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建築施工及坡地社區防災預警系統之研究(二)子計畫一:建築基礎施工災害安全預警監測系統之研究

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Academic year: 2021

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(1)目. 次. 目 次......................................................................................................................... i 表目次....................................................................................................................... iv 圖目次...................................................................................................................... vii 第一章 前 言 ......................................................................................................1 1.1 研究範圍之界定......................................................................................1 1.2 建築基礎施工災害之種類 ....................................................................1 1.2.1 建築基礎施工災害案例 ..............................................................2 1.2.2 建築基礎施工災害之特徵..........................................................2 1.2.3 建築基礎施工災害之分類..........................................................3 1.3 監測系統之現況與執行缺失................................................................4 第二章 建築基礎工程常用監測儀器 ..............................................................6 2.1 常用監測儀器種類與原理 ....................................................................9 2.2 量測與誤差.............................................................................................11 第三章 模組化監測系統 ..................................................................................16 3.1 監測儀器之佈設考量 ...........................................................................16 3.1.1 依地質條件佈設之監測系統 ...................................................16 3.1.2 依工程特性佈設之監測系統 ...................................................17 3.1.3 依環境要求佈設之監測系統 ...................................................18 3.1.4 依營建經驗及其他特殊需求佈設之監測系統 ....................19 3.2 建築基礎施工監測系統模組化 .........................................................20. i.

(2) 3.2.1 監測儀器佈設原則.....................................................................20 3.2.2 監測儀器之佈設 .........................................................................27 3.2.2.1 工區內標準型監測系統配置 ...........................................27 3.2.2.2 工區外標準型監測系統配置 ...........................................41 3.2.2.3 非標準型之監測系統配置 ..............................................41 3.2.3 量測頻率之制定 .........................................................................51 3.2.4 自動化儀器之考量.....................................................................53 第四章 監測結果標準化 ..................................................................................54 4.1 量測報表之制式化 ................................................................................54 4.2 制式化分析圖表.....................................................................................62 4.3 進階分析圖表 .........................................................................................69 第五章 監測結果分析與工程災害預估 ........................................................73 5.1 監測圖表之基本分析研判...................................................................73 5.2 監測數值與變化速率............................................................................77 5.3 監測結果推估之可能衍生災害 ..........................................................78 第六章 監測管理值 ...........................................................................................81 6.1 監測管理值與安全管理值之差異性..................................................81 6.2 監測管理值之等級分類........................................................................81 6.3 監測管理值之制定 ................................................................................85 6.4 監測管理值修訂機制 ............................................................................91 6.5 分析驗證與行為預測 ..........................................................................100 第七章 施工災害之預警制度........................................................................102. ii.

(3) 7.1 預警制度之內涵...................................................................................102 7.2 預警通報及人員組織 ..........................................................................102 7.3 應變計畫 ................................................................................................103 第八章 結論與建議 .........................................................................................108 誌. 謝 ...............................................................................................................111. 參考文獻 ...............................................................................................................112 附錄 A 監測儀器相片......................................................................................115 附錄 B 監測儀器裝設示意圖.........................................................................119 附件一. 期中簡報審查會議記錄及處理情形 .............................................125. 附件二. 期末簡報審查會議記錄及處理情形 .............................................128. iii.

