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76 技師期刊 71 地下室基礎開挖擋土工程有許多種不同的施工方式,而不同施工方式可能對鄰房產生不同之影 響。逆打工法的施作程序係上部結構體及下部結構體同時施作,其安全措施的部分係靠擋土壁及結 構體樓板來承受;而順打施工方法的施作程序,則是由上往下開挖到底後,結構體再由下往上施作, 其安全措施的部分則靠擋土壁及臨時內支撐構材來承受。這些施作程序都是影響開挖施工是否造成 鄰損問題的主要因素,頗值得進行探討。本文以台北市信義計畫區某逆打基地為例,依實際之監測 成果進行回饋分析,修正各項輸入參數至分析與實測約相符,再使用這些參數去分析一個假設的順 打施工程序,再比較兩者之差異。 業界現有可用的開挖分析軟體程式包括 FLACRIDOTORSANADE-3DPLAXISFREWWALL 等,為比較探討各階段施工所可能發生之壁體變位及地表沉陷,本文利用目前廣泛使 用之 RIDO 程式軟體來做逆打與順打兩種工法分析比較,對照逆打實例所得壁體變位監測數據,推 估比較其順打工法可能造成壁體變位及地表沉陷量。 張家齊/華梵大學環境與防災設計學系研究生 鄭清江/華梵大學環境與防災學設計系副教授 以台北信義計畫區某基地為例 一、前言 深開挖設計時必須考量的因素相當的多, 除了在施工前慎選施工廠商及注意品質與工期 控管的問題,也須針對不同工法對鄰近建物的 鄰損作評估比較,選擇適當的工法才不致對鄰 近建物產生過大之影響。本文以台北市信義計 畫區某基地 ( 圖一 ) 為案例進行探討,本基地 為長條狀,長向約 143 公尺,短向約 38 公尺, 基地面積 6,373 平方公尺,興建地上 22 ( 樓區 ) 地下 5 層之建築物。本案例採逆打施工, 內擋土支撐為樓板及臨時 H 型鋼,由於基地 為長條狀,開挖規模大,因而設置二道地中壁 將基地分為三區,採分區施工。針對此案例若 採用順打施工會與逆打施工有何可能不同之結 果,另外兩種工法詳細施工程序與施工細節對 完成後之壁體 變位與鄰地之 影響為何均頗 值 得 探 討, 本 文即利用 RIDO 程式對此作詳 細分析比較。 圖一 基地位置圖 逆打 順打

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Page 1: 逆打順打 - tpce.org.tŠ€師期刊(第61期起)/71/076-085.pdf76 技師期刊 71 地下室基礎開挖擋土工程有許多種不同的施工方式,而不同施工方式可能對鄰房產生不同之影

76 技師期刊 71

摘 要

地下室基礎開挖擋土工程有許多種不同的施工方式,而不同施工方式可能對鄰房產生不同之影

響。逆打工法的施作程序係上部結構體及下部結構體同時施作,其安全措施的部分係靠擋土壁及結

構體樓板來承受;而順打施工方法的施作程序,則是由上往下開挖到底後,結構體再由下往上施作,

其安全措施的部分則靠擋土壁及臨時內支撐構材來承受。這些施作程序都是影響開挖施工是否造成

鄰損問題的主要因素,頗值得進行探討。本文以台北市信義計畫區某逆打基地為例,依實際之監測

成果進行回饋分析,修正各項輸入參數至分析與實測約相符,再使用這些參數去分析一個假設的順

打施工程序,再比較兩者之差異。

業界現有可用的開挖分析軟體程式包括 FLAC、RIDO、TORSA、NADE-3D、PLAXIS、FREW、WALL 等,為比較探討各階段施工所可能發生之壁體變位及地表沉陷,本文利用目前廣泛使

