第三章 捷運車站深開挖鄰產保護案例探討
第三節 捷運板南線市政府站
台北捷運板南線市政府站（BL13）工程屬 CN257 標之一部 份，其細部設計顧問為奧亞納士工，施工承商為地崎／泛亞營造 工程公司共同承攬。本節內容亦包含緊接市政府站之明挖覆蓋隧 道工程。
一 、 市 政 府 站 基 地 位 置 與 地 層 概 況
市政府站位於台北市忠孝東路五段與基隆路一段交口，如圖 3-3-1。站體全長約 278 公尺、寬約 24 公尺、開挖深度約 18.8 公 尺(一般斷面)及 20.4 公尺(車站兩側集水井)；明挖覆蓋隧道則接續 於市政府站東側，如圖 3-3-1，全長約 189 公尺、寬約 25 公尺、
開挖深度約 16.7 至 17.3 公尺。
市政府站工址約位於台北市區工程地質分區所標示之基隆河 一區(K1)，工址地勢大致平坦，高程約介 106 公尺至 107 公尺間
（平均海平面為 100 公尺）。工址主要地層為粉質黏土（或黏質 粉土）和粉質砂土（或砂質粉土）交互組合而成，如圖 3-3-1及表 3-3-1，以松山層之松四層性質為主，其餘各層次並不明顯。另根 據以往地下水位觀測資料顯示，本區地下水壓呈非靜態水壓分 佈，此乃因景美礫石層於過去有大量抽水之故，惟於 1970 年代已 嚴加禁止，故景美礫石層及松山層下層之地下水位已有逐漸回升 之現象。圖 3-3-2為施工期間之地下水壓分佈。
圖 3-3-1 市政府站平面位置及鑽孔柱狀圖 ( 亞新工程顧問股份有限公司， 1995)
圖 3-3-1 市政府站平面位置及鑽孔柱狀圖 (續 )
表 3-3-1 市政府站簡化地層與地層參數一覽
層次
深度 m
土壤 分類
SPT N 值
γt
t/m3
c’
t/m2
φ’
deg.
Su
t/m2 VI 0 ~ 20 CL 2 - 4 1.8 0 30 4 - 6 IV 20 ~ 30 CL 4 - 8 1.8 0 31 6 - 10
II 30 ~ 42 CL-ML 13 1.8 0 31 -- I 42 ~ 51 SM 26 2.0 0 34 -- 51 ~ GM > 100 2.1 0 38 --
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
圖 3-3-2 市政府站明挖覆蓋隧道地下水壓分佈(陳奕耿等，1997)
二 、 市 政 府 站 深 開 挖 工 程 概 要
市政府站為地下二層之鋼筋混凝土結構物。開挖施工係採明 挖覆蓋工法，使用連續壁與內支撐設施進行，如圖 3-3-3及圖 3-3-4 所示。站體連續壁厚度 120 公分，深度 44.4 公尺；H 型鋼內支撐 為五層(一般斷面)及六層(集水井)。明挖覆蓋隧道則為地下一層之 鋼筋混凝土結構物，亦採順打工法施工，使用深度 44.4 公尺之 120 公分連續壁與四層內支撐設施進行，如圖 3-3-5及圖 3-3-6所示。
相關之開挖支撐分區詳圖 3-3-7 及圖 3-3-8，各分區施工時程如表 3-3-2及表 3-3-3。
三 、 市 政 府 站 鄰 產 保 護 工 法
圖 3-3-9為工區周圍鄰近建物位置圖，部份為 2 層至 4 層樓建 物，部份為 6 層樓以上建物，少部份為 12 層以上大樓；其中，6 層樓以下建物多為擴展式基腳，6 層樓以上建物則多為筏式基礎。
依據工程圖說規定，工區施工影響之指定保護建物為座落於明挖 覆蓋隧道東北角，編號 C0047～C0058、C0071～C0082、C0083
～C0086 之 4 層樓老舊建物，其位置如圖 3-3-10。另依據本標對 於明挖覆蓋段監測系統管理值規定，建物之監測行動值（即當建 物變位達此數值時，工程須停止施作並採取應變措施）為：
(1) 建物沉陷量 6.25cm；以及 (2) 建物傾斜量 1/800。
依據所蒐集之工程資料（亞新工程顧問股份有限公司，1995）， 本工區之鄰產保護工法共計有地中版工法及建物臨時支撐工法兩 種：
1. 地中版工法
地中版之配置如圖 3-3-11 及圖 3-3-12，由細部設計顧問所設 計。本工區之地中版工法係於連續壁完成後及工區開挖前，以地 盤改良率達 100%之灌漿方式施工於最終開挖面至其下 4m 範圍，
擬經由降低連續壁變位方式，減少鄰產衝擊，使之符合建物保護 要求。
設計要求之改良後土體不排水強度需達 12Mpa，楊氏係數 300Mpa 以上，電子錐貫入試驗阻抗不得低於 12Mpa，以及鑽心取 樣（取樣率須大於 90%）之無圍壓縮試驗強度須大於 1.2MPa。
