談連續壁的瑕疵—以頂埔站出入口D為例

□謝宇珩／臺北市政府捷運工程局北區工程處 副處長
□何啟誠／臺北市政府捷運工程局北區工程處 助理工程員

一、前言

        捷運車站的位置大多選擇在既有道路的下方興建，但在都市裡人口密集、建物鄰立，使得站體開挖必須採垂直向下方式進行，為了不影響鄰房的結構安全及確保工地的施工安全，因此開挖前必須設置擋土設施，而地下連續壁為目前國人最常採用的擋土工法之一。
        然我國於1971年首次由榮民工程處自日本引進利根BW工法施築榮華大樓地下室擋土牆工程後，連續壁工法雖已在台灣發展及生根近40年，但現今仍不時會耳聞一些連續壁有瑕疵情形的產生，而本文擬以頂埔站出入口D連續壁的大肚案例來進行說明及檢討。

二、案例概述

        捷運土城延伸線頂埔段係由春原營造股份有限公司與日商岩田地崎營造股份有限公司台灣分公司聯合承攬，本案例頂埔站的出入口D位於新北市土城區(詳圖1)，其連續壁厚度為70公分、深度20公尺，與鄰側大樓相距約80公分，共分為16個單元(詳圖2)。

        該區地質以回填層、卵礫石層及砂岩層為主，土層簡化參數詳表一，其中回填層位於地表下0.8公尺至3.0公尺之間，平均厚度約1.2公尺，為疏鬆的黃棕色粉質中細砂；而卵礫石層約位於地表下1.5公尺至24.55公尺之間，厚度約20公尺、平均粒徑為30~40公分成極緊密程度，目前已發現的卵礫石最大粒徑可達120公分(詳圖3)，而卵礫石間的填充物為黃棕色至棕黑色粗中細砂；另自地表下20.3公尺至最大鑽孔深度40公尺為灰黑色膠結不完全的砂岩層，該砂岩層經研判係屬桂竹林層，其膠結程度疏鬆，而岩石單壓強度為1~38kgf/cm2之間，RQD均大於95%，岩層尚屬完整。

三、瑕疵的種類

        目前國內的相關文獻中，倪至寬與邱仕礽先生於「連續壁工程品質管制與研判分析機制」一文中曾針對連續壁的瑕疵種類及其發生的機制進行說明，而其認定的連續壁瑕疵大致可分為(一)大肚現象、(二)壁面鋼筋外露 (三)包空氣或包穩定液 (四)包泥或包劣質混凝土 (五)接縫滲漏 (六)漏漿 (七)端版歪斜等七大項。
        本次討論的瑕疵為頂埔站出入口D於掘削槽溝時產生崩塌導致大肚現象，而影響溝槽穩定之因素依內政部建築研究所「建築工程地下連續壁施工技術參考規範與解說」之整理如表2，其中以槽溝挖掘長度、地下水位、穩定液液面高程、地層特性及挖掘處超載重(鄰近構造物重量、施工物件之堆放等)等因素較為重要。
        而由上表知除地層特性、地下水位、固定超載荷重、掘削深度、障礙物接近程度，為自然因素及工程所需而無法控制外，其餘則為施工時可控制之因素。
        若經評估上述控制方式仍無法有效提升槽溝穩定之情形下，則應考慮以輔助措施確保槽溝之穩定，例如基地全面地盤改良、槽溝壁側地盤改良及降低地下水位等相關輔助措施。

