前言

大門門柱及圍牆柱之基礎周遭土壤若屬滲透性之土質,往往由於長期受到雨水沖刷、滲透的影響,以致基礎底部土壤流失,進而導致基礎局部的傾斜及沉陷,連帶使基礎上部之門柱發生明顯傾斜,且圍牆柱間之伸縮縫亦隨之開裂及傾斜。為有效抑制以上之情事持續發生及惡化,必須先對基礎周遭之地盤施行低壓固結灌漿,藉以改良基礎周遭地盤之土質,然後再將傾斜之大門門柱及圍牆柱之基礎予以扶正。茲就大門門柱高10m、圍牆柱高2.5m之施工案例說明如下。

基礎地盤(土質)改良

一、灌漿孔佈置

本施工案例係將灌漿孔佈置劃分為大門門柱基礎(A)區及圍牆柱基礎(B、C、D、E、F)區,並視現場情況調整灌漿孔位置。灌漿孔之施作分為垂直鑽孔及傾斜鑽孔(如圖1所示),其鑽孔深度除參照設計圖施作外,以達岩盤面為原則。另於大門門柱基礎區及圍牆柱基礎區設置處檢驗孔若干處,並於低壓固結灌漿完成後,兼取土壤試體評定土壤(心)採取率,且每孔各做一組透水試驗,以確保土壤改良成效。

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圖1

二、灌漿方式

採用低壓固結灌漿,灌注之漿液為純水泥漿,俟於鑽孔完成後,使用由下往上移動注入管,逐段將漿液施灌之上昇式灌注工法,其流程如下:鑽孔→灌漿→抽管→灌漿→抽管→灌漿→漿液溢出為止

基礎扶正

一、大門門柱基礎

1.地盤(土質)改良完成約7天後,於門柱基礎傾斜角落兩側挖掘土坑至基礎底下,約略可放置100噸千斤頂之深度。

2.將兩個100噸之千斤頂,分別頂托於基礎底傾斜角落兩側平穩固定且可著力後,施以托基反力配合監測將基礎逐漸托起扶正。

3.施灌漿液敷底於千斤頂周圍。

4.扶正後監測5小時,確定基礎無傾斜及沉陷情形後,施灌漿液至基礎面以上,將千斤頂淹沒。

5.持續再監測48小時。

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圖2

二、圍牆柱基礎

1.地盤土質改良完成約7天後,於圍牆柱基礎沉陷(D、E)區側挖掘土坑至基礎底以下,約略可放置100噸千斤頂之深度。

2.於圍牆柱基礎沉陷(D、E)區處之基礎底面,分別頂托一個100噸千斤頂,並讓其平穩固定且可著力。

3.將45噸吊車與穿過D區處圍牆柱基礎底之鋼索撐起固定。

4.千斤頂施加托基反力,同步於吊車往上施吊拉力,配合監測逐漸將圍牆柱基礎扶正。

5.施灌漿液敷底於千頂斤周圍。

6.扶正後監測5小時,確定基礎無傾斜及沉陷情形後,施灌漿液至基礎面以上,將千斤頂淹沒。

7.持續再監測48小時。

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圖3

施工監測

一、沉陷監測

沉陷監測點在大門門柱基礎(A)區設置4點,於圍牆柱基礎(B、C、E、F)區設置5點,另於圍牆邊排水溝設置5點,於灌漿工作施做完成後之翌日晨觀測。

二、大門傾斜監測

在面對大門門柱之縱橫方向各設一固定觀測點,以便安置經緯儀定心定平,於大門扶正過程中,持續觀測傾斜率直至門柱挺直為止,經過48小時後再觀測門柱,確認門柱之垂直度及基礎之穩定性。

 

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圖4

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圖5

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圖6

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圖7

施工檢驗

一、土壤(土心)採取率檢驗

1.分別於大門門柱基礎(A)區取1處及圍牆柱基礎(B、C、E、F)區取2處施鑽檢驗孔,以傳統鑽機採用NX孔徑,連續鑽取土心至指定深度,以單孔所取之土心總長除以單孔採樣深度,即得土心採取率。

2.本案例單孔土心採取率在76%~85%高於50%,3處孔平均土心採取率81%高於65%,皆符合設計規定。

二、透水試驗

於各檢驗孔採用變水頭注水方式試驗,係依照美國海軍NAVFAC DM-7(1974)建議方法及公式進行:即當孔內水位達到平衡狀態時,突然以抽水或灌水方式降低或升高孔內水位,然後任其自然回升或下降,量取不同歴時之水位,由水位變化與時間關係可求出透水係數K值。本案例透水試驗結果,透水係數K值均低於1×10-5㎝/sec符合設計規定。K值計算方式如下:

K=A/F(t2-t1)ln(H1/H2)

其中:K=透水係數;A=外套管內截面積;F=透水位置土層形狀因子;t1、t2=水位回升或下降之歴時;H1、H2=歴時t1、t2 之相對水位差。

三、大門門柱傾斜率

以經緯儀面對大門測得橫向傾斜率為1/2,100、縱向傾斜率為1/8,500,均小於1/360之要求,符合設計規定。

結語

大門門柱及圍牆柱基礎之扶正工作,除對基礎地盤土質須確實施以固結灌漿外,於扶正過程中對高程及傾斜之變化,必須隨時予以密切監測,才不致有過之或不及之情況發生,以上皆須充分落實監造及檢驗之工作,方可使大門門柱及圍牆柱基礎之扶正工作圓滿達成。

参考資料

(一)金門塔山發電計畫大門圍牆及門柱基礎地盤改良及扶正工程施工報告書,台電金門工務所土木課。

(二)基礎工程施工規範,中國土木水利工程學會。

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