(4) 表. 目. 次. 表 2.1. 常用監測儀器之適用性..........................................................................6. 表 2.2. 監測儀器量測項目 ..................................................................................7. 表 2.3. 監測儀器主要構件一覽..........................................................................8. 表 2.4. 量測物理量種類與代表性之監測儀器 ...............................................9. 表 2.5. 傾度儀可能誤差或常見缺失與管理對策.........................................12. 表 2.6. 鋼筋計可能誤差或常見缺失與管理對策.........................................13. 表 2.7. 支撐應變計可能誤差或常見缺失與管理對策 ................................13. 表 2.8. 水位觀測井及水壓計可能誤差或常見缺失與管理對策...............14. 表 2.9. 建物傾斜計可能誤差或常見缺失與管理對策 ................................14. 表 2.10 建物/道路/地表沉陷觀測點可能誤差或常見缺失與管理 對策...........................................................................................................15 表 2.11 量測工作可能誤差或常見缺失與管理對策.....................................15 表 3.1. 工區內標準型監測系統模組排序及相關條件 ................................28. 表 3.2. 工區外標準型監測系統模組排序及相關條件 ................................41. 表 3.3. 非標準型監測系統模組排序及相關條件.........................................41. 表 3.4. 常態時期監測頻率 ................................................................................52. 表 3.5. 各監測項目中相關監測儀器達警戒狀態時之監測頻率建議......53. 表 4.1. 傾度儀基本報表範例 ............................................................................55. 表 4.2. 鋼筋計基本報表範例 ............................................................................56. 表 4.3. 建物傾斜計基本報表範例 ...................................................................57. iv.

(5) 表 4.4. 水位觀測井及開口式水壓計基本報表範例.....................................58. 表 4.5. 沉陷觀測點基本報表範例 ...................................................................59. 表 4.6. 中間柱隆起觀測點基本報表範例 ......................................................60. 表 4.7. 支撐應變計基本報表範例 ...................................................................61. 表 5.1. 擋土壁之可能施工災害及相關監測結果與現況勘查重點 ..........78. 表 5.2. 鄰房及管線之可能施工災害及相關監測結果與現況勘查重 點...............................................................................................................79. 表 5.3. 支撐系統之可能施工災害及相關監測結果與現況勘查重點......79. 表 5.4. 地層穩定性之可能施工災害及相關監測結果與現況勘查重 點...............................................................................................................80. 表 6.1. 制定監測管理值之參與討論人員 ......................................................87. 表 6.2. 台北市土木技師公會之參考用安全監測管理值(台北市土木 技師公會,2002) .................................................................................93. 表 6.3. 監測系統安全管理值案例(台北市土木技師公會,2002).......94. 表 6.4. 高雄某大樓新建工程基礎施工安全監測系統施工安全參考 管理值(王春煌,1991)....................................................................95. 表 6.5. 台北捷運 CH218 標觀測系統安全管理值(章仁發,1991) ......96. 表 6.6. 本研究案建議之監測管理值(一)傾度儀.....................................97. 表 6.7. 本研究案建議之監測管理值(二)鋼筋計.....................................97. 表 6.8. 本研究案建議之監測管理值(三)支撐應變計............................97. 表 6.9. 本研究案建議之監測管理值(四)水位觀測井/水壓計 ..........98. 表 6.10 本研究案建議之監測管理值(五)建物沉陷點............................99. v.

(6) 表 6.11 本研究案建議之監測管理值(六)建物傾斜計............................99 表 6.12 本研究案建議之監測管理值(七)中間柱隆起觀測點...............99 表 7.1. 擋土壁之可能狀況及常見應變措施................................................105. 表 7.2. 支撐系統之可能狀況及常見應變措施 ...........................................106. 表 7.3. 鄰房之可能狀況及常見應變措施 ....................................................106. 表 7.4. 道路之可能狀況及常見應變措施 ....................................................107. 表 7.5. 地下管線之可能狀況及常見應變措施 ...........................................107. vi.

