監測儀器佈設原則

監測儀器裝設位置一般均以能獲取最大物理量（例如連續壁最大鋼 筋應力發生位置等）為基本考量，然而建築基礎施工中可能發生最大物 理量或臨界狀況之確切位置實難以於施工前預知，故監測儀器選定之裝 設位置是否能如願地反應工地實際安全程度，無疑是工程人員之一大挑 戰。茲整理實務經驗與工程學理，提出建築基礎施工之監測儀器佈設之 一般性原則如下：

1. 擋土壁內傾度儀──裝設於擋土壁（如連續壁或排樁等）內部之傾 度儀，一般均是將傾度管直接固定於擋土壁鋼筋籠，故其裝設深度 係與擋土壁相同；惟對於連續壁內傾度儀，亦有採用先預埋 PVC 管 或鋼管，待連續壁完成後，再鑽穿預埋管底端深入連續壁底部地層，

安裝較連續壁更深之傾度儀作法。不論是與擋土壁同深或貫至更深 地層中，均可監測擋土壁之側向變位（但必須再修正成絕對變位）；

然如有傾度管僅裝設至擋土壁部份深度之作法（如至開挖面深度等 例），均不建議採行。另外，就水平佈設位置而言，在遠離開挖區 角隅一倍開挖深度距離外之位置，連續壁變位約可視為不受角隅效

應影響（Wong and Patron, 1993）；亦或以開挖區長寬比在 1.0 ~ 1.5 間 之基地而言，距離角隅25 ~ 30m 以上時，連續壁變位受角隅效應影 響已明顯降低至僅餘約20%（Ou and Chiou, 1993），故就遠離開挖區 角隅一倍開挖深度距離外或25m 以上之位置佈設傾度管較能獲取較 具代表性之壁體變位；各傾度管水平間距可採等同擋土壁深度或兩 倍開挖深度為考量基準，如圖3.1。但如擋土壁周遭有較大地表超載 或重要鄰建物時，宜考量於適當位置增加佈設傾度儀；另外，傾度 儀安裝位置儘量避開連續壁上柱位（因鋼筋較多之故）。

圖 3.1 擋土壁內傾度儀平面佈設原則示意

2. 擋土壁鋼筋計──鋼筋計佈設位置須鄰近壁內傾度儀（至少需在同 一個連續壁或排樁鋼筋籠），以相輔相成並相互佐證監測結果。於 垂直向之裝設深度係依據理論分析之連續壁正彎矩與負彎矩包絡線 上極大值裝設，平均約每隔3 ~ 5m 深度裝設一組鋼筋計（指擋土壁 內外側垂直主鋼筋於相同深度各裝設一支鋼筋計使之成對）且每一 處至少裝設兩組。一般而言，鋼筋計安裝於開挖面附近，於 10 餘公 尺左右之深開挖工程中，砂性地層約取 0.3H、0.6H、0.9H、1.2H（H=

最終開挖深度）深度裝設；軟弱黏土層取 0.4H、0.7H、1.1H、1.4H 深 度裝設，如圖 3.2。對於擋土壁周遭有較大地表超載或重要鄰建物時，

宜考量於適當位置配合壁內傾度儀之佈設增加裝設；另外，鋼筋計 安裝位置亦宜儘量避開連續壁上柱位（因鋼筋較多之故）。

S1 2 H（TYP）

壁內傾度儀 擋土壁 【註】H=開挖深度

擋土壁為連續壁時：S1>H 或 25m 擋土壁非連續壁時：S1>H

圖 3.2 擋土壁內鋼筋計佈設原則示意─ 以開挖深度 10 餘公尺為例

支撐應變計。對於擋土壁周遭有較大地表超載或重要鄰建物時，宜 考量於適當位置增加裝設。

【註】H=開挖深度。擋土壁為連續壁時：S1>H 或 25m。擋土壁非連續壁時：S1>H 圖 3.3 支撐應變計水平佈設原則示意

4. 支撐荷重計──支撐荷重計係一獨立構件而夾於兩支撐端部之間。

其裝設位置一般均避免裝設於無支撐長度之中央，而係靠近端部1/3 無支撐長度位置，以防危及結構穩定，如圖 3.4。支撐荷重計之佈設 方式類同支撐應變計且兩者可搭配使用。原則上亦每一層支撐上皆 需佈設，對於擋土壁周遭有較大地表超載或重要鄰建物時，亦考量 於適當位置增加裝設。