2. 建物臨時支撐工法
建物臨時支撐工法之配置如圖 3-3-11及圖 3-3-12，僅就指定保 護建物施作。此工法旨在經由直接支撐建物主結構體，以期達降 低建物之沉陷。依據工程資料，施工承商採用 H 型鋼支撐架作為 臨時支撐材，並完成於連續壁施工後。另由於站體尚未完全開挖 前，臨時支撐之建物有沉陷現象且其沉陷趨勢未呈現穩定現象，
加以少部份建物之沉陷量超過警戒值，故施工承商於垂直向支撐 架施加 10 噸預力，其結果顯示大部份建物沉陷趨於穩定，惟仍有 編號 C0047 及 C0048 建物之沉陷量仍超過建物沉陷監測警戒值 5cm，但未達行動值 6.25cm。
本節以下內容將僅就地中版工法作進一步之探討。
圖 3-3-3 市政府站施工剖面一 (分區 ST1、ST2、ST3、ST7、ST8)
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
圖 3-3-4 市政府站施工剖面二 (分區 ST4、ST5、ST6)
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
圖 3-3-5 市政府站明挖覆蓋隧道施工剖面一(分區 CC1、CC2、CC3)
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
圖 3-3-6 市政府站明挖覆蓋隧道施工剖面二(分區 CC4、CC5)
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
圖 3-3-7 市政府站開挖分區 ( 亞新工程顧問股份有限公司， 1995)
圖 3-3-8 市政府站明挖覆蓋隧道開挖分區 ( 亞新工程顧問股份有限公司， 1995)
表 3-3-2 市政府站站體分區開挖時程
表 3-3-2 市政府站站體分區開挖時程（續）
表 3-3-3 市政府站明挖覆蓋隧道分區開挖時程
表 3-3-3 市政府站明挖覆蓋隧道分區開挖時程（續）
基 隆 路 一 段 春 秋 大 廈
基 隆 路 段一 一 四 七 巷 六 弄金帝大廈勤工大廈
永 吉 路 三 十 巷 一 七 八 弄 沉陷單位：MM
市政府站 (BL13) 【註】SID為連續壁內傾度管； SB為建物沉陷點；SM為地表沉陷點。
圖 3-3-9 市政府站 施工保護建物及 監測儀器位置圖
明挖覆蓋隧道
沉陷單位：MM 消防大樓
永 吉 路 一 二 十 巷 慶豐紀念 幼稚園
永 吉 路 三 十 巷 拓信忠孝大樓永吉路三十巷一七八弄
永 吉 路 三 十 巷 一 七 八 弄
圖 3-3-9 市政府站施工保護建物及監測儀器位置圖（續）
【註】SID為連續壁內傾度管；SB為建物沉陷點；SM為地表沉陷點。明挖覆蓋隧道市政府站 (BL13) 消防大樓 指定保護建物 － C0047-C0058 、 C0071-C0082、C0083-C0086
永 吉 路 一 二 十 巷
慶豐紀念 幼稚園
永 吉 路 三 十 巷
拓信忠孝大樓
永吉路三十巷一七八弄
永 吉 路 三 十 巷 一 七 八 弄
勤工大廈金帝大廈弄六巷
七四一
一 段
路 隆
基 春 秋 大 廈
段一路
隆基 忠孝東路五段 圖例：
圖 3-3-10 市政府站指定保護建物位置圖
明挖覆蓋隧道市政府站 (BL13) 消防大樓 工法 －站體、出入口、通風井、明挖覆蓋隧道 建物臨時支撐工法 － C0047-C0058 、 C0071-C0082、C0083-C0086
永 吉 路 一 二 十 巷
慶豐紀念 幼稚園
永 吉 路 三 十 巷
拓信忠孝大樓
永吉路三十巷一七八弄
永 吉 路 三 十 巷 一 七 八 弄
勤工大廈金帝大廈弄六
巷 七四一
一 段
路 隆
基 春 秋 大 廈
段一路
隆基 忠孝東路五段 圖例：
圖 3-3-11 市政府站建物保護工程平面位置圖 (亞新工程顧問股份有限公司， 1995)
圖 3-3-12 市政府站建物保護工程剖面示意圖
(a) 地中版
(b) 建物臨時支撐
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
四 、 鄰 產 保 護 工 法 作 用 機 制 分 析