用之 RIDO 程式軟體來做逆打與順打兩種工法分析比較,對照逆打實例所得壁體變位監測數據,推

估比較其順打工法可能造成壁體變位及地表沉陷量。

張家齊/華梵大學環境與防災設計學系研究生

鄭清江/華梵大學環境與防災學設計系副教授

以台北信義計畫區某基地為例

一、前言

深開挖設計時必須考量的因素相當的多,

除了在施工前慎選施工廠商及注意品質與工期

控管的問題,也須針對不同工法對鄰近建物的

鄰損作評估比較,選擇適當的工法才不致對鄰

近建物產生過大之影響。本文以台北市信義計

畫區某基地 ( 圖一 ) 為案例進行探討,本基地

為長條狀,長向約 143 公尺,短向約 38 公尺,

基地面積 6,373 平方公尺,興建地上 22 層 ( 高樓區 ) 地下 5 層之建築物。本案例採逆打施工,

內擋土支撐為樓板及臨時 H 型鋼,由於基地

為長條狀,開挖規模大,因而設置二道地中壁

將基地分為三區,採分區施工。針對此案例若

採用順打施工會與逆打施工有何可能不同之結

果,另外兩種工法詳細施工程序與施工細節對

完成後之壁體

變位與鄰地之

影響為何均頗

值得探討,本

文即利用 RIDO程式對此作詳

細分析比較。

圖一 基地位置圖

逆打與順打

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逆打與順打之影響比較-以台北信義計畫區某基地為例

77技師期刊 71

二、基地概況及土層狀況

本案例位於台北市信義區松高路與松仁路

交叉口附近,基地位置如圖一所示,與北側大

樓相隔約 58 公尺,與南側大樓相隔約 17 公尺;

與東側大樓相隔約 12 公尺,與西側大樓相隔

約 16 公尺。本案例開挖地下 5 層,開挖深度為

21.1 公尺,擋土連續壁厚 1.2 公尺、深度 43 公

尺。

2.1 基地地層分布狀況本案例調查深度內地表下 61 公尺之地層大

致可分成以下 5 個層次,鑽孔位置如圖二,代

表性地層剖面如圖三所示。各層次之分布深度

物理性質及工程特性如下:

(1)回填土層(SF)本層為回填土層厚度約為 2.3 公尺,主要

成份為黃棕色至灰色粉土質細砂及黏土夾混凝

土塊、卵礫石、磚塊等。

(2)粉土質黏土層(CLI)本層為粉土質黏土層厚度約為 32.5 公尺,

主要成份為灰色粉土質黏土,夾微量細砂、粉

土、腐木及貝屑。其標準貫入試驗 N 值介於 1~ 15 之間,由於本層厚度較厚,因此依深度及

3

圖二 鑽孔及地層剖面位置圖

圖三 E-E 地層剖面圖

3

圖二 鑽孔及地層剖面位置圖

圖三 E-E 地層剖面圖

圖二 鑽孔及地層剖面位置圖

圖三 E-E' 地層剖面圖

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地下工程案例

其物理性質再將本層細分成上、中及下 3 個次

層。上層平均厚度約 14.7 公尺,深度自 0.95~ 18 公尺,N 值為 1~4 平均約為 2;中層平

均厚 8.8 公尺,深度自 16~29 公尺,N 值為 3~ 5 平均 N 值約為 4;下層平均厚 9 公尺,深

度自 23 ~ 36 公尺,標準貫入試驗 N 值介於 4~ 15 之間,平均 N 值約為 7,其詳細資料如

表一。

(3)粉土質黏土層(CL2)本層約分布於現有地表下 32.5 公尺至 51.5

公尺之間,主要成份為灰色粉土質黏土,偶夾

粉土質細砂薄層,標準貫入試驗 N 值介於 9 ~

3043 之間,平均 N 值約為 16,屬稠密至極稠

密土層。本層次底部鑽掘到厚度 3.3 公尺之卵

礫石。因本層次分布深度及厚度南北差異甚大,

故將基地地層區分為南、北兩區,其詳細資料

如表一。

(4)粉土質細砂層(SM)本層僅於鑽孔 BH-1 ~ BH-5(北區)出現,

約分布於現有地表下 43.8 ~ 55.4 公尺之間,厚

度約為 7.9 公尺。主要成份為粉土質細砂夾細

礫石,標準貫入試驗 N 值介於 21 至> 50 之間

﹔此外,並於鑽孔 BH-1 及 BH-2 在本層次底部

表一 . 簡化地層工程參數建議表

鑽獲厚度 1.05 ~ 1.42 公尺不等之卵礫石,其詳

細資料如表一。

(5)岩層(SS/SH)

