建築構造第三講 基礎工程 南榮技術學院室內設計系 許榮方 97/9/23 – 97/9/30

大綱 開挖前的規劃與調查 排水方法 開挖方法 擋土方法 支撐方法 地盤改良方法 基礎工程災害 管理重點 影片欣賞 義大利比薩斜塔

開挖前的調查與規劃(1/2) 基地調查 擬定開挖計畫 是否為裸地？ 地形地物 鄰房現況 地質 地下水位與水壓力 地質鑽探 岩盤、大石、卵礫石、砂、爛泥、黏土、神木古蹟……… 地下水位與水壓力 觀測井與水壓計 擬定開挖計畫

開挖前的調查與規劃(2/2) 一般旋轉式鑽機 油壓可遙控式鑽機

排水方法(1/6) 集水坑排水法(Shallow Sump drainage) 使地下水自然地流入到設置在較開挖面較低之集水坑內，而後利用抽水機抽出排至外面。

排水方法(2/6)

排水方法(3/6) 深井排水法(Deep well drainage) 先鑿挖抽水井到預定深度，插入附有濾網之套管，套管與井壁之間填注過濾砂材流過此過濾砂材而入井內之水，用浸水、離水、高揚程抽取而排除。

排水方法(4/6)

排水方法(5/6) 點井排水法(Well point method) 點井排水法係使用高度真空抽水機來抽水，使地盤內部之孔隙水真空脫水之一種方法。

排水方法(6/6)

開挖方法(1/4) 全開挖工法 於建築物整個範圍內實施全盤開挖之方法，是最常採用之開挖方法。 可以分為斜坡明塹開挖工法及支撐明塹開挖工法兩大類。

開挖方法(2/4) 斜坡明塹開挖工法 支撐明塹挖工法 優點：不需要擋土用之支撐設施，僅依賴開挖斜面角度作為坡面穩定，故較為經濟。因無支撐設施，能省去架設撤除之時間，並且因能使用機器開挖，故開挖所須時間較短。 缺點：須要有寬闊之面積以便能於建築物外部構築斜坡面。軟弱地盤上因坡面角度較小需有極廣闊之面積，故不適於深開挖。需要大量之回填土。在地下水多及易受雨水影響部份，易造成坡面崩坍之危險。 支撐明塹挖工法 優點：構築建築物幾乎可達全部基地，亦能適用在軟弱地盤。無需多餘之開挖，故回填土量少。 缺點：因需構築擋土壁及架設支撐設施，故工期長、成本高。支撐設施縱橫交錯阻礙開挖作業及地下軀體工程之施工。若開挖面積廣闊時易造成支撐材料接頭鬆弛，材料收縮等現象，導致支撐作業的困難。

開挖方法(3/4) 島式開挖工法 結合斜坡明塹開挖工法及支撐明塹開挖工法 以地下結構體作為擋土壁的支撐

開挖方法(4/4) 島式開挖工法優點 島式開挖工法缺點 建築物可構築到整個基地。 可使用較少的支撐材料。 於廣闊面積內開挖，因支撐長度短，故支撐材料的鬆弛與收縮現象皆少。 島式開挖工法缺點 不適於軟弱地盤的開挖。 工程分兩次進行，有損工期且較複雜。 周圍部份的施工，因作業空間小，斜支撐等之障礙，作業性不良。 開挖深度越深則中央先行部份的範圍越小。 因在地下軀體上形成水平接縫，故需另行處置。

擋土方法(1/20) 擋土牆 透水壁 鋼軌樁板條工法 止水壁 鋼製板 溝型鋼板樁 鋼板樁 鋼管擋土板 排 樁 現場澆置樁 埋設樁 土 樁 排 樁 現場澆置樁 埋設樁 土 樁 連續壁 現場澆置連續壁 埋設連續壁

擋土方法(2/20) 鋼軌樁板條工法 將鋼軌沿開挖面四周每隔 0.5～1.5m 垂直打入地下。 順著開挖工作的進行，一面將橫向木板置於相鄰兩鋼軌之間，同時一面做支撐措施。

擋土方法(3/20) 鋼版樁工法 連續打入相互崁合在一起的鋼版樁而構成擋土壁之工法。 為暫時性之擋土壁，強度﹑止水性及施工性均較木版樁及混凝土版樁為佳。

擋土方法(4/20)

