台北金融大樓重建案例

(GL.-14.4 m)之土層為粉土質黏土層(CL)。新設擋土連續壁深度為 GL. -37m。依序經 過之土層為粉土質黏土層(CL1)、細砂質粉土或粉土質細砂層(SM1)、及粉土質黏土

18

本案預定最終開挖深度為 14.65 m，基礎工程施工皆於此土層中進行。

20

基地改建工程保留四周舊擋土連續壁，及並增設 46 支長 22 m 之 H 型鋼預壘擋土樁(深

22

基盤為第三紀( Tertiary Period )之褶皺沉積岩盤，岩盤頂部深度自台北盆地 西北向東北變淺，目前得知基盤最深處在五股地區，深度約為 680 公尺。

松山層分布自地表以下至景美層之上，是臺北盆地主要工程地質探討地層。 域的松山層，區分出六個砂、泥交互出現的次層(Sublayer)，如圖 3.8 所示。由下而 上奇數(1、3、5)次層為砂層偶夾礫石，側向連續性不佳，遠離主河道之盆地邊緣，

24

第一層(CL)：厚 1.5 m 之表土(SF)下黃棕灰色粉土質黏土(CL)，分布於 GL.-1.5m~

GL. -5.0 m，此土層為松山層之第六次層。

第二層(GM/SM)：卵、砂礫石層(GM)夾灰色粉土質細砂(SM)，分布於第一層底至 GL.-16.7m，此土層為松山層之第五次層。

第三層(CL)：灰色粉土質黏土(CL)偶夾粉土質細砂(SM)，分布於第二層底至 GL. -27.0 m，

此土層為松山層之第二次層及第四次層合為一體。

第四層(ML~SM)：灰色砂質粉土(ML)漸變粉土質細砂(SM)，分布於第三層底至 GL. -33 m，此土層為松山層之第一次層。

第五層(GM/SM~CL)：卵礫石夾粉土質砂(GM/SM)漸變灰色粉土質黏土(CL)，分布於第 四層底至 GL -44.6 m，此土層為台北盆地之景美層。

第六層(Sandstone ~ Shale)：灰色砂岩(SS)漸變頁岩，分布於第五層底下。

根據台北市工程地質分區圖得知，案例基地位於基隆河一區 K1。K1 區的特性之一

1. 地中扶壁

26

(1)土中傾度管( Slope Inclinometer in Soil )：施工前在基地四周鑽孔布置傾度管，如 圖 3.15 所示，其位置為圖 3.15 中之 SIS1~SIS4，用以量測擋土設施外之土層側 向位移。

(2)舊連續壁內傾度管( Slope Inclinometer in existing Diaphragm wall )：於舊連續壁體 中留存的舊紅色外套管中施作傾度測量，如圖 3.16 所示。其位置為圖 3.14 中之 SID1~SID4，用以量測舊連續壁體之側向位移。

(3)新擋土 H 型鋼樁內傾度管( Slope Inclinometer in new Diaphragm wall )：於新擋土 H 型鋼樁上布置紅色外套管，並於其中施作傾度量測，如圖 3.17 所示。位置為圖

(1)地面沉陷點(Surface Marker)：如圖 3.18 所示，以特殊鐵釘布設於監測系統之設 計位置，其布設位置見圖 3.14 中之 SM1~SM21，以水準儀從參考點起始測量，

計算出該點沉陷量。

(2)建物沉陷點(Settlement of Building)：以黏貼或植筋方式將側點布置於鄰房騎樓的 柱子上，如圖 3.19 所示，而其布設位置如圖 3.14 中之上 SB1~SB6，亦以水準儀 從參考點起始測量，計算出該柱子之沉陷量。

3. 電子式水位計( Electronic Water Level Indictor )

施工單位在基地四周取四點鑽孔、埋設套管，如圖 3.20 所示。其位置如圖 3.14 中之 OW1~OW4，而後在規定設計時間利用水位計觀測該孔水位，監控基地周邊的 水位高程。

4. 電子式水壓計( Electronic Piezometer )

28

第四章

4.1f)、流量壓力紀錄器(圖 4.1g)、高壓幫泵浦(圖 4.1h)、漿液二次攪拌桶(圖 4.1j)、儲水 桶(圖 4.1i)、鑽孔及灌漿機(圖 4.1k)、及灌漿二重管(圖 4.1l)。地盤改良工程在舊有地下

