第三章 捷運車站深開挖鄰產保護案例探討
第一節 捷運板南線後山埤站
台北捷運板南線後山埤站（BL15）工程屬 CN258 標之一部 份，其細部設計顧問為奧亞納士工，施工承商為珠江營造工程公 司。
一 、 後 山 埤 站 基 地 位 置 與 地 層 概 況
後山埤站位於台北市忠孝東路五段與中坡南路及永吉路口 間，如圖 3-1-1。站體全長約 293 公尺、寬約 19.2 公尺、開挖深度 平均約 20.4 公尺。
後山埤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)，工址地勢平坦，高程約介 108.6 公尺至 107.6 公尺間（平 均海平面為 100 公尺）。工址主要地層為松六層及松四層之粉質 黏土，而松五層及松三層則很薄，甚至尖滅，如圖 3-1-1 及表 3-1-1。 松山層底部深度約在 18~39 公尺間，變化頗大。松山層下之景美 層很薄，甚至尖滅，其主要成分為含大卵石之礫石層並夾雜粗至 中等砂土。景美層下岩層組成包括極軟弱、輕度至中度風化、不 良膠結之灰色細砂岩、粉土岩及泥岩，以及中等至粗顆粒之砂岩。
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。
( 亞新工程顧問股份有限公司， 1995)
圖 3-1-1 後山埤站平面位置及鑽孔柱狀
圖 3-1-1 後山埤站站平面位置及鑽孔柱狀圖 ( 續 )
表 3-1-1 後山埤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
wn
%
c’
t/m2 φ’
deg.
Su
t/m2 VI 0~13 CL 1~7 1.9 23~30 0 31 4~6
V 5~14 CL 1~3 1.8 30~38 0 30 5~7 IV 14~20 CL 1~4 1.8 35~47 0 34 7~8
II 16~34 ML/SM 5~25 1.8 25~35 0 38 -- 18~38 GM >100 2.0 15~20 0 38 -- 20 ~ ROCK >100 2.2 -- -- 36 --
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
二 、 後山埤站 深 開 挖 工 程 概 要
後山埤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／逆打工法，使用連續壁與內支撐設施進行，如圖 3-1-2 所示。站體連續壁厚度 120 公分，深度平均約為 33 公尺；H 型鋼 內支撐為四層。相關之開挖支撐分區詳圖 3-1-3，施工時程如表 3-1-2及表 3-1-3，惟部份區域施工時程因無完整記錄資料，故無 法得知。
圖 3-1-2 後山埤站施工剖面
(魏勇帆等，1994)
圖 3-1-3 後山埤站開挖分區
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
表 3-1-2 後山埤站站體分區開挖時程
施工 範圍
施工
順序 施工項目 施工起迄日期
（年/月/日）
1 淺開挖（南段）(至深度 1.8m) 82/11/15~83/1/23 2 淺開挖（中段）(至深度 1.8m) 83/2/27~83/3/4 3 第一層支撐架設(位深度 1.0m) 83/3/18~83/3/21 D4~U2 4 第二階開挖(至深度 4.1m) 83/5/22~83/5/28 5 第二層支撐架設(位深度 3.3m) 83/5/28~83/6/3 YA2 區 6 第三階開挖(至深度 7.3m) 83/7/21~83/7/30
7 頂版混凝土澆置（厚度 1.8m） 83/11/7~84/1/20 8 第四階開挖(至深度 12.2m) 84/2/28~84/3/10 9 第三層支撐架設(位深度 10.4/11.4m) 84/4/17~84/4/21 10 第五階開挖(至深度 16.4m) 84/4/25~84/5/5 11 第四層支撐架設(位深度 15.6m) 84/5/10~84/5/16 12 最終開挖(至深度 20.4m) 84/5/20~84/6/7
1 淺開挖（南段）(至深度 1.8m) 82/11/15~83/1/23 2 淺開挖（中段）(至深度 1.8m) 83/2/1~83/2/17 3 第一層支撐架設(位深度 1.0m) 83/2/21~83/3/21 U2~U4 4 第二階開挖(至深度 4.1m) 83/3/14~83/3/20 5 第二層支撐架設(位深度 3.3m) 83/8/1~83/8/15 YA3 區 6 第三階開挖(至深度 7.3m) 83/5/22~83/5/28