擋土方法(5/20) 預壘樁工法 預壘樁工法又稱排樁工法，排樁工法是將現場澆置樁連續施工形成擋土壁的工法。 將相鄰的樁密貼施工， 水泥砂漿尚未完全硬化前即實施鄰樁的施工。 利用鑽掘機往下鑽洞，同時添加穩定液以防土崩。 高壓灌入水泥砂漿。 插入鋼筋籠。

擋土方法(6/20)

擋土方法(7/20) 反循環基樁工法 設置沉殿池：設置循環用水之沉澱池，其作用為使泥漿水中之土粒沉澱於水池中，泥漿水再流入套管內使孔壁產生水壓，保護孔壁。

擋土方法(8/20) 基樁中心點定位 。

擋土方法(9/20) 安置保護套管。 反循環鑽機定位。

擋土方法(10/20) 鑽掘：鑽孔時常用的鑽頭有蒜頭鑽頭﹑三翼鑽頭﹑四翼鑽頭﹑旋轉鑽頭及橘皮抓斗等。

擋土方法(11/20) 吊放鋼筋籠。

擋土方法(12/20) 以特密管灌漿。 吊拔套管﹑場地整理。

擋土方法(13/20) 鑽頭整理﹑完成作業。

擋土方法(14/20) 地下連續壁工法 連續壁可作為永久性的地下結構牆，且剛性高，止水性也優越。 可分為場鑄連續壁與預鑄連續璧工法，一般採用場鑄連續壁工法。 利用穩定液保護導溝。 Masago連續壁開挖工法亦使用穩定液工法，為國內最常使用的地下連續壁工法。

擋土方法(15/20) 設置穩定液儲存槽

擋土方法(16/20) 設置導牆與導溝以控制壁溝挖掘方向及深度。 鑽掘導孔。

擋土方法(17/20) 以蛤殼式抓斗挖掘壁溝，並以皂土漿以防壁面坍落。 插放連鎖管

擋土方法(18/20) 鋼筋籠製作及吊放。

擋土方法(19/20) 利用特密管灌注混凝土。

擋土方法(20/20) 拔出連鎖管，完成單元體。 重複前面步驟施作次一單元壁體。 全部完成後打除劣質混凝土。

支撐方法(1/4) 懸臂式工法 於開挖面之內側或外側無任何支撐，僅靠擋土壁來抵抗擋土壓力及水壓力。

支撐方法(2/4) 傳統內支撐工法 於開挖面之內側設置木製、鋼製或鋼筋混凝土支撐，以抵擋擋土壁所傳來之土壓力及水壓力。

支撐方法(3/4)

支撐方法(4/4)

地盤改良方法 地盤 方法 工法 深度 施工概要 黏土地盤 替換 砂墊法 <8~10m 壓密排水 砂井排水法 20m 生石灰樁工法 利用砂石強化表面 壓密排水 砂井排水法 20m 利用砂樁縮短排水距離提高排水效率 生石灰樁工法 利用生石灰與水的膨脹作用反應達成排水兼壓實的效果 紙帶排水法 插入厚紙排水，原理與砂井排水法同 固結 灌注法 - 灌入凝結劑使土壤產生固結狀態 砂質地盤 震動壓實 壓實砂樁法 利用震動之中空管插入土中振動夯實使土壤密度增大 浮動振實法 利用振動機壓密鬆散的地盤 灌漿工法 利用灌漿材料固結地盤 岩盤 同上

基礎工程災害(1/8) 泥水工法掘削 釘鋼板樁

基礎工程災害(2/8) 地盤改良 地中障礙物撤除

基礎工程災害(3/8) 基樁空打 隆起

基礎工程災害(4/8) 泉湧砂湧 脫水壓密沈陷(管湧)

基礎工程災害(5/8) 管湧洗掘淘空 擋土牆變形

基礎工程災害(6/8) 回脹鼓起 偏土壓

基礎工程災害(7/8) 支保工程撤除 回填

基礎工程災害(8/8) 擋土牆撤除 基地外地盤改良

管理重點 增加地質鑽探孔數 掌握氣象與社會因素 精確地放樣 建立良好的鄰里關係 施做前的鄰房鑑定 合法棄土證明 施工前管理 施工中管理 降低不確定性 掌握氣象與社會因素 颱風期、雨季、地震 農田灌溉期、節慶 精確地放樣 避免土地糾紛 建立良好的鄰里關係 送禮與環境維護 施做前的鄰房鑑定 減少損鄰索賠爭議 合法棄土證明 施工前管理 工程協調會 材料抽驗與出廠證明 資源調度 建立防災與快速應變的機制 施工中管理 設置安全觀測系統 全時觀測系統數值 觀測鄰房與基地狀態