現代營建---地錨設計與施工國家標準規範何在？

地錨設計與施工國家標準規範何在？

眾所肯定地錨是邊坡穩定和抗浮力之最佳利器，然地錨之設計與施工之失敗將造成人命財產損失。政府至今無一套完整標準規範無異是鼓勵廠商偷工減料，工程出問題誰負責？本文提醒設計者、監造者、施工者在無完整標準規範可遵循之下，設計地錨時特別要有學理及國際規範為依據，注意現有地錨規範潛在陷井。

☆ 盧錫煥 ☆

壹、前言

眾所肯定地錨是邊坡穩定和抗浮力之最佳利器，然而地錨之失敗將造成人命財產損失。例如：林肯大郡災變，其主凶是地錨夾片鎖不住鋼絞線使地錨無法發揮該有的錨碇功能。(據聞國賠近30億重建經費，仍難撫平災民傷痛)。十年前桃園假日飯店地下室開挖，由於地錨拉力消失(潛變)造成崩塌，營造廠損失3億6仟萬重新再做地錨。再如高雄市多目標使用停車場(中正文化中心南側)地下室開挖，營造廠委託地錨專業廠商聯合XX公司捨棄原設計圖說，改用Soilex膨脹地錨工法責任施工，施工至第二排即落跑。改由大X公司進場繼續施工，在開挖至-9.00M時，發生週邊路面龜裂、文化中心志清堂走廊下陷、連續壁位移等災害，造成潛在公共危險及工程進度嚴重落後，大X公司也落跑。最後業主將原承包商解約，由榮工處承做後續工程。後續地錨部份委由保利工程股份有限公司承做，而保利公司遵照原設計之圖說責任施工，在經擾動之土壤狀況下，克服湧砂、湧水現象進行錨固灌漿，經提姆、道格、凱特琳和葛拉絲等颱風，尤其是812之西南氣流所帶來之豪雨(繼87水災以後之大水災，許多道路均滿水位)侵襲，仍然無恙，現已完成且使用多年，足以証明當初設計無誤。
而做失敗之廠商卻檢舉保利以專利綁標，所以他們才會失敗。並由民意代表及媒體干擾，致使市政府主辦者、設計者、大漢顧問公司、施工廠商榮民南部工程處和保利公司走上法庭，今最高法院撤消原判決。當今政府沒有標準地錨規範可使設計者、監造者、施工者有所遵循，筆者蒙受其害，特以本文提醒大家在政府無法提供標準規範可遵循之下，設計地錨特別要有學理及國際規範為依據，以免掉入陷阱。

貳、政府沒有標準規範

         台電公司D鯉工字第900204534號函：預力鋼鍵地錨之設計與施工目前並未有國家標準規範。
         一、台灣省交通處公路局(現屬交通部)公路工程施工說明書。台灣省交通處公路局編印：中華民國八十二年九月7.03預力地錨(岩錨)施工說明書，沒有防蝕保護條文，且所有試驗均在地錨預力鎖定前，確實的地錨鎖定荷重如何？無法得知。
         二、內政部八十四年四月六日台(84)內營字第8472379號函：土方工程與擋土設施業有施工規範。惟上開規範亦未有防蝕保護條文，所有証明試驗、適用性試驗、驗收試驗等均是地錨預力鎖定前之行為，地錨荷重鎖定後之也無法得知。
         三、交通部台灣區國道新建工程局委託中國土木水利工程學會編著之「地錨設計與施工準則之研究」，中華民國八十三年七月及八十七年四月二版之「地錨設計與施工準則暨解說」內有關地錨防蝕，有前後矛盾及模糊不清之處。6-8頁6、3錨碇段防蝕保護6.3.1永久性地錨之錨碇段抗張材應以防蝕護管包覆，護管內部以水泥漿充填為原則；而同頁第五行，以下的防蝕方法不適用於永久性地錨：1.剛性防蝕材料：即以水泥或水泥皂土作為防蝕材料，因為此種材料不能再複拉。以不適用之材料做為充填之原則是矛盾之處。再者6-10頁防蝕灌漿(常為樹脂漿)(取BSI 1989)而原BSI 1989防蝕灌漿為樹脂漿(Polyester Resin)。是否有意模糊呢？
         四、行政院公共工程委員會新規範仍然不週延；「公共工程施工綱要規範整編暨資訊中心」之「地錨」、「預力鋼鍵地錨及岩錨」之施工綱要規範即將於9月公告施行。該規範第02492章1.1.2永久性地錨及岩錨之所有部份(包括錨碇段、自由段及外部端錨)須採雙重防蝕保護(Double Corrosion Protection)1.1.3…..(1)錨碇段…..僅述灌水泥漿而已，如何雙重防蝕沒有下文交代。至於証明試驗、適用性試驗、特別驗收試驗和例行驗收試驗也與前述之交通部、內政部、「地錨設計與施工準則暨解說」之規範有相同的問題。這要設計者、監造者、施工者如何遵循？