7 頂版混凝土澆置（厚度 1.8m） 83/11/27~83/11/27 8 第四階開挖(至深度 11.7m) 84/3/22~84/4/2 9 第三層支撐架設(位深度 10.9m) 84/4/18~84/4/21 10 第五階開挖(至深度 16.2m) 84/4/25~84/5/5 11 第四層支撐架設(位深度 15.6m) 84/5/12~84/5/16 12 最終開挖(至深度 20.4m) 84/5/22~84/6/7
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
表 3-1-3 後山埤站西端潛盾發進井開挖時程
施工 範圍
施工
順序 施工項目 施工起迄日期
（年/月/日）
1 淺開挖（南段）(至深度 1.8m) 82/12/17~83/3/18 2 淺開挖（北段）(至深度 1.8m) 82/12/28~83/1/30 3 淺開挖（中段）(至深度 1.8m) 83/3/13~83/3/19 西 4 第一層支撐架設(位深度 1.0m) 83/3/16~83/3/20 端 5 第二階開挖(至深度 4.5m) 83/4/3~83/4/9 發 6 第二層支撐架設(位深度 3.3m) 83/4/11~83/4/17
進 7 第三階開挖(至深度 7.3m) ?
井 8 頂版混凝土澆置（厚度 1.8m） 83/8/23~83/9/7 9 第四階開挖(至深度 11.7m) 83/9/25~83/10/1 10 第三層支撐架設(位深度 9.5/10.5m) 84/1/21~84/1/25 11 第五階開挖(至深度 16.4m) 84/2/10~84/2/18 12 第四層支撐架設(位深度 15.6m) 84/3/1~84/3/6 13 最終開挖(至深度 20.4m) 84/3/7~84/3/15 14 底版澆置（厚度 2.0m） 84/5/18~84/5/30
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
三 、 後 山 埤 站 鄰 產 保 護 工 法
圖 3-1-4為工區周圍鄰近建物位置圖，均為 6 層左右之建物，
基礎多為筏式基礎。依據工程圖說規定，工區施工影響之指定保 護建物為座落於站體兩側，編號 C0520～C0523、C0596、C0577
～C0595、C0635～C0638 建物，其位置如圖 3-1-5。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、建物臨時支撐工法及 壓力灌漿等三種：
1. 地中版工法
地中版之配置如圖 3-1-6 及圖 3-1-7，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（站體）或 3m（出入口及通風井）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 600KPa，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 3-1-6 及圖 3-1-7，僅就指定保 護建物（編號 C0557~C0595）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，並於連續壁施工前之永吉箱 涵施工前即已架設完成。其後因連續壁施工及站體地改等因素，
導致建物沉陷加大，並使基腳土壤掏空。為確保建物安全，施工 承商再增加壓力灌漿（壓力約 60 kg/cm2）保護，其結果顯示大部 份建物沉陷漸趨於穩定。綜合而言，此一保護工程施作結果未達 預期效果（亞新工程顧問股份有限公司，1995）。
3. 壓力灌漿工法
除上述編號 C0557~C0595 之指定保護建物，於採用臨時支撐 後再施工壓力灌漿外，建物編號 C0515~C0518（位置如圖 3-1-6）
因連續壁工程期間產生建物傾斜現象，加上潛盾發進井外側之鏡 面處理使用高壓灌漿影響，導致建物傾斜惡化並有隆起，乃以壓 力灌漿（壓力約 60 kg/cm2）保護，以期減緩建物傾斜量，惟由後 續監測結果顯示，建物傾斜量約延至一年後才趨於穩定狀態。綜 合而言，此一保護工程施作結果未達預期效果（亞新工程顧問股 份有限公司，1995）。
本節以下內容將僅就地中版工法作進一步之探討。
【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 3-1-4 後山埤站施工保護建物及監測儀器位置圖
圖 3-1-4 後山埤站施工保護建物及 監測儀器位置圖 （ 續 ）