S1

S1 H（TYP） H（TYP）

H（TYP）

S/2 S/2 擋土壁

支撐應變計

【註】H=開挖深度。擋土壁為連續壁時：S1>H 或 25m。擋土壁非連續壁時：S1>H 圖 3.4 支撐荷重計水平佈設原則示意

5. 水位觀測井──地下水位之觀測一般在驗證設計條件與掌握可能之 變化。於佈設時，如能了解工址區域之地下水流方向，則佈設位置 應以至少能獲知上、下游地下水位面為依歸，如圖 3.5，裝設深度則 採已知最低水位深度加深5 ~ 8 m 為原則。如為掌控擋土結構水密性 不佳所可能造成砂性地層管湧現象，一般取 0.5d（d=最終開挖深度扣 除常態地下水位深度）為水平佈設間距，裝設深度至少達最終開挖 面。另外，重要鄰近結構物附近增加佈設水位觀測井，可了解基地 內開挖降水是否引致基地外地下水位下降（可導致地盤及結構物沉 陷）。

圖 3.5 水位觀測井水平佈設原則示意

水位觀測井 擋土壁

地下水流 地下水流

S1

S1 H（TYP） H（TYP）

H（TYP）

>2S/3

<S/3 擋土壁

支撐荷重計

6. 水壓計──佈設位置一般均鄰近水位觀測井，以獲取該位置之水位 水壓分佈，但水壓計較不宜作為監控砂性地層管湧或擋土壁破洞漏 水現象之主要儀器。裝設深度主要按地層分佈考量，主要裝設於砂 性地層內，深度約在最終開挖面，以及水密性擋土壁之底部，亦或 裝設於可能造成黏土層上舉現象之砂土層內，如圖 3.6。另外，重要 鄰近結構物附近增加佈設水壓計，可了解基地內開挖降水是否引致 基地外地下水位下降（可導致地盤及結構物沉陷）。

圖 3.6 上舉考慮下之水壓計佈設剖面示意

7. 連續壁背側傾度儀──水平佈設位置比照連續壁內傾度儀。裝設深 度至少為H+B（H=最終開挖深度；B=開挖區寬度）或達擋土壁底部 以下堅硬地層，如圖 3.7。

圖 3.7 擋土壁背側傾度儀佈設剖面示意

8. 中間柱隆起觀測點──選取鄰擋土壁邊 0.5D ~ D（D=擋土壁貫入深度）

砂土層 開挖區

黏土層

地下水位

水壓計

開挖區

傾度管

堅硬地層 > H+B

開挖區 B

傾度管 H

D

≤ 2m

範圍內之中間柱，水平佈設點距約 1.0D，如圖 3.8。另外，於開挖區 中央處亦佈設之，以獲知最大隆起值。

圖 3.8 中間柱隆起觀測點水平佈設原則示意

9. 沉陷觀測點──地表沉陷觀測點之水平佈設間距一般取 5 ~ 10m。結 構物沉陷觀測點一般係佈設於柱位處，尤其柱底為基礎者（如獨立 基礎等），而因一般建物內部設立儀器不易，故均僅佈設於外部柱 位，對每一獨立結構物而言，宜儘可能於結構物外側邊柱上裝設，

至少能於外部各角隅柱位裝設，以了解整體結構物之沉陷情形，如 圖 3.9。

圖 3.9 建物沉陷觀測點水平佈設原則示意

10. 建物傾斜計──同結構物沉陷觀測點，一般僅佈設於外部柱位之適 建物沉陷觀測點

騎樓 0.5D

~D

0.5D~D D D

D

（

擋土壁

中間柱隆起 觀測點 D

D

（

當高度（視結構而定）。另外，如於施工前，結構物有經鑑定單位 測量絕對傾斜值時，建物傾斜計可增加佈設建物傾斜計於該測點（一 般位建物角柱），以接續建物受施工影響之變化狀況，如圖 3.10。

圖 3.10 建物傾斜計水平佈設原則示意

11. 地錨荷重計──另請參考「地錨設計與施工準則暨解說」（中國土 木水利工程學會，2001）。如依據國際預力協會（FIP，1982）之建議，

當地錨數少於 50 支時，監測荷重數量取地錨數之 10%；介於 50 至 100 支時，取 7%；大於 100 支時，則取 5%觀測之。

12. 特殊考量──如有特殊監測標的物（如重要鄰建物、古蹟、維生幹 管等）或施工試驗區、學術研究斷面等，皆按其監測需求特別增加 佈設選定之監測儀器，以獲取足夠之資訊。