參、政府沒有標準規範無異鼓勵廠商偷工減料，工程出問題誰負責？

         前述交通部、內政部之規範未有防蝕保護條文。土木水利工程學會之規範，防蝕灌漿(常為樹脂漿)。原版BSI是樹脂漿，有前後矛盾及模糊之處，國內所有工程發包圖說均浪管內灌水泥漿。例如：林肯大郡第六區及週邊大地補強工程地錨及面版詳圖。浪管內防蝕灌漿(常為水泥漿)經電話查問設計者回答這是根據中國土木水利工程學會「地錨設計與施工準則暨解說」的………將來再發生問題誰負責？期待行政院公共工程委員會新規範，然而新規範第02492章雖然防蝕須採雙重防蝕保護(Double Corrosion Protection)又僅述灌水泥漿，如何防蝕保護沒有下文交代，仍然矛盾及模糊。國家最高工程單位如此作為，豈非為難設計者。
一、地錨防蝕問題
(一)何謂雙重防蝕保護(Double Corrosion Protection)？
         依自由歐洲聯盟，其定義為：第一層保護層在地錨施工及埋置期間受損時，第二層保護仍能保持完整。而雙重防蝕保護方法有兩種：1、採用單一浪管灌樹脂漿。2、採用雙重浪管灌水泥漿。FIP 1986，BSI 8081:1989及荷蘭P、HABIB所編的“RECOMMENDATIONS FOR THE DESIGN,CALCULATION,CONSTRUCTION AND MONITORING OF GROUND ANCHORAGES”一書中。另外，若雙重防蝕保護未加以定義，任由設計單位自行決定，將產生很多紛爭，如國防部桃園陸光二村新建工程中之抗浮地錨防蝕保護問題引起紛爭，因此建議必需訂定雙重防蝕保護之型式及使用之防蝕材料。
(二)水泥漿不能視作保護層：
         水泥漿具有鹼性可保護鋼材，但不能作為預力鋼鍵之防蝕材料。國內外地錨學者專家及準則均指出水泥漿不能視作保護層，分述如下：
         1.依交通部國工局委託中國土木水利工程學會編著之“地錨設計與施工準則暨解說”書中：6.2.1永久性地錨，以下的防蝕方法不適用於永久性地錨，剛性防蝕材料：即以水泥或水泥皂土作為防蝕材料，因為此種材料不能再複拉。
         2.BSI規範認為水泥漿受拉時會產生裂縫，故單一浪管灌水泥漿僅能視為一層保護而已。
         3.歐洲地錨系統認為水泥漿不能視為永久性防蝕材料。
         4.Technical Review Of Rock Anchorage Practice 1996：地錨自由段或錨碇段均因乾縮或應力變化產生裂縫，經多位學者進行等比例之地錨試驗，觀測裂縫之現象。裂縫只要在0、04mm~5、8mm錨碇段均損壞，因此水泥漿不能作為第一層之永久防蝕保護。
         5.FIP 1986提出：
             水泥漿對鋼鍵之鹼性保護，若遇有氯離子將被破壞。
         6.鋼鍵在水泥漿PH值中受到保護，但其保護能力會受到裂縫產生，碳化作用，侵蝕性離子，氯離子之存在喪失其保護能力，因此FIP國際預力協會1986統計有35件地錨工程由於鋼鍵腐蝕失敗案例。
         7.荷蘭規範：
             荷蘭P.HABIB提出，水泥漿體對電、化學反應阻抗之不可靠及鋼鍵受拉使具鹼性之水泥漿體易碎而產生不可避免之裂縫。
         8.美國PTI建議中提出許多國家認為水泥漿體不能做為防蝕保護層。
             以上國內外地錨學者專家舉証水泥漿體不能做為單一浪管防蝕保護層，況且國內地錨或岩錨施工廠商經常將PE浪管開孔切洞嚴重地破壞了防蝕護管之作用。故單一PE浪管內灌水泥漿或水泥砂漿不適用於永久性地錨。
(三)國外採用樹脂漿之情況：
         歐美各國均認為水泥漿不能視作保護層，而美國使用樹脂漿之地錨工程正迅速增加，美國PTI預力協會、BSI 1978、FIP 1986及南非規範均己將使用樹脂漿定入規範中。以下是各國永久性地錨使用樹脂漿之現況：
