施工不良導致災害案例之調查—以集集地震為例
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(2) 內政部建築研究所研究計畫成果報告. 施工不良導致災害案例之調查 －以集集地震為例. 計畫主持人：蕭所長江碧 共同主持人：林四川 翁冠群 研 究 人員：周揚國 曾子儀 盧宇知 研 究 助理：尤智伶. 委託單位：內政部建築研究所 計畫編號：MOIS 892042. 執行期程：八十八年三月至八十九年三月.
(3) ARCHITECTURE & BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. The Cases Study On The Ill-Construction Induced Failure -Illstrated by Chi -Chi Earthquake. BY SHIAO JING PI KUAN CHUN WENG LIN SZU CHUAN October, 2000.
(4) 摘. 要. 關鍵詞：集集地震、施工不良 台 灣 地 區 在 88 年 9 月 21 日 凌 晨 發 生 了 芮 氏 規 模 7.3 的 強 烈 地 震 ， 造 成 全 台 二 千 多 人 不 幸 喪 生， 八 千 餘 人 受 傷 ， 而 全 倒 半 倒 房屋亦達萬餘棟。 在歷經如此具大災變之後，全國上下無不同心齊力投入救災 賑 災 行 列 ，而 具 專 業 背 景 之 建 築 師 及 專 業 技 師 亦 全 體 動 員 ，投 入 建築物緊急安全評估及勘災鑑定工作。然而勘災的同時卻也驚 見，若 干 工 程 原 本 隱 藏 的 施 工不 良 狀 況 在 此 次 震 災 後 因 結 構 體 破 壞 而 凸 顯 於 外。為 避 免 往 後 建築 工 程 類 似 施 工 不 良 的 情 形 重 覆 發 生，因 此 本 研 究 乃 藉 由 蒐 集 此次 震 後 所 發 現 與 施 工 不 良 有 關 的 災 害案例進行綜合分析，從學理上探討其成因；並從設計層面、施 工管理及法規制度層面進行檢討，提出相關改善對策與建議。 本 文 內 容 包 括 ： (1)探 討 建 築 物 構 件 受 地 震 損 壞 的 機 制 ； (2) 檢 討 混 凝 土 與 鋼 筋 的 施 工 不 良 問 題；(3)從 設 計 面 檢 討 施 工 不 良 成 因 及 改 善 建 議；(4)從 法 規 制 度 面 檢 討 施 工 不 良 成 因 及 改 善 建 議 。 以 期 建 築 工 程 在 結 構 規 劃 設 計 的 妥善 考 量、現 場 施 工 品 質 的 確 實 要求、營建管理制度的落實執行、法令規章的適切合宜配合之 下，提昇整體建築工程品質，避免類似施工不良的情形發生。.
(5) ABSTRACT Keywords： Chi-Chi earthquake, ill-construction. At September 21, 1999, a magnitude 7.3 earthquake attacked Taiwan area. This earthquake induces more than 2000 peoples dead and 8000 peoples injured. More than 10,000 building damaged too. Under such a catastrophe, national wide rescue actions coming from many regions including professional architects and civil engineers. On the safety assessments of the buildings, many cases shows that the ill-construction is the main reason inducing collapse or failure. This project collects these kinds of failure cases and summarized into several catalog to analyze the mechanism. We try to provide the approve approach from the aspect of design, construction management and construction specifications or codes. In the report, we discussed (1) the seismic failure mechanism of building (2) the ill-construction of the reinforced concrete (3) the causes and improvement suggestions from the design aspect (4) the causes and improvement suggestions by the code. The results show that many places on the current specifications and codes could be improved to raise the quality of the reinforced concrete construction..
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(7) 施工不良導致災害案例之調查──以集集地震為例 第壹章 第一節. 計劃內容 計劃源起. 本研究計劃原先定名為“施工災害案例調查與建置”，原訂計畫執 行期限為一年，後來計劃執行初期遇到９２１集集地震，為使研究計劃 更切合實際需要，乃將研究主題朝向因施工不良所導致的災害為研究方 向──以集集地震所見之建築物損壞情形作為實例，進行研究。 由於此次集集地震達芮氏規模 7.3，中部地區所產生之地表加速度 遠超過房屋當初之設計標準，建築物受震倒塌毀損並非皆為施工不良所 致。本研究主要以 921 地震後建築物受災情形，針對建築物結構因施工 不良而導致結構損壞的部份加以分析探討，並配合現行建築工程施工管 理相關制度進行檢討，期能提出改善對策，減少往後同樣情事發生的機 率，並改善施工品質，提高結構安全性。. 第二節. 研究方法. 本研究計劃執行方法區分為二個主要階段。 第一階段工作主要由兩個方向分別進行，首先是從結構及基礎工程 的觀點出發，分析耐震設計理論中的破壞模式與施工上可能的關聯，進 而討論施工不良可能造成的影響；另一個方向是從集集地震各種建築物 的損害情形加以歸納，分析其中那些是由施工不良所導致，或者是因地 震過大所導致，將施工不良者加以分離出來進行檢討。 第二階段工作則首先廣泛蒐集現行建築工程施工相關法令規章，針 對其中與第一階段工作成果相關及涉及建築工程施工品質部份的條文. 1.
(8) 規定進行探討，並提出具體改善的建議及後續研究的方向。. 第三節. 研究目標. 本研究計劃目標乃希望藉由分析集集地震中各種建築物損壞情 形，將其中因施工不良所導致者加以檢討原因，希望將這些結果應用在 往後之工程實務上，避免類似情形的再度發生。 在設計上，藉由這些分析結果，在設計層面上盡量考慮於設計之 時，就能預先避免施工上的困難，或預先告知必須特別留意的地方，使 施工者或監造者能事先有所準備而特別加以留意，避免施工不良導致危 害建築物的安全。 在制度上，藉由這些分析結果，在制度層面上作為往後施工管理及 工程品管相關制度研修或訂定之參考。 本文共分五章，第一章說明計劃內容；下一章說明建築物受地震損 壞的機制；第三章就混凝土及鋼筋施工上之各種缺陷及問題加以分析研 判；第四章就設計觀點，檢討導致施工不良之成因，並提出相對改善之 建議；第五章則檢討現行建築工程施工相關的法令規章，並提出具體建 議。最後於第六章就本計畫工作成果做成結論與建議。 此外，本計畫除針對 921 震災建築物的破壞做研討外，成果報告中 亦收錄了 89 年 5 月 22 日發生於台北市濱江市場改建工程地層塌陷意外 的案例於附錄中，本計畫中並不做討論，但供後續其它相關研究之參考。. 2.
(9) 第貳章. 建築物構件受地震損壞的機制. 本研究計畫旨在討論施工不良方面的問題，因此對於結構體之整體 結構系統不良所導致之結構破壞不予討論，研究方向主要朝結構體構件 之破壞進行分析研判。. 第一節. 結構體構件受震損壞機制. 結構體構件受震損壞機制可概分為三種，第一種為剪力破壞，第二 種為彎矩破壞，第三種為軸力破壞。而建築物結構主要受力桿件則為梁 與柱（在９２１集集地震中，受損建物多為較舊的ＲＣ構造物，其結構 系統通常為單純的梁柱構造，較少見其它形式的結構系統），這兩種構 件的各種破壞機制敘述如下： 一、柱的剪力破壞： 柱的剪力破壞為地震時主要破壞模式，可以分成兩種，第一種 是地震時柱所受的剪力大於其抗剪強度，這種破壞通常發生於柱的 中間，其破壞情形常在柱身成Ｘ型的裂縫(照片 2-1)；這種柱的破壞 原因在於抗剪強度不足以抵抗地震力，而柱的抗剪強度是由混凝土 的抗剪強度與剪力鋼筋所組成，故此種破壞需檢討混凝土的抗剪強 度與柱剪力筋是否足夠。而地震力過大的原因除地震強度過大超出 設計需求外，結構系統不良或細部設計不良(如短柱)等亦為主因。. 3.
