JSP改良樁意外及後續補救

□何啟誠／臺北市政府捷運工程局北區工程處 規劃師

一、前言

        都市地區之開挖工程，因受限於鄰近結構物及現地之情形，致往往易導致鄰近地盤位移及鄰近結構物沉陷，故本文擬針對某工地施工期間發生漏水漏砂之事件，其所採用之補救措施做概略簡述。

二、案例基地概況

        該工地主體分別為兩緊鄰的地下三層及地下二層之鋼筋混凝土結構，呈南北向之長方形，南北向長約410公尺及43公尺、東西向寬約25公尺及11公尺（詳圖一），開挖深度皆為24公尺，擋土措施係採1.2公尺厚、深41公尺之連續壁；而其緊鄰之附屬設施為小型出入口，開挖深度約8.9米，分為四階段土方開挖及採三層H型鋼內支撐系統，另其擋土措施除因距鄰房側僅有0.23公尺至0.56公尺，無足夠空間施作連續壁或鋼板樁而改採64支ψ0.6公尺、間距0.4公尺、深7.5-17.5公尺之JSG止水樁作為擋土措施及截水之用外（詳圖二），其餘之擋土措施採0.55公尺厚、19公尺深之連續壁。
        工地四周之鄰近結構物大部分為1層至12層建物，而其基礎形式則多為展式基腳或筏式基礎。

圖一 基地區域圖

圖二 JSP改良樁斷面圖

三、土層狀況與地下水狀況

        該工地之地層係屬台北盆地淡二區，其西側有新店溪及淡水河，而其地質由上而下主要為松山層及景美層，該區其中以松山層為主，而松山層分佈約在地表至地表下約45至50公尺之間，主要由粉土質黏土層與粉土質細砂層交互組合而成，即松六、松四、松二次層為粉土質土層，松五、松三、松一次層則為粉土質細砂層，而景美層之分佈約在地表下38至45公尺以下。
        構成本路段主要地層之層次詳如表一，其中接近地表下有一層厚約3至6公尺之表土及粉土質黏土層，其下為一厚約10公尺的粉土質細砂層，亦呈黃褐色，該層粒徑約在2至15公分之間，而下一層則為灰色粉土質砂或黏土質粉土層，粉土質砂之標準貫入試驗N值約在10至25之間屬中等緊密程度，黏土質粉土的N值則在5至15之間，屬中等堅實至堅實稠度﹔灰色粉土質砂或黏土質粉土層以下，則為灰色砂岩或砂夾礫石層，標準貫入試驗的N值在50以上。
表一 地層分布一覽表


        而本路段地下壓之觀測結果，大致由北往南遞增約位於高程105公尺至106公尺之間，即地下水位大致位於地表下2公尺至4公尺之間，地下水壓於高程85公尺以上大致成靜態水壓，而於高程85公尺以下則低於靜態水壓（詳圖三），此種現象愈接近台北火車站愈明顯，此係因景美層受抽水影響、有較厚之不透水層及地下水回注不一所造成。