(7) 圖. 目. 次. 圖 3.1. 擋土壁內傾度儀平面佈設原則示意..................................................21. 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 ....22. 圖 3.3. 支撐應變計水平佈設原則示意...........................................................23. 圖 3.4. 支撐荷重計水平佈設原則示意...........................................................24. 圖 3.5. 水位觀測井水平佈設原則示意...........................................................24. 圖 3.6. 上舉考慮下之水壓計佈設剖面示意..................................................25. 圖 3.7. 擋土壁背側傾度儀佈設剖面示意 ......................................................25. 圖 3.8. 中間柱隆起觀測點水平佈設原則示意 .............................................26. 圖 3.9. 建物沉陷觀測點水平佈設原則示意..................................................26. 圖 3.10 建物傾斜計水平佈設原則示意...........................................................27 圖 3.11 工區內標準型監測系統模組第 A01 號..............................................29 圖 3.12 工區內標準型監測系統模組第 A02 號..............................................30 圖 3.13 工區內標準型監測系統模組第 A03 號..............................................31 圖 3.14 工區內標準型監測系統模組第 A04 號..............................................32 圖 3.15 工區內標準型監測系統模組第 A05 號..............................................33 圖 3.16 工區內標準型監測系統模組第 A06 號..............................................34 圖 3.17 工區內標準型監測系統模組第 A07 號..............................................35 圖 3.18 工區內標準型監測系統模組第 A08 號..............................................36 圖 3.19 工區內標準型監測系統模組第 A09 號..............................................37 圖 3.20 工區內標準型監測系統模組第 A10 號..............................................38. vii.

(8) 圖 3.21 工區內標準型監測系統模組第 A11 號..............................................39 圖 3.22 工區內標準型監測系統模組第 A12 號..............................................40 圖 3.23 工區外標準型監測系統模組第 B01 號..............................................42 圖 3.24 工區外標準型監測系統模組第 B02 號..............................................43 圖 3.25 工區外標準型監測系統模組第 B03 號..............................................44 圖 3.26 工區外標準型監測系統模組第 B04 號..............................................45 圖 3.27 工區外標準型監測系統模組第 B05 號..............................................46 圖 3.28 工區外標準型監測系統模組第 B06 號..............................................47 圖 3.29 工區外標準型監測系統模組第 B07 號..............................................48 圖 3.30 工區外標準型監測系統模組第 B08 號..............................................49 圖 3.31 非標準型監測系統模組第 C01 號 ......................................................50 圖 4.1. 傾度儀制式分析圖表範例(一)側向位移一覽............................62. 圖 4.2. 傾度儀制式分析圖表範例(二)位移歷時變化............................63. 圖 4.3. 鋼筋計制式分析圖表範例(一)鋼筋應力歷時變化...................63. 圖 4.4. 鋼筋計制式分析圖表範例(二)鋼筋應力分佈............................64. 圖 4.5. 建物傾斜計制式分析圖表範例(一)傾斜歷時變化...................64. 圖 4.6. 水位觀測井及水壓計制式分析圖表範例(一)水頭標高歷時 變化...........................................................................................................65. 圖 4.7. 水位觀測井及水壓計制式分析圖表範例(二)水壓力分佈......65. 圖 4.8. 沉陷觀測點制式分析圖表範例(一)沉陷歷時變化...................66. 圖 4.9. 沉陷觀測點制式分析圖表範例(二)地表沉陷剖面...................66. 圖 4.10 中間柱隆起觀測點制式分析圖表範例(一)隆起歷時變化......67. viii.

(9) 圖 4.11 中間柱隆起觀測點制式分析圖表範例(二)隆起剖面...............67 圖 4.12 支撐應變計制式分析圖表範例(一)支撐軸力歷時變化 ..........68 圖 4.13 傾度儀進階分析圖表範例(一)擋土壁應力推估 .......................69 圖 4.14 傾度儀進階分析圖表範例(二)擋土壁擠入量歷時變化 ..........70 圖 4.15 建物傾斜計進階分析圖表範例(一)傾斜方位走勢...................70 圖 4.16 沉陷觀測點進階分析圖表範例(一)沉陷與施工關係...............71 圖 4.17 沉陷觀測點進階分析圖表範例(二)沉陷速率與施工關係......72 圖 6.1. 常用監測管理值之等級分類及意義..................................................84. 圖 6.2. 本研究案建議之監測管理值等級及意義.........................................85. 圖 6.3. 監測管理值之考量要素........................................................................86. 圖 6.4. 分析驗證與行為預測流程例─ 以沉陷為標的 ..............................101. 圖 7.1. 施工災害預警制度之架構內容與執行流程...................................104. 圖 7.2. 預警制度之通報流程及通報成員 ....................................................104. ix.

(10) x.