(10) 照片 2-1、柱剪力破壞情形(嘉義) 混凝土的抗剪強度與其抗壓強度直接相關，依建築技術規則規定， 混凝土之容許剪應力強度為：. vC = 0.504 fc' + 176 ρ w. Vu d ≤ 0.928 fc' Mu. 式中： Vu 、 M u 為設計斷面之設計剪力強度及彎矩強度. Vu d ≦1 Mu. ρ w 為拉力筋面積與腹面積比 fc' 為混凝土規定壓力強度( kg / cm 2 ) 在受壓力的柱，容許剪應力強度為： vc = 0.53(1 + 0.00712. Nu N ) fc' ≤ 0.928 fc' (1 + 0.0285 u ) Ag Ag. 4.
(11) 式中： N u 為垂直於斷面之設計軸力，受壓為正，受拉為負，須包括 由於收縮及潛變之拉力影響，並與 Vu 同時作用於該斷面。 Ag 為構材斷面積. fc' 為混凝土規定壓力強度( kg / cm ) 2. 在受拉力時，容許剪應力強度為： Vc = 0.53(1 + 0.0285. Nu ) fc' Ag. 式中： N u 為拉力公斤，用負號 由此三式可知，當混凝土抗壓強度 fc'愈大時，其抗剪強度亦愈大， 所以若混凝土品質不良、抗壓強度不足，則抗剪強度亦會隨之降低。 柱剪力破壞的另一項原因為柱剪力筋不足。剪力筋不足又可分兩 種：一種為鋼筋強度不足，另一為數量不足。鋼筋強度不足主要為人為 因素，而數量不足可能分兩大原因，第一種原因是原始耐震設計就有所 不足，此與隨設計年代之耐震設計規範演變有關，第二種原因為施工時 之偷工減料有關。 柱剪力破壞的第二種模式是地震時柱頂或柱底彎矩過大產生塑鉸 後，剪力重新分配，此時柱所受剪力大於其抗剪強度而導致破壞，這種 破壞發生於柱頂或柱底，常導致柱頭與梁的交接處有大的位移發生，甚 或斷裂導致結構體崩場(照片 2-2、2-3)。這種彎矩破壞其實正是耐震設計 中所希望的破壞模式，因為彎矩破壞不像剪力破壞一般瞬間破壞，而是 具有韌性，但若柱頂或柱底剪力鋼筋不足則仍然會變成瞬間快速倒塌。. 5.
(12) 照片 2-2、柱剪力破壞情形(霧峰). 照片 2-3、柱剪力破壞情形(霧峰). 6.
(13) 二、柱的彎矩破壞： 如前面所述，彎矩破壞乃是耐震設計中所希望的破壞模式，只 要柱頂或柱底剪力鋼筋足夠則不會造成瞬間倒塌，使建築物成為具 有韌性(照片 2-4、2-5)。. 照片 2-4、柱彎矩破壞情形(霧峰). 7.
(14) 照片 2-5、柱彎矩破壞情形(草屯). 8.
(15) 三、柱的軸力破壞： 地震時若有較大的垂直向地表加速度或結構系統影響導致柱 垂直軸力甚大，則有可能會造成柱軸向破壞(照片 2-6)，這種破壞為 瞬間造成，其原因為柱軸力大於柱的軸向強度，通常是因混凝土強 度不足所造成；然而，若柱有圍束鋼筋，則其軸向強度將會增加， 因此，鋼筋圍束不足也是會產生軸向破壞的主要原因之一，而若圍 束鋼筋量未逐根圍束或其彎鉤未能充分發揮功能（135 度） ，則亦不 能有效增加軸向強度。. 照片 2-6、柱軸力破壞情形(霧峰). 9.
(16) 四、樑的破壞： 在耐震設計理論上，強柱弱樑為避免災害性倒塌的理想設計， 當大地震來臨時，若樑較柱先破壞，則可有效吸收大部分能量，避 免柱的損壞，而樑的損壞只會造成局部損害，柱的損壞則會導致整 棟建築物的倒蹋，因此樑的先行破壞應可接受。不過，在承受中型 以下地震時，樑仍不應有所損壞，其損壞機制為剪力與彎矩破壞， 與柱的損壞機制類似，但不會有軸力破壞情形。. 第二節. 基礎受震損壞機制. 大致上，921 地震對結構物之破壞，主要是集中在上部結構，對下 部基礎所造成之破壞並不嚴重，其因此造成人員之傷亡程度相對也低得 多。但由現地勘察結果，仍可將基礎的破壞形式歸納為三種主要形式： (1)斷層引致之基礎隆起破壞 (2)土壤液化引致之基礎沉陷或傾斜 (3)非斷層區之基礎與上部結構界面破壞 分別說明如下。 一、斷層引致之基礎隆起破壤 這次 921 集集地震在局部地區地表嚴重錯動擠壓隆起，造成嚴 重的建築物損害。由現地勘查及所蒐集之調查資料顯示，一般二到 四層樓之民宅並無完善的基礎系統。建物下方之基礎大多是簡易的 地樑或獨立基腳，雖然在常時(即無地震時)，該基礎可以承受上部 結構之垂直向載重，可是一旦受到地震之水平力時，則可能造成簡 易基礎與上部結構界面處之破壞而與上部結構分離。此類基礎在地 表隆起地區的破壞情形，常見基礎被由下而上之隆起作用力所剪 斷，造成基礎版與柱分離的情形，或是基礎連同上部結構一起被頂. 10.
(17) 上來，而造成基礎懸空的情形。 在地表隆起區域之建築物基礎，大量之差異性位移(垂直或水 平)係造成基地破壞的主因，地震作用力反倒是較次要的破壞因 素，但由出露之民宅基礎來看，其施工品質相當粗糙，埋設深度多 在 1~1.5 公尺以內，在地震來襲時，基礎對水平向和向上之地震力， 難以提供太大的錨碇作用，將會引起相當大量之基礎水平位移和沉 陷。 二、土壤液化引致之基礎沉陷或傾斜 921 地震對非斷層經過區之基礎造成的破壞，主要係起因於土 壤液化。所謂"液化(Liquefaction)"即飽和且疏鬆之砂質土質，承受如 地 震 力 等 反 覆 荷 重 作 用 之 下 ， 激 發 超 額 孔 隙 水 壓 (Excess Pore Pressure)，砂質土壤有效應力因而降低甚至完全喪失強度，類似流 體的現象。 根據行政院國家科學委員會國家地震工程研究中心所進行 921 集集大地震之全面性勘災調查結果，在中投彰雲地區共有 13 個鄉 鎮有土壤液化的現象，但各土壤液化地點之基礎受害程度並不相 同。在彰化縣的員林鎮、社頭鄉和大村鄉一帶，液化造成噴砂和民 宅的沉陷，但下陷之一層樓民宅的磚牆並未見明顯的龜裂，顯示該 地區之沉陷還算相當均勻。這可能與一層樓民宅屬輕型結構，重量 不大，基礎不深，基礎沉陷與其周圍地層之差異沉陷量不大，故能 隨著整個區域之地表而下陷。相對而言，其他三層樓之民宅則因重 量較大，液化土層上方之地表層無法承受其重量而有明顯的傾斜情 形發生。堆積砂土層受震液化導致建築物基礎瞬間喪失承載力而發 生傾斜下陷之情形，如照片 2-7∼2-9。 有關土壤液化導致災害，主要係出於調查、規劃、分析與設計 階段未能掌握此基礎穩定之潛在問題而採取因應對策所致，與施工. 11.
(18) 不良因素之間較無關聯性，故未在本文討論範圍。. 照片 2-7 基礎土壤液化導致建築物下陷傾斜，結構體尚稱良好(霧峰). 12.
(19) 照片 2-8 左側基礎土壤液化導致建築物嚴重下陷傾斜約 2 公尺(霧峰). 照片 2-9 相鄰建築物間土壤液化噴砂後之殘留砂土(霧峰). 13.
