别为10m、8m和20m。
X (m etres ) (x 1000)
图 9-1
水文地质条件概化计算模型图
水压力(kN/m )
0 20 40 60 80 100 120 140 160
2
水压力(kN/m2)
图 6-6现状水压力监测结果拟合曲线 现状水压力监测结果拟合曲线 图 6-6
隧道及地下工程地下水压力 现场监测与模拟分析
贺学海 2011年7月14日
主要内容
1. 地下水压力的概念及分类 2. 地下水压力勘测现状 3. 现状地下水压力的确定 4. 建筑物永久性的抗浮措施 5. 地下水压力的确定方法 6. 现场测试实例 7. 地下水压力的模拟预测 8. 地下水压力现场监测与模拟分析的意义
现场测试实例
作为市政道路和房屋建筑 2 个方面的典型例证，下面介绍 在两个工程场区进行的地下水压力监测情况。
（1） 北四环中关村路堑工程
（2） 中华民族园海洋馆工程
北京市区水文地质条件
图 3-1
西 标高(m) 标高(m)
北京规划市区水文地质剖面图
图例
房碴土 粉土 粉质粘土 细中砂 卵石 砾岩
注：1 图中的比例尺以数字标记为准。 2 图中资料来源为工程勘察时的钻孔资料。
地下水压力勘测现状
大量的隧道、地铁、地下车库、人防、地下商
场、市政设施和房屋建筑的开工和建设，工程中
与地下水压力相关的问题将越来越多，比如基础
抗浮问题、地下室外墙承载力验算、边坡稳定性 验算等等，都与地下水压力取值的大小直接相关。
地下水压力勘测现状
由于上世纪 70 年代以前的建筑基坑都比较浅，且工程
图6-2 地质及水文地质概化示意图
X (m etres ) (x 1000)
图 9-1
水文地质条件概化计算模型图