     1.美國在「The Stabilization of CONCRETE dams by Post-tensioned Rock Anchors：The State of American Practice」BURCE提出美國初期對地錨防蝕不足，後來跟進FIP 1986、Little John1990及PTI 1996。地錨之施工慢慢演化從：
         a.固定段鋼鍵無保護。
         b.使用單一浪管。
         c.使用樹脂膜包裹鋼鍵再分兩次灌漿。
         d.使用Epoxy包裹，再灌滿Epoxy錨碇端。
         e.使用Epoxy包裹，再灌滿Epoxy錨碇端(再加一層保護管)。
     2.美國PTI建議地錨分為CLASSⅠ(防腐蝕)CLASSⅡ(非防腐蝕)，其中CLASSⅠ使用浪管及EPOXY等材料作保護。
     3.美國新的PTI建議中，材料篇從一頁增加至八頁，主要增加了使用樹脂包裹鋼鍵及鋼桿。
     4.美國在回顧PTI之修正版一文中(NIERICH AND BRUCE)提出，目前使用樹脂包裹鋼鍵及鋼鍵灌樹脂漿之地錨工程迅速增加，特別在水壩工程。
     5.“A Technical Review of Rock Anchorage Practice 1976~1996”WEERASINGHG AND ADAMS提及在美國越來越流行使用樹脂包裹鋼鍵，PTI己訂定規範灌樹脂漿。
     6.FIP「國際預力協會」1986規範：永久性地錨單層浪管內灌樹脂漿或雙層浪管灌水泥漿防蝕保護。
     7.荷蘭PHABIB 1989編之“RECOMMENDATIONS FOR THE DESIGN,CALCULATION,CONSTRUCTION AND MONITORING OF GROUND ANCHORAGES”書建議永久性地錨使用樹脂漿。
     8.南非1976己開始使用樹脂漿，成效良好。
     9.南非規範亦定有使用樹脂漿。
    10.英國BSI 1989規範單一PE浪管內灌樹脂漿。
    11.德國DSI工法單一PE浪管內灌樹脂漿。
    12.日本SEEE工法固定端浪管內灌樹脂漿。
(四)國內採用樹脂漿之情況：
     1.89年教育部教育電台集集轉播站護坡工程永久性地錨採用單一PE浪管內灌樹脂漿，己完工。
     2.89年中華顧問工程司設計之台北市公園路燈管理處文山木柵36公園綠地永久性地錨和台北縣汐止汐平路災害崩塌修護永久性地錨工程，使用單一PE浪管內灌樹脂漿，己發包。
     3.90年中華顧問工程司設計之台北捷運新莊機廠永久性地錨，使用單一PE浪管內灌樹脂漿(接受詢價，尚未發包)。
     4.90年台北縣雙溪鄉和美村和美街金沙灣巫里岸道路護坡災害修復工程永久性地錨，使用單一PE浪管內灌樹脂漿，己發包。
     5.90年高雄港＃63、＃64、＃65、＃66號碼頭改建工程永久性地錨使用雙重防蝕樹脂漿，已發包。
     6.90年台北縣中和市南勢角消防局邊坡永久性地錨，使用單一PE浪管內灌樹脂漿，已發包。
     7.地為達公司己代理德國進口使用單一PE浪管內灌樹脂漿工法。
     8.宏盛公司已由日本引進永久性地錨樹脂漿雙重保護工法。
     9.經濟部國貿局特別召開因應我國加入WTO後，營造業及相關工程服務業座談會中，很多業界要求引進先進國高品質技術。本公司有感於此，特做地錨灌樹脂漿之絕緣試驗。該論文將在8月30日第九屆大地工程學術研討會發表。
(五)樹脂漿之種類、特性及施灌方式：      1.樹脂漿之種類如下：
         a.不飽和聚酯樹脂(Polyester Resin)。可加水泥、爐石粉、細砂、石粉等。
         b.環氧樹脂(Epoxy Resin)。
         c.多元聚乙烯樹脂(Polyethylene Resin)可加水泥、爐石粉、細砂、石粉等。
     2.樹脂漿抗壓強度及工程特性如下表：

