| □陳鴻運／亞翔工程股份有限公司 工程設計處土木結構部 高級專員 □戴松榮／亞翔工程股份有限公司 總經理特別助理 |
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一、前言 筏式基礎版與接觸土壤（或岩盤）間之間隙或下方孔洞的調查工作十分不易，各種非破壞檢測方法皆有其限制。一旦檢測出有足以影響承載能力之間隙或孔洞時，勢必需要進行填充灌漿。在有地下水的區域，自基礎版鑽孔進行填充灌漿則有引發湧水、湧砂還有漿液流向不明的疑慮。本文就新近完成的廠房改建案例探討，提供一可行的檢測及灌漿處理方法。有一高科技廠廠房，地下二層為鋼筋混凝土結構，地上三層為鋼結構，B1及B2層為地下停車場及公共設施區，擬於B2層西南側公共設施區增設廢水收集槽，其筏式基礎版將承受5.5t/m2之荷重，相較於原先之設計活載重0.5t/m2增加了5.0t/m2。根據業主提供之結構設計圖及鑽探報告，其筏式基礎版厚達50cm下方為原土或岩盤。由鑽探報告所記錄之原土或岩盤性質研判，筏式基礎版下方地盤可提供足夠之承載力支承廢水收集槽新增之荷重，但先決條件是筏式基礎版下方須無間隙或孔洞存在。二、調查方法的決擇 為瞭解筏式基礎版與原土或岩盤之間是否存在間隙或孔洞，擬採非破壞性檢測方法，然而一般非破壞性檢測方法少有應用在有筏式基礎版阻隔情況下之土層間隙或孔洞調查。在考慮各項條件後，決定採用透地雷達進行探測。透地雷達是一種類似反射震測的電磁波法，當電磁波碰到介電常數有明顯變化之物質界面時，即發生部份反射而由天線接收，藉此得以探測地下孔洞、管線、地層界面、水層等等，如圖2.1。透地雷達的特色是可沿地表或襯砌表面進行連續掃描，得到完整的地層或襯砌之剖面資料。於調查區域內透地雷達沿著預先規劃的24條平行測線執行探測工作（詳見圖2.2），測線方向大致呈東西向，總長度為490公尺。使用設備係美國GSSI公司生產之SIR3000型透地雷達，天線頻率於考慮間隙或孔洞可能的深度及大小後決定為400MHZ。  http://www.geophysical.com/WhatIsGPR.htm 圖2.1 透地雷達可沿地表進行連續掃描，遇間隙或孔洞時反射訊號會呈倒甜筒錐狀  圖2.2 透地雷達探測之現場施作照片 第二次的調查工作之所以採用敲擊回音法主要是利用其敏感度較高的特性，同時因為先前的透地雷達探測已得知間隙並非大範圍似的存在，使敲擊回音法有明確的位置可以比較或參考以確認間隙的存在。  圖2.3 透地雷達間隙或孔洞探測之測線佈置及判釋結果
三、填充灌漿的疑慮與執行 經確認之五處間隙，依原定計畫採用低壓灌漿以填充間隙。本次的灌漿工作儘管目標明確但不免仍有幾項疑慮：1. 首先是地下水的存在；2. 漿液流向的控制。根據鑽探報告廠址地下水位高於筏式基礎版頂部，因此灌漿孔的鑽設可能遭遇水壓的釋放及滲流現象的發生，從而引發湧水甚至湧砂。然而因廠址位於高地，研判水頭差不大且邊坡滲流多以水路型態存在，只要裝設止水閥及備妥材料即能立即加以阻絕。地盤灌漿因無法直接察看，常有漿液流向不明的疑慮。本次灌漿工作先行全面鑽孔引導水流，再進行灌漿作業，預期較易控制漿液流向。 灌漿孔之配置如圖2.3及3.1，針對間隙可能存在的5處地點A1~A5，每處設置2孔（編號如A1-1、A1-2）共計10孔。佈設前曾以探測器偵測以避開鋼筋（如圖3.1）。鑽設過程平順並未遭遇明顯的孔洞，除A 5-1、A 5-2兩孔外，其餘各孔鑽至土層時有地下水緩緩流出，但流量少且不帶砂。  圖3.1基礎填充灌漿作業示意圖  於鑽孔完成後即埋入直徑�n22mm之PVC灌漿管，孔壁與灌漿管間之間隙則以快乾水泥填充。為方便觀察灌漿過程地下水壓之變化，乃要求以透明細管連接灌漿管。