(20) 三、非斷層區之基礎與上部結構界面破壞 絕大部份在非斷層區被震垮的建物型式都是樓高 2~4 層，具騎 樓之建築，此類的建物多半沒有地下室，上部結構物之載重多以簡 單之地樑或獨立基腳承重。上部結構之樓柱直接與地樑或獨立基腳 連結，柱與柱間的磚牆則和地樑間無結構性的連接，構造形式即所 謂之加強磚造結構。 雖然建物之淺基礎(如獨立基腳和地樑等)在地震時，並無法對 建物之上部結構發揮太大的固定作用而會隨著建物移動，但因基礎 係埋置在地下，仍未到周圍土壤某種程度之東制，故當地震發生 時，淺基礎所產生之位移量和上部結構會有明顯的不同，故在基礎 與上部結構交界處，如一樓之柱腳處，需加強其耐震設計，避免產 生樓柱傾斜或與基礎錯開等情形。 根據行政院國家科學委員會國家地震工程研究中心所進行九 二一大地震之全面性勘災調查，共對 19 個鄉鎮進行基礎震災調查， 共計調查基礎破壞案例 467 件，將資料表依上述三種破壞型式加以 整理，並推行統計，統計結果如圖一及二所示。其中有 60%(227 件) 屬非斷層區之基礎與上部結構界面破壞，26％(123 件)屬斷層引致之 基礎隆起破壞，14％(67 件)屬土壤液化引致之基礎破壞。破壞案例 中以非斷層區基礎與上部結構界面破壞為最重要破壞情形。. 14.
(21) 圖 2.1、921 地震基礎破壞類型之統計分類 (摘自"921 集集大地震大地工程震災調查報告,89.2). 圖 2.2、921 地震基礎震災之行政分區統計圖 (摘自"921 集集大地震大地工程震災調查報告,89.2). 15.
(22) 第三節. 損壞機制分析. 921 集集地震所造成建築物損壞主要在於上部結構部份，因此依前 述的破壞機制分析，就結構體來看，其主要耐震構件為樑與柱，而在９ ２１地震中主要的耐震結構體均為ＲＣ構造，因此第三章將針對鋼筋混 凝土結構物的損壞情形歸納，依混凝土及鋼筋在施工不良時，可能降低 建築物耐震能力的各種可能情形逐一分析之。而可能因施工不良導致建 築物基礎於地震時損壞之案例則因基礎損壞不易觀察，不在本文討論範 圍。. 16.
(23) 第參章. 混凝土與鋼筋施工檢討. 第一節. 混凝土施工檢討. 混凝土在ＲＣ結構物中，主要用於抵抗壓力與剪力，而拉力則主要 由鋼筋承受，但仍需借助鋼筋與混凝土間的握裹力才能發揮鋼筋混凝土 的整體強度，當混凝土強度不足時，不僅其抗壓與抗剪能力不足，同時 亦使鋼筋無法完全發揮其抗拉強度。 雖然由外表來看，很多破壞現象是屬於結構上力量集中所造成， 如：短柱效應、結構不對稱等，然而，其中有很多是因為材料強度嚴重 不足使得稍大的力量就造成結構局部損壞，再使得整體結構損壞；也可 以說，大部分的損壞是由於局部（或大部分）材料強度不足使得結構產 生局部弱點，在地震時由此局部弱點首先破壞後，再導致整體結構的其 他構件承受較大力量而造成連鎖性的破壞。 在建築物施工時，大部分的混凝土採用現場澆注,品質控制不易，再 加上此次所探討的 921 集集地震受災區域建築物多屬較早期的建築物， 年代較早者通常是在早其經濟上不是富裕的時代所興建，因此其品質變 異性相當大,歸納其原因大致如下： 一、混凝土材料組成不良 二、混凝土澆注不確實 三、分期興建(施工)接合不良 以下將針對 921 集集地震受災區域建築物的損壞實際情形研判屬於 混凝土施工不良所導致者加以分析探討。 一、混凝土材料組成不良 混凝土材料組成不良的原因甚多，主要包括有：(1)設計配比不 對、(2)施工時水泥用量不足、(3)施工區域砂石成分不佳、(4)施工者. 17.
(24) 不了解材料而誤用、(5)為節省成本而隨意使用不合規格之材料等。 前述各種情形均將造成混凝土強度不足，即使澆注時正確施 工，亦無法達到設計需求強度，這種情形在災區普遍存在，為最常 見的破壞主因。 災區建物因混凝土材料組成不良、混凝土強度不足而損壞的實 例甚多，列舉數種常見情形如下： 1. 水泥含量不足： 混凝土破壞處碎裂成片狀，可看出水泥用量不足以膠結砂石成混 凝土。照片 3-1 所示混凝土因抗剪強度不足產生剪力裂縫，其混 凝土碎裂或片狀，鑽心強度未達 100 kg / cm 2 遠低於設計強度 210 kg / cm 2 之一半以下。照片 3-2 中的柱則幾乎看不出有含水泥 的樣子。. 18.
(25) 照片 3-1、柱混凝土水泥含量不足(埔里). 照片 3-2、混凝土內幾無水泥(埔里). 19.
(26) 2. 砂石級配不佳： 當地溪流砂石之粗骨材所佔比例甚高，常見大塊之卵石，未經篩 選直接進行拌合使用。而有些則未見粗骨材，級配極為不良。照 片 3-3 中所示之柱，混凝土內僅有少量粗骨材，大部份為砂土， 其抗剪強度明顯不足，測試結果約僅 80 kg / cm 2 ，亦遠低於設計 之 210 kg / cm 2 。. 照片 3-3、柱內粗骨材含量過少(嘉義). 20.
(27) 3. 砂石成分不佳： 混凝土常成土黃色，研判係使用當地含有泥土之河沙，未經清洗 所致。照片 3-4 中所示之柱，其混凝土內含泥土甚多，鋼筋與混 凝土幾無握裹現象。. 照片 3-4、混凝土內含砂土(嘉義). 21.
(28) 4. 含水量過高： 漏漿所造成的蜂窩不僅存在於柱底，在柱身中央處亦隨時可見， 明顯表示混凝土拌合時即有含水量過高情形。照片 3-5 中所示之 柱，雖其損壞與短柱效應亦有關，但本身混凝土成份中，粒料皆 已析離，顯係施工時含水過高所致。. 照片 3-5、混凝土含水量過高導致粒料析離(南投). 22.
(29) 二、混凝土澆注不確實 混凝土施工上常見的各項缺失，列舉如下： 1. 加水過多 為使混凝土容易澆注，工地常見加水以提高工作性，但因混凝土 含水量過高而使強度降低，且造成漏漿情形，最常見到的是柱底 部因漏漿而形成蜂窩，抗彎強度明顯不足，造成彎矩破壞，而因 抗剪強度亦因斷面不實而同時不足，在彎矩破壞後隨即產生剪力 破壞而瞬間倒蹋。 2. 搗築不實 柱頂樑底處的鋼筋排列密集處，混凝土澆注不易而常見孔洞，造 成該處強度不足。其餘混凝土澆注不易之處亦常有類似情形發 生。照片 3-6 中可見破壞處之鋼筋已有銹蝕，顯係原來既有蜂窩 孔洞存在，而非地震破壞所造成。其他混凝土澆注不易之處亦常 有此類情形發生。. 照片 3-6、蜂窩(南投). 23.
(30) 3. 垃圾未清理 柱底混凝土內常見夾雜報紙、瓶罐、雜物等，顯見澆注混凝土前， 垃圾直接掉落或掃進柱模板內，致使柱底強度明顯降低。牆壁若 為鋼筋混凝土牆，這種情形更為普遍，常見牆壁結構體交接而受 震分離情形。 三、分期興建(施工)接合不良 災區常見分期施工的建築物，在新加建築時其混凝土面未妥善 打毛處理，其抗剪強度有明顯不足現象，導致損壞。如照片 3-7 所 示，新舊混凝土面在完工後毫無連續性可言，連接面又因灌漿時加 水過多漏漿，接續性極差，造成弱面，地震來時就由該處發生破壞。 照片 3-7、新舊混凝土面接續不良(南投). 24.