本層分布於現有地表下 50.1 公尺至 55.42公尺以下,主要為灰色細粒至中粒砂岩及灰黑

色泥質砂岩,常夾頁岩,風化程度呈新鮮至輕

度風化,膠結差至尚可。

綜合以上地層敘述,本基地簡化地層工程

參數建議表如表一所示。

三、開挖分區及擋土措施規劃考量

3.1 順打及逆打工法之比較順打工法為傳統施作的地下開挖工法,依

序為「土方開挖至基礎層再由最底下層施築逐

次往上施作昇起至地面之樓層」;逆打工法則

先行施作擋土壁及預埋鋼支柱,接著施作地面

層結構體後,一邊開挖並往下施作地下層同時

進行地上層施作的方式,因為地下樓層由上而

下施工與順打施工順序相反故稱之逆打工法,

逆打工法因地上層提前施作故一般多可縮短總

工期,而有關順打工法與逆打工法之比較如表

二所示。

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逆打與順打之影響比較-以台北信義計畫區某基地為例

79技師期刊 71

3.2 實際案例之逆打開挖程序本案例為採用逆打施工,由於基地屬長條

形,逆打開挖及施作樓版施工時間較久,一次

全面開挖所需之工期相當長,因而利用兩道橫

置連續壁 ( 地中壁 ) 來分割開挖區域,將整個

基地劃分 A、B、C 三區 ( 圖四 ),施工順序依

次為 C → A → B 分區開挖,施工時將不會相互

牽制,亦可減少開挖及樓版施作時間。

表二、順打工法與逆打工法之優缺點比較

逆打工法 順打工法

優點

1.結構體上下同時施作,省時,開挖暴露高度短,

安全性高較不受天候影響。

2. 已施作之樑或樓版可作為擋土支撐,代替 H 型

鋼支撐安全性高。

3. 結構體與開挖同時施作,可增強擋土穩定性。

4. 適用於基地面積大、不規則、有高低差、側壓

力不平衡、開挖深度較深,及有鄰損之虞之工

程。

5. 地上與地下結構同時進行施工,縮短工期地下

施工噪音減小。

1. 工程費用低 , 品質易控制、無施工界面問題。

2. 結構之整體性較佳,不會在頂板或各樓板與

牆、柱頭處留下接縫,並且地下室牆面施工縫

所設止水帶之施作也較好控制。

3. 開挖支撐及出土等施工方便與迅速。

缺點

1. 混凝土於施工縫澆置費時,也影響強度。

2.地下室工作環境不良,需增加通風及照明設備,

改善工作環境以提昇工作效率及確保人員安

全。

3. 需增加樁基及逆打鋼柱 , 土方挖運較困難,致

工程費較高昂。施工困難度高 , 有二次接合部

份易造成不良。

4. 開挖空間狹窄工率會降低。

5. 大梁預拱度計算要考慮支承載重樓層較複雜。

1. 開挖時地下連續壁之變形較大,發生地震時之

災變引起率也較大。 2. 地下室開挖暴露時間長抽水時間也較久。易有

鄰損地下災變工安事件及雨季無法作業,危險

度高、環保問題多如噪音較大。

3. 地下安全支撐多,限制作業空間,溫差造成應

力,材料吊放易碰撞。

4. 當開挖深度大 , 鋼支撐及連續壁壁體易變形,

適用一般各種開挖情況,若深度過深可能危險

性較高。

圖四 連續壁、扶壁、地中壁配置

5

3.2 實際案例之逆打開挖程序

本案例為採用逆打施工,由於基地屬長條形地形,逆打開挖及施作樓版施工時間較久,一次全面開挖所需之工期相

當長,因而利用兩道橫置連續壁(地中壁)來分割開挖區域,將整個基地劃分 A、B、C 三區(圖四),施工順序依次為 C

→A→B 分區開挖方式,施工時將不會相互牽制,亦可減少開挖及樓版施作時間。

