斷層擾動帶開挖之工程行為

2006 岩 盤 工 程 研 討 會 論 文 集 , 台 南2006 Taiwan Rock Engineering Symposium, Tainan June 26-272.3 擋 土 支 撐 工 法位 於 道 路 A 下 方 之 滯 洪 沉 砂 池 基 礎 開 挖 ( 相 關 位 置 及 現 場 彩 照 如 圖 3) 較 維 修 工 廠 員 工區 位 置 更 貼 近 道 路 A 坡 趾 , 其 開 挖 深 度 雖 僅 4~5 公 尺 , 但 為 避 免 重 蹈 覆 策 , 經 捷 運 局 及 細 設顧 問 ( 中 華 顧 問 工 程 司 ) 同 意 變 更 設 計 採 水 平 支 撐 擋 土 工 法 ( 原 設 計 為 斜 坡 明 挖 工 法 )。 且 為了 解 斷 層 擾 動 帶 之 開 挖 解 壓 後 , 產 生 之 側 向 壓 力 與 側 向 解 壓 回 脹 率 之 相 關 性 , 增 加 應 力 及 應變 之 觀 測 系 統 , 期 透 過 第 一 階 段 開 挖 之 解 壓 回 脹 特 性 及 架 設 第 一 層 撐 後 之 第 二 階 段 開 挖 過 程之 應 力 及 應 變 關 係 , 與 設 計 分 析 結 果 [6] 進 行 回 饋 及 比 對 ; 另 因 滯 洪 沉 砂 池 分 三 區 段 施 工 , 而第 一 區 段 施 工 部 分 係 與 維 修 工 廠 員 工 區 開 挖 位 置 重 疊 ; 第 二 區 段 施 工 部 份 , 其 重 疊 部 分 則 少 ,為 進 行 相 關 比 較 , 亦 於 第 二 區 段 施 工 時 比 照 第 一 區 段 施 工 時 之 監 測 系 統 辦 理 ; 其 實 際 施 工 之監 測 結 果 與 滯 洪 沉 砂 池 之 基 礎 開 挖 施 工 前 提 送 之 計 算 書 分 析 結 果 值 比 對 如 表 1 所 示 。表 1 滯 洪 沉 砂 池 段 分 析 計 算 與 監 測 值 比 較第 一 區第 二 區計 算 值 監 測 值 計 算 值 監 測 值最 大 變 位 ,cm 6.15 1.28 6.15 4.05最 大 支 撐 軸 力 ,T 146.14 26.11 146.14 79.79綜 觀 滯 洪 沉 砂 池 第 一 、 二 區 位 之 基 礎 開 挖 監 測 結 果 之 差 異 性 進 行 比 對 分 析 , 其 力 與 位 移除 與 原 分 析 計 算 之 結 果 ( 按 原 變 更 設 計 係 以 有 效 應 力 分 析 , 且 以 一 般 較 保 守 之 土 壤 力 學 參 數模 擬 ) 有 極 大 之 出 入 外 , 相 同 之 開 挖 深 度 規 模 , 產 生 之 應 力 與 應 變 亦 達 數 倍 之 遠 。 研 判 該 差異 性 應 歸 因 於 維 修 工 廠 員 工 區 之 開 挖 側 向 解 壓 , 已 大 部 分 釋 放 了 斷 層 擾 動 帶 之 應 變 能 量 之 故 。另 外 , 為 進 一 步 了 解 側 向 解 壓 之 力 與 位 移 關 係 之 機 制 , 本 文 進 行 簡 易 之 現 場 測 試 。 亦 即是 , 將 位 於 傾 度 觀 測 管 位 置 之 水 平 支 撐 的 軸 力 解 除 , 以 觀 察 其 他 鄰 近 支 撐 軸 力 間 的 調 整 與 側向 位 移 的 改 變 。 結 果 發 現 : 側 向 位 移 於 管 頂 之 合 位 移 僅 增 加 了 約 1mm, 其 他 水 平 支 撐 軸 力 也僅 增 加 了 2~3 噸 ( 似 乎 是 平 均 分 配 ), 之 後 便 保 持 相 當 穩 定 的 狀 態 。最 後 , 於 滯 洪 沉 砂 池 之 基 礎 結 構 及 側 牆 結 構 體 完 工 後 , 工 地 即 先 行 拆 除 擋 土 之 水 平 支 撐 ,側 牆 與 擋 土 結 構 間 尚 留 有 0.5~1.0m 之 間 隙 。 因 此 , 此 刻 擋 土 措 施 除 鋼 軌 外 , 約 有 五 公 尺 之 高度 已 無 支 撐 。 從 監 測 結 果 顯 示 : 於 拆 除 水 平 支 撐 後 , 管 頂 之 合 位 移 亦 僅 增 加 了 約 1mm。 且 依據 以 鋼 軌 間 並 無 帽 梁 聯 繫 所 產 生 之 側 向 擋 土 支 撐 作 用 下 , 僅 由 各 鋼 軌 以 懸 臂 方 式 擋 土(@50cm), 其 能 發 揮 之 擋 土 效 應 應 極 為 有 限 。 故 若 依 一 般 分 析 設 計 經 驗 , 拆 撐 後 之 無 支 撐 高度 過 大 , 可 能 產 生 較 大 量 之 側 向 位 移 , 進 而 造 成 礎 開 挖 之 危 害 。 此 點 與 本 斷 層 擾 動 帶 地 層 之開 挖 行 為 似 乎 有 極 大 的 異 常 。 由 上 述 實 例 之 論 述 , 斷 層 擾 動 帶 上 之 開 挖 施 工 結 果 , 擋 土 支 撐工 法 似 乎 較 斜 坡 明 挖 工 法 之 選 擇 正 確 , 但 因 施 工 順 序 及 地 層 變 化 錯 綜 複 雜 , 實 際 上 的 斷 層 擾動 帶 機 制 則 有 待 進 一 步 之 驗 證 , 以 提 供 正 確 之 分 析 研 判 。- 253 -