談建築物傾斜測量

前言

建築物傾斜測量在新建工程施工前現況鑑定、損鄰安全鑑定、火害後鑑定或一般結構安全鑑定、補強設計、震災後結構物安全評估,或購屋糾紛等,常須施作房屋垂直度之傾斜測量,亦即,房屋之傾斜率。然後據以判定結構體所需之修復及符合施工前結構安全等級以上之補強工法與費用,或用以釐清責任歸屬,並用以估算非工程性(使用不便)補償費用。但甚少人去探討傾斜測量背後代表的意義及不同損害狀況可能會造成何種傾斜現象與傾斜模式,而只單純為測得一個傾斜率而設法去測量一個數據,也不探討何種結構型式之建築物可能會產生何種傾斜模式,或何處最可能產生傾斜。甚至所選定之測線未加以判斷是否可代表建築物之整體垂直度,尤其所測得之傾斜率是否為泥作施工誤差;或建築物真正有傾斜現象;或增建部分與主體結構脫離產生之局部傾斜現象等。又傾斜率在工程實務上的應用,究應取最大值代表或應取平均值;或應取局部的最大值或局部的平均值?此些疑問若不予以正視,衍生更大的紛爭將難以避免,對建方及受損方均會對其中一方產生不公平的情形。

傾斜率測量

1.傾斜測量之目的與定義

鄰房施工前之現況鑑定案,其工作內容通常都會包含「傾斜率測量」之項目,其作法為在鑑定標的物結構體之牆柱角(最好是選用柱角,牆角一般較容易存有施工誤差),平行於其中一柱面之延伸線上設一定點,以擺設經緯儀,觀測柱角傾斜率。若通視不良時必須將經緯儀擺設於柱附近時,尚需利用直角鏡才能觀測柱之傾斜率,其目的為供鄰地新建工程施工後檢測標的建築物外周「傾斜增量」及結構安全評估之依據。「傾斜率測量」用來判斷建築物外周之「傾斜增量」之用途方面在工程界較無爭議,但對既有泥作施工誤差產生之傾斜現象,以及現代建築標新立異的建築物外觀已有傾斜的現象(見照片1至2),則建築物內部樓版是否真有傾斜,則無必然之關聯。此時便需藉助各層內柱之傾斜率測量,或樓版或梁底之水準測量來替代。

2.結構物可能發生之傾斜模式

(1)剛體傾斜

建築物剛體傾斜係指:梁、柱結構桿件未發生相對之差異變位,因而出現結構體未受損之整體旋轉變位現象。

低矮層公寓房屋建築物通常在隔戶牆或外牆之前、後向會有1B磚厚之長隔戶牆或外牆,再加上各層樓版將所有前、後向會有1B磚牆之隔戶牆或外牆連結在一起,因此建築物各測線在前後向不應有太大的差異,梁、柱及牆亦因剛體轉動現象而不致產生結構性裂縫,此種現象即稱之為「剛體傾斜」。筆者亦見過技師在法院證稱:「此種傾斜現象非屬「剛體轉動」之傾斜現象,筆者甚感呀異。依台灣省土木技師公會「鑑定手冊」第27頁表3-8:建築物整體所發生之龜裂(一) 及28頁表3-8:建築物整體所發生之龜裂(二)中所示之牆體「龜裂類型」與「可能造成原因」中顯示,牆體若有該等表中最右欄所述之「基礎不均勻沈陷」現象,牆面定會顯現結構性裂縫。再由「鋼筋混凝土建築物龜裂-理論與實際」一書中之第4頁圖1-3及第10頁圖1-8至10均指出,牆體若有基礎不均勻沈陷現象,牆面定會顯現結構性裂縫;次由國家地震工程研究中心「校舍結構耐震評估與補強技術手冊」第4.2.4節及附錄C.9均將磚牆視為高剛性之剪力牆。由以上資料均可證明「剛體傾斜」現象在工程實務上普遍存在,尤其是低矮層公寓房屋建築物,常有局部地下室,造成承載土層不同,再加上地下室之基礎面積與獨立基腳之基礎面積相差甚大,此種先天不良之不同基礎型式若座落於建築物之一側,更可能產生「剛體傾斜」現象。此種「剛體傾斜」現象亦常出現在單跨構架結構物之情況。