(11) 第一章. 前. 言. 建築基礎支承著整個人造結構;換言之,它是人造建物得以立足地 球之媒介,實是擔負著無以倫比之重責大任。其施工良窳除了與工址地 質狀況息息相關外,亦受基地形狀、開挖深度、相鄰建物、甚或營造水 準等諸多因素影響。於建築基礎之規畫與設計上,常無法僅憑藉著設計 規範或手冊來進行,仍須借鏡工程經驗,尤其是類似工程案例,方能有 較成功之把握,故若逢設計不周或施工不當,則其完工過程勢必充滿危 機,而其最終成果亦尤難預期。監測系統於此一過程中,常扮演著一定 之角色。 監測系統之配置一般係就影響建築基礎之因子佈設,經由了解此些 因子之行為,得以掌握建築基礎施工過程之安全性,並能於問題發生前 洞燭機先,防範於未然;亦或於問題發生中確實掌握問題之所在,使之 能有效的「對症下藥」。. 1.1 研究範圍之界定 本研究計畫係著重於建築基礎施工之監測系統部份,對於研究內容 將定義於平坦地形(不含山坡地)之地下室開挖擋土工程中須配置監測 系統者。換言之,目前於都會區中隨處可見之大樓或廠房地下室深開挖 工程、捷運系統及鐵路地下化專案明挖覆蓋區段等,採取垂直開挖擋土 工法施工者均屬本研究計畫探討之範圍;另外,如地下管線箱涵埋設或 擋土牆基礎開挖等工程,雖亦可能有臨時開挖擋土動作,但將不列入本 研究範疇。. 1.2 建築基礎施工災害之種類 國內發生建築基礎施工災害時有所聞,所衍生之鄰房糾紛更是層出 不窮。對於災害發生之原因,亞新工程顧問公司(1986)及日本地盤工 1.

(12) 學會(1998)等均曾加以分析探討(林永光等,2001),以下僅就國內 發生施工災害案例及其特徵加以分類,以揭櫫監測系統所應扮演角色。. 1.2.1 建築基礎施工災害案例 國內發生建築基礎施工災害之案例,不論是於北部、南部、中部或 東部皆隨處可見。文獻記載案例甚多,茲舉數例如下: z 台北市忠誠路天母購物中心工地──地下室開挖引致周邊建物沉 陷傾斜之損鄰案例。 z 台北市濱江市場改建工程(自由時報,2000)──地下室開挖過程 中擋土連續壁及周邊道路面塌陷。 z 台北市基河路力霸百老匯工地(中國時報,1993)──新生軟弱地 盤深開挖工程失敗(蔡錦松,1994)。 z 台北都會區捷運系統南港線 CN252 標工地湧水案──深層地下水竄 升並夾帶大量土砂流入工區,引致周邊道路塌陷。 z 台北市新光站前大廈地下室開挖期間周邊道路塌陷。 z 高雄市漢來百貨工地湧水案──地下室開挖期間,深層地下水竄升 並夾帶大量土砂流入工區。. 1.2.2 建築基礎施工災害之特徵 綜合前述施工災害,可歸納出災害特徵包括: z 強度問題──因擋土壁強度、支撐系統強度、地層強度等不足,直 接造成災害之發生。 z 勁度問題──擋土壁勁度、支撐系統勁度等不足,造成變位過大, 間接引致災害之發生。 z 穩定度問題──擋土壁穩定、支撐系統穩定、地層穩定等不足,直 2.

(13) 接或間接形成災害之發生。 形成上述問題之原因包含擋土壁或支撐系統之先天(如設計)及後 天(如施工)人為缺失,地下水文災害等。. 1.2.3 建築基礎施工災害之分類 就建築基礎施工災害而言,可歸納為以下幾類: z 擋土壁部份: 9 彎矩破壞或剪力破壞。 9 擋土壁破洞漏水。 9 側向位移過大。 z 支承系統部份: 9 支撐挫曲、蛇行。 9 圍令挫曲、翻轉。 9 斜撐抗剪機制破壞或斜撐發生剪力破壞。 9 地錨破壞。 9 支撐系統上揚破壞。 z 地層穩定性部份: 9 開挖面隆起破壞。 9 鄰近地盤大量下陷。 9 道路開裂下陷。 9 開挖面砂湧。 9 開挖面上舉破壞。 9 擋土壁前之被動土壓力不足而發生土壤擠向開挖面之破壞。 z 鄰房及管線部份: 3.