30 1.44。其水泥用量及排泥量依照不同樁徑(ψ2.0 m、ψ1.8 m、ψ1.6 m)及不同樁長(19.8 m、

13.8 m)而有所不同。

2. 樁位放樣

32

4. 高壓灌漿可能損害鄰房

34

如圖 4.24 所示，當插入孔鑽掘 JSG 改良土樁至設計深度時，將強度 210 kgf/cm²

36 質控制，由施工單位依照主辦單位指定孔位，於 A3、B35、B46、D1、E13(如圖 4.28) 所示，每一取樣鑽孔提取一組兩孔位，一孔在兩改良土柱重疊處、一孔於距離改良土樁

5. 取樣時機：於正式改良樁施工開始後第 14 天，依主辦單位指定之位置開始進行。

根據鑽心取樣試體結果，在所有改良土樁取樣之取樣率皆在要求值(90%)以上(圖 4.35)。如圖 4.31 所示，於 A03 及 D01 之改良土樁鑽心取樣，其距樁心 0.2 m 處之 RQD 大於與他樁重疊處之 RQD(A03：82.43 % > 79.53 %；D01：77.92 % > 73.77 %)；B46 處 之 RQD 是重疊處之值大於距樁心 0.2 m 處之值(B46：90.3 % > 84.45 %)；而 B35 及 E13 之 RQD，則是兩處數值相近(B35：83.98 %≒84.81 %；E13：77.29 %≒76.39 %)。

藉由於兩樁交會處之取樣單壓強度需在標準值 0.98 Mpa10 kgf/cm²以上，來得知該 圓桶形配置改良土之密合，以達其圓形之形狀效益。如圖 4.32 所示，於十處改良土中鑽 心取樣，所得到的單壓強度皆在標準值以上，以此判定本案例之地盤改良土於舊連續壁 內結合成一土樁圓桶。

38

撐系統。橫擋(圍令)部分使用 350×350×12×19 H 型鋼，於舊連續壁內側架設一道圍

於舊連續壁內側之 GL. -8.65 m 處架設圍令(H 400x400x13x21)，及以水平間距(5.5 m) 架設一道水平橫撐(H 400x400x13x21)，並於連續壁與圍令間縫隙填充混凝土。本層 水平支撐以油壓千斤頂施加預壓力，總施加壓力為 100 tonf，分為三次加壓(0 至 30 tonf、30 tonf 至 60 tonf、60 T 至 100 tonf)。

7. 第四階段破除

此階段破除舊有 B3 地下室空間、樓版及舊地梁，此階段破除深度至 GL. -12.5

40

m。

8. 架設第四層支撐

此階段架設第四層臨時水平支撐系統。施工人員以舊有筏基作為施工平台。由 於施工深度增加，連續壁外側土水壓力增大，故於舊連續壁內側之 GL. -11.0 m 處架 設兩道圍令(H 400x400x13x21)，及以水平間距(5 m)架設兩道水平支撐(H

414x405x18x28)，並於連續壁與圍令間縫隙填充混凝土。本層水平支撐以油壓千斤

11. 構築新 B3 樓版 (H 400x400x13x21)。本層水平支撐以油壓千斤頂施加預壓力，總施加壓力為 80 tonf，

分為二次加壓(0 至 40 tonf、40 tonf 至 80 tonf)。

(H 400x400x13x21)。

本層水平支撐以油壓千斤頂施加預壓力，總施加壓力為 100 T，分為三次加壓 (0 至 30 tonf、30 tonf 至 60 tonf、60 tonf 至 100 tonf)。

42

第六章

TORSA 為 Trinity Orginated Retaining Structure Analysis 的簡稱(起源於三力技術工程顧問 公司之擋土結構分析程式)，本節對研究內使用的 TORSA 2.0 版之理論背景作簡單介紹

44

K

_s

= 

_s

EA/L

(6-5)

46

聚力 Suw。TORSA 程式依據 Padfield and Mair(1984)之研究，主動土壓力與被動土壓 力可以表示如下

(2) 內扶壁地盤改良

48

6.3 監測結果與數值分析

50

架設支撐、至破除舊筏基時，舊壁以深度 GL. -18 m 處向內變位 12.48 mm，壁體頂 部則是向外 3.78 mm。於舊筏基下開挖至設計深度期間，該壁體向內最大變位為 15.96 mm。

將 SID4 與 SID3 深度 18 m 處之同時期監測結果比較，發現 SID4 於破除筏基時 水平變位為 12.48 mm>3.73 mm(SID3)。於開挖至 GL. -21.5 m 時 SID4 之水平變位為 12.96mm>4.96 mm(SID3)。研判 SID4 外為一 12F/B3 之建物，其建物重量施予垂直 載重於連續壁，使其壁體產生大肚現象，而舊連續壁頂端因有該建物之束制，因此