四、瑕疵的成因

        一般連續壁混凝土超打數量主要係受地質、地下水位、挖掘機具等有關，而依據石正義先生於「連續壁工程施工與管理實務」中的檢討，以連續壁厚度80公分於卵礫石層施工的混凝土超打率約為20~30%；黃鳳岡及郭林堯先生於「卵礫石層連續壁與全套管樁設計及施工案例探討」一文中的檢討，以連續壁厚度100公分的施作結果其超打率為29%；另捷運頂埔站主體連續壁(厚度100公分)施作時，因弘堃工程股份有限公司曾針對該地層進行研討並採取各項預防措施【詳筆者發表於現代營建第381期「連續壁於卵礫石層施工時應注意事項」】，因此混凝土的超打量僅達11.4%左右。
        但頂埔站D出入口連續壁的混凝土平均超打率卻高達110.1%（詳表3），而單一單元最大超打率為202.3%，且以出入口D的連續壁單元數而言，其產生大肚現象的機率高達87.5%，因此該瑕疵經研判係屬系統問題，而現擬探討其瑕疵的成因。
(一)計畫書的製作及撰寫：
        目前國內公共工程最常遇到的問題就是同一分包商所提送的計畫書內容幾乎一成不變，僅多更換內容中的業主、主廠商及施工地點等基本資料，甚至筆者還曾多次於審查時遇到較為偷懶的分包商連基本資料都沒修改就提送，因此當施工環境隨著地質或周遭環境的不同而需調整及應變時，往往因事前未妥善規劃及研擬，致遭遇問題時會不知所措。
        以本標為例，其地質係以卵礫石為主，為維護掘削槽溝的穩定性，穩定液成為最主要的影響因素，因此連續壁施作過程中若發生穩定液大量且快速的流失時，如何迅速補充穩定液且減緩逸流速度以維持液壓並防止槽溝崩坍將會是首要的重點，且緊鄰建物之距離僅有80公分，槽溝的保護措施是否完善將會影響混凝土的澆置數量，然廠商提送的計畫書內容卻是針對台北捷運最常碰到的松山層來撰寫且導溝保護係採用鋼軌樁，顯見該分包商於承攬及提送計畫書前並未前往現地詳細了解現況及調閱本路段相關地質資料來參閱及規劃施工方式。
(二)未落實品質管理會議及施工檢討會：
        依據契約規定，廠商應於相關工作預定開始七天內舉行品質管理會議，而該會議出席人員包含廠商、分包商與業主，另廠商於施工前及施工中應定期召開施工講習會或檢討會，說明各項施工作業之規範規定、品質管理標準、機具操作、人員管理、物料使用及相關注意事項等。
        然以本工項為例，參加會議的人員雖包含廠商、分包商及業主，但會議內容多偏向於施工介紹，且廠商現場工程師及品管人員並未參與，致實際施工時，不論係廠商的現場工程師或品管人員皆不知自主檢查的重點及檢驗標準，甚至筆者於現場查驗時，曾有廠商現場工程師直接跟筆者說，因未曾做過該工項，故有任何問題或疑義時，請不要發問或改洽詢其主管之窘境；另導溝於進行混凝土澆置時，一般會採兩側分層輪流進行澆置，以防模版移位變形，然其品管人員卻於現場直接糾正灌漿工人，要求將導溝側牆單邊全數完成澆置後，再澆置另一邊，讓筆者及現場工人當場哭笑不得。
(三)未落實計畫書：
        現行廠商所提送之計畫書大多是老生常談，再加上製作計畫書的人員大多未在工地現場負責執行，因此現場實際作業的方式會與計畫書有所落差。
        以本案而言，廠商原規劃防止導溝崩塌的假設工程係採用鋼軌樁的方式來進行保護，但因施工前未至現地詳細勘查，致實際施工時發現連續壁導溝距鄰房僅約80公分，且原擬採用的機具不適當致可能產生噪音、震動而影響建物的安全，故現場並未依施工計畫先行施作鋼軌樁來進行保護，而該部分經多次口頭催促要求改善之下，方於後續其他出入口施作連續壁導溝前進行鋼軌樁的施作，但以D出入口而言，幾乎於導溝施築時其緊鄰建物側的土方就已全數崩塌。
        另為防止開挖期間遭遇大量坍孔情形發生，廠商原規畫進行深導溝、地盤改良或打設鋼板樁等方式因應，但該部分亦僅止於紙上作業，致施作H9及H10單元之連續壁導溝時發現局部區域遭遇鄰房連續壁大肚內侵至本標施作空間時方補送相關應變計畫，因此導致工區停工及延伸許多額外的費用外，且於槽溝開挖期間緊鄰建物側的土壤幾乎全數崩塌並影響開挖側的土壤，而造成大肚的產生(詳圖4)。
(四)未確實檢討及進行回饋分析：
        依據契約規定為避免連續壁產生系統瑕疵，因此要求廠商應以首塊連續壁作為試驗單元，該單元除安裝相關監測儀器外，主要係將該單元之施作過程、成效與施工計畫書內容進行驗證，並據以修正施工計畫書，但廠商卻未落實且試驗單元的驗證報告亦僅針對監測結果進行說明而無其他的檢討，致連續壁瑕疵一再發生，另廠商後續於進行該出入口開挖時恐將面臨連續壁大肚敲除所需的額外費用、工期耽誤及須思考該出入口連續壁大肚現象是否侵入鄰房地界等情形，而該部分將有待廠商後續的思考、研討及解決。

五、結論：

        連續壁工程雖然已成為工程界耳熟能詳的一種工法，但其於不同地層、環境施作時亦須作適時的修正及因應，然以本案例而言，連續壁施作過程中一再產生大肚現象，其成因非單一因素所造成而係一連串的人為疏忽所致，而該部分若廠商及所屬專業分包商能於相關計劃研擬階段就確實將可能發生的各種狀況一併納入考量及規畫，並於施作中將所遭遇的問題進行回饋檢討，應可避免該瑕疵產生。

參考資料

1.倪至寬、邱仕礽(民95)，「連續壁工程品質管制與研判分析機制」，現代營建，第321期，25~38頁。
2.內政部建築研究所編(民94)，「建築工程地下連續壁施工技術參考規範與解說」。
3.石正義(民84)，「最新連續壁工程施工與管理實務」，詹氏書局。
4.黃鳳岡、郭林堯(2008)，「卵礫石層連續壁與全套管樁設計及施工案例探討」，地工技術，第118期，69~78頁。
5.何啟誠、屈聖安、施明義(2011)，「連續壁於卵礫石層施工時應注意事項」，現代營建，第381期，16~24頁。