     3.灌樹脂漿方式如下：
         依據FIP 1986 、BSI 1989 、NETHERLAND 198所有鋼絞線自由段先塗黃油(防蝕油)再套入PE護管。自由段與錨碇段設置封漿處理，組件後套入PE浪管。PE浪管外側灌水泥漿，PE浪管內灌滿樹脂漿。其灌漿方式：
     a.工廠預灌：在工廠組件固定端預灌滿樹脂漿後再運往施工現場。例如：高雄港＃63、＃64、＃65、＃66號碼頭改建工程永久性地錨使用雙重防蝕樹脂漿。
     b.現場施灌：在工地組件，入鍵錨孔後，就地施灌樹脂漿。例如：我國教育部教育電台集集轉播站修復工程、台北縣雙溪鄉和美村和美街金沙灣巫里岸道路護坡災害修復工程及台北縣中和市南勢角消防局邊坡工程等永久性地錨灌樹脂漿，是現場就地施灌樹脂漿。
         以上如FIP 1986 、BSI 1989 、NETHERLAND 1989 永久性地錨單一PE浪管內灌樹脂漿均沒有專利。
(六)絕緣防蝕檢驗，(電阻檢測)：
         目前雖然有地錨之防蝕措施，但地錨於埋設灌漿期間浪管可能遭受破壞，所灌漿體是否完全被覆鋼鍵均難預測，基此施工完畢後，應以最簡易之絕緣電阻檢驗確認其防蝕功能，因此FIP國際預力協會1996規範、瑞士1997規範，歐盟19個國家均採用之歐洲標準EN1537:1999規範，定有絕緣電阻檢測以確保其防蝕功能。
         所有工作地錨每支施拉力前及施拉力後必須採用數位高阻計檢測，電壓500V，量測線一接觸鋼絞線組，另一接觸接地棒或預埋鋼管或基礎版鋼筋，量測電阻必須大於100K�(0、1M�)才能接受。
二、地錨鎖定荷重問題
         前面列舉各項規範中之証明試驗、適用性試驗、特別驗收試驗和例行驗收試驗等都是地錨荷重鎖定前之行為，地錨荷重鎖碇前之行為再好，如果鎖定失敗，地錨無法發揮該有之錨碇功能，則地錨形同廢物。
(一)國際地錨失敗案例：
         依FIP國際預力協會1986統計有35件地錨工程失敗案例。
(二)國內地錨失敗案例：
     1.民國80年桃園假日飯店新建工程地下室開挖，採用臨時性背拉地錨三排500多支，于地下室開挖至大底，準備打PC時，產生災變。地錨全部崩塌，幸好沒人死傷。桃園地檢署檢察官指令下再做試驗地錨。施拉力30T(Tw)鎖定24小時後再複拉檢測，鎖定荷重下降到15T而已。
         刑事部份：由於災變當時還沒有相關地錨複拉規範可做依據，而不起訴。
         民事部份：營造廠商賠償三億六仟多萬元補做。
