台北市體育局行政大樓傾斜扶正及抬升案例介紹

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。

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圖1 雙環塞施工法示意圖

 

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圖2 平均注入施工流程

 

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圖3 中央控制系統、自動切換閥及配管方式

 

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圖4 扶正、抬升脈狀注入之原理

 

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圖5 平均注入工法扶正示意圖

 

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圖6 止水螺栓

 

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圖7 DSRJ工法示意圖

 

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圖8 標的物外觀(左側為行政大樓,右側為體育館)

 

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圖9 標的物內部沉陷情形

 

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圖10 平均分布鑽孔配置圖

 

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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

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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

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圖13 標的物外側四角隅測點抬升量平面圖

 

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圖14 灌漿注入孔位置示意圖

 

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圖15 各孔別造成反力注入量

 

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圖16 各孔別抬升注入量

 

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圖17 各孔別總注入量

 

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圖18 標的物頂昇量監測點示意圖

 

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圖19 平均頂昇累計量趨勢變化圖

 

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圖20 扶正前、後外觀裝飾板高低差之比較照片

 

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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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