四、事件經過

        某工地於86年2月27日進行出入口淺開挖後，隨即於同年3月7日進行第一階段開挖及架設第一層支撐，另於3月11日準備進行第二階段之開挖時，由監測資料發現裝設於松五層距出入口外之水壓計水位突下降約1公尺(詳圖四)，經業主及大地專業顧問研判結果可能係該出入口施作之擋土措施及截水用之JSG樁成效可能不佳，但因承攬商認為自86年2月21日起水壓計之水位已陸續下降，故可能係為其他原因造成，如其他工區降水等，而忽略其危險性。
        俟3月18日開挖深度約至出入口底版高程時，發現該段壁體約有三、四處發生漏水、漏砂之情形，經承攬商緊急以砂包進行回填，但並無法完全止漏，承攬商訂於3月19日採快乾水泥進行填補漏水，另擬採用OH補灌，惟業主及大地專業顧問考量OH施作時之壓力過大而易擴大損壞處，故不同意承攬商採用。
        3月18日夜間該出入口之漏水有擴大之情形，承攬商再度堆置砂包並回填約40公分厚之回填土，且未經業主同意就自行採用OH補灌，然因補灌過程中因壓力控制不當，而導致漏水處擴大並損及原成形之JSG。
        經承攬商通知業主及大地專業顧問到場後，立即要求承攬商進行全面回填並於原擋土及止水之JSP與鄰房間及開挖內進行CCP止漏灌漿，其中CCP之配置分別採用斜式及重直兩種方式（詳圖五），施作方式說明如下：
(一) 斜式：
        1. 灌漿範圍在JSG與鄰房之間。         2. 角度控管在10度以內。
        3. 灌漿深度自地表下6.6公尺開始，灌漿長度約為3.5至4.0公尺。
        4. 灌漿壓力控管約180-200bar。
        5. 凝結時間約為10秒。
        6. CCP成形直徑約為30公分，其中重疊段約10公分。
(二) 重直式：
        1. 灌漿範圍在開挖區內並緊鄰JSG。
        2. 灌漿長度約為3.5至4.0公尺。
        3. 灌漿壓力約180-200bar。
        4. 凝結時間約為10秒。
        5. CCP成形直徑約為30公分，其中重疊段約10公分。
        經承攬商進行CCP施作後，該意外地點之漏水情形雖有減少，但仍未完全止水，經開會檢討後其可能之原因如下：
         (一) 原JSG之灌漿直徑為60公分，而CCP灌漿長度僅有3.5至4公尺長，且檢核承攬商實際進行補灌位置、角度後，發現所補灌之CCP位置大多與原JSG重疊，致效果不大。
         (二) 斜灌之CCP受限於現場之可施做空間，且承攬商未經業主同意即自行將補灌角度調整為10至30度，而導致兩相鄰之CCP間產生交叉空隙。（詳圖六）
         (三) 凝結時間過短，而導致灌漿液未將孔隙確實填實。
         (四) 承攬商為節省經費之情形下，僅針對肉眼可見之漏水處進行補灌，該補灌係屬局部性而非全面性，致尚未察覺之漏水處並未進行止漏。
        基於為確保施工安全之情況下，業主要求承攬商重新施作CCP灌漿，且針對先前之檢討結論將各參數及施作要點修正如下：
         (一) 灌漿範圍全數修改在開挖區內，採垂直方式補灌並緊鄰原施作之JSG。
         (二) 灌漿長度約為4.5公尺。
         (三) 灌漿壓力約180-200bar。
         (四) CCP直徑約為30公分，其中重疊段約10公分。
        經重新施作後，該出入口已無漏砂之現象且漏水量亦已大幅減少，故於同年3月25日重新整地及施工後，該區結構體底版亦於5月6日全數完成，而鄰近之建物經承攬商派員進行內部整體檢測結果並無明顯差異，故屬不幸中之大幸。

五、監測結果

        裝設於該區域之監測儀器共計有結構物沉陷點21處、水壓計1處(詳圖七)，其中水壓計係裝設於松五層內，深度約位於底表下12公尺，量測結果顯示，該處之水位於2月底至3月底初開始發生洩降，最終洩降量約為1.5公尺（詳圖四），而該洩降時間與該區域進行開挖降水之時間相符，故可判定JSG止水樁確實未達契約要求之水密性或cut-off之效果。
        另裝設於緊鄰建物之結構物沉線觀測點觀測歷時曲線顯示（詳圖八~圖十一），自淺開挖至底版完成期間所產生之最大沉陷變化增量約為2.5mm，總沉陷量皆小於20mm，另3月17日起部分點位有異常隆起之情形，而異常之點位幾乎與開挖面呈垂直，且觀測點位附近平常作為停放機車之用，經檢視當日之作業後並無可能影響之因素，而相關測量所需之轉點經檢會測後仍屬正常之情況下，實難研判其真正之原因。

圖七 監測點位分布圖

圖八 SB130~SB134觀測歷時曲線
圖九 SB140~SB142、SB150~SB151觀測歷時曲線

圖十 SB145~SB149觀測歷時曲線
圖十一 SB135~SB139觀測歷時曲線

六、結論

        意外事故之發生往往係因小小的疏漏所造成，以本意外事故而言，主要係承攬商於開挖前未能依規定先行對JSP擋土樁之水密性進行確認，且忽略了監測資料一再出現的警訊，另意外發生後也未能確實依核定之補灌計畫進行，導致承攬商額外花費第二CCP補灌漿之費用及浪費許多不必要之人員、機具以及工期，而該意外未擴大及損及無辜皆屬不幸中之大幸。
        對於意外、災變的詳細調查對於提昇工程水準決定有其助益，且可藉由意外、災變的處理獲得新的知識，並進而檢討改進相關之分析、設計、施工程序，希藉由這多年前親身發生之案例將該意外作一基本描述及將其歷經之處理過程提供給各位先進參酌及指教，並希工程界能記取教訓，而能防止類似情形發生。■