(31) 第二節. 鋼筋施工檢討. 此次受災建築物的破壞大多為如第二章所述的柱破壞，除混凝土強 度不足為造成破壞的一大主因外，剪力破壞主要為剪力筋不足所造成、 軸力破壞主要為柱圍束鋼筋不足、彎矩破壞主要為軸向主筋不足所導 致；以下將就這些破壞主因與施工之關聯性分析之。 鋼筋在ＲＣ結構物中，主要用於承受彎矩構件內之拉應力及與混凝 土共同承受壓應力，施工時要確保發揮鋼筋功能必須確保的幾個要項， 包括(1)鋼筋性質必須符合設計需求、(2)鋼筋配置位置必須正確、(3)鋼筋 數量足夠、(4)鋼筋續接、錨定、彎勾需足夠。這些項目分別討論於後。 一、鋼筋性質 早期鋼筋價格高昂，常有使用不符合規格的鋼筋情形，甚或有 使用圓鋼筋的，不僅鋼筋強度不足，握裹力也不夠。 二、鋼筋配置 鋼筋綁紮常見缺失有： 1. 箍筋數量不足 除因較舊的建築物未考慮耐震設計，箍筋量原設計就比較少 外，較新建物若有鋼筋數量不足的現象通常是柱頂箍筋不足而非 佔鋼筋量比例較大的主筋上，顯然是因為箍筋綁紮不易，偷工所 致。 依韌性設計理論，柱之兩端箍筋特別密集，此與非韌性設計 之柱箍筋排列有極大差異，施工者不了解韌性設計意涵，自行依 以往經驗認定箍筋排列方式，加上柱頂箍筋密集施工困難，因此 常見柱頂樑底處箍筋數量不足。 照片 3-8 中可明顯看到在約 1 公尺範圍內未見任何剪力箍 筋，柱受壓力時鋼筋無側向支撐，導致側潰。. 25.
(32) 照片 3-8、箍筋數量不足(草屯). 26.
(33) 2. 位置不符 鋼筋施工常因現場狀況不易配合而現場隨意配置的情形， 如：柱內常有埋藏管路，鋼筋難以按圖施工，造成鋼筋偏心，抗 彎強度明顯降低；上下樓層在搗築混凝土時，模板偏移，造成上 下柱位偏心，鋼筋搭接不易，因而改變鋼筋配置位置。 3. 搭接不足 搭接長度常有不足，柱筋搭接常在同一位置，沒有錯開。此 種情形在房屋有加建的情況最見，通常屋頂柱預留往後加建的柱 筋，其預留長度都一樣，長度也不夠。照片 3-9 顯示柱筋搭接在 同一處形成強度突變點，應力突變導致應力集中造成損壞。. 照片 3-9、柱筋搭接在同一處(新莊). 27.
(34) 4. 錨定不足 端樑在與柱接頭處，樑鋼筋因鋼筋過密施工不易，未深入柱 內，錨定不足，樑端彎矩將鋼筋直接拉出，造成樑柱接頭破壞。 5. 彎勾不足 箍筋未作 135 度彎勾，現場均為 90 度彎勾。照片 3-10、3-11 中多為大多數現場所見的箍筋彎勾，不僅未達 135°，其彎勾長度 亦明顯不足。. 照片 3-10、箍筋彎勾僅作 90 度，彎勾長度亦明顯不足(台中). 28.
(35) 照片 3-11、箍筋彎勾僅作 90 度，彎勾長度亦明顯不足(台中). 29.
(36) 第肆章. 從設計面檢討施工不良成因及改善建議. 設計需靠優良之施工品質以展現設計者之理念、施工則靠合理之設 計理念以達成建築藝術，設計與施工原本為建築藝術一體兩面之表徵。 施工不良有時係肇因於設計時考慮不夠週詳因此在探討建築物結構體 發生施工不良情形，亦有必要從建築結構設計層面加以檢討。 本章節乃針對前述混凝土、鋼筋施工不良的檢討結果，歸納其與設 計層面有關部份，提出分析檢討及改善建議。. 第一節. 鋼筋間距過密. 混凝土澆注不良常導因於鋼筋過密。一般而言，常發生搭接區之鋼 筋間距過密問題之構件為柱。常見建築工程在柱之配筋設計圖中僅將主 筋、箍筋、繫筋以點與線之方式表達，亦無標定搭接區，或將搭接圖說 另行繪制標準圖而未同時表現於同一圖說上，而有兩者無法配合之情 形。 根據建築技術規則建築構造編第 365 條(鋼筋間距)規定： 一、平行鋼筋間之淨距不得小於鋼筋直徑，亦不得小於二五公厘，平行 鋼筋須疊放兩層以上時，須上下對齊，不得錯開，層間淨距不得小 於二五公厘。 二、平行鋼筋除三五公厘直徑以上者外，可捆紮成束作為單根應用，每 束不得超過四根，須以箍筋捆紮成一體，撓曲構材內束中鋼筋之接 頭位置必須錯開，其錯開長度至少四十倍鋼筋直徑以上，鋼筋間距 及保護厚度以鋼筋直徑倍數為準者，應以相當束內鋼筋斷面積和之 直徑計算。 三、除格柵版外，版及牆之主筋間距不得大於版厚或牆厚之三倍，亦不. 30.
(37) 得大於四五公分。以螺筋或箍筋圍紮主筋之壓構材，主筋間之淨距 不得小於鋼筋直徑之一倍半，亦不得小於三八公厘。鋼筋疊接間之 淨距及與相鄰疊接之間距，均同前述規定。 惟設計者在檢核鋼筋間距時，往往僅就主筋檢核鋼筋間距是否符合 法規規定，卻忽略主筋搭接處施工時可能產生鋼筋間距過密的問題。舉 例而言，台北縣某建築工程之柱梁接頭配筋設計，柱主筋採 32-#10，箍 筋採#4@12cm，繫筋採 8-#4，如圖 4-1 所示。依該斷面圖檢核，其鋼筋 間距符合法規規定。然而，考量柱主筋搭接區之實際詳圖（如圖 4-2 所 示），顯示主筋與搭接筋及繫筋間，幾無間距可言。. 4cm 1.3cm 3.2cm 5.075cm. cm. 50cm樑寬. 80cm柱寬. 7. 8. 7.8cm 柱 80× 80 use 32-＃10. 圖 4-1 常見之一般柱梁接頭配筋示意圖. 31.
(38) 1.875cm 主筋 搭接筋 局部放大圖. 50cm樑寬. 80cm柱寬. 4cm 1.3cm 3.2cm 5.075cm. 柱 80× 80 use 32-＃10. 圖 4-2 主筋搭接處之配筋示意圖(以圖 4-1 為例) 由於搭接區之鋼筋過密，混凝土粒料無法順利通過鋼筋間距，造成 搭接區之混凝土粒料分離，降低搭接區混凝土之握裹力。再以施工者求 簡、求速之工作心態揣測，配置過密之鋼筋除增加綁紮之困難度外，更 易產生施工不良、鋼筋綁紮不確實等施工不良情形之情形。 於本次震後所見之破壞情形，照片 4-1、4-2 所示。. 照片 4-1、柱筋搭接過密（埔里）. 32.
(39) 照片 4-2、柱筋搭接過密（草屯）. 為避免往後類似的設計疏忽，造成現場施作人員施工困難或困擾， 而衍生施工不良之情形，於配筋設計時應詳細檢討搭接區之鋼筋間距是 否符合規範要求；設計圖中應標明構件之搭接區，並於搭接區加強鋼筋 之實際間距檢核，以確保混凝土粒料能完全通過搭接之鋼筋；若搭接區 無法滿足設計規範要求之精神，則應改採構件放大斷面或採適當之熔 接、續接器續接等方式處理。. 第二節. 結構體構件內不當配置管線. 在過去舊式之 RC 建築物中，水、電等管線多採用埋管方式處理， 以避免影響內部空間的使用性，而銜接各樓層管線之聯絡道即為梁柱接 頭處。. 33.
