第四章 試驗結果與討論
4.2 高壓噴射灌漿改良結果探討
1.表面波震測結果分析討論
首先將表面波所得之頻散曲線整理如圖4. 13，整體來看改良前 頻散曲線相位速度約在155~175m/s頻率在 6~36Hz，改良後相位速度 提升為175~200m/s，頻率在 5~35Hz，若將頻率轉換至波長可得圖4.
14，圖中橫軸為波長(m)，縱軸為相位速度，波長可視為表面波影響 深度，最小波長可視為表面波震測影響範圍，因此可注意到最小波長 在6m的情況下，表面波影響範圍含蓋改良樁與未灌漿區域，所以過 樁與未過樁試驗配置無法反應出差異。將相位速度-波長圖計算其改
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良率(如圖4. 15)，各深度改良率在 10%至 22%之間，整體而言，平均 改良率約在15%-17%。
圖4. 13 高壓噴射灌漿改良場址表面波震測頻散曲線比較
圖4. 14 高壓噴射灌漿改良場址表面波震測相位速度-波長比較
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圖4. 15 高壓噴射灌漿改良表面波震測波長-改良率
由頻散曲線反算之剪力波速結果整理如圖4. 16-a，圖中可明顯後 區分成改良前與改良後的波速群，計算改良率後(圖4. 16-b)，約在深 度6m處出現較佳的改良效果，淺層改良率約在 10%，深度 12 至 20m 改良率約在12~20%，總體而言平均改良率約在 14~17%，與波長改 良率相當。
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a) b)
圖4. 16 高壓噴射灌漿改良表面波震測剪力波速與改良率圖
再來將剪力波波速透過(2-4)式轉換成剪力模數(如圖4. 17-a)，改 良前10m深度內Gmax值約在50~60MPa，10m以下深度Gmax值則在 65~70MPa，改良後約提升了 30%(如圖4. 17-b所示)，約為剪力波速 改良率的兩倍。
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a) b)
圖4. 17 高壓噴射改良場址深度-剪力模數與改良率
2.地盤改良前後波速與標準貫入試驗、複合土體強度關係
為進一步了解剪力波速提升所可提供的工程訊息，將高壓噴射灌 漿改良場址試驗表面波震測資料與場址原有檢核方法(樁間SPT-N與 改良樁單壓強度試驗)做比較(參考表2. 6與 3.2.1 節)，試圖找尋出其 中的關係。如圖4. 18，BH02、BH05 兩孔鑽探資料以及震波探測之
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結果未於方框中，將以該區域資料進行比較。
圖4. 18 高壓噴射灌漿改良場址檢核點選取比較區域
將圖4. 18方框中之檢核點與鑽探孔BH02 及BH05 的SPT-N值整
理至表4. 1，表中改良前N值受到該層含礫石的影響有造成N值偏高
的情況，改良後N值為方框中選取點之平均，可以觀察到高壓噴射灌 漿改良後樁間土壤SPT-N值普遍提升，符合原有檢核標的，其提升的 原因是受到固結漿液的影響而有擠壓效果。
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表 4. 1 高壓噴射灌漿改良場址前後 SPT-N 值比較 了深度10~12m處SPT-N值變化不明顯，可能原因是該層含有砂礫石，
使得原有N值偏高，造成達到強度要求但改良效果不明顯的狀況。整 體而言，除了深度10~12m以外，樁間土壤SPT-N值都有提升，表示 高壓噴射灌漿改良工法在施作的同時，樁間土壤會受到固結漿液擠壓 或滲透使得改良影響範圍變大而有變緊密的效果，此結果與林士誠 (2006)案例研究結果相似。圖4. 19-b為SPT-N值於改良前後之改良 率，變異性甚大，與先前剪力波速改良率之結果比較則關連性較低。
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a) b)
圖4. 19 高壓噴射改良場址 SPT-N 改良前後結果與改良率
