國立臺東專科學校建築科建築構造學 期末報告
軟弱土層深開挖工程防災技術的讀 書報告 A Study Report on the Disaster Prevention Technology with Deep Excavation Engineering in Soft Soil
授課老師：張恒瑋 學 生：朱泓旻 班 級：建築二 學 號：1081060009 2021 年 08 月 10 日
目錄 一、緒
論……………………………………………………………..……03
二、文獻回顧……………………………………………………………..……04
三、深開挖工程災變案例檢討與建議…………………………………..……05
四、課程心得……………………………………………………………..……06
五、參考文獻……………………………………………………………..……06
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一、緒論 本文使用參考文獻【1】的人類因天性或生活行為而聚集，由遠古時期的溪 河之濱、農牧時代的交易市場漸漸發展而成聚落、村莊、都市，隨著人口逐年增 加， 畢竟都市土地有限，在都市發展成型後，要解決居住品質或改善交通問題， 已成為全世界各超級都市的共同課題，為了減少對都市原有建 設之破壞，新工 程必須向地下或空中發展，無論做基樁、建築物地下室、或是地下大眾運輸系統， 深開挖是現代都市土木工程的趨勢，當然在台灣亦無例外，其中尤以首都台北市 最具代表性，無論是民間企 業興建的辦公、住宅大樓，或是政府主辦的大型公 共交通建設，深開挖工程之數量、規模與深度皆與日俱增。 本研究將以從事深開挖實務工作多年之經驗為基礎，再藉由蒐集研析前人在 軟弱地盤深 開挖工程相關之研究成果，冀望找出生命週期中各階段工作的盲點 或 是容易疏忽之處，歸納出在工程實務上如何經由設計人員與施工人員的共同 努力，讓工程順利安全完成，減少與預防軟弱地盤深開挖工程災害，以期達到都 市地下工程防災之目的 研究生以深開挖工程實務經驗為基礎，再廣泛蒐集國內外學者及工程先進在 深開挖工程方面已有之研究成果，探討深開挖工程可能對週遭環境、擋土設施或 是鄰地結構造成之影響，並對過往施工災變案例檢討分析發生原因，希望藉由學 理與實務間之互相印證，研討在設計及施工階段之防災技術，由於現有前人對防 災技術之研討文獻並不多見，無論是書籍或是碩、博士論文，所提論述或是研究 成果大多是深開挖工程各類施工可能對週遭環境、擋土設施或是鄰地結構造成之 影響，故研究生將以個人經驗為主，對如何達成保障施工安全作全面深入研究， 並提出研究成果。
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二、文獻回顧 本文使用參考文獻【1】的在第一章中已對大台北都會區之地質形成有過簡 要說明，愈接近台北盆地中央，軟弱土質愈厚，依據調查，位於台北市松山、南 港、內湖、士林、天母、北投等地(包括信義計畫區、內湖重劃區) 之地質大多 為軟弱至極軟弱之粉土質粘土。 所謂軟弱土壤，依據 Terzaghi and Peck(1948)定義，係指土壤標準貫入試驗 N 值(SPT N)介於 2∼4 之粉土質粘土(或稱沉泥質粘土)，而 N 值介於 0∼2 之粉土質 粘土則歸類為極軟弱土壤。砂性土壤之 N 值一般高於粘土，N 值介於 0∼4 者稱 之為極疏鬆砂土，而 N 值介於 4∼10 者 稱之為疏鬆砂土。極疏鬆之砂土穩定性 極差，會因自重壓實之緣故漸漸轉變為疏鬆狀態，因此極疏鬆之砂土甚為少見。 本研究僅討論軟弱至極軟弱粉土質粘土層之開挖。 極軟弱粘土層除 N 值偏低外，其含水量亦高，常見試驗結果顯示土壤樣品 之自然含水量接近或甚至略高於其液性限度。 軟弱粘土因自然含水量過高，以致其剪力強度偏低且壓縮性甚大，除施工時 易遭擾動而喪失其原有之強度外，土體承受之現地應力發生變化時亦可能產生過 量之沉陷。 所謂開挖就是使用人力或機械向土壤深層挖掘，例如挖掘基礎、挖掘地下 室、施作連續壁、基樁、隧道等，以施工方式來分類，大致分為自地表向下挖掘 之明挖式(例如大樓地下室、地下鐵路之明挖隧道等)及利用工作井深入地下後再 水平往前挖掘之鑽掘式(例如山岳隧 道、捷運潛盾隧道等)。 一般明挖式深開挖工法又分為順打、逆打、半逆打，本研究將以研討明挖順 打工法為主，其施工步驟如下： 1.擋土設施施築 2.中間柱設置中間柱設置中間柱設置中間柱設置中間柱設置 3.第一階開挖及第一階支撐架設 4.覆蓋鈑鋪設 5.挖土與擋土支撐架設逐階交互作業 6.開挖至設計高程後，施築最底層結構 7.結構體由下而上施作 8.頂版防水層施作 9.覆蓋鈑拆除及結構體上方土方回填 10.道路復舊
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三、實證結果分析與討論 本文使用參考文獻【1】的本研究依據各類工程報導及學術研究文獻整理台 灣歷來工程災變樣貌及發生原因如下： 1.施作導溝及連續壁導致鄰地近建物之沉陷或砂性地層之淘空。 2.因連續壁施工不良，壁體產生斷樁、混擬土析離蜂窩、孔洞、包泥、單元接頭 不密實等缺失，導致開挖時大量地下水滲、漏、湧水進入開挖區。 3.以低壓灌漿作為鄰房保護措施，導致地坪隆起，基礎不均勻沉陷。 4.於鄰近構造物基礎下方進行托底、地質改良，因水、土壓力及震動導致欲保護 物傾斜、龜裂。 5.擋土壁位移變形過大，造成開挖區外地表沉陷、鄰近結構變位與傾斜及地下管 線斷裂。 6. 擋土壁位移變形過大，造成開挖區內支撐系統挫屈破壞。 7.開挖面湧水、湧砂、隆起及基礎版上浮。 8.支撐上舉、挫屈、超壓。 9.開挖過程中因颱風、豪雨、地震所引起之損害。 10.鋼板樁擋土接頭咬合處開裂，土砂崩落開挖區。
圖 1. 建物上浮示意圖
圖 2. 連續壁設計及施工缺失導致建物沉陷
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四、課程心得 本學期的建築構造學課程中最深刻的是淺基礎和深基礎，淺基礎分為四種獨 立基礎、聯合基礎、連續基礎、筏式基礎，深基礎則是分為樁基礎、沉箱基礎。 給恒瑋老師的話，雖然這兩年沒有被老師您教過，不過從兩次的暑修能看出 對學生的好以及用心，謝謝老師讓我可以把畢業證書的最後一塊拼圖給拼上，順 利的從東專畢業。
五、參考文獻 【1】 謝立德，“軟弱土層深開挖工程防災技術之探討”，國立臺灣海洋大學，碩 士論文，2009 年。
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