圖四 連續壁、扶壁、地中壁配置

圖五 B 區地下室開挖安全措施剖面圖

C 區

B 區 A 區

本案例開挖擋土結構採用 120 公分厚連續

壁,深度為 43 公尺,由於基地主要為軟弱地

層,在經驗上地中壁與扶壁可以增加擋土壁勁

度,控制開挖期間基地之穩定性及減少擋土壁

變位,因而全工區配置兩道間距約 54 公尺,

厚度 80 公分之地中壁,施作深度 GL-21.3~GL-31.1M( 本案例採樁基礎,地中壁純作為分區及

減少撐土壁變形,不作為基礎之用,因而施作

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80 技師期刊 71

地下工程案例

圖五 B 區地下室開挖安全措施剖面圖

深度比在基礎下 20CM);基地四周另配置

扶壁 32 道,間距約 7.6 公尺 ~10.4 公尺,

厚度 60 公分、長度 6 公尺,扶壁開挖完

成面以下採用鋼筋混凝土,開挖面以上

為無筋混凝土。本案例部份區域沒有 B2板,因而在沒有板之區域增加臨時支撐,

而最終開挖面與上一層樓版之垂直間距

為 5.5m,考量最終一階開挖無支撐高度太

大,因此加設一層臨時支撐 ( 如圖五 ),臨

時支撐係採用 H 型鋼以水平支撐方式架設

(平面配置如圖六所示,施工照片如圖七 )。施工過程隨開挖深度的推進,逐一敲

除扶壁至最終開挖面 GL.-21.1m 處,構築

FS 版 ( 基礎版 ) 地梁及 B5F 板後,拆除

GL-18.2 水平支撐,完成整個下部結構,

施工程序如表二所示。

3.3 假設的順打施工程序本案例為逆打工法,為比較順打及逆

打工法之差異,假設本案例若採順打工法

時,則為五撐六挖,假設之施工順序如下:

第一次開挖 (GL-2.9M),第一層支撐 (GL:-2.3M、H350x350x12x19, 預 力 80 噸 );第二次開挖 (GL-7.9M),第二層支撐 (GL-7.1M、2H350x350x12x19,預力 120 噸 );第三次開挖 (GL-11.6M),第三層支撐 (GL-10.8M、2H350x350x12x19,預力 160 噸 );第四次開挖完成 (GL-15.1M),第四層支

5

3.2 實際案例之逆打開挖程序

本案例為採用逆打施工,由於基地屬長條形地形,逆打開挖及施作樓版施工時間較久,一次全面開挖所需之工期相

當長,因而利用兩道橫置連續壁(地中壁)來分割開挖區域,將整個基地劃分 A、B、C 三區(圖四),施工順序依次為 C

→A→B 分區開挖方式,施工時將不會相互牽制,亦可減少開挖及樓版施作時間。

圖四 連續壁、扶壁、地中壁配置

圖五 B 區地下室開挖安全措施剖面圖

C 區

B 區 A 區

圖六 GL:-18.2 臨時水平安全支撐平面圖

圖七 GL-18.2M 臨時水平支撐

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逆打與順打之影響比較-以台北信義計畫區某基地為例

81技師期刊 71

撐 (GL-14.3M、2H400x400x13x21,預力 240 噸

);第五次開挖 (GL-18.6M),第五層支撐 (GL-17.6M、2H400x400x13x21,預力 240 噸 );第

六次開挖 (GL-21.1M);施作 FS 及 B5F 板;拆

除第五層支撐;施作 B4F 板及拆除第四層支撐;

