施工技術管理

施工技術管理之最主要的目的，就是為了使實際的灌漿作業，能 符合設計之要求，而進行的相關管理。其管理的項目大致有下列八項：

1. 漿液的品質、數量及儲存 2. 配比及膠凝時間

3. 施工機械及量測設備的檢核

4. 灌漿孔的間距及每一施灌段的範圍 5. 灌漿順序

6. 灌漿量 7. 灌漿壓力

8. 灌漿流量（灌漿速度）

對於灌漿壓力及灌漿流量而言，跟灌漿的土層性質有直接的關 係，雖然在設計階段曾做過土壤調查，但因為該調查是由幾個鑽孔所 得之資料而加以推斷的，因此無法完全掌握土層的分佈情況。所以灌 漿時須有專業人員隨時監測壓力計與流量計的變化，遇有突發狀況才 能隨即做適當的調整，以避免意外事故的發生。

一般在灌漿流量維持穩定的情況下，其灌漿壓力的變化情形大致 可分為下列六種形態【36】，其中 P 為灌漿壓力（kg/cm²），Q 為每分 鐘的灌漿量（liter/min），T 為灌漿時間（min）：

施工設備安置

灌漿材料進場

鑽孔位置放樣

進行鑽孔作業

鑽灌設備清洗

改良效果檢核

施工管理 環境監測

補灌作業

完 成 進行灌漿作業

當每一施灌段作業達到設計之要求 時，即可進行下一施灌段之灌漿。

下 一 個 鑽 孔

YES NO

圖 6-20 施工流程【1】

1.灌漿開始經過一段適當時間之後，灌漿壓力開始上升，如圖 6-21(a)所示。此種情形適合在砂質土的有效滲透灌漿，由於此 種形態為理想型，因此在實際上不易獲得。

2.灌漿壓力雖然上升，但上升速度緩慢而不易達到目標灌漿壓力，

如圖 6-21(b)所示。在低壓灌漿作業上，此種情況較多，其發生 原因如下：

(1) 滲透灌漿之漿液濃度稀薄，漿液膠凝時間過長。

(2) 部份藥液向砂層以外之土層逸流。

(3) 在砂質土的滲透灌漿一部份脈狀化。

(4) 為粘性土之脈狀灌漿，效果正在提高。

3.灌漿壓力完全沒有上升，甚至呈現下降之傾向，如圖 6-21(c)所 示。雖然這是不理想之形態，但在現場常常遇到：

(1) 漿液正向地表面逸流，或流入附近多空隙之土層，或流入埋 設物內。

(2) 由於稀釋或其他原因，漿液沒有完成膠凝化。

(3) 為粘性土之脈狀灌漿，漿液逸流範圍廣。

4.灌漿壓力在上升一段時間後突然下降而不再恢復，如圖 6-21(d) 所示。其發生的原因如下：

(1) 灌漿管周圍之環塞破損，漿液開始逸流。

(2) 漿液突然遇到地盤之空隙或脆弱部份，而改變成脈狀灌漿。

(3) 灌漿速度過快，擾動地盤而呈脈狀灌漿。

5.灌漿壓力重複呈現上升下降之型態，並且是順次上升，如圖 6-21(e)所示。此種情況最常見於膠凝時間短之漿液，因為最先 灌注的漿液膠凝後，受到後來灌注的漿液壓破，如此重複下去，

才會形成這種形態。

(1) 土層緻密不能施灌

(2) 膠凝時間過早

(3) 灌漿管阻塞

遇到此等情形，應再次送水即可了解其發生之原因。

圖 6-21(a) 灌漿壓力之變化形態

資料來源：【36】

圖 6-21(b) 灌漿壓力之變化形態

資料來源：【36】

Q,P 容許壓力

T Q

P

Q,P 容許壓力

T Q

P

圖 6-21(c) 灌漿壓力之變化形態

資料來源：【36】

圖 6-21(d) 灌漿壓力之變化形態

資料來源：【36】

Q,P 容許壓力

T Q

P

Q,P 容許壓力

T Q

圖 6-21(e) 灌漿壓力之變化形態

資料來源：【36】

圖 6-21(f) 灌漿壓力之變化形態

資料來源：【36】

Q,P 容許壓力

T Q

P

Q,P 容許壓力

T Q

6.3.2 環境保全管理

1.地下水的水質監測

在離灌漿設計範圍 10m 內，設置觀測井以進行地下水水質檢驗如 pH 值等，其觀測井的深度要超過灌漿範圍的底部，並且每天至少 要採樣一次，每次採取的地下水約 1 公升。

