第三章 捷運車站深開挖鄰產保護案例探討
第二節 捷運板南線永春站
台北捷運板南線永春站（BL14）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 、 永 春 站 基 地 位 置 與 地 層 概 況
永春站位於台北市忠孝東路五段及虎林街口間，如圖 3-2-1。
站體全長約 269 公尺、寬約 19.5 公尺、開挖深度平均約 16.7 公尺。
永春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 3-2-1 及表 3-2-1。 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 3-2-1 永春站平面位置及鑽孔柱狀圖
圖 3-2-1 永春站站平面位置及鑽孔柱狀圖 ( 續 )
表 3-2-1 永春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 、 永春站 深 開 挖 工 程 概 要
永春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 3-2-2及圖 3-2-3所示。站體連續壁厚度 120 公分，深度為 38 公尺；H 型鋼 內支撐為二至三層。相關之開挖支撐分區詳圖 3-2-4，施工時程如 表 3-2-2，惟部份區域施工時程因無完整記錄資料，故無法得知。
圖 3-2-2 永春站施工剖面一(TYPE HA2)
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
圖 3-2-3 永春站施工剖面二 (TYPE HA1)
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
( 亞新工程顧問股份有限公司， 1995)
圖 3-2-4 永春站開挖分區
表 3-2-2 永春站分區開挖時程
三 、 永 春 站 鄰 產 保 護 工 法
圖 3-2-5為工區周圍鄰近建物位置圖，均為 4 層以上左右之老 舊建物，基礎為擴展式基腳及筏式基礎。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 3-2-6。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 微型樁工法等三種：
1. 地中版工法
地中版之配置如圖 3-2-7 及圖 3-2-8，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 3m 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 3-2-7 及圖 3-2-8，僅就站體南 側指定保護建物（編號 C0222~C0241 及 C0268~C0272，為地下一 層地上四層獨立基腳建物）施作。此工法旨在經由直接支撐建物 騎樓處主結構體，以期達降低建物之沉陷。依據工程資料，施工 承商在進行車站主體及 C 出入口之導溝及連續壁施工時，曾引致 建物沉陷最大達約 75 公厘，遂使用此一建物臨時支撐工法並採用 H 型鋼支撐架作為臨時支撐材，但經由後續監測結果顯示此一建 物臨時支撐工法之保護效果並不理想（亞新工程顧問股份有限公 司，1995）。
3. 微型樁工法
站體東北角指定保護建物編號 C0293~C0302 為地上四層之擴 展基腳建物。由於該建物鄰近松山路，而松山路人行天橋之樁基 礎與本工程之潛盾隧道路線衝突，故進行天橋樁基礎開挖遷移工 作，致引發建物之沉陷。施工承商本欲採用建物臨時支撐工法保 護建物，惟因該建物無騎樓用地，遂採用微型樁工法，其配置如 圖 3-2-9，即於保護建物周邊外 1m 處打設 10cm 直徑，內插一支 D25 鋼筋，樁間距 30cm 之微型樁，樁長有 10m 及 12m 兩種，並 以 0~5 度及 10~15 度傾斜角交叉排列，樁頂則施作帽樑。
本節以下內容將僅就地中版工法作進一步之探討。至於微型樁 工程因係針對松山路天橋樁基礎開挖遷移工作，故其設計與配置 與永春站深開挖工程建物保護無關，且是否亦適用於站體開挖之 建物保護，亦有問題，乃於此略過，不併入本研究案。
【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 3-2-5 永春 站 施工保護建物及 監測儀器位置圖
圖 3-2-5 永春站施工保護建物及 監測儀器位置圖 （ 續 ）
圖 3-2-6 永春站指定保護建物位置圖
微型樁建物保護工程圖例：地中版建物臨時支撐
虎 林 街
松 山 路 忠孝東路五段
圖 3-2-7 永春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 3-2-8 永春站建物保護工程地中版及建物臨時支撐剖面示意圖
(a) 地中版
(b) 建物臨時支撐
(亞新工程顧問股份有限公司，1995)
圖 3-2-9 永春站建物保護工程微型樁示意圖 （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。永春站站體之地中版主要採用高壓 灌漿加機械攪拌之 SWING 工法構築，然於連續壁邊及管線區域，