(2)差異沈陷造成樓版傾斜

長條形多跨結構物,在長向因尺度較大,穩定性較佳不易發生傾斜現象,但若其中一端緊臨鄰房新建工程,或因新建大樓沈陷而帶動鄰房基礎向下沈陷,很容易因基礎開挖導致地盤下陷而產生端部構架之基礎隨產生向下「強制變位」型下陷現象。此種情形不易測量出柱線有傾斜,或測得之傾斜率甚小,但該端部之住戶樓版會產生較大之傾斜現象。

(3)不易發生傾斜之結構物

具多層地下室之高樓,因地下室之連續壁及地下各層樓版對主體結構產生水平力偶之束制現象,因此,具多層地下室之高樓幾乎不會產生傾斜現象,但仍可能會有因基礎座落土層與連續壁之勁度不同或高樓區之承重較大而產生差異沈陷現象。

3.傾斜率測量選點不佳之案例

筆者曾見過一個房屋傾斜案例,在現況鑑定時,鑑定單位對房屋後側之測線選取在懸臂後陽台之外緣(見照片3:T5測線),由於懸臂陽台之外緣各樓層之陽台上下不連貫,會因施工誤差致水平突出長度不同而產生傾斜率異常現象,而該案例在懸臂陽台外緣之測線(T5測線)出現傾斜率大於1/200,且大於其他各測線傾斜率之平均值超過5倍之不合理異常現象,且該(T5測線)傾斜率不合理之測線係位於房屋12m長之(隔戶)1B外牆之後側,同方向共有3道(隔戶)1B外牆,再加上5層樓版連結在一起,因此,各測線在前、後向,理論上不應有太大之差異才對。而後續辦理損鄰鑑定之單位亦未發現此不合理異常現象,照著現況鑑定時之原(T5測線)測線,進行傾斜測量比對,並繼而進行傾斜增量計算,及傾斜率超過1/200之非工程性補償費及結構安全評估與工程性補強費之計算。雖然建方事後發現此不合理現象而向法院申請重測 (T5測線)鄰柱,重測結果小於1/200,證明該(T5測線)係泥作施工誤差所致,但已造成建商莫大的損失。

但有時是後側有增建連結性不佳而致後側與主體結構分離獨自傾斜的現象。由以上案例可見,技師作現況鑑定時,對測線的選定及測量結果合理性,若不加以判斷,則除可能作出錯誤的鑑定結論,亦可能被受損失之一方提告或遭主管機關懲處。

至於對通視不良或柱線傾斜率異常之房屋改以窗框替代,筆者認為不宜,其理由是因傾斜率測量會取房屋外角柱之全高作測量係因水平測移量通常不大,水平側移量太小時容易產生測量誤差,尤其是雷射經緯儀望遠鏡的十字絲較粗,對微小之水平側移量誤差較大,對於全樓高之水平側移量累積較大,因此,對全樓高而言高度越高,總水平側移量較大,其測量結果之誤差可相對較小。又,現況鑑定時畫定一垂直線作為傾斜測量之起始參考基線,僅能測得「傾斜增量」,無法測得結構物最終之傾斜率,因而無法對非工程性補償及工程性補強進行計算正確之補償費用及結構安全補強工法及所需費用。在此特別提醒鑑定技師,傾斜率一旦超過1/200,除須估列「非工程性(使用不便)補償費」及裂損之部份之「修復補強費用」外,尚須評估「傾斜增量」對結構安全的影響程度,並須補強至施工前傾斜率之結構安全標準。

4.室內地坪或梁底水平測量

結構物施工時室內地坪除廚房、浴室有排水坡度外,大致應水平,梁底亦應水平,故可做標的物是否傾斜研判之參考。水準測量分「地面高程水準測量」與「室內地坪或梁底水平測量」二種,本文僅探討「室內地坪或梁底水平測量」。『臺北市建築物工程施工損害鄰房鑑定手冊』第2.3.3 節(標的物測量)中之(測量報告內容)第五、2(2)條(室內地坪或梁底水平觀測法) 中,敘明「此項水平觀測無論鄰房施工前建立資料,或施工後了解傾斜狀況,均是鑑定工作研判不可或缺之資料」。前述規定導致某現況鑑定案之委託單位(建設公司)接到執行完成之「現況鑑定報告書」後要求承辦技師再補充「不可或缺之水準測量」資料,因而造成承辦技師的困擾。此項鄰房施工前之水平觀測資料是否確為不可或缺,筆者亦試圖探討「鄰房施工前之水平觀測資料」之用途,以方便讀者了解水準測量之測量時機與必要性。