灌漿前所量得之壓力水頭僅高於B2樓板面41cm（如圖3.2），顯示地下水壓不大，符合預期。為避免鑽孔影響筏式基礎版之防水性，仍要求各灌漿孔於施灌之最後階段以無收縮水泥封孔。 施灌作業依孔位分佈分為3個區塊（A1 & A2一區；A3 & A4一區；A5一區），自A1-1孔展開，循序灌至A5-2孔。作業過程漿液使用3種配比調配：起始配比為水灰比1.68，依據地盤的吃漿情形及回壓狀況逐步調整配比，最終配比為水灰比0.68。10孔共計灌注漿液3,600公升，使用 63 包水泥。灌漿平均壓力為1.5~5.0 kg/cm2，起始壓力較高，之後壓力即逐步減少。由作業過程各灌漿孔之間水路相連且具吃漿量之情形判斷，筏式基礎版下方確實存在間隙，但從水路仍具濾層效果的情況來看，間隙延續的範圍不大。整個施灌作業含灌漿孔鑽設合計費時2日，過程相當順利。 四、灌漿效果的檢驗 為檢測灌漿效果，於灌漿作業完成至少24小時後，再度至現場採用透地雷達檢測。本次探測調查係針對間隙區域，共佈置9條平行之測線，測線總長度約為136公尺。根據探查結果，筏式基礎版下的間隙經灌漿處理後已獲得有效之改善，研判調查區域內已無間隙存在。以L10測線為例（如圖4.1）說明：低壓灌漿前位置6.8∼10.5、16.1∼20.7、27∼28.4公尺等處測得筏式基礎版下方有強烈的反射訊號，研判應有間隙存在；灌漿後透地雷達再度檢測，成果顯示灌漿前具強烈反射訊號之區域已不復存在，確認低壓灌漿處理已達成間隙填充之目標。 圖4.1 灌漿前後透地雷達探測成果比較圖 五、結論與建議 (一) 一般非破壞性檢測方法少有應用在有鋼筋混凝土基礎版阻隔情況下之地下間隙或孔洞調查，因有界面結合狀態不明，間隙或孔洞難以分辨的困擾。本次廠房基礎之間隙或孔洞調查利用不同檢測方法的差異特性組合，先以有利於全面性探測的透地雷達法找出可疑的區域，再利用敏感度較高的敲擊回音法針對可疑區域仔細檢測，確認間隙的存在。(二) 灌漿工作先行全面鑽孔引導水流，再進行灌漿作業，可使漿液流向受到控制。由作業過程各灌漿孔之間水路相連且具吃漿量（10孔共計灌注漿液3,600公升，使用 63 包水泥）之情形判斷，筏式基礎版下方確實存在間隙，但從水路仍具濾層效果的情況來看，間隙延續的範圍不大。 (三) 根據灌漿後的透地雷達複查結果，灌漿前具強烈反射訊號之區域已不復存在，筏式基礎版下的間隙經灌漿處理後確已獲得有效之改善，研判低壓灌漿處理已達成間隙填充之目標，調查區域內之筏式基礎版下方已無間隙存在。■ 六、參考文獻 1. 周亞儀，「以應力波法評估混凝土表面老劣化程度之初步研究」，碩士論文，朝陽科技大學營建工程系，台中(2006)。2. 張智傑，「以敲擊回音法檢測混凝土構件於火害後的劣化程度」，碩士論文，朝陽科技大學營建工程系，台中(2007)。 3. 宏偉工程顧問有限公司，「某高科技廠龍潭科技工業園區廠址鑽探調查及分析工作報告書」，桃園（2000） 4. Impact-Echo Instruments, LLC網站 5. Geophysical Survey Systems, Inc. 網站 6. 三合技術工程有限公司，「某高科技廠廠房非破壞性檢測工作成果報告書」，亞翔工程股份有限公司，新竹（2008） 7. 三合技術工程有限公司，「某高科技廠廠房非破壞性檢測(灌漿後)工作成果報告書」，亞翔工程股份有限公司，新竹（2008） 8. 台探營造公司股份有限公司，「某高科技廠廠房地下室填充灌漿工程施工計劃書」，亞翔工程股份有限公司，新竹（2008） 9. 台探營造公司股份有限公司，「某高科技廠廠房地下室填充灌漿工程竣工報告」，亞翔工程股份有限公司，新竹（2008） |