     2.高雄文化中心背拉地錨，設計者同意施工者改用替代品，施工不佳。先前之施工者施工失敗落跑而工程發生潛在公共危險。
         刑事部份：先前做失敗之廠商檢舉保利以專利綁標(根本是子虛烏有)，市政府主辦者、設計者和施工者、榮工南部工程處和保利公司，均上法庭，檢調單位不分青紅皂白先扣押再說，幸好最高法院明察，原判決撤消。
         民事部份：高雄市政府向法院提出告訴，高等法院判決：大漢公司同意廠商不照圖施工而改用替代品，進場責任施工後又沒有負起監造責任，且甚多地錨錨頭鬆動的鬆動，而第三排地錨之錨頭很多未鎖定及所有地錨拉力檢測有問題。(地錨檢測表在市政府辦公室竟然會全部被偷走)導致發生週邊道路下陷龜裂，連續壁位移超出警界值甚多造成潛在公共危險。先前做失敗落跑之廠商沒事，而要大漢公司及其保証人賠償壹仟多萬元。
     3.林肯大郡災變之主兇是「地錨荷重鎖定不佳」，原設計地錨荷重35T而實際地錨鎖定僅幾T(個位數)而已。(詳盧錫煥林肯大郡網路)死29人外，屋倒、財產損失是國內空前人為災難。此乃政府規範不週延，沒有地錨鎖定後再確認試驗所致。在災變發生二年前，筆者曾上書內政部每支地錨必須確認鎖定荷重，遺憾的是當時未被內政部長林豐正所接受。
         刑事部份：縣政府、建築師、設計者、施工者，均上法院。
         民事部份：業主將財產獻出交給法院處理。
三、地錨長度問題：
         地錨工程在營造廠得標後下包給專業廠商，甚至再轉包，部份下包施工者不管品質如何，只要進度快，有的遇孔壁崩塌，鋼鍵下到一半即切斷；有的蓄意少打幾公尺。例如：南迴鐵路工程，原設計地錨15M長而監工工程師無法寸步不離現場，監工一離開或利用夜班，施工者即切斷鋼鍵，僅5M及2M埋入孔中而已。(監工及施工者均被台東法院判刑在案)，甚至有的僅做假錨頭握線器對拉，再以混凝土封蓋。也有某工地地錨錨頭握線器脫落的脫落，施工單位卻責怪設計錯誤。
        綜上所述，由於政府規範不週延，不肖廠商偷工減料，拉力不足即作弊(多半由校正過之油壓機、油壓表、千斤頂做手腳)所有地錨通通過關。規範不週延無異鼓勵廠商作弊，將來發生災變，總統、行政院長下令追究責任，檢調單位抓人，請問抓誰？規範不週延的部份該誰負責？在此筆者建議為確保地錨品質，應規範每支地錨荷重鎖碇切除端線24小時後，再複拉檢測鎖碇荷重，並用測微表量取伸長量。將伸長量、檢測荷重值利用虎克定律求取自由端長度，則地錨長度無法遁形。