(14) 9 鄰房沉陷傾斜,致建物功能喪失或結構損壞。 9 地下管線破裂。. 1.3 監測系統之現況與執行缺失 目前國內對於建築基礎施工使用之部份監測儀器設備,已有製造改 良能力,如傾度管、電阻式荷重計等,而部份高精密之儀器,如傾度儀、 鋼筋計及支撐應變計等,則仍須仰賴國外儀器廠商製造與提供。至於儀 器之安裝測讀,因部份廠牌儀器,如美國 SINCO、GEOKON、挪威 GEONOR、日本 KYOWA 等,已進口使用多年且國內均有代理商,故 已累積豐富使用經驗與相關人才,甚至部份精密儀器,如美國 SINCO 傾度儀等,更建立起國內校正檢驗機制,免除儀器往返原廠之耗時費錢 之舉,在在顯示國內使用監測儀器已處成熟階段,於施工災害安全預警 及防治工作上,應可大幅降低災害之發生率。 然而,目前監測系統之執行中,著實也存在不少之缺失,包含有: z 法令規章不足──內政部於民國九十年十月一日頒佈施行之「建築 物基礎構造設計規範」中,對於開挖安全監測雖 有述及,但屬選擇性要求,且內容多為原則性說 明,亦頗多不足之處。衡諸國內目前對於監測系 統之重視程度仍常僅是繫於當事者之一念之間, 而在省錢一途下,又多僅是聊備一格。 z 專業素質降低──國內工程人員學歷普遍提高,惟此方面專業素質 確普遍下降,究係環境使然(如僧多粥少,價格 過低等),亦或欠缺專業人員制度或專業訓練制 度,值得深入探討。 z 服務品質低落──由於市場呈現僧多粥少之競爭態勢,發包廠商極 力殺價,而承攬廠商配合流血輸出,終至淪落成 不得不的偷工減料。就整個監測工作而言,其內 容約包括有儀器採購安裝、量測、以及分析研判 4.

(15) 驗證與行為預測作業等三大要項,其中最常見之 缺失即是將最重要之分析研判驗證與行為預測作 業精簡至幾乎蕩然無存之狀態,並全然交由儀器 裝設與量測之得標廠商“附帶”執行之;換言 之,整個監測工作可說是僅存儀器安裝與量測部 份而已;另外,就儀器量測部份而言,則常見因 編組人力嚴重不足無法負荷全部量測工作,祇好 採“跳躍式”量測並“創造”監測數據應付了 事;至於監測儀器使用粗糙便宜不穩定商品,致 不堪使用則屢見不鮮。凡此種種,著實令人擔憂 不已。經由建立專業廠商制度或許是值得思考之 途,而建立一套標準化之監測系統作業方式,以 保有其最低程度之功能,使之維持某一水準,亦 或許是另一改善之道。 上述缺失顯現監測系統已漸失其功能或已根本不具應有功能。對於維護 施工安全而言,實極需重建制度,改變作法,以振衰起蔽。. 5.