施作 B3F 版及拆除第三層支撐;施作 B2F 版及

拆除第二層支撐;施作 B1F 版及拆除第二、一

層支撐;施作 1F 版,施工程序如表三所示。

四、分析方法

4.1 分析使用軟體本文分析使用電腦軟體為 RIDO 程式,

RIDO 程式的優點為輸入簡單、運算快速,在

表三、順打施工程序

合理的情況與選取適當的參數值下可得到合理

的分析結果。由於其輸入簡單,因而可輕易藉

由修正輸入參數進行分析,並比對現場安全觀

測值與 RIDO 程式之分析結果。

4.2 RIDO 模擬分析參數之考量針對逆打及順打對擋土壁變位之影響進行

研究分析探討,以 RIDO 軟體程式為分析工具,

並引用謝旭昇和呂芳熾 (1999) 提出之扶壁簡化

分析方法,配合土壤性質參數、水平地盤反力

係數、H 型支撐勁度折減及地下水壓修正,調

整較符合實測變位值之參數,因本案例樓版開

口很多,故將樓板支撐勁度乘以 0.5 之折減係

數。分析時依據各項輸入參數,並由監測結果

表二 逆打之施工程序

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82 技師期刊 71

地下工程案例

-127.969

-117.26

-107.8

-101.16

-96.111-93.5

-139.572

-127.941 -118.858

-111.57

-107.207

-103.68

-150

-140

-130

-120

-110

-100

-90

-80

-70

20 30 40 50 60 70 80 90

有折減孔隙水壓 無折減孔隙水壓

水平地盤反力係數Kh與Su之比值

(mm)

圖八 水平地盤反力係數對壁體變位之敏感性分析

比對分析連續壁變位,並修正部份參數使壁體

之變位相符合,分析過程中得知土壤性質參數

為最主要影響因素。

而有關 RIDO 輸入資料包括:(1)擋土

結構撓曲勁度(2)支撐勁度(3)地層強度參

數(c'、ψ')(4)側向土壓力係數(5)地下

水位(6)水平地盤反力係數 Kh。詳細輸入資

訊說明如下:連續壁混凝土設計強度為 280kg/cm2,考慮溝槽內灌漿養護不易取 245kg/cm2 為

分析強度;主動土壓係數 Ka 採 Rankine 土壓力

係數;被動土壓係數 Kp 皆採 Coulomnn 公式計

算,土壤與壁體間摩擦角 δ 取 1/2ψ';靜止

土壓係數 K0 以 Jacky 公式 K0=1-sinψ'推估;

水平地盤反力係數於砂質地層取 Kh=100N,黏

土地層取 Kh=50Su。黏土之水平地盤反力係數 Kh 參數值,在經

驗上取其不排水剪力強度 Su 之倍數,歐章煜教

授 (1999) 建議水平地盤反力係數 Kh=40~50Su、李磑柏 (2000) 建議 Kh=40~50Su、王建智 (1999)建議 Kh=40~60Su。本文則分別取用 Kh=70Su、60Su、50Su、40Su、30Su 等數值並與孔隙水