(40) 梁柱接頭處之配筋原本就是多層次而複雜，接頭處除柱本身之配筋 外亦承接橫向梁之各向鋼筋，因此梁柱接頭處之配筋係屬三度空間之立 體關係。 我國建築相關法規中，有關結構體埋管之規定如下： 建築技術規則建築構造第 360 條(埋管)規定： 一、柱內埋置及其配件所佔面積不得超過柱斷面積百分之四。版、梁、 牆內埋管及其配件所佔深度，除經設計人同意外，不得超過其斷面 厚之三分之一，內徑不得大於五公分，管之間隔不得小於管徑之三 倍，埋設位置，不得傷害減弱原有強度。樓版中埋管應置於上下鋼 筋之間，管外保護層不得少於二公分，接觸地面保護層不得少於四 公分，垂直於管線之鋼筋不得少於百分之０．二。 二、除電線導管及排水管外，液體及氣體管線及其配件之溫度不得超過 攝氏六十五度，並須在澆置混凝土前試驗壓力四小時無減壓現象， 試驗壓力應為設計壓力之一倍半，且不得少於十四公斤. 平方公. 分，混凝土未達其設計強度前，除不超過攝氏三十度及三．五公斤 平方公分壓力之水外，其他氣液體不得通過預埋管線；管線中如 須通行爆炸性或傷害健康之液體及氣體，須於混凝土凝固後，重行 試驗壓力安全始得應用。 三、埋設之管應整支應用，如有接頭須用焊接或其他相等方法，不得用 螺絲接頭，裝設時不得臨時切斷或彎曲，更不得移動原已排紮之鋼 筋位置。 目前民間一般建築工程水、電管線配置圖多僅以點、圈、線、箭頭 等示意方式表達各管線間之相關位置。結構設計者多僅依據建築技術規 則第 360 條之規定，檢核柱內埋管及其配件所佔面積是否超過柱斷面積 之百分之四，卻未檢討梁柱接頭處管線與配筋間之立體關係是否得宜。 若配筋之立體位置關係無法容納正常管線位置時，現場施工人員往往自. 34.
(41) 行調整預埋管位置，導致預埋管擺設位置偏向一側，致使軸力與彎矩強 度同時降低。 於本次 921 地震結構體埋管破壞之案例，如照片 4-3、4-4 所示。. 照片 4-3、梁柱接頭內埋管不當之破壞情形（斗六）. 35.
(42) 照片 4-4、梁柱接頭內埋管不當之破壞情形（東勢）. 為避免往後類似不當埋管之問題發生，建議水、電之各種預埋管線 儘量避免通過梁柱接頭處，可採行設置管線專屬廊道或採用明管吊掛方 式佈置管線，亦有利於日後維修。若有必要通過梁柱接頭處時，設計者 應加重檢討梁柱接頭各剖面之鋼筋與預埋管之相對位置是否得宜，並繪 製配筋詳圖，以供施工者依循。. 第三節. 短柱效應. 在 921 震災中，建築物因短柱效應而破壞的情形相當普遍，學校校 舍建築物之類似情形尤其常見。短柱效應常發生於同一層樓中，柱長度 原以樓層高度設計，而實際之柱子因與窗台、短牆部份相連接，受其側. 36.
(43) 向束制作用影響，致使柱子之有效長度減短，造成柱之勁度大為增加。 當地震來臨時，因短柱之勁度大，而較其他正常柱吸收更大之水平力， 致使短柱剪應力超過原設計負荷而開裂破壞。 部分設計者雖於設計圖上，對於有短柱效應之處規劃設計有伸縮縫 或其他隔離性之非結構性設施。但於一般建築設計圖中，非結構性設施 常以標準圖或文字註解方式表達，並未明確標明位置、數量、尺寸及施 工詳圖等，施工者容易忽略或未予重視。因此在遭逢 921 地震考驗時， 應聲剪壞。如圖 4-5 及 4-6 所示。. 照片 4-5、校舍樑柱遭地震剪力破壞(嘉義). 37.
(44) 照片 4-6、柱緊鄰窗台處因短柱效應造成樑柱破壞(嘉義). 為避免此短柱效應之發生，建議設計者於設計階段即應於柱牆結合 處加強檢核，並於柱牆相接處以伸縮縫等方式留設空隙隔離，使現場完 成的柱子高度符合原設計條件。另於設計圖上應詳細標明非結構性設施 之各項設計資料，如伸縮縫預留空隙之各項尺寸與位置及施工要求等， 供現場施工人員得以依循。. 第四節. 剪力筋(繫筋)過密. 於柱筋設計中，有部份設計者為克服較大之剪力，常為儘量增加空 間利用性而迴避擴大結構斷面採用增加繫筋補強之方式處理。如未妥善 檢核柱頭鋼筋間距，於現場混凝土澆置時，極可能發生灌漿上的困擾。 目前施工規範有關混凝土澆置落距之相關規定主要有二： (1)中國土木水利工程學會出版之混凝土工程施工規範(土木 402-80)第 9 章 9.3(澆置)9.3.1 節規定「混凝土應儘可能卸置於接近最終位置上，以. 38.
(45) 免因再移動或流動而造成材料分離。任何引起材料分離之動作均應避 免」。 (2)行政院公共工程委員會編撰之「公共工程施工綱要規範」第三篇混凝 土第 3.1.2 節(設備)中規定：「可調長度管(象鼻管)： A. 使用金屬製、橡膠製或塑膠製之柔性管，管徑應不小於最大粒徑 之 8 倍，並防止混凝土粒料分離。 B. 柔性管之設置應使混凝土得以流動，且其出口與最終澆置點之距 離於水平及垂置方向均不得大於 150cm。鄰近伸縮縫處之水平距 離不得大於 90cm。」 目前一般建築工程澆置預拌混凝土時，所採用之灌漿管最小管徑為 4"。過密之繫筋，於混凝土澆置時，往往造成灌漿管無法深入柱筋模板 內保持適當落距（如圖 4-3 所示） ，導致混凝土由高處澆置墜落，造成粒 料分離、強度降低之結果。 為避免施工過程可能造成混凝土澆置產生粒料分離之結果，就設計 層面而言，於柱筋配置中，應檢核柱斷面內相鄰平行之繫筋是否俱備可 供灌漿管通過之空間。. 39.
(46) 4cm 1.3cm 3.2cm 5.075cm. 50cm樑寬. 80cm柱寬. 4〞灌漿管. 柱 80× 80 use 32-＃10. 圖 4-3 柱梁接頭因配筋過密，灌漿管無法深入柱底灌漿. 40.
(47) 第伍章. 從法規制度面檢討施工不良成因及改善建議. 要改善施工不良的情況，除前章所述由設計面先行加以避免出現之 外，主要仍須藉由加強品管方面著手。本章節乃針對現行施工管理制度 上公權力所要求之各項品管手段加以檢討，除由民間業者自行加強品管 外，對於攸關人民生命財產之建物結構安全，在制度面上提出改善建議。. 第一節. 現行法規及規定. 本研究首先就現有制度上對工程品管相關法規條文加以蒐集規 納，據以檢討分析，提出可以改善的方向。 目前建築法規中，有關建築工程施工品質及施工勘驗之相關法規經 廣泛蒐集並查對各執行單位後，歸納出如下： 一、建築法系 1. 建築法 2. 建築技術規則 3. 台灣省建築管理規則 4. 台北市建築管理規則 5. 高雄市建築管理規則 6. 台北市建築工程辦理施工說明會暫行作業原則 7. 台北市申請使用執照得一併申請辦理變更設計事項 8. 台北市建築工程施工計畫書及棄土資料報備抽查管理作業要點 9. 台北市建造執照建築師簽證案件考核處理原則 10. 台北市建築工程留設騎樓或無遮簷人行道施工管理作業要點 11. 台北市建築房屋申請委託代辦埋設污水管線接入公共污水下水. 41.
(48) 道設施作業要點 12. 台北市高氯離子混凝土建築物善後處理辦法 13. 台北市綜合設計公共開放空間設置及管理維護要點 14. 台北縣政府高氯離子混凝土建築物善後虛理要點 15. 台灣省違章建築申請補辦執照執行要點 16. 建築物申請變更使用執照審查原則 17. 建築物部分使用執照核發辦法 18. 建築物結構與設備專業工程技師簽證規則 19. 高雄市建築工程施工勘驗及變更起造人作業要點 20. 臺北市免辦建築執照建築物或雜項工作物處理原則 21. 臺北市建築爭議事件協調處理及評審作業程序 22. 臺北市政府工務局建築管理處處理建築工程違規施工作業原則 23. 輻射污染建築物事件防範及處理辦法 24. 其他建築管理及行政機關解釋函 二、技師法系 1. 技師法 2. 技師法施行細則 3. 技術顧問機構管理辦法 三、營造業法系 1. 營造業法(草案，行政院會議通過 88.3) 2. 營造業管理規則 3. 土木包工業管理辦法. 42.