為避免攪拌翼受損及管線損壞，則改採高壓灌漿 UHPG 工法。其 中，SWING 工法成形樁徑 2.5m，樁中心間距 1.15m；UHPG 工法 成形樁徑 1.6m，樁中心間距 1.2m。另外，出入口之地中版採用超 高壓噴射灌漿 Jumbo Special Grout （簡稱 JSG）工法構築，有成 形樁徑 2.5m／樁中心間距 1.15m 及成形樁徑 1.6m／樁距 1.2m 兩 種。除上述以外之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
將直接以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 2.5 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 3-2-5。
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，分別整理出永春站連續壁內傾 度管變位(表 3-2-3)，周遭地表及建物於連續壁完成後之等沉 陷分佈情形(圖 3-2-10)，站體開挖完成之等沉陷分佈情形(圖 3-2-11)，以及最終監測資料繪示之等沉陷分佈情形(圖 3-2-12) 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 3-2-3顯示連續壁最大變位約在 1.1 至 2.5 公分間，符 合規範要求。另外，最大變位與開挖深度比值約在 0.07%
至 0.15%，較之同一地層分區之開挖案例有偏低情形，顯 示地中版工法於抑制連續壁變位具有正面之成效。
(2) 圖 3-2-13 顯示連續壁施工期間對周遭環境影響，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 2 公分、南側約為 4.5 公分，分 別是 38 公尺槽溝深之 0.05%及 0.12%，而影響範圍推估達 1.5 倍之槽溝深。另外，連續壁施工對站體南側(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 許是南側連續壁較北側連續壁施工時間晚，亦或是因工區 南側建物載重所致。另比較圖 3-2-10 及圖 3-2-11 與圖 3-2-12，顯示工區北側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）影響量較深開挖施工 影響量為大；工區南側則是深開挖施工影響較連續壁施工 期間影響為大，研判亦是與工區南側建物載重有關。
(3) 依據圖 3-2-11及圖 3-2-12之建物沉陷情形而言，永春站
站體深開挖施工影響（已扣除連續壁施工期間影響）對 工區北側建物影響不及 2 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，符合原先設計之 預期；惟南側建物沉陷則明顯數倍於北側建物並高出規 範要求，依據觀測結果總報告（亞新工程顧問股份有限 公司，1995）之記載，此乃因特殊施工因素所導致，至 於是何因素則未見進一步之說明。
(4) 永春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 3-2-3 永春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 開挖深度 最大變位與
開挖深度之比值 備 註 SID1 21 mm／15.5m 16.7m 0.13% 位站體北側 SID2 20 mm／19m 16.7m 0.12% 位站體北側 SID3 11 mm／19.5m 16.7m 0.07% 位站體北側 SID4 11 mm／16m 16.7m 0.07%
SID5 18 mm／15m 16.7m 0.11% 位站體南側 SID6 25 mm／16.5m 16.7m 0.15% 位站體南側 SID7 22 mm／20m 16.7m 0.13% 位站體南側 SID8 20 mm／15m 16.7m 0.12% 位站體南側 SID9 17 mm／7.5m 16.7m 0.10% 位站體南側
(陳奕耿等，1997)
壓力灌漿建物臨時支撐地中版建物保護工程圖例：
圖 3-2-10 永春站連續壁施工完成之地表及建物等沉陷 分佈
【註】沉陷點監測日期為82年9月1日至3日。沉陷單位為mm。壓力灌漿建物臨時支撐地中版建物保護工程圖例： 【註】 1. 沉陷點監測日期為84年7月20日至8月4日。沉陷單位為mm。 2. 沉陷量為開挖影響淨值，即已扣除開挖前沉陷量。
圖 3-2-11 永春站站體開挖完成後之地表及建物等沉陷分佈
忠 孝 東 路 五 段 四 二 三 巷 忠 孝 東 路 五 段 四 二 十 巷
松 山 路 忠孝東路五段 家美建設
虎 林 街 潛 盾 到 達 井
潛 盾 到 達 井 壓力灌漿建物臨時支撐地中版建物保護工程圖例： 【註】 1. 沉陷點監測日期為85年9月10日~88年5月13日。沉陷單位為mm。 2. 沉陷量為開挖影響淨值，即已扣除開挖前沉陷量。
潛 盾 到 達 井 壓力灌漿建物臨時支撐地中版建物保護工程圖例： 【註】 1. 沉陷點監測日期為85年9月10日~88年5月13日。沉陷單位為mm。 2. 沉陷量為開挖影響淨值，即已扣除開挖前沉陷量。