BH02 與BH05 附近改良樁心鑽孔取樣施做單壓試驗檢核結果如 表4. 2，表中分BH02 區域內(樁號 42、75、90)以及BH05 區域內(樁 號181、245、257)各三處檢核位置，依取樣深度排列其改良後單壓強 度。
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表 4. 2 高壓噴射灌漿改良樁體單壓試驗結果
取樣深度(BH02) 試體編號 qu(kgf/cm2) 取樣深度(BH05) 試體編號 qu(kgf/cm2) -5.7~-5.85 (42-上) 82 -3.7~-4 (257-上) 82
-8.3~-8.5 (90-上) 201 -4~-7.65 (245-上) 82 -9.85~-10 (75-上) 67 -8.2~-8.5 (257-中) 117 -11.6~-11.9 (42-中) 74 -9.7~-10 (181-上) 38 -12.5~-12.7 (90-中) 118 -11~-11.3 (245-中) 48 -14.8~-15 (75-中) 62 -13~-13.2 (181-中) 87 -17.4~-17.6 (90-下) 75 -15~-15.2 (257-下) 49 -19.5~-19.75 (42-下) 102 -17~-17.2 (245-下) 77 -19.7~-20 (75-下) 72 -19~-19.5 (181-下) 80
自
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表4. 2得到單壓強度透過複合改良土體設計概念(參考 2.1.4 節)，將單 壓強度與高壓噴射灌漿改良設計改良率(Ir%)計算得到複合土壤剪力 強度參數Cm與Фm，透過這兩個參數計算該深度剪力強度如圖4.
20-a，圖中可見到以BH02 與BH05 為分類的兩組數據，因該場址為無 凝聚力之砂礫石與粉土組成，所以改良前(before)剪力強度多由覆土 深度與摩擦角控制(如表3. 1)，在將該場址設計改良強度(Design)(砂 土qu≧kg/cm2；粉土黏土qu≧10kg/cm2)與實際檢核之單壓強度(after) 計算複合土壤剪力強度，由圖中得知膠結的過程中使得凝聚力增加，
讓改良後或設計複合土壤剪力強度大大提升，使得改良後之複合土壤 剪力強度由取樣之單壓強度控制整體強度表現。圖4. 20-b為改良前 BH02 孔及BH05 孔計算之剪力強度與實際計算之複合土壤剪力強度 之改良率，由圖中可知單壓強度的提升可以讓剪力強度達2~6 倍的成 長。
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7 b)
圖4. 20 高壓噴射灌漿改良複合土層剪力強度-深度與其改良率
3.成效評估探討
高壓噴射灌漿場址於改良後在改良樁間或樁上施做SPT-N試驗 或單壓試驗都無法代表複合土體改良前後差異，由表4. 1中發現標準 貫入試驗容易受到礫石影響或異物影響其結果，跨孔震測於高密度改 良區域施做會使得波傳受改良樁影響產生許多雜訊，剪力波初達時間 難以挑選，造成結果的誤差。另外，在利用取樣試體單壓強度結果計
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算複合改良土體強度參數，幾乎由單壓強度控制計算結果，因此若鑽 探偏心或取樣技巧不佳時，檢核即受影響；另一方面若透過增加單樁 改良面積與強度，使之具有相同改良率(Ir%)與高單壓強度，可形成 相同的複合剪力強度，則該場址是否能以此做為設計依據，實有可進 一步討論的空間。
根據前述之分析，初步結果顯示在此場址之複合土體剪力強度提 升率上與剪力波速提升率無明顯相關，而由表面波震測結果顯示該場 址剪力波速提升14-17%，與設計改良率(Ir=14.43%)相仿。
初步假定，在採用高壓噴射灌漿改良工法進行土壤改良時，由表 面波震測所獲得之剪力波速提升率所反應設計改良率，又震測結果不 論過樁與未過樁結果都相似，顯示震波影響範圍涵蓋複合土體整體，
可反應複合改良土體之整體改良效果。
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