(49) 四、其它 1. 職業訓練法 2. 技術士技能檢定及發證辦法 3. 相關建築管理及行政機關解釋函 就公權力之行使而言，防止施工不良的方法在於施工查驗制度之設 計與其執行之考核，而現行法規中有關施工查驗制度之相關條文摘錄如 下： 1. 建築法第五章施工管理第五十六條： 「建築工程中必須勘驗部份，應由直轄巿、縣(巿)(局)主管建築機關於 核定建築計畫時，指定由承造人會同監人按時申報後，方得繼續施 工，主管建築機關得隨時勘驗之。 前項建築工程必須勘驗部分及勘驗紀錄保存年限，於建築管理規則中 定之。」 2. 建築技術規則建築構造編第一章基本規則第二節施工品質 第八條： 「(品質要求)建築物構造施工，須以施工說明書詳細說明施工 品質之需要，除設計圖及詳圖能以表明者外，所有為達成設 計規定之施工品質要求，均應詳細載明施工說明書中。」 第九條： 「(試驗證明)建築物構造施工期中，監造人須隨工作進度，依 中國國家標準，取樣試驗證明所用材料及工程品質符合規 定，特殊試驗得依國際通行試驗方法。 施工期間工程疑問不能解釋時，得以試驗方法證明之。」 3. 台灣省建築管理規則(79.3.8)第二十八條： 「建築工程必須勘驗部分，依左列施工階段辦理： 一、放樣勘驗：建築物放樣後，挖掘基礎土方前。. 43.
(50) 二、基礎勘驗：基礎土方挖掘後、澆置混凝土前，其為鋼筋混凝土 構造者，配筋完畢，如有基樁者，基樁施工完成。 三、配筋勘驗：鋼筋混凝土構造及加強磚造各層樓板或屋頂配筋完 畢，澆置混凝土前。 四、鋼筋勘驗：鋼骨鋼筋混凝土構造各層鋼骨組立完成裝置模板前 或鋼骨構造、鋼骨結構組立完成作防火覆蓋之前。 五、屋架勘驗：屋架豎立後蓋屋面之前。 前項勘驗應包括建築物位置相關事項、防空避難設備、配筋、騎樓 及其標高、公共交通、衛生及安全措施。 申報勘驗之文件應經承造人會同監造人查核簽章後於該階段工程 施工前送達當地主管建築機關次日方得繼續施工。但有緊急施工之必要 者，監造人或承造人得監督先行施工並於三日內報備，依本規則第十七 條規定免由營造業承造及建築師監造之建築物由起造人自行依核定圖 樣施工免予施工勘驗。放樣及基礎之勘驗，有關建築物之位置，臨接建 築線部分，以主管建築機關所定建築線為準，土地界址由土地所有權人 申請主管地政機關鑑定之，地界未經鑑定致越界建築者由起造人負責。 勘驗紀錄應與建築執照申請書件及工程圖說一併保存至該建築物拆除 或損毀為止。」 4. 台北巿建築管理規則(63.2.5)第十四條： 「建築工程進行至左列必須勘驗部份時，除依法免設主任技師得由 承造人出具證明者外，應先由承造人主任技師出具證明確實依照核准範 圍施工之證明書送請監造人查驗無訛方得繼續施工，但供公眾使用之建 築物經監造人出具證明書後，由承造人報請工務局派員複驗，經復驗合 格後方准繼續施工。 一、放樣勘驗：在建築物放樣後未開始挖掘基礎土方以前，但基地境界. 44.
(51) 線仍由起造人負責。 二、基礎勘驗：在挖掘基礎土方後未搗製基礎以前，基礎如為鋼筋混凝 土構造時，在基礎配筋完畢，未搗製混凝土以前。 三、鋼骨鋼筋勘驗：鋼筋混凝土、鋼骨鋼筋混凝土、鋼骨混凝土、構造 之各層樓板或屋頂配筋(骨)完畢後，搗製混凝土之前。 四、屋架勘驗：在屋架豎立後蓋屋面之前。 工務局應將勘驗結果作成紀錄，與建築執照一併予以保存。」 5. 台北巿建築工程施工必須勘驗部份作業要點(79.6.29)第 2 條： 「建築工程施工中必須勘驗部份及申報勘驗時間規定如左： (一) 放樣勘驗：基礎或地下室土方開挖前。 (二) 基礎勘驗：基礎配筋完畢，澆置混凝土前，含擋土措施。 (三) 鋼骨鋼筋勘驗：鋼筋混凝土、鋼骨鋼筋混凝土、鋼骨混凝土構 造之和層樓板或屋頂配筋(骨)完畢後，搗製混凝土之前。 (四) 屋架勘驗：在屋架豎立後蓋屋面之前。 (五) 雜項工程勘驗：雜項工作物，於施工計畫核定之各階段配筋完 畢，澆置混凝土前。 (六) 其他如連續壁、基樁等，於施工計畫書中核定。」 6. 高雄巿建築管理規則(63.2.5)第二十八條： 「建築工程必須勘驗之項目及申報時間規定如左： 一、基礎勘驗：在挖掘基礎土方後未搗製基礎前；基礎如為鋼筋混凝土 構造時，在基礎配筋完畢，未搗製混凝土前。 二、鋼骨、鋼筋勘驗：鋼骨混凝土等構造之各層樓板或屋頂配筋完畢後 搗製混凝土之前。. 45.
(52) 三、屋架勘驗：在屋架豎立後屋面材料覆蓋以前。但屋架跨距未超過十 二公尺者免勘驗。」. 第二節. 施工材料之檢驗. RC 結構體組成最主要之工程材料為鋼筋及混凝土，配合之主要施 工材料則為模板。由第三章之分析顯示，本次 921 地震後結構體破壞之 部份混凝土材料水泥含量明顯不足、強度不足，砂石級配不佳，甚至夾 雜許多泥土及混凝土拌合時含水量過高等現象。而在鋼筋材料方面，亦 有發現早期興建之建築物有使用圓鋼筋之案例。顯示該建築物興建時， 對於工程材料毫無品管可言。 就 RC 構造物而言，建議對於包含鋼筋、混凝土等主要施工材料之 檢驗，除於技術規範規定之外，實有必要落實於施工勘驗，對工程材料 之檢驗加以制度化。如此除善盡建築主管機關行政權責外，對於往後如 有建築爭議事件之處理，亦可收證據保全之效。 以台北市為例，依「台北巿建築工程施工中必須勘驗部份作業要 點」，其規定勘驗的相關書表有三，分別為：建築工程勘驗報告書、監 造人現地勘驗檢查報告表以及承造人及營造業技師施工勘驗報告表。(如 表 5-1~表 5-3 所示) 其中有關施工材料檢驗之相關規定，除在「承造人及營造技師施工 勘察報告表」中列明，由承造人及營造技師檢查”主要構造所使用材料 品質、強度，經查核符合規定”之檢查項目外，其他並未規定監造人或 主管機關需就混凝土或鋼筋等材料強度試驗報告進行查核或存查。 另根據台北市政府工務局建築管理處網路資源查詢台北市建築工 程"一般樓層勘驗標準作業程序"結果(參見表 5-4)，有關材料品質部份， 雖明訂須檢附(1)預拌混凝土品質保證書，(2)氯離子含量檢測報告單，(3). 46.
(53) 鋼鐵建材無幅射污染證明書及保證書，以及(4)屋頂版申報時應檢附建造 工程二樓版材料強度試驗報告等，並未要求檢附鋼筋強度試驗報告以及 二樓版之外的各樓層(包含地下室及基礎部份)之混凝土強度試驗報告。 再以台北縣為例，其規定勘驗的相關書表與台北市相同，未規定監 造人或主管機關需就混凝土或鋼筋等材料強度試驗報告進行查核或存 查。另根據"台北縣政府工務局建管改進措施－施工管理部份"(85 北工建 字第 B07713 號函，89.4.1 再予修正版)之規定(如表 5-5 所示)，有關材料 品質部份，亦僅明訂須檢附(1) 無幅射鋼筋污染證明書及保證書，(2)預 拌混凝土品質保證書，以及(3)二樓層勘驗時須加附預拌混凝土氯離子含 量上一層檢測報告單等，亦未要求檢附鋼筋及混凝土強度試驗報告。. 47.
(54) 表 5-1、建築工程勘驗報告書. 48.
(55) 表 5-2、監造人現地勘驗檢查報告表. 49.
(56) 表 5-3、承造人及營造業技師施工勘驗報告表. 50.