壓有無折減分析擋土壁體之變位量,分析結果

如圖八,其中以有折減孔隙水壓參數情況下、

Kh=50Su 所得到之壁體最大側向變位 107.8mm(深度 18.2m) 與西側連續壁傾斜管 SID6 觀測變

位量 107.12mm( 深度 22.5m) 最為近似,因而以

本案例而言,採用 Kh=50Su 為最佳參數。

五、分析結果比對研判

本案例現場安全監測儀器配置如圖九,包

括連續壁傾度管、鋼筋計、水位觀測井、水壓

計、建物沉陷觀測點、地表沉陷觀點、建物傾

斜計、支撐應變計等,本文僅對連續壁傾度管

及地表沉陷點之觀測結果進行討論。

5.1 監測數據與分析結果比對連續壁壁體內傾度管 (SID)8 支、地表沉陷

點 (SM)74 點、建物沉陷觀測點 (SB)12 點(圖

9),連續壁中傾度管及鋼筋計配置於三區之

中,並且避開扶壁位置,以能確實反應開挖過

程連續壁之變位。本文乃選擇 B 區觀測成果,

作為研究連續壁之變位量、沉陷量、建物傾斜

圖九、安全觀測儀器配置圖

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逆打與順打之影響比較-以台北信義計畫區某基地為例

83技師期刊 71

量等之依據,並以安全觀測數據和 RIDO 分析

結果比對,探討觀測及逆打與順打分析之連續

壁最大變位量比較。

依據 B 區之安全觀測記錄,東側連續壁最

大變位量為 SID2 之 87.75mm(20.5m),西側連續

壁最大變位量則為 SID6 之 107.12mm(22.5m),最大地面沉陷量則為 SM13 之 165.3mm。

逆打回饋分析主要以西側傾斜管 SID6 為基

準,經多次修正各項輸入參數,最後分析最大

變位數值為 107.8( 深度 18.2m),分析與實測之

比對如圖十,分析與實測數值雖仍有差異,但

實務上應已可接受。由以上分析結果顯示,本

案例利用 RIDO 程式經由適當的分析參數輸入,

可得到良好的開挖分析壁體變位模擬效果,而

影響壁體分析結果的輸入參數中,以黏土層的

不排水剪力強度參數 Su 最為敏感,而水平地盤

反力係數Kh以取用50Su可得到最佳模擬結果。

另水平地盤反力與地盤改良有關,由圖八中曲

線之變緩可知,Kh 超過 60Su 以上之土體改良

對壁體額外減少變位之效用已經逐漸降低。

利用前述逆打回饋修正後之參數,以 5 撐

6 挖之順打工序(假設之施工程序如 3.3 節)進

行分析,分析所得之各階段壁體變形曲線如圖

十一所示,最大壁體側向變位量為 115.48mm(深度 19m),比較順打與逆打二種工序,所得結

果並沒有太大的差距,逆打工法最大壁體變位

量較順打最大壁體變位量約減少 7%,逆打最大

變位量發生之深度較順打約下移 0.8m。

因逆打工法主要採用樓板作為支撐,支撐

深度連同配合樓板構築之各階開挖深度皆會受

限於樓板高程之設計,較無調整之空間;此外,

樓板支撐勁度又受樓板規劃厚度及實際開口率

之影響且無法施加預力,而順打工法則無上述

之限制,因而除前述 5 撐 6 挖之順打開挖施工

規劃,增加一撐採 6 挖 7 撐(施工步驟略),

除增加一層支撐外,部分支撐勁度(型鋼型號)

及預力再適度加大,則壁體最大變位量可由原

5 撐 6 挖之約 115mm 減少至 61mm,最大壁體

變位量明顯減少。因此順打工法若在妥善規劃

開挖工序情況下,對壁體變位仍可有效之控制。

11

變位所推估之地表沉陷量,其中逆打分析推估地表沉陷量並與監測結果進行比較(圖十)。依據圖十,安全觀測資

料之最大沉陷量達 165.3mm,明顯較經驗推估值最大沉陷 115.5mm 大很多。研判可能因本案例東西兩側為施工完成

之深開挖大樓,其距離本基地只有 12 公尺及 16 公尺;首先該鄰房大樓於地下室深開挖時,可能已經對其擋土壁背

後土壤造成主動破壞之擾動影響,於本基地地下室開挖時土壤強度或變形性可能尚未回復;其二由於本基地開挖連

續壁側向變位情況下,當擋土壁後土壤相對有限情況下,需要更多之地表沉陷以填補連續壁側向變位所造成之空間,,

導致最大地表沉陷量高達 15 公分以上,達經驗預估值之 1.5~2.0 倍,數值皆遠超過一般認知之經驗值(歐章煜 2002),

即可能受窄巷效應(簡茂洲等,2014)之影響(有關窄巷效應請參考原文,窄巷效應主要是因為窄巷兩側開挖反覆擾動

影響土壤而造成沉陷量大於一般正常狀況)。

圖九、安全觀測儀器配置圖

0

10

20

30

40

50

60

-120 -100 -80 -60 -40 -20 0

深度

(m)

變 位 量(mm)

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

00 10 20 30 40 50 60 70 80 90

距離(m)

沉陷

量(m

m)