52 之地表沉陷輛範圍在 9 mm(SM9)~13 mm(SM5)之間；Z3 區測得之地表沉陷輛範圍在 5 mm(SM12)~12.4 mm(SM14)之間。

第七章

無圍壓縮強度皆大於(0.98 MPa)10kgf/cm²以上，其樣本之取樣率(recovery ratio)皆大 於 90%，樣本之 RQD 皆大於 70%。

54

參考文獻

56

送審」，(2012)。

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表

60

表 2.4 新建物與既有地下結構物之關係

(摘自何泰源等，2007；修改自掛川伸一等，1997)

62

表 2.5 既有地下結構拆除重建之設計型態

(摘自何泰源、陳聰海，2007；修改自湯淺肇，2005)

表 2.6 高壓噴射灌漿工法分類表 (摘自 JJGA, 2002)

64

表 2.7 JSG 工法砂質土之標準設計參數 (摘自 JJGA, 2002)



表 2.8 JSG 工法黏性土之標準設計參數 (摘自 JJGA, 2002)

表 3.1 臺北盆地地層劃分表

66

表 4.1 改良土樁施工參數 (摘自森城建設公司，2012)

表 4.2 JSG 改良土鑽心試體取樣深度表 (摘自森城建設公司，2012)

灌漿參數 Type A Type B Type C Type D Type E 灌漿壓力 (kgf/cm²) 300±10% 300±10% 300±10% 300±10% 300±10%

空氣壓力 (kgf/cm²) 7 7 7 7 7

流量 (ℓ /min) 70±10% 70±10% 70±10% 70±10% 70±10%

灌漿管直徑 (mm) 60.5 60.5 60.5 60.5 60.5

改良樁直徑 (m) 2.0 1.8 2.0 1.8 1.6

提升速率 (sec/25 mm) 33±1 27±1 33±1 27±1 24±1 鑽桿迴轉數 (r.p.m.) 1.5~2.0 2.0~3.0 1.5~2.0 2.0~3.0 2.5~3.5

GL. -14.2 ~

NO.1 NO.1 NO.3 NO.4 NO.5 1 A03 2.0 -14.7 -19.5 -24.0 -29.0 -33.5

表 6.1 簡化基地土層參數

68

預壓 1×100t/支=100t 12 開挖第 6 層至 GL.-12.1m

架設第 7 層斜撐 6000t/m@1m,at GL.-12.1m；預壓 0t

13

架設第 8 層支撐 2H400@6m,at GL.-11.1m 預壓 2×100t/支=200t

拆除第 7 層支撐 預壓 2×100t/支=200t

21 開挖第 11 層至 GL.-21.5m 22 構築 MAT(GL.-21.25m)

構築 B4FL(GL.-19.9m)

圖

圖 2.1 舊有基礎改建施工方法擬定建議流程圖 (摘自吳銘剛等，2002)

70

圖 2.2 舊有建物基礎拆除及重建施工法 (摘自何樹根等，2007)

圖 2.3 既有地下建物拆除工程與新建工程之相關事項 (摘自何泰源與陳聰海，2007)

New

New

New Old

Old

Old

New reinforcement Old

圖 2.4 開挖工程之破壞模式 (摘自 Hunt, 1986)

圖 2.5 灌漿機制 (摘自 Hausmann，1990)

72

圖 2.6 高壓噴射灌漿工法原理 (摘自王劍虹，1984)

圖 2.7 高壓噴射灌漿施工順序示意圖 (摘自 JJGA，2002)

圖 2.8 高壓噴射灌漿管之噴嘴 (摘自 JJGA，2002)

74

JSG 改良示意圖 CJG 改良示意圖

圖 2.9 高壓噴射灌漿 (摘自 JJGA，2002)

圖 2.10 O2 車站出入口共構大樓位置圖 (摘自何泰源、陳聰海，2007)

圖 2.11 新舊建物地下結構及地質剖面 (摘自何泰源、陳聰海，2007)

76

圖 2.12 地下結構拆除及回填順序 (摘自何泰源、陳聰海，2007)

圖 2.13 新舊建物擋土壁配置 (摘自何泰源、陳聰海，2007)

圖 2.14 全套管擋土排樁斷面配筋 (摘自何泰源、陳聰海，2007)

圖 2.15 扶壁式地盤改良 (摘自何泰源、陳聰海，2007)

78

圖 2.16 建物周邊概況 (摘自和樹根等，2007)

圖 2.17 地層剖面 (摘自何樹根等，2007)

圖 2.18 新舊連續壁關係剖面 (摘自何樹根等，2007)

圖 2.19 基地周圍狀況 (摘自程日晟、盧怡志，2007)