(16) 第二章. 建築基礎工程常用監測儀器. 目前國內建築基礎工程常用之監測儀器如表 2.1。各種監測儀器於 裝設後所量測項目如表 2.2。各監測儀器之主要構件如表 2.3。儀器相片 如附錄 A,儀器裝設示意圖如附錄 B。 表 2.1 裝設位置 擋土結構. 常用監測儀器之適用性. 開挖區外. 開挖區內. 壁 鋼 壁 壁 水 水 道 建 深 建 支 隆 中 基 水 逆 逆 樓 內 筋 體 外 位 壓 路 物 式 物 撐 起 間 礎 位 打 打 版 器 傾 計 水 傾 觀 計 沈 沈 沈 傾 應 桿 柱 沈 觀 柱 柱 混 度 度 測 陷 陷 陷 斜 變 隆 陷 測 隆 應 凝 開 儀 土 儀 井 點 點 計 計 計 起 點 井 起 變 土 挖 及 及 壓 觀 點 計 應 管 管 工 擋 計 口 荷 測 水 變 口 法 位 位 重 點 壓 計 土 移 移 計 計 觀 工 觀 測 測 點 法 點 明 挖. 儀. 地 錨 荷 重 計. 無. ╳ ╳ ╳ ● ● ● ● ● ● ● ╳ ○ ╳ ● ○ ╳ ╳ ╳ ╳. 連續 ● ● ○ ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ● ● ○ ╳ ╳ ╳ ╳ 壁 順 預壘 ● ○ ╳ ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ● ● ○ ╳ ╳ ╳ ╳ 打 樁 版 樁. ○ ╳ ╳ ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ● ● ○ ╳ ╳ ╳ ╳. 逆 連續 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ○ ○ ○ ● ○ ● ● ○ ╳ 打 壁 連續 ● ● ● ● ● ● ● ● ● ● ╳ ○ ╳ ● ○ ╳ ╳ ╳ ● 背 壁 拉 預壘 ● ○ ╳ ● ● ● ● ● ● ● ╳ ○ ╳ ● ○ ╳ ╳ ╳ ● 樁 【註】●適用;○尚可;╳不適用. 6.

(17) 表 2.2. 監測儀器量測項目. 儀器項目. 量測項目. 壁內傾度儀. 擋土壁之側向變形量(修正成絕對位移量). 鋼筋計. 擋土結構之鋼筋應力. 壁體土. 水壓計. 擋土壁內外所受之總側向壓力及水壓力. 地錨荷重計. 地錨荷重. 壁外傾度儀. 土層之側向變形量或藉與修正擋土壁之絕對側向變形量. 水位觀測井. 地下水位. 水壓計. 地表下某一特定深度之孔隙水壓力. 高程基準點. 提供各儀器高程測量之基準. 沉陷點. 基地外道路、建物及基地內基礎之高程變化. 深式沈陷計. 基地外較深層土壤(例如位於道路鋪面下方之土壤)之沈 陷或隆起變化、鄰房基礎沉陷. 淺式沈陷計. 基地外道路舖面下方較淺層處土壤之沈陷或隆起變化. 建物傾斜計. 建築物之傾斜變化量. 支撐應變計. 支撐系統之軸力. 支撐荷重計. 支撐系統之軸力. 中間柱隆起觀測點 支撐系統中間柱之隆起變化量 隆起桿. 開挖區內土壤之隆起變化量. 逆打柱應變計. 逆打工法中逆打鋼柱之應力. 樓版混凝土應變計 逆打工法中樓版混凝土之應力 裂縫計. 開挖區外鄰近結構物之裂縫寬度變化. 7.

(18) 表 2.3. 監測儀器主要構件一覽. 裝(埋)設儀器. 量測儀器設備. 儀器項目 主要構件. 感測器. 測讀器. 其他. 壁內傾度儀. 傾度管(亦稱傾度觀測管) 感測器. 測讀器. 電纜線. 鋼筋計. 鋼筋計本體及電纜. -. 測讀器. -. 土. -. 測讀器. -. -. 測讀器. -. 測讀器. 電纜線. 壁體土. 水壓計. 水壓計本體及電纜. 地錨荷重計. 荷重計本體及電纜. 壁外傾度儀. 傾度管(亦稱傾度觀測管) 感測器. 豎管式水位觀測井 觀測井豎管及開孔本體. -. 水位量測器. -. 電子式水位觀測井 觀測井豎管及感測本體. -. 測讀器. -. 豎管式水壓計. 水壓計豎管及透水石本體. -. 水位量測器. -. 電子式水壓計. 水壓計本體及電纜. -. 測讀器. -. 高程基準點. 沉陷點. -. 水準儀. 箱尺. 沉陷點. 沉陷釘或貼尺. -. 水準儀. 箱尺. 深式沈陷計. 沈陷計本體. -. 水準儀. 箱尺. 建物傾斜計. 傾斜銅盤或本體. 感測器. 測讀器. -. 支撐應變計. 應變計本體及電纜. -. 測讀器. -. 支撐荷重計. 荷重計本體. -. 測讀器. -. 中間柱隆起觀測點 隆起點或貼尺. -. 水準儀. 箱尺. 隆起桿. 隆起桿本體. -. 水準儀. 箱尺. 逆打柱應變計. 應變計本體及電纜. -. 測讀器. -. 樓版混凝土應變計 應變計本體及電纜. -. 測讀器. -. 裂縫計. -. 測讀器或目視. -. 裂縫計本體或裂縫尺. 8.