第1階開挖及1F施作(實測值)

第2階開挖及B1F施作(實測值)

第3階開挖(實測值)

第1層支撐架設(實測值)

第4階開挖及B3F施作(實測值)

第5階開挖及B4F施作(實測值)

拆第1層支撐(實測值)

第6階開挖(實測值)

第2層支撐架設(實測值)

第7階開挖(實測值)

第1階開挖及1F施作(分析值)

第2階開挖及B1F施作(分析值)

第3階開挖(分析值)

第1階支撐架設(分析值)

第4階開挖及B3F施作(分析值)

第5階開挖及B4F施作(分析值)

拆第1階支撐(分析值)

第6階開挖(分析值)

第2階支撐架設(分析值)

第7階開挖(分析值)

圖十 SID6 連續壁變位量分析值與安全觀測值比對

Page 9: 逆打順打 - tpce.org.tŠ€師期刊(第61期起)/71/076-085.pdf76 技師期刊 71 地下室基礎開挖擋土工程有許多種不同的施工方式,而不同施工方式可能對鄰房產生不同之影

84 技師期刊 71

地下工程案例

12

圖十 SID6 連續壁變位量分析值與安全觀測值比對

圖十一 順打連續壁變位量分析值

圖十二、推估沉陷槽

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

-120 -100 -80 -60 -40 -20 0

深度

(m

變 位 量(mm)第一次開挖

第一層支撐架設

第二次開挖

第二層支撐架設

第三次開挖

第三層支撐架設

第四次開挖

第四層支撐架設

第五次開挖

第五層支撐架設

第六次開挖

FS及B5F版及拆第五層

支撐B4樓版施作並拆除第

4層支撐

主要影響區 次要影響區

5.77

11.55

1.15

0.00 0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90第一次開挖

第一層支撐架設

第二次開挖

第二層支撐架設

第三次開挖

第三層支撐架設

第四次開挖

第四層支撐架設

第五次開挖

第五層支撐架設

第六次開挖

FS及B5F版及拆

第五層支撐B4樓版施作並拆

除第4層支撐B3樓版施作並拆

除第3層支撐第三層支撐架設

沉陷量

(mm

)

距離(m)

圖十一 順打連續壁變位量分析值

圖十二、推估沉陷槽

其擋土壁背後土壤造成主動破壞之擾動影響,

於本基地地下室開挖時土壤強度或變形性可能

尚未回復;其二由於本基地開挖連續壁側向變

位情況下,當擋土壁後土壤相對有限情況下,

需要更多之地表沉陷以填補連續壁側向變位所

造成之空間,導致最大地表沉陷量高達 15 公分

以上,達經驗預估值之 1.5~2.0 倍,數值皆遠超

過一般認知之經驗值 ( 歐章煜 2002),即可能受

窄巷效應 ( 簡茂洲等,2014) 之影響 ( 有關窄巷

效應請參考原文,窄巷效應主要是因為窄巷兩

側開挖反覆擾動影響土壤而造成沉陷量大於一

般正常狀況 )。

12

圖十 SID6 連續壁變位量分析值與安全觀測值比對

圖十一 順打連續壁變位量分析值

圖十二、推估沉陷槽

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

-120 -100 -80 -60 -40 -20 0

深度

(m

變 位 量(mm)第一次開挖

第一層支撐架設

第二次開挖

第二層支撐架設

第三次開挖

第三層支撐架設

第四次開挖

第四層支撐架設

第五次開挖

第五層支撐架設

第六次開挖

FS及B5F版及拆第五層

支撐B4樓版施作並拆除第

4層支撐

主要影響區 次要影響區

5.77

11.55

1.15

0.00 0

2

4

6

8

10

12

14

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90第一次開挖

第一層支撐架設

第二次開挖

第二層支撐架設

第三次開挖

第三層支撐架設

第四次開挖

第四層支撐架設

第五次開挖

第五層支撐架設

第六次開挖

FS及B5F版及拆

第五層支撐B4樓版施作並拆

除第4層支撐B3樓版施作並拆

除第3層支撐第三層支撐架設

沉陷

量(m

m)