(57) 表 5-4、台北市一般樓層勘驗標準作業程序 工作項目 一般樓層勘驗 編號 B04 說 明 及 建築工程中必須勘驗部分應依建築法第五十六條及台北市建築工程施工 法令依據 中必須勘驗作業要點由承造人會同監造人申報後方可施工。 名稱 法令依據 發給機關 1. 勘驗報告書二份。 2. 建造執照正本。 3. 監造人勘驗報告表、承造人營造業技師施工勘 驗報告表各兩份。 4. 營造業承攬手冊。 5. 地下室基礎版或基礎申報前應檢附自來水、電 檢附證件 力設備審查核准文件，棄土完成報告書及棄土 運輸費用發票影本。 6. 預拌混凝土品質保證書，氯離子含量檢測報告 單，鋼鐵建材無輻射污染證明書及保證書。 7. 屋頂版申報時應檢附建造工程二樓版材料強度 試驗報告，混凝土配合比例設計計算表及鋼筋 材料品管資料，承造人、營造業技師及監造人 查核報告表。 一、收件:持建築工程勘驗報告書等資料向本處施工科櫃台申報。 二、審查: 1. 建築工程勘驗報告書､監造人現地勘驗檢查報告表､承造人及營造 業技師施工勘驗報告表核對簽章是否相符。 處理程序 2. 地下室基礎版或基礎申報時應附自來水､電力設備審查核准文件及 棄土完成證明文件。 3. 預拌混凝土品質保證書､新拌混凝土氯離子含量檢測報告單､鋼鐵 建材無輻射污染證明書及保證書是否檢附。 4. 屋頂版申報時應檢附二樓版材料品管資料。 辦理時應注 一､每澆置一百立方公尺混凝土,應檢測一組混凝土氯離子含量。 意事項 二､鋼筋無輻射污染證明書內鋼筋批號､數量及鋼筋買賣流程應明確。 三､材料品管資料應交由本局報備有案之鑑定單位試驗。 四､建照工程若勒令停工或罰鍰未繳暫停申報勘驗。. 51.
(58) 表 5-5、台北縣政府工務局建管改進措施－施工管理部份(1/4). 52.
(59) 表 5-5、台北縣政府工務局建管改進措施－施工管理部份(2/4). 53.
(60) 表 5-5、台北縣政府工務局建管改進措施－施工管理部份(3/4). 54.
(61) 表 5-5、台北縣政府工務局建管改進措施－施工管理部份(4/4). 55.
(62) 由以上台北縣、市政府建築工程施工管理之規定與作法顯示，其規 定檢附的資料多屬保證或切結性質，對於工程實質問題並無任何保障； 再者有關施工材料品質事關生命財產安全，除混凝土氯離子含量過高與 幅射鋼筋等問題之外，其強度是否合於設計標準等基本要求尤應重視。 因此，建議有關施工材料之品質、強度的檢驗及結果報告應納入施 工勘驗須檢附的文件之一，以為佐證存查；並且此為全國性建築工程施 工管理的普遍問題，實不宜授權各地方政府以單行法規或一紙行政命令 加以約束，有關規定應予提升位階，可於建築管理辦法中增修，以利主 管機關行政以及起承監造人得以確實遵循。. 第三節. 勘驗時點之合宜性. 根據各省巿建築管理規則等相關法規，對於建築工程施工必須勘驗 的項目及勘驗時機之規定，仍有斟酌之必要，舉例而言，台灣省建築管 理規則第 28 條中對於配筋勘驗，係規定於 「........各層樓版或屋頂配筋 完畢、澆注混凝土前」 。現今一般民間建築工程的作法，對於 RC 造結構 體之施工(尤其是柱的部份)，於鋼筋組立後，隨即封模，處於澆置混凝 土前之狀態。對於監造人而言，在此狀態下，對於柱、梁部份，實無法 勘驗柱、梁之配筋以及保護層厚度，而有失其勘驗之原意。建議配筋勘 驗之檢查規定，應予附註"有關柱、梁部份等之勘驗，應保留得以勘驗 配筋尺寸、數量以及間距與保護層厚度等之狀態"為宜。 此外，建議於勘驗報告上，須將包含法規規定之勘驗項目在內的各 個重要施工停留點，明定須檢附工程相關照片及說明，以避免勘驗流於 型式化。. 第四節. 施工勘驗之落實執行. 建築主管機關對建築工程之施工管理，主要係建立於施工期間之勘. 56.
(63) 驗。然而就現有地方建築主管機關的編制及人力，要負責所有建築工程 的施工管理及行政作業，的確出現有人力不足之窘境，迭有「書面勘驗、 徒具形式」之情形；再者，即使主管機關確實派員到場勘驗，其對施工 潛在安全問題掌握之專業性亦或受質疑，甚至衍生其他弊端。有關現行 施工勘驗在作法上，對監督承、監造人作業與維護公共安全之成效，與 理想實有極大之差距。 由於民間蘊藏有大量的工程專業人員，為有效運用民間此豐富人力 資源，減輕建築主管機關該項業務之負荷，建議可透過適當修法及委辦 程序，委託專業技師公會(如建築師、土木、結構及大地技師公會等)代 辦建築工程施工期間之各項技術勘驗。由相關專業技師辦理技術勘驗， 相信對落實施工勘驗制度，維護公共安全、矯正不良施工，同時提昇建 築主管機關工作效率、杜絕弊病，當有所助益。. 第五節. 加強施工人員之教育訓練. 根據震後建築物結構體破壞後之情形，亦觀察到一些特殊現象。舉 例而言，某些破壞之柱箍筋彎紮符合規定，數量亦無不足之慮，推斷應 無偷工減料之嫌，但是觀察其綁紮位置及箍筋間距卻明顯有違耐震設計 之原則。 我國營建施工人員之技能養成，在過去係屬師徒制度，學徒非經三 年四個月之在職學習，不得算是「出師」，專業技能的養成可謂紮實。 然而隨著經濟發展，服務業抬頭的因素影響，建築工程施工從業人員大 幅減少，專業技術之傳承出現斷層；另一方面因我國建築業景氣循環暴 起暴落的特性，引致建築業繁榮時，施工只重快速不重品質及技術，延 襲下來的結果即容易成為的「半桶師」，這對營建技術及施工品質之提 昇形成不小的障礙。實有必要透過制度上的規範，加強施工從業人員之 教育訓練，落實營建業證照制度，推動營建業技術士職業證照之管理。. 57.
(64) 依行政院勞工委員會職業訓練局之資料瞭解，目前我國技術士技能 檢定職類計有 200 餘種，依不同職類區分為甲、乙、丙三級或乙、丙二 級不同的分級。其中有關營建工程之施工種類，包含泥水、鋼筋、模板 等主要相關職類。自民國 65 年起，截至目前(88 年度)為止，泥水、鋼筋、 模板等共計 6 個主要相關職類共計有 12,796 人領有主管機關核發之技術 士證照(參見表 5-6)，然而卻無相關實施證照制度之配套法規。使得這些 技術士空有專業證照卻無用武之地，亦無從中獲得成就感及職業尊嚴。 此外，對於一般性施工人員為提昇其專業素質，亦可考慮委託職訓 局代辦施工人員之教育訓練，亦可鼓勵或獎勵營造廠辦理相關技術訓 練，提供補助等，積極推動技術能力再造。. 表 5-6、營建工程主要相關職類(泥水、鋼筋、模板)技術士統計表 職類. 分級. 甲級技術士 乙級技術士 丙級技術士. 合計人數. 泥水. 50. 145. 750. 945. 泥水(砌磚). 59. 2,673. 5,287. 8,019. 泥水(粉刷). 0. 1,514. 367. 1,881. 泥水(面材鋪貼). 0. 56. 404. 460. 鋼筋. 0. 294. 269. 563. 模版. 0. 586. 342. 928. 合計人數. 109. 5,268. 7,419. 12,796. 58.
