開挖引致之擋土壁及土壤側向變位

擋土壁體及土壤側向變位可由壁中傾斜管及土中傾斜管測得，本 研 究 共 安 裝 2 支 壁 中 傾 斜 管 (SID1~SID2) 及 5 支 土 中 傾 斜 管 (SIS1~SIS5)；其中 SID1 安裝於基地南側，深度 60m，SID2 安裝於北

側，深度 50m，SIS1 安裝於基地南側距連續壁 5m 處，深度 50m，

SIS2~SIS3 亦安裝於基地南側距連續壁 25m 處，SIS4 安裝於基地北側 距連續壁 1.7m 處，SIS5 安裝於基地北側距連續壁 4m 處，相關位置 圖如圖4.1 所示。此外本基地開挖形狀為長條形，基於交維之因素，

必需分區分期開挖，因此各壁中傾斜管及土中傾斜管之觀測結果，將 依據開挖區域之相關性及不同開挖時間分別做探討。

SID1、SIS1 及 SIS2 為沿著剖面 A 之主要觀測斷面，其剖面圖如 圖 4.2 所示。其中 F 區以西之開挖分區(圖 3.7)距離主要觀測剖面過 遠，對該剖面地盤之影響可忽略不計。此外，主要觀測斷面位於 C 區及A、B 區開挖分區之交界，同時開挖順序亦不相同，故兩區之開 挖均對主要觀測剖面之地盤造成影響，本研究同時探討A、B 及 C 區 開挖對SID1、SIS1 和 SIS2 等主要觀測斷面之地盤變形行為。

SID1、SIS1 及 SIS2 於各施工階段之累積側向變位如圖 4.3(a)(b) 所示。不同之施工階段下皆是 SID1 側向變位最大，SIS1 次之，SIS2 最小。顯示離開挖面愈近，則開挖對周圍地盤的擾動愈大。到C 區 4 階開挖完成，SID1 累積之最大側向變位約 61mm。而 SIS2 距離開挖 區 25m，在 C 區 4 階開挖完成，仍有約 25mm 之側向變位，顯示開 挖造成的影響範圍超出開挖區 25m 外。就側向變形與深度之形狀加 以分析，SID1 在 C 區第 2 階開挖前，皆屬於懸臂式變形，即接近地

表之變形最大；在C 區第 3 階開挖後，則漸漸出現深層向內的位移。

SIS1 在 A 區 2 階及 B 區 1、2 階開挖後，即已出現深層向內位移的情 況。顯示距離開挖面愈近，靠近地表土壤的擾動較大，土體的應力狀 態較接近臨界應力狀態，並產生較大的位移。因此在開挖深度較淺 時，仍會持續變形，一直到開挖深度較深，擾動範圍較大時，地表淺 層土壤變形的貢獻才會漸漸由較深層之土壤取代，進而發生深層向內 位移之情形。距離開挖區5m 時，開挖對地表土壤的擾動已較小，造 成的側向位移亦較小，因此開挖深度較淺時，則已由較深層土壤發生 較大之側向位移。SIS2 由於距離開挖面較遠，對地表附近土壤的擾 動更小，因此土壤側向變形行為不像SID1 及 SIS1 在開挖面以上深度 有較大的變形變化，而是整體反應開挖區外 25m 土壤的整體變形，

因此一直是呈現變形較小的懸臂式位移。

SID2 及 SIS4 位於觀測剖面 C 上，由於正好位於 C 區開挖平面的 中間，A&B 區開挖對 C 剖面不造成太大影響，如圖 4.4 所示，所以 此處僅探討 C 區開挖造成之影響。由於位於 SID2 及 SIS4 西北邊有 聯合開發工程，所以在C 區一階開挖前，SID2 與 SIS4 受到淺挖及聯 開區施工的交互作用影響下產生 23mm 之變位，接著在 C 區 1 階開 挖後，SID2 增加將近 30mm 之變位增量，如圖 4.5 所示，直至架設 第1 階支撐後，變形才抑制，研判此現象與聯開區連續壁工程造成附

近地表下土壤強度降低，所以 C 區 1 階開挖後產生過大之變位，但 隨著後續之開挖作業，便慢慢產生深層向內位移，截至 C 區 4 階開 挖完成，累積側向變位約48.5mm。與 A 剖面之 SID1 及 SIS1 類似，

靠近開挖區土壤側向位移發生深層位移之時間較連續壁為早，原因與 A 剖面相同。此外先前施做連續壁時亦在內外側 G.L-2m~G.L-11m 之 土壤施做 CCP 改良，使得靠近連續壁附近之表層土壤強度提高，抑 制了SIS4 在靠近地表土壤的側向變形。

SIS5 位於觀測剖面 E 上，由於正好位於 A&B 區開挖平面的中 間，C 區開挖對 E 剖面影響不大，如圖 4.6 所示，所以此處僅探討 A&B 區開挖造成之影響。SIS5 在 A&B 區開挖各階段之側向變位如 圖4.7 所示。SIS5 在開挖深度愈深後，亦漸漸產生深層向內位移，在 A&B 區第 5 階開挖後的最大側向變位約 41mm。

本案例開挖至目前深度之最大壁體變位量(δhm)與開挖深度(He) 之比值如圖4.8 所示。隨著開挖深度不同，最大壁體變位量與開挖深 度之比值如表4.1(a)(b)，除了 SID2 第 1 階開挖時比值大至 1.076，其 餘階段之比值約在 0.44%~0.7%，該值與 Ou(1993)之研究比較有略為 偏大之情形，偏大之原因應與本工程第一階段淺挖分區時間過長，靜 置時間過久造成額外靜置變形量有關。