2.周圍建築物及地表的監測

利用各項監測儀器如沈陷計、傾斜計及變位計等，對鄰近建築物 進行監測，以確保其安全。另外在灌漿區域的地表面隨時察看是 否有灌漿液滲出。

3.其他

廢棄物和漿液的處理、注入孔洞的處理及施工場所的清掃、整備 等。

直接看到產品而瞭解其施工品質，必須在開挖後，如果沒有問題發 生，才能確認其改良效果，假如有問題的話，則將造成許多不便。因 此針對灌漿工法，需要在施工後進行檢核，以確認是否需要進行補灌 作業，但是，最好還是要在設計及施工品質方面做好。而檢核方式的 選擇受到施工地點的限制、檢核方法的準確性及應用範圍、費用等等 許多因素的影響。因此，有時需要使用多種的檢核方法來評估改良結 果。在此將檢核方式依照灌漿液的所在位置也就是改良範圍、地盤改 良後的滲透性及地盤改良後的強度三方面，分別敘述其檢核的方法如 後：【1】

一、改良的範圍 1.試坑開挖

就是直接在灌漿區域進行試坑開挖，使改良情況能直接觀察到，

並且能取得試體，以進行相關室內試驗，而其開挖深度只適用於 淺層開挖，一般都在 7m 以內，如果要做較深的試坑，則因為需要 支撐設備，所以在費用上較不經濟。

2.色素辨別法 (1)酸鹼指示劑

利用灌漿液與土層或地下水的 pH 值差異，可於開挖後噴灑試 劑，而辨別出改良範圍。如以水玻璃為灌漿材料時，由於水玻 璃為鹼性，因此可噴灑 phenolphthalein 試劑，利用其在 pH 值 為8.4～9.6 會呈現粉紅色的特性，而顯示出灌漿範圍。

(2)染色劑

直接在灌漿液中加入各種染色劑，使灌漿液含有顏色，因此在 試坑開挖後可明確的看到灌漿範圍。

3.地球物理探勘法 (1)γ射線

γ射線密度計可以用來量測土層的密度，在灌漿前後施測，以 得知密度的變化情形，進而判斷灌漿範圍，而其讀數隨著密度 的增大而減小。當灌漿液的密度與水相近時，使用本法來評估 灌漿範圍則有困難【5】。

(2)電阻探測

比較灌漿前後，其電阻值之差異，進而判斷其灌漿範圍【40】。

其原理為將 4 個電極，沿一直線依等間隔插入土層，如圖 6-22 所示，將直流電經由外側電極導入，而後量測其內側電極之電 壓，則可利用(6.4)式求出其電阻值。但是，當灌漿材料之電阻 值和水接近時，則不易判斷。

I a V 2π⋅ ⋅

=

ρ (6.4) 式中 ρ： 電阻 (ohm-cm)

a： 電極之間距 (cm) V： 電壓 (Volt) I： 電流 (Ampere)

圖 6-22 電阻探測

資料來源：【41】

A V

外電極

外電極 內電極 灌漿區 s ₀

(10 to 1000MHz)，在經過不同介質時，其速度會有差異的特性，

在灌漿前後進行施測，比較前後差異性即可得改良範圍。利用 相隔已知距離的發射器及接收器，量測電磁波在傳送時間上的 變化情況，進而判斷出改良範圍【42】。一般雷達波在空氣中速 度為3×10⁸ms，因此在不同介質的速度可由(6.2)式來求得，當 土壤孔隙中的水被灌漿液取代後，其速度會增快。

ε r

V = C (6.5)

式中 V： 雷達脈衝在量測介質中的速度 C： 光速

ms 10 3× ⁸

ε

r： 量測介質的電介質常數(dielectric constant)，例如水為 80，

乾砂為 2。

(4)中子水分計

原本是做為量測土層中水分含量的用途【38】，其原理為利用中 子水分計所發射的高速中子，在和水中的氫原子碰撞後，會變 成低熱的中子，由低熱中子的多寡，進而判斷其水分含量。因 此只要在灌漿液中加入會吸收低熱中子的物質如硼等，則可由 灌漿前後其中子水分計的讀數變化，而判斷出灌漿範圍。