肆、永久性地錨雙重防蝕保護施工規範之建議

         有關永久性地錨雙重防蝕保護施工規範。筆者曾由台北市工業會呈內政部營建署，而營建署(88)營署公字第37928號函各單位參採在案。但大地公司、台探公司等聯名，大地發字第890801號函，內政部營建署、行政院公共工程委員會、公平交易委員會等，謂規範內容可能涉及專利：說保利在中標局有六十餘件專利且多件官司訴訟中……..。(本文前提到有廠商檢舉事，現龜腳露出)。參不參採可隨心所欲，但工程安全責無旁貸。本建議版之「永久性地錨雙重防蝕保護施工規範」係依行政院公共工程委員會(90)工程技字第90020021號函，施工綱要規範修編會議結論，特為收集資料，詳加研究參考，提供以下規範。
         永久性地錨雙重防蝕保護施工規範：
(一)永久性地錨單一PE浪管內必須灌樹脂漿，浪管外得灌水泥漿(FIP1986、BSI 1989規範)。
(二)材料
     1.鋼絞線：12.7mm�、拉斷荷重18.73T、伸長率3.5﹪、斷面積0、9871cm2、單位重0.77kg、屈服荷重15.9T。
     2.PE浪管：由聚乙烯(HDPE)或同等品絕緣材質。
     3.樹脂漿種類：
         a.不飽和聚酯樹脂(Polyester Resin)，可加水泥、爐石粉、細砂、石粉等(其配比由廠商自行決定，能灌入浪管內為原則)。
         b.多元聚乙烯樹脂(Polyethy Lene Resin)可加水泥、爐石粉、細砂、石粉等(其配比由廠商自行決定，能灌入浪管內為原則)。
         c.環氧樹脂(Epoxy Resin)。
(三)抗壓強度：浪管內樹脂漿為400kg/cm2以上，且試體如有變形，不得產生裂隙。
(四)灌樹脂漿方式
     1.工廠預灌：在工廠組件固定端預灌樹脂漿後再運往施工現場。
     2.現場施灌：在工地組件、入件後就地施灌樹脂漿。
(五)防蝕絕緣試驗(FIP 1996、瑞士規範1997及歐洲聯盟規範)
     1.施工前試驗：
         試驗三組，採用2束12、7mm�鋼絞線固定端95~100公分，置間隔環，自由端塗黃油後，套入PE管，自由端與固定端封漿處理。組件後套入PE浪管，PE浪管外再套置12公分直徑以上鋼管，長1公尺，浪管內灌樹脂漿，浪管外與鋼管間灌水泥漿。10天後整組放進水中(整組鋼鍵泡水)。置承壓板、千斤頂，用數位高阻計量測電阻，分別在施拉力前和施拉力後量測，電阻要大於100K�才能接受。施拉力必須依適用性試驗步驟施拉力至最大試驗荷重TP即30T，錨碇體尚未破壞者為合格，經設計工程師核可後，方可正式施工。
     2.施工後試驗：
         所有工作地錨每支施拉力前及施拉力後必須採用數位高阻計檢測，電壓500V，量測線一接觸鋼絞線組，另一接觸接地棒或預埋鋼管或基礎版鋼筋，量測電阻必須大於100K�(0、1M�)才能接受。
(六)鎖定荷重試驗：每支地錨及岩錨荷重鎖定切除端線24小時後，必須會同監造單位再複拉檢測鎖碇拉力，是否達到設計需求。
(七)自由端長度確認：每支地錨及岩錨切除端後再複拉檢測時用測微表量測伸長量，以虎克定律求取自由端長度是否達到設計需求。

伍、結語及建議：

地錨工程均埋設在地底下，只錨頭握線器露出而已，品質確認特別重要。在國家未有標準規範，且行政院公共工程委員會即將公告之地錨規範：如何防蝕保護，沒下文，僅書明灌水泥漿；又沒有地錨鎖定荷重、防蝕和自由段長度確認檢驗。吾人有感於工程安全，影響至鉅，先將本文公開並納入網站。本建議版之「永久性地錨雙重防蝕保護施工規範」，如能確實施行，定能確保地錨工程品質，而沒有專利綁標。為確保工程安全，造福人群，敬請先進能提出更完善之地錨規範。
再者報上常見「追究行政責任」字眼，如在工程案例中，依規範施行者，卻因規範之不周延，讓不肖廠商得逞，導致災變，行政責任是否應及於規範制定者？國家賠償難道是唯一補救之道？值得三思。■

參考文獻

1.BS. EN1537:1989、1537:1999、1537:2000。
2.FIP 1986、1996。
3.內政部營建署國立台灣科技大學營建工程系「地錨工程暨地下挖工程研討文集」。廖洪鈞：坡地工程之地錨驗收與耐久性檢討。
4.中國土木水利工程學會「地錨設計與施工準則暨解說」。
5.盧錫煥“地岩錨之設計與品質管制”。