一、前言
台北市體育局行政大樓,為地上七層地下一層,樓高32m,面積470m2之鋼筋混凝土造建築物(以下簡稱標的物)。因松山捷運線及松山分局施工,造成標的物有傾斜加劇及下陷情形產生,造成行政人員往來標的物與體育大樓間及體育館使用者非常不便,因此由施工單位委託,進行扶正、抬升規劃及相關施工事宜,茲將本案之施工方式、過程及成果,提供工程界先進參考。
二、施工前調查
由於標的物施工過程中,行政人員均須照常上班,且體育館仍需照常對外開放使用。因此,施工前須先對標的物進行結構體現況、傾斜及水平測量。同時對各種管線,如:大型聯外變電室管線、大型空調管線、排水及污水管線等進行調查工作,於施工前由管線相關單位先予以開挖露明或遷移。在施工過程中,隨時監測水平及垂直測點變化情形,配合變化情形對各類管線進行調整,以避免影響行政人員及球場使用者之維生系統和相關設施等。
三、雙環塞施工法
雙環塞施工法(圖1),是控制型水力破裂及補償灌漿之複合工法。利用灌漿壓力在土層中造成水力破裂,並將水泥漿徐徐滲入土層,使土層固結,達到地盤改良強化之目的。
四、平均注入法工法(JOG)
平均注入施工流程,如圖2所示,由中央控制系統控制,進行自動切換及配管(圖3);其扶正、抬升脈狀注入之原理,如圖4所示;扶正流程(圖5),分爲三步驟:注入管設置,中結材注入及瞬結材注入。當地下水位較高,在鑽孔時,因水頭差緣故,水會從鑽孔及注入管間空隙滲出。爲防止地下水噴出情形,於鑽孔時,如發現有地下水滲出時,可立即旋轉止水螺栓(圖6),使止水橡皮膨脹,阻止地下水滲出。
五、施工方式
標的物下方土層,為約有15公尺左右之極軟弱土層,因此本工程分成兩階段不同工法施作,第一階段採用雙環塞工法(俗稱馬歇爾管工法),對標的物進行地盤改良工程,第二階段採用JOG工法(俗稱平均注入工法),進行扶正與抬升工作。針對極軟弱之土層,雙環塞工法及平均注入工法,雖都能夠達到抬升、扶正需求,但所耗之工期、材料、經費較大,因此,將兩種工法作一結合,又可稱為DSRJ工法(Double Packer Strainer Rod Method of Jacking),如圖7所示。
六、案例介紹
台北市體育局行政大樓及其右側相鄰體育館(圖8),因松山捷運線及松山分局施工,造成左側行政大樓傾斜加劇且内部沉陷達58公分(圖9),故平均分布鑽36孔注入灌漿(圖10),於體育局行政大樓進行施工前後垂直測量(圖11)及水平測量(圖12),其成果如表1及表2所示。標的物外側四角隅均有所抬升,平均抬升量為530mm(圖13)。於所鑽之36孔(圖14)灌漿,各孔別造成反力注入量、抬升時之注入量及總注入量(不含筏式基礎底版4m以下雙環塞工法之灌漿量),如圖15至17所示。並於標的物周遭8個測點(圖18)進行頂昇量監測,其平均頂昇累計量趨勢變化圖,如圖19所示。扶正後,標的物外側裝飾板明顯抬升(圖20),一樓內部地板無高低差(圖21)。
七、結論
由於鄰近工程施工,造成體育局行政大樓傾斜加劇且一樓地板下陷逾58公分。
針對標的物土壤特性及面積,於筏式基礎底版平均鑽孔36孔,並以低壓灌漿方式(約5kgf/cm2左右),分兩階段施行。第一階段採用雙環塞工法先行地盤改良至筏式基礎底版下4m後,第二階段再採用平均注入工法扶正及抬升。施工前、中、後,能作好標的物之各項調查工作,如建築物之現況、地質狀況、維生管線、鄰房現況等,另外施工中,更須加強進行水平、傾斜、變位、隆起、損壞等各項監測工作,以便適時調整注入之時間、配比與注入量,使得扶正之第二次傷害,可以降至最低,而能達到最佳之預期效果。以確實達到地改扶正及抬升之目的,並使標的物不至於受到二次傷害,增加事後復原工作之困難度及增加額外工程費用。
經扶正及抬升施工後,標的物傾斜率,已扶正至趨近垂直外;且內部一樓地坪差,也已抬升至趨近於水平狀態,成功消弭標的物之傾斜及與相鄰建物的水平差,在此特提供本案給予工程實務界參考。
圖1 雙環塞施工法示意圖
圖2 平均注入施工流程
圖3 中央控制系統、自動切換閥及配管方式
圖4 扶正、抬升脈狀注入之原理
圖5 平均注入工法扶正示意圖
圖6 止水螺栓
圖7 DSRJ工法示意圖
圖8 標的物外觀(左側為行政大樓,右側為體育館)
圖9 標的物內部沉陷情形
圖10 平均分布鑽孔配置圖
圖11 體育局行政大樓垂直測量平面示意圖
表1 體育局行政大樓施工前後傾斜測量比對成果表
圖12 體育局行政大樓水準測量平面示意圖
表2 體育局行政大樓一樓地板水準測量成果表
圖13 標的物外側四角隅測點抬升量平面圖
圖14 灌漿注入孔位置示意圖
圖15 各孔別造成反力注入量
圖16 各孔別抬升注入量
圖17 各孔別總注入量
圖18 標的物頂昇量監測點示意圖
圖19 平均頂昇累計量趨勢變化圖
圖20 扶正前、後外觀裝飾板高低差之比較照片
圖21 扶正後一樓內部地板照片
【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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