80

圖 2.20 新設圓桶形連續壁、地中壁及壁樁配置 (摘自程日晟、盧怡志，2007)

圖 2.21 地盤改良配置 (摘自程日晟、盧怡志，2007)

圖 3.1 案例位置

(修改自 CSRSR 台北市影像地圖 )

圖 3.2 案例周圍環境 (修改自儀大工程公司，2012)

82

圖 3.3 地盤改良配置俯視

圖 3.4 案例位置於北市工程地質分區

a. 山腳位置所在

(取自中央地質調查所，2008)

b. 山腳斷層上盤陷落形成台北盆地示意

圖 3.5 山腳斷層

圖 3.6 臺北盆地由淡水河系沖積而成示意 (修改自 CSRSR 台北市衛星 3D 影像圖)

84

圖 3.7 a.地調所鑽探孔剖面線. b.XY 地層剖面 (摘自中央地質調查所，2011)

圖 3.8 松山層的六個次層 (摘自中央地質調查所，2011)

86

圖 3.9 松山第三及第五層次層在 K1 區有厚度減小 (摘自李咸亨，1996)

圖 3.10 松山層第四次層遍布台北盆地全區 (摘自中央地質調查所，2011)

4

圖 3.11 案例基地內之既有建物剖面示意及地層說明

圖 3.12 舊連續壁深度不足應付新開挖深度示意圖

88

圖 3.13 擋土壁側向土壓力傳遞

圖 3.14 監測系統配置 (摘自儀大工程公司，2013)

圖 3.15 土中傾度管

圖 3.16 舊連續壁體內傾度管

90

圖 3.17 新擋土 H 型鋼樁壁體內傾度管 (a. 側視，b.頂部)

圖 3.18 地面沉陷點

圖 3.19 建物沉陷點

圖 3.20 水位計套管

圖 3.21 水壓計套管

92

a. 水泥儲存槽 b. 水泥粉塵集塵機

c. 水泥自動秤重拌合機 d. 儲漿攪拌桶

e. 棄土槽 f. 儲水池

圖 4.1 JSG 高壓噴射灌漿之施工機具

g. 流量壓力紀錄器 h. 高壓幫泵浦

i. 漿液二次攪拌桶 j.儲水桶

k. 鑽孔及灌漿機 l.灌漿二重管

圖 4.1 JSG 高壓噴射灌漿之施工機具 (續)

94

圖 4.2 案例使用之 JSG 高壓噴射灌漿噴嘴三視圖 (摘自森城建設公司，2012)

a. 漿液噴出口正視圖 b. 漿液噴出口側視圖

c. 漿液噴出口頂視圖 .d. 鑽頭

圖 4. 3 鑽頭及噴出口組合圖

圖 4.4 對向高壓水試噴

圖 4.5 JSG 改良土樁施作順序圖 (修改自森城建設公司，2012)

96

a. 樓版切割示意圖 (摘自森城建設公司，2012)

b. 樓版切割完成圖

圖 4.6 舊有 B3 樓版切割

圖 4.7 B3 樓版及筏基洗孔及埋設套管(GL. -13.5 m~ GL. -14.2 m) (摘自森城建設公司，2012)

98

a. 檢核鑽桿垂直度

b. 清水試噴

圖 4.8 鑽機定位及清水試噴

圖 4.9 下沖水鑽孔至設計深度

圖 4.10 進行高壓噴射灌漿之鑽孔迴漿

100

a. 鋼珠

b. 鋼珠投入至鑽桿底部封閉下沖出水口

圖 4.11 投入鋼珠封閉下沖水口

圖 4.12 鑽頭之鑽牙遭磨損

圖 4.13 高壓噴射灌漿之迴漿

102

a.PC 410 鑽掘機 b. 25 噸吊車

c. 螺旋鑽桿 d. 灌漿桿

圖 4.14 H 型鋼擋土樁施作機具

圖 4.15 鑽頭前端之擴孔鑽牙及定位桿

圖 4.16 400×400×13×21 H 型鋼斷面圖

104

圖 4.17 H 型鋼擋土樁之位置圖 (修改自森城建設公司，2012)

圖 4.18 H 型鋼擋土樁與舊連續壁結合示意圖 (unit: m) (修改自森城建設公司，2012)

a. 切割既有樓版及打除混凝土

b. 將既有地下室周邊樑打除

圖 4.19 舊有樓版切割及地下室周邊樑打除

106

a. 鑽機施作ψ60.5 mm 引孔之示意 (摘自森城建設公司，2012)

a. 鑽機施作ψ60.5 mm 引孔之示意 (摘自森城建設公司，2012)

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