永久性地錨雙重防蝕施工規範要點

☆ 盧錫煥 ☆

一、前言

         中外學者專家一致肯定地錨是抗浮力和山坡穩定之最佳利器，然而地錨因施工不良所引起之災害卻相當可怕，國際預力協會FIP1988公告，由於地錨防蝕失敗所造成之重大災害有35件。
         雖然台電公司鯉魚潭工程處D鯉工字第90020453y號文“預力鋼鍵之設計與施工”目前並未有國家標準規範。中國土木水利工程學會(九十)土木(十四)發字第043號函亦謂“本會地錨設計與施工準則暨解說是提供工程界參考，尚不見法令規定之位階”。行政院公共工程委員會編訂之「公共工程施工綱要規範」中地錨網站中第2492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)，但再沒有下文。
         但是(九十)工程技字地90029515號函，“本「公共工程施工綱要規範」並非法令規章，對於必要之規定與檢驗，使用者可依其設計理念及需求作必要之增修”，及(九十)工程技字地90019637號函，基於地錨工程之設計、施工方式常因不同之工程特性及工址之地質條件而異，故主辦機關於作業前應確實檢討，必要時應委由專業機構以配合辦理設計與施工需求調整施工部份規範，以維工程品質。綜上所述可知設計者之責任重大，林肯大郡發生災變，元凶是地錨所造成，曾使相關人員如鑽探、地錨施工廠商、設計、監造者被判刑。兩年前高屏橋斷陷，總統及行政院長也下令追究責任在案。
         筆者曾於現代營建月刊263期p25(2001/11)撰文「喜見國際最先進地錨規範」，刊登後深獲地工界先進之認同。中華顧問工程司設計之台北捷運新莊機廠地錨規範，確是很完善的一個案例。但在執行上，一般工程機構人手比不上捷運公司那麼齊全，故一些地工界先進朋友再三商請筆者將其精要濃縮成主辦者、設計者、監造者容易掌控要點之“永久性地錨雙重防蝕施工規範”為文發表，以下要點謹供地工界先進設計參考，並敬請指教。

二、規範要點

(一)依據BSI(British Standard Institution)之規定，將此定義為雙重防蝕保護。
         所有永久性地錨(含岩錨)之所有部份(包括錨碇段、自由段和外部端錨)必須採用雙重防蝕保護。(Double corrosion Protection)即預力鋼鍵與PE浪管間必須灌樹脂漿，浪管外則灌水泥漿，
(二)材料
     1.鋼絞線：12.7mmf鋼絞線，拉斷荷重18.7T，伸長率3.5%，斷面積0.9871cm2，單位重0.774kg/m，屈服荷重15.9T，工作荷重承拉式每束9T（任何永久性地錨最大設計荷重不宜超過60T）。
     2.護管：PE護管(浪管)材料應為非再生高密度聚乙烯(HDPE)
     3.樹脂漿
         (1)樹脂漿須符合BSI BS或BS EN1999相關規定，用料規範、品牌、配比之說明書及樣品應先送請工程司核可。樹脂漿並須具有下列工作性質：
             A.樹脂漿須具有足夠之強度以傳遞錨體的拉力。             B.樹脂漿須無害於周圍環境。
            C.樹脂漿須提供錨體抗腐蝕性之屏障，例如：於施力及施工過程中不會產生裂隙。
            D.樹脂漿須具有足夠的黏結強度，與抗張材及浪型管膠結。
            E.樹脂漿須具有足夠的展延性，以確保相容於抗張材強度達80%以上。
            F.樹脂漿須具有足夠的流動性與適當之溫度，以填充浪型管之空隙，凝結後須為低收縮量。
            G.樹脂漿於受力狀況下，須為低潛變性。
            H.樹脂漿抗壓強度不得小於300kg/cm2。
         (2)樹脂漿之種類如下：
             A.不飽和聚酯樹脂漿(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。
(三)施工計劃書
         地錨施工廠商，施工前必須提出施工計劃書。內容包括：永久性地錨雙重防蝕工法、錨碇計算書、防蝕檢驗、防止夾片脫落工法。可調式防震錨頭握線器形式和地錨預力損失檢驗等。經設計工程師核可後始可施工。
(四)地錨施工前絕緣防蝕檢驗
         施工廠商於施工前在工地現場依序進行檢驗，經監造工程師設計及主管單位確認核可後方可正式施工。
     1.將本工程施工地錨型式PE浪管內置鋼鍵，鋼鍵外圍灌滿樹脂漿，再置在可拆開鋼管內。
    2.浪管外，鋼管內灌水泥漿，再將整套放進水桶內。
    3.用數位絕緣測試器量測電阻，電壓500VDC，電線一接觸鋼鍵，另一接觸浪管外水桶中之水，其電阻必須大於100KΩ(0.1MΩ)，才能接受(如附圖一所示)。
    4.施拉預力1.5Tw(Tw為設計拉力)後再檢驗電阻，其電阻仍須大於100KΩ(0.1MΩ)。
    5.拆開鋼管檢視錨碇端樹脂漿未被破壞。
(五)地錨施工中灌樹脂漿檢驗：
     1.樹脂漿試體檢驗
         地錨施工廠商於工作地錨PE浪管內施灌樹脂漿時必須會同設計工程師、監造工程師和主辦機關派員在場並當場取樣。
            (1)樹脂漿攪拌後施灌前取樣
            (2)樹脂漿施灌中，從孔口PE護管內溢出之樹脂漿取樣。
         取樣後將樹脂漿試體送往具公信力之試驗機構做抗壓強度試驗，抗壓強度必須達300kg/cm以上為合格。
     2.樹脂漿絕緣防蝕檢驗
         每支永久性雙重防蝕保護地錨灌樹脂漿後施拉力前，必須做絕緣防蝕檢驗：由數位絕緣電阻測試器量測電阻，量測電壓500VDC，電線一接觸地錨，另一接觸擋土牆鋼筋或接地棒，量測電阻必須大於100KΩ(0.1MΩ)，才能接受(如附圖二所示)。(數位絕緣電阻測試器必須6個月內校正者)
         (註)絕緣防蝕檢驗依據FIP1996及瑞士地錨學會(Swiss Anchorage Code Committee)發展之電阻量測法(Electrical Resistance Measurement Method)，(Fischli，1997)該方法被列為歐盟BSEN法規，作為檢測永久性地錨之防蝕保護方法。
(六)地錨施工後檢驗
     1.地錨荷重確認檢驗
         (1)所有雙重防蝕保護地錨(Double corrosion protection)(如附圖三)施拉1.5Tw(Tw為設計拉力)後，預力鎖定1.0Twm
         (2)檢測荷重24小時損失量不得超過6%(英國規範BSI1989)，否則拔除重做。(地錨荷重檢測之儀器必須6個月內校正者)
     2.樹脂漿絕緣防蝕檢驗
         每支地錨施拉力1.5Tw(Tw為設計拉力)後，必須再做絕緣防蝕檢驗：由數位絕緣電阻測試器量測電阻，量測電壓500VDC，電線一接觸地錨，另一接觸擋土牆鋼筋或接地棒，量測電阻必須大於100KΩ(0.1MΩ)，才能接受(如附圖二所示)。(數位絕緣電阻測試器必須6個月內校正者)。
(七)所有地錨確認防蝕檢驗及檢測荷重均合乎上述標準者，則將錨頭握線器裝置防止夾片脫落器並將握線器內與自由段空間灌滿樹脂漿後，再以混凝土封蓋，如圖四、五所示。■