(19) 2.1 常用監測儀器種類與原理 依量測物理量性質之不同,監測儀器可大致分為應力量測、變形量 測、地下水位及水壓量測等三大類。應力量測包括應力、應變、壓力、 荷重量測,常用之儀器有鋼筋計、壁體土. 水壓計、支撐應變計、混凝. 土應變計、支撐荷重計等;變形量測包括垂直或水平位移、旋轉角量測, 常用之儀器有傾度儀(側向變形)、沈陷點(鄰房、道路、基礎)、建 物傾斜計、裂縫計、隆起點. 隆起桿(土層、中間柱)等;地下水位及. 水壓量測常用儀器有地下水位觀測井及開口式(或豎管式、水力式)水 壓計等,如表 2.4 所示。 表 2.4 量測物理量種類與代表性之監測儀器 量測 物理量. 應力 量測 應力. 應變 支撐應. 常用 鋼筋計 儀器. 壓力. 變形量測 荷重. 高程位移 水平位移. 支撐荷 沈陷點或. 變計或 壓氣式 重計或 隆起桿或 混凝土 水壓計 地錨荷 中間柱隆 應變計. 重計. 起點. 地下水位 傾角. 及水壓. 建物傾 水位觀測 裂縫計. 斜計或 井或開口 傾度儀 式水壓計. 如依量測物理量原理之不同,則可大致分為電阻式應變計(Electric Resistance Strain Gauge)、差動式(Linear Variable Differential Transformer, LVDT)位移計、振弦式應變計(Vibrating Wire Strain Gauge)、伺服加速 度計(Servo Accelerometer)、壓氣式(Pneumatic Transducer)、豎管式水 壓計(Open Standpipe Piezometer)、電漿式(Electrolytic Level)及光纖光 柵感測器(Fiber Bragg Grating Sensor, FBGS)等幾種,茲將其原理概述如 下: z 電阻式應變計(Electric Resistance Strain Gauge):係利用電阻值與電阻 線長之關係所製成,應變計元件受力伸長時電阻值會增加,反之受 壓時則電阻值會減少,因此量測時僅需測得電阻值之改變量,即可 求得物體相對之應變量,進而推算其所受之應力,至於電阻值之量 9.