室內地坪或梁底水平測量在前述2.2.2節及2.2.3節或外部傾斜測量結果異常,而無法確定是否為原有施工誤差時,室內地坪或梁底水平測量是比外部傾斜測量更為準確。蓋傾斜測量的目的不外是確定是否影響使用性,及是否影響結構安全性。而樓版之傾斜率即為比垂直傾斜率更可代表「使用性」之研判數據。如遇選取柱測線有困難時,鑑定人得合併水準測量等結果檢核之。

補償費用計算方式探討

1.非工程性補償

非工程性補償在各縣、市政府工務單位所審定發行之「建築物工程施工損害鄰房鑑定手冊」均有明確規定補償費用之計算方式,因此,較無爭議。但到底取最大值計算補償費用,還是以平均值較公平合理?筆者認為係其各戶各自之平均值較公平合理。筆者亦見有技師之鑑定報取最嚴重的一測線計算全體住戶之非工程性補償與工程性補償。此時,尤其是第2.3節所述之案例,室內全部住戶地版均無傾斜,但可獲得高額的補償費用;或僅其中一戶有傾斜,但全部住戶均可獲得高額的補償費用,殊不公平亦不合理。

2.工程性補償

工程性補償在「建築物工程施工損害鄰房鑑定手冊」規定:對於房屋傾斜(△∕H)未超過1∕200者,應評估工地施工對標的物結構安全所造成之影響,若無安全顧慮者,其工程性補償費用應計入結構性及非結構性裂損之修復、補強費,基礎若需補強其費用亦應計入。

對於損鄰測得之最大傾斜率已大於1∕200時,但未達1∕40 者,不論其傾斜率增量是否有大於1∕200,建議均應予補強至回復傾斜增量之影響;亦即,回復至相當於施工前傾斜率之結構安全性。

傾斜率對耐震能力之影響亦應整體結構物之平均值計算才公平、合理。房屋之傾斜對建築物的影響,不論是從「使用性」或「結構安全性」觀點,或從「力學理論」或「實務」之觀點,其影響程度均應由平均傾斜率計算方屬正確、公平。否則同一棟建築物之二端出現不同方向之傾斜,其P-△效應對地震時結構安全的影響是會互相抵消的,因此,應以向量和的平均值計算方有學理依據。例如整幢房屋之單測點出現原施作誤差之異常傾斜值,就會發生「一粒老鼠屎,壞了整鍋粥」的怪現象;又例如,為了一個測點的傾斜率異常,全體住戶因而可獲得不合理的巨額賠償。從以上三例證明以「最嚴重測線的傾斜率」來判斷是錯誤的,既不符工程學理及實務,亦不符公平正義原則。

傾斜率達1∕40是否就必須拆除重建

若傾斜現象係屬2.2.1節所述之剛體傾斜現象,則因前後向1B磚牆之耐震能力較高,對結構安全不見得會有疑慮,只要計入P-△現象之檢核耐震能力結果符合結構安全需求,經建損雙方協議同意,不一定要拆除重建。

結語

傾斜測量不單單是為了測得數據而測量,工程師仍應判斷結構型式、結構系統、施工誤差可能性、周圍建物之配置,及增、擴建等現象,研判測量結果數據之合理性,並合理應用測得之數據。否則不但對建、損其中一方不公平,亦可能因作出錯誤的鑑定結論,被受損失之一方提告或遭主管機關懲處。

參考資料

1.台灣省土木技師公會,「鑑定手冊」,第27頁及28頁。

2.「鋼筋混凝土建築物龜裂-理論與實際」,第4頁及第10頁。

3.國家地震工程研究中心,「校舍結構耐震評估與補強技術手冊」,第4.2.4節及附錄C.9。

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照片1 建築造形傾斜現象

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照片2 建築造形傾斜現象

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照片3 測線選在陽台外緣之不合理案例

【本文稿經由台灣省土木技師公會技師報同意轉載;未經允許請勿任意轉載】


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