二、地盤改良後的滲透性

圖 6-23 垂直鑽孔透水試驗

資料來源：【41】

表 6-6 鑽孔透水試驗 E 值

管徑 2r (cm) ₀ 直徑

深度 ( r0

2d )

2.5 5.1 7.6 10.2 12.7 15.2 20.3

1 39.6 53.1

2 33.2 39.4 52.9

3 26.2 33.0 39.4 52.6 4 19.6 26.2 32.8 39.2 52.1 5 19.6 25.9 32.8 38.9 51.8 6 13.0 19.3 25.9 32.6 38.6 51.6 7 13.0 19.3 25.6 32.2 38.6 51.3 8 13.0 19.1 25.6 32.2 38.4 51.0 10 12.7 19.1 25.2 31.8 37.9

12 6.4 12.7 18.8 24.9 31.5 15 6.1 12.5 18.3 24.6

25 5.8 11.7 17.3 40 5.3 10.2

60 4.8 100 3.8

地下水位

d

s 0

s t

(2)抽水試驗

圖 6-24 抽水試驗

資料來源：【41】

圖 6-25 水平鑽孔透水試驗

資料來源：【43】

l 0

r 0

鑽孔

Q H

h

2

h

1

觀測井

不透水層

三、地盤改良後的強度

4.壓力儀檢測

係利用一個可充水膨脹之圓柱形探測器【45】，藉由水壓對鑽孔 孔壁土體施加均勻側向壓力，使土體在平面應變狀態下，產生均 勻之徑向變形，而後藉由所施加的壓力和圓柱形探測器的半徑變 化，推導出土壤之強度變化情形，如圖 6-27 所示。

5.貫入試驗

(1)標準貫入試驗

量測改良前後N 值的變化，以求出強度的增加範圍，但是 N 值 在30 以上的砂質土因改良前後差值小，適用困難。

(2)圓錐貫入試驗

以靜力推動圓錐貫入儀入土中，而測得錐頭阻抗及錐側摩擦阻 力，其量測資料為連續性，因此可更明確了解土層中的強度變 化情形，但只適用於沒有礫石、深度較淺及強度較低之土層。

6.壓入試驗

壓入試驗須在灌漿前後施作以做比對，其方式為將試驗棒以預定 的壓力壓入土層，而所施加的壓力在灌漿前後必須保持一定，藉 由量測其壓入深度之變化，而得知改良效果，這是粗略的檢核方 法【44】。

除了上述的檢核方式外，在防止建築物繼續沈陷的灌漿作業中，

可以應用一些變位計來做為改良結果評估的依據。此外還可以根據灌 漿記錄表，也就是利用灌漿時的壓力及流量的變化情形，來作為改良 效果之評估，而各種檢核方式在各種灌漿工法的應用性如表 6-7 所 示。

(a) 單孔檢測 (b) 跨孔檢測 圖 6-26 震波探測之配置形式

資料來源：【44】

圖 6-27 壓力儀檢測之概略圖

資料來源：【5】

訊號發射器

接收器 訊號發射器

接收器 訊號發射器

接收器

空壓機 水

槽

表 6-7 檢核方式之應用

滲透灌漿 檢核

方法

擠壓灌漿 劈裂灌漿

懸濁液 化學藥液

噴射灌漿 攪拌灌漿

圓錐貫入試驗    

標準貫入試驗    

壓入試驗      

鑽孔取樣      

試坑開挖      

平鈑膨脹儀檢測  

壓力儀檢測    

現地密度試驗  

載重試驗      

色素辨別法     

震波探測      

電阻探測      

透地雷達      

室內滲透試驗    

透水試驗    

抽水試驗    

變位計      

灌漿記錄表      

 普遍使用

 偶爾使用

 特殊情況下使用

資料來源：【44】

達到要求，應該注意以下幾點：

1.土壤調查要確實做到，由於灌漿液的流動受到土層分佈的影響深 遠，因此其鑽孔數多寡除了要視改良範圍的大小及工程的重要性 外，更應該在不確定地區，進行較密集的鑽孔，以得到較明確的土 層分佈，進而選定合適的灌漿材料及工法。

2.對於地下水的水位、流速及流向要確實掌握，以避免漿液被過度稀

2.對於地下水的水位、流速及流向要確實掌握，以避免漿液被過度稀

在文檔中 既有建物液化地盤改良之研究 (頁 132-154)