圖 3-1-5 後山埤 站 指定保護建物位置 圖
圖 3-1-6 後山埤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 3-1-7 後山埤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。後山埤站站體及出入口與通風井之 地中版係採用高壓灌漿 UHPG 工法構築，成形樁徑 1.6m，樁中心 間距 1.2m；西發進井樁徑為 1.6m 及 1.8m，樁中心間距 1.2m 及 1.4m。至於其他施工資料因缺乏文獻記錄而無法得知。
五 、 鄰 產 保 護 工 法 之 成 效 評 估
後山埤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 3.75 公分。
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 3-1-4或圖 3-1-6。
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，再分別整理出後山埤站連續壁 內傾度管變位(表 3-1-4)，周遭地表及建物於連續壁完成後之 等沉陷分佈情形(圖 3-1-8)，站體開挖完成之等沉陷分佈情形
(圖 3-1-9)，以及最終監測資料繪示之等沉陷分佈情形(圖 3-1-10)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 3-1-4 顯示連續壁最大變位於站體中央有施作地中版 區域，其值約在 0.9 至 2.6 公分間；無施作地中版區域則 約在 0.6 至 1.9 公分間，兩者相差不大，亦均小於規範要 求之 3.75 公分。另就最大變位與開挖深度比值而言，有 施作地中版區域之值約在 0.05%至 0.13%；而無施作地中 版區域之值則約在 0.03%至 0.9%，兩者相近，顯示有施 作地中版區域之連續壁變位與無施作地中版區域之連續 壁變位相當。經進一步探討站體地層變化，於有施作地中 版區域之軟弱地層較厚，約達最終開挖面下 8 公尺，而無 施作地中版區域之軟弱地層則皆約位於最終開挖面之 上，依據工程經驗，於軟弱地層之擋土壁變位應會較大，
然於本工區則未見此現象，顯示該地中版於抑制連續壁變 位有發揮成效。
(2) 圖 3-1-11 顯示連續壁完成時之周遭環境影響，約略是越 靠近連續壁槽溝邊之影響值越大，且工區東西兩側之影響 量相似。其中，連續壁邊之最大地表沉陷量約為 3 公分，
為 33 公尺槽溝深之 0.1%，影響範圍推估可達 1.6 倍之連 續壁槽溝深。另比較圖 3-1-8及圖 3-1-9與圖 3-1-10，顯示 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）影響量約較深開挖施工影響量為大。
(3) 依據圖 3-1-9及圖 3-1-10之建物沉陷情形而言，後山埤站 站體深開挖施工影響（已扣除連續壁施工期間影響）對 周遭建物之影響不及 3 公分，顯示連續壁變位不大之情 形下，周遭建物之沉陷亦相對較低，符合原先設計預期。
(4) 後山埤站建物保護中所使用之地中版工法，以借助限制 連續壁變位達到降低建物影響之目的。此工法因係於工 址內施工，故能由施工承商全然掌控而不受其它外力干 擾，屬較佳之選擇，惟因地中版工法須於連續壁完成後 施工，故對於連續壁槽溝開挖階段之建物影響並無功效。
表 3-1-4 後山埤站連續壁內傾度管最大變位觀測結果一覽
儀器 編號
最大變位／
發生深度
開挖分區／
開挖深度
最大變位與
開挖深度之比值 備 註
SID10 14.3 mm／10m YA2／20.4m 0.07%
SID11 9.4 mm／10m YA2／20.4m 0.05% 地中版配置區域 SID12 18.8 mm／7.5m YA3／20.4m 0.09% 地中版配置區域
SID14 6.2 mm／15m YA6／20.4m 0.03%
SID15 17.9 mm／8.5m YA6／20.4m 0.09%
SID18 19.0 mm／12.5m YA4／20.4m 0.09%
SID19 26.4 mm／18m YA3／20.4m 0.13% 地中版配置區域 SID20 9.3 mm／7.5m YA2／20.4m 0.05% 地中版配置區域
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
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