地中版的力學作用機制類似支撐構件，這種支撐構件在開挖 之前即已存在，爾後隨著開挖的進行，提供抗壓強度，抵抗開挖 區外之側向土壓力，因此理論上，開挖後地中版所在位置之擋土 壁的變形將受到抑制，擋土壁之側向位移減少，進而可減少開挖 區外側之地盤沉陷，降低對鄰產的影響，達到鄰產保護的功用。
地中版多以地盤改良方式施工且因屬版式構造物，故改良區 內之地盤均須全部進行改良。市政府站之地中版係採用超高壓噴 射灌漿 Jumbo Special Grout （簡稱 JSG）工法構築。於站體處之 地中版乃由 120cm 樁徑與 104cm 樁距（等邊三角形配置）之地盤 改良樁組成；明挖覆蓋隧道處則為 255cm 樁徑與 220cm 樁距（等 邊三角形配置）。兩區域之地盤改良率均達 100%之全面地改程度。
地中版提供的鄰產保護效果和地中版的位置、斷面、間距、
構築地中版之材料強度、勁度，及地中版之施工品質有關。
依據工程記錄(亞新工程顧問股份有限公司，1995；陳奕耿 等，1997)，地盤改良完成後之 CPT 貫入試驗結果顯示有部份低於 規範所要求之 12MPa，對此部份係以增加鑽心取樣之方式驗證；
至於鑽心取樣之試驗結果，無圍壓縮強度大約在 2 ~ 5.5 MPa，符 合規範 1.2MPa 之要求。另外，改良後土體之楊氏係數（E50）約 介於 35 ~ 100 qu，平均約 60 qu。
五 、 鄰 產 保 護 工 法 之 成 效 評 估
市政府站採用地中版工法進行建物保護工程，其成效評估將 以地中版功能及建物保護之預期成效是否達成為主。
1. 評估準則──包含以下兩項：
(1) 建物最大沉陷量是否小於 6.25 公分，以及
(2) 連續壁變位（監測行動值）是否小於 4.75 公分（站體）
或 4.25 公分（明挖覆蓋隧道）。
並將直接以安裝於連續壁及建物之監測儀器觀測結果進行成 效評估。相關監測儀器裝設位置詳圖 3-3-9。
2. 監測資料整理──就目前蒐集獲得之連續壁內傾度管、地面型 沉陷點及建物沉陷點監測資料，再分別整理出市政府站連續壁 內傾度管變位(表 3-3-4)，周遭地表及建物於連續壁完成後之 等沉陷分佈情形(圖 3-3-13)，站體開挖完成之等沉陷分佈情形 (圖 3-3-14)，以及最終監測資料繪示之等沉陷分佈情形(圖 3-3-15)等圖表，以作為鄰 產 保 護 成 效 評 估 檢 討 之 依 據。上 述等沉陷圖之繪製係使用電腦程式 Surfer (Golden Software, Inc., 2002)並選用 Kriging Gridding Method 進行。
3. 成效評估
(1) 表 3-3-4 顯示連續壁變位於站體僅有乙處 SID05 有超出 4.75 公分之現象，達 5.7 公分；另明挖覆蓋隧道亦僅有乙 處 SID10 有超出 4.25 公分之現象，達 4.6 公分。此兩處 壁體變位為何未能掌控於規範值內之原因未知，惟以全工 區其餘各處觀測所得之連續壁最大變位介 1~2 公分間者 有 6 處，2~3 公分間者有 1 處，以及 3~4 公分間者有 2 處，
且最大位移與開挖深度比值大多低於 0.2%，較之同一地 層分區之開挖案例有偏低情形而言，顯示本工區地中版工 法於抑制連續壁變位具有正面之成效。
(2) 圖 3-3-16 顯示連續壁施工期間對周遭環境之影響，約略
是越靠近連續壁槽溝邊之影響值越大，於連續壁邊之最大 地表沉陷量於工區北側約為 6 公分、南側約為 8 公分，分 別是 44.4 公尺槽溝深之 0.14%及 0.18%，而影響範圍推估 可達 1.4~1.5 倍之連續壁槽溝深。另外，連續壁施工期間 之施工（包括連續壁施工、地下管線遷移、淺開挖等）對 站體南側(圖之下方)之影響遠大於北側(圖之上方)，其原 因並無記載，推測或許是工區南側連續壁較北側連續壁施 工時間晚，亦或許是施工載重影響或路口車輛超載（東南 角消防大樓邊）所致，亦有可能是站體、通風井與出入口 等多道連續壁施工重疊影響。另比較圖 3-3-13 及圖 3-3-14 與圖 3-3-15，顯示連續壁施工期間影響量較深開挖施工影 響量為大。
(3) 依據圖 3-3-14及圖 3-3-15之建物沉陷情形而言，市政府 站站體及明挖覆蓋隧道之深開挖施工影響（已扣除連續 壁施工期間影響）對周遭建物之影響不及 2 公分，顯示
(3) 依據圖 3-3-14及圖 3-3-15之建物沉陷情形而言，市政府 站站體及明挖覆蓋隧道之深開挖施工影響（已扣除連續 壁施工期間影響）對周遭建物之影響不及 2 公分，顯示