距離(m)

5.2 地中壁、扶壁之與連續壁之接頭問題本基地地質狀況主要為極軟弱黏土層,所

以在基地內設計相當多的扶壁、地中壁來減少

壁體變位,但由前述分析與實際監測成果比較、

順打與逆打之差異,顯示本案逆打所增設之扶

壁及地中壁其效果有限,研判不排除是扶壁及

地中壁與連續壁之接頭問題,因接頭若有包泥

將減少其應發揮之成效,為確保其成效,建議

扶壁(或地中壁)與連續壁最好一體成型、同

一時間澆置混凝土;或者在連續壁與扶壁 ( 或地中壁 ) 間安裝分離式連結端版,使接頭施工

界面不會產生包泥現象。

5.3 地表沉陷地表沉陷量之估計利用歐章煜 (2002) 之

推估沉陷槽,推估地表沉陷之情況,圖十及圖

十二為逆打及順打分析所得壁體變位所推估之

地表沉陷量,其中逆打分析推估地表沉陷量並

與監測結果進行比較(圖十)。依據圖十,安

全觀測資料之最大沉陷量達 165.3mm,明顯較

經驗推估值最大沉陷 115.5mm 大很多。研判

可能因本案例東西兩側為施工完成之深開挖大

樓,其距離本基地只有 12 公尺及 16 公尺;首

先該鄰房大樓於地下室深開挖時,可能已經對

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逆打與順打之影響比較-以台北信義計畫區某基地為例

85技師期刊 71

六、結論

台北信義計畫區之地層主要成份為灰色粉

土質黏土,偶夾微量細砂、粉土,且黏性土壤

之力學強度有隨深度逐漸增加之趨勢,強度主

要屬於極軟弱至軟弱土層,因地質特性較為鬆

軟,非良好之建築基地,深開挖所產生之大地

工程災害時有所聞,也增加該區地下工程作業

之難度。本文所研究深開挖逆打施工案例正位

於此區域,為地下五層、地上 22 層 SRC 鋼骨

結構商旅大樓,本案例最後順利完成深開挖工

作,但不論連續壁變位及地表沉陷都相當可觀,

而總結對本深開挖案例之分析,提出以下結論:

1. 本案例基礎開挖採逆打工法施作,開

挖深度 21.1m,連續壁深度 43m 深,

開挖區內配置二道 80cm 厚之地中壁

(Cross wall),以及配置厚 60cm 共 32道扶壁 (Buttress wall),惟依壁體變位

之觀測資料顯示,地中壁和扶壁對抑

制壁體側向變形之效果似乎未達預期,

不排除為地中壁和扶壁與連續壁接頭

問題所造成,因此建議扶壁 ( 或地中壁

) 與連續壁最好一體成型、在同一時間

澆置混凝土,或者加在連續壁與扶壁 (或地中壁 ) 間安裝分離式連結端版,使

連續壁與扶壁 (或地中壁 )間緊密接觸,

以確保地中壁及扶壁之效益。

2. 本案例以 RIDO 程式作順打與逆打之分

析比較,結果得知順打分析數值最大

變位量為 115.487mm(19m),逆打分析

數值為 107.8mm(18.2m),兩者差異不

大;惟依據順打增加一層支撐及適當

加大支撐型號及預力之分析結果,則

發現順打最大側向變位量可由 115mm減少至 61mm,可見採用逆打施工方式

與順打工法相比,不一定有絕對的優

勢。

3. 本案例得知順打與逆打工法除了施工

順序不同之外,開挖壁體側向變位量

尚受到支撐型式、勁度、施加預力的

大小等之影響,壁體側向變位量則進

一步影響地表沉陷量以及開挖對鄰房

之影響。

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義區某商旅大樓土壤地質調查及大地工程報

告書"。

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[4] 謝旭昇,程日晟,郭永才,(2010),"大型

逆打開挖案例之臨時支撐設計",地工技

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行為探討及預測",國立台灣科技大學,營

建工程研究所,博士論文。