(65) 第六節. 落實營造業專任技師制度. 依營造業管理規則第七條至第九條規定，申請登記為甲、乙、丙等 營造業，需置有「專任」工程人員。所稱專任工程人員主要係指土木、 水利、環境工程、結構技師或建築師。 在此法規設計上，對於營建工程施工，係希望藉由專任工程人員之 參與，保障營造業施工品質及維護公共安全，落實此項制度為改善施工 品質之必要措施。. 第七節. 營造業法儘速完成立法. 營造業素享有火車頭工業之美譽，為總體經濟重要的一環，與經濟 景氣有密切關係，常可帶動相關產業之發展，尤其工程品質之良窳，將 直接影響民眾之人身財產安全及生活環境品質，其工程成果，亦能改變 人民住、行、育、樂四大生活基本需求之型態，足見營造業於國家社會 經濟建設中占有相當地位。 惟查目前營造業之管理，係依據建築法第十五條第二項，概括授權 由內政部訂定「營造業管理規則」辦理，自六十二年起施行至今已有二 十餘載，除已無法因應時代之變遷外，亦不敷現實環境之需要，司法院 釋字第三九四號解釋業釋明「……對營造業者所為裁罰性之行政處 分……究涉及人民權利之限制，其處罰之構成要件與法律效果，應由法 律定之。」。 此時正值我國積極參與國際經濟事務，加入「世界貿易組織」（Ｗ ＴＯ），開放營造業市場，為輔導營造業健全發展，建立營造業永續經 營環境，發展營建技術，提升競爭力，內政部主管機關乃擬具「營造業 法」草案，並於 88 年 3 月經行政院會議通過。 綜觀本法草案，其與工程施工品質與安全相關的內容包括，規定營. 59.
(66) 繕工程承攬方式得以統包、聯合承攬等方式辦理；釐訂營造業與分包廠 商之施工責任；釐清承攬人與定作人間之權利義務關係；明定承攬契約 應記載之事項；明定營造業應置工地主任之情形與其工地主任之資格、 工作內容及責任；明定營造業置技術士之規定；明定營造業專任工程人 員兼職之限制，及其工作內容及責任等等。 「營造業法」尚待立法院三讀完成立法；施行細則及營建相關配套 辦法及措施始得據以頒佈，仍有很長的路要走。有待立法諸公支持及社 會各界的努力，共同導正並改善長期以來為人所詬病的營建制度。. 60.
(67) 第陸章. 結論. 施工不良導致的災害可概分為兩大類，一類是在施工過程就已發生 災害，通常較常見於建築物地下室等開挖工程時；另一類則是因施工不 良使得工程品質不符設計需求，在平時並不易為人所察覺，但在結構體 承受外力較大時就容易發生災害，此次 921 地震即出現許多明顯的例子。 本研究旨在探討施工不良導致災害的成因，藉由調查此次地震損壞 結構物，篩選其中由施工不良所導致者，就其原因加以歸納分析探討， 並就現行設計、施工規範於第四章及第五章中分別就設計面及法規制度 面詳細分析檢討，提出具體改善對策與建議供各方參考，以期避免類似 情形之發生，進而提升整體建築之結構安全。. 61.
(68) 62.
(69) 目 次 第壹章. 計劃內容 ............................................................................................ 1. 第一節 計劃源起 .................................................................................... 1 第二節 研究方法 .................................................................................... 1 第三節 研究目標 .................................................................................... 2 第貳章. 建築物構件受地震損壞的機制 .................................................... 3. 第一節 結構體構件受震損壞機制...................................................... 3 第二節 基礎受震損壞機制................................................................. 10 第三節 損壞機制分析.......................................................................... 16 第參章. 混凝土與鋼筋施工檢討................................................................ 17. 第一節 混凝土施工檢討 ..................................................................... 17 第二節 鋼筋施工檢討.......................................................................... 25 第肆章. 從設計面檢討施工不良成因及改善建議................................. 30. 第一節 鋼筋間距過密.......................................................................... 30 第二節 結構體構件內不當配置管線 ............................................... 33 第三節 短柱效應 .................................................................................. 36 第四節 剪力筋(繫筋)過密................................................................... 38 第伍章. 從法規制度面檢討施工不良成因及改善建議 ........................ 41. 第一節 現行法規及規定 ..................................................................... 41 第二節 施工材料之檢驗 ..................................................................... 46 第三節 勘驗時點之合宜性................................................................. 56 第四節 施工勘驗之落實執行 ............................................................ 56 第五節 加強施工人員之教育訓練.................................................... 57 第六節 落實營造業專任技師制度.................................................... 59 第七節 營造業法儘速完成立法 ........................................................ 59 第陸章. 結論................................................................................................... 61. I.
(70) 表 目 錄 表 5-1、建築工程勘驗報告書 ........................................................ 48 表 5-2、監造人現地勘驗檢查報告表 ............................................. 49 表 5-3、承造人及營造業技師施工勘驗報告表............................... 50 表 5-4、台北市一般樓層勘驗標準作業程序 .................................. 51 表 5-5、台北縣政府工務局建管改進措施－施工管理部份(1/4) ..... 52 表 5-5、台北縣政府工務局建管改進措施－施工管理部份(2/4) ..... 53 表 5-5、台北縣政府工務局建管改進措施－施工管理部份(3/4) ..... 54 表 5-5、台北縣政府工務局建管改進措施－施工管理部份(4/4) ..... 55 表 5-6、營建工程主要相關職類(泥水、鋼筋、模板)技術士統計表 58. 圖 目 錄 圖 2.1、921 地震基礎破壞類型之統計分類... 錯誤! 尚未定義書籤。 圖 2.2、921 地震基礎震災之行政分區統計圖 錯誤! 尚未定義書籤。 圖 4-1 常見之一般柱梁接頭配筋示意圖........................................ 31 圖 4-2 主筋搭接處之配筋示意圖(以圖 4-1 為例)........................... 32 圖 4-3 柱梁接頭因配筋過密，灌漿管無法深入柱底灌漿............... 40. II.
(71) 參 考 文 獻 1.. "台 北 巿 建 築 單 行 法 規 集 成 "， 詹 氏 書 局 ， 83 年 。. 2.. "台 灣 省 建 築 法 規 彙 編 "， 詹 氏 書 局 ， 85 年 。. 3.. "混 凝 土 工 程 施 工 規 範 (土 木 402-80)"中 國 土 木 水 利 工 學 會 ， 84 年 1 月 。. 4.. 行 政 院 公 共 工 程 委 員 會 ， "公 共 工 程 施 工 綱 要 規 範 "， 財 團 法 人 中 華 顧 問 工 程 司 ， 華 光 營 建 網 ， 89 年 8 月 。. 5.. 林 美 聆 等 ， "921 集 集 大 地 震 大 地 工 程 震 災 調 查 報 告 "， 國 家 地 震 工 程 研 究 中 心、台 灣 大 學 防 災 國 家 型 科 技 大 計 畫 辦 公 室 、 中 華 民 國 大 地 工 程 學 會 ， 89 年 2 月 。. 6.. "921 集 集 大 地 震 建 築 物 震 害 調 查 初 步 報 告 "， 國 家 地 震 工 程 研 究 中 心 、 內 政 部 建 築 研 究 所 ， 88 年 。. 7.. "九 二 一 震 災 後 營 建 體 系 之 檢 討 與 展 望 專 題 彙 編 "， 中 華 民 國 建 築 師 公 會 全 國 聯 合 會 ， 89 年 6 月 。. 8.. "台 灣 省 建 築 師 公 會 鑑 定 彙 編 (七 )－ 建 築 物 結 構 安 全 評 估 專 輯 "， 台 灣 省 建 築 師 公 會 ， 86 年 10 月 。. 9.. 林 炳 昌、巫 垂 晃，"九 二 一 集 集 地 震 中 高 層 建 築 物 之 損 害 "， 土 木 工 程 技 術 第 三 卷 第 三 期 ， 88 年 9 月 。. 10. "最 新 建 築 技 術 規 則 "， 詹 氏 書 局 ， 87 年 2 月 。.
(72) GPN：002244890654 ISBN：.
(73) 施工不良導致災害案例之調查 │ 以集集地震為例. 內政部建築研究所. 八十八年度.
(74) 施工不良導致災害案例之調查－以集集地震為例 出版機關：內政部建築研究所 電話：（02）27362389 地址：台北市敦化南路二段 333 號 13 樓 網址：http://www.abri.gov.tw 出版年月：89 年 10 月 版（刷）次：初版 工本費： GPN：002244890654 ISBN：.
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