(20) 測,一般採用惠斯頓電橋(Wheatstone Bridge)原理求得,常見於日 式系統之鋼筋計及土/水壓計。 z 差動式(LVDT)位移計:係利用變壓器原理所製成,變壓器二次線 圈會受一、二次線圈比及鐵心位置之不同,產生不同感應電壓,因 此量測上以一、二次線圈為固定段,以鐵心為活動段,量測一、二 次測電壓比即可推估鐵心位置,進而比較二次量測值而可推求得到 應變量。 z 振弦式應變計(Vibrating Wire Strain Gage):係利用金屬弦之長度與 自然振動頻率之關係而推求應變量,常見於歐美系統之鋼筋計、支 撐應變計、電子式水壓計等。 z 伺服加速度計(Servo Accelerometer):係將錘球置於位置感應器之 線圈磁場內,當有傾角改變時,位置感應器之線圈磁場即可感應錘 球與該系統垂直方向之位移,將此訊號轉為一電壓,電壓通過線圈 後產生力量,使垂球回復至原來位置,藉由電壓的量測值即可換算 傾斜角度,常見於傾度儀、建物傾斜計。 z 壓氣式(Pneumatic Transducer):利用地下水或土壓力與儀器內打入 之氣壓相互平衡之關係,直接量取地下水或土壓力,早期常用於水 庫等地區之水壓計或開挖區之土/水壓計。 z 豎管式水壓計(Open standpipe Piezometer):利用地下水與大氣壓相 互平衡之關係,直接量取豎管內水位而求得水壓力,常用於水壓計。 z 電漿式(Electrolytic Level) :利用密閉空間內填滿導電液,藉兩端 導電液高程不同產生電阻值之不同而計算兩點之高差,進而推估傾 斜量。 z. 光纖光柵感測器(Fiber Bragg Grating Sensor, FBGS):利用光纖中光 訊號的波長變化,來量測結構體在作用力作用時之應變量測,此類 系統為 80 年代後之新發展,其優點為不受電磁場感應之影響、高絕 緣強度、高耐蝕性且可多點分佈量測,可廣泛應用於溫度、應變、 壓力、電流、磁場、位移等物理量之量測,目前推廣尚不普遍。. 10.

(21) 2.2 量測與誤差 依測量學之原理,監測系統誤差之來源有三: 1. 天然誤差(Natural Errors):自然現象如溫度、濕度、日照、震動、灰 塵、磁場干擾等,對於監測儀器及讀數均可能產生誤差;溫度、日 照對建築物或建物傾斜盤產生變形使得建物傾斜計讀測時產生偏 差及鋼支撐受熱產生之熱應力;高壓電塔旁可能對伺服加速度計型 產生偏差等。此種誤差非監測儀器所能控制,但操作儀器者必需了 解,找出規律性或誤差量,以推求量測值之最大誤差值。 2. 儀器誤差(Instrument Errors):本項誤差主要來自於監測儀器之特性, 或未進行校正所致。如震動對振弦式及伺服加速度計型儀器會產生 干擾、連接線潮濕會影響電阻式應變計之讀值及穩定性、水準儀之 誤差過大導致高程點變化不合常理等,此種誤差可由儀器校正及施 工環境改善以減少之。 3. 人為誤差(Personal Errors):本項誤差主要來自儀器裝設不當,量測方 法錯誤、觀測讀數記錯,或未觀測而自行填寫讀數等,消除之方法 為進行良好之專業訓練、對有疑慮之監測結果則要求重覆觀測,以 及嚴格之監測管理。 另外,誤差依其性質,可分為下列三種: 1. 系統誤差(Systematic Errors):系統誤差常為常差且誤差之大小及正負 符號不變,多為儀器本身或校正不完全之小誤差,對監測系統工作 而言,由於監測系統大多量測以初值為基準之相對變化量,故如使 用同一套儀器量測時則誤差影響不大,但如使用不同之儀器時則系 統誤差之影響需詳加考量。在監測系統中最具代表性之系統誤差為 傾度管量測用之傾度儀,以 SINCO 廠牌儀器而言,其出廠時即設定 正反讀數之和在 10 以內,故在相同系統誤差下對量測值並無影響。 2. 偶然誤差(Accidental Errors):為不固定之誤差,無法立即察覺,其值 常甚小。偶然誤差之符號可正可負,而正負出現之機率相等,彼此 有相消性。在監測系統中最具代表性之偶然誤差為高程量測,量測. 11.

(22) 時箱尺放置在沈陷釘之位置及照準刻度之讀測等,均可能產生偶然 誤差。 3. 錯誤(Mistakes):為觀測者疏忽或無經驗而發生,其值常甚大。如讀 錯數字、記錯讀數等。錯誤可由校對而免除。在測量所得之結果中, 需加強注意。 以下就各儀器之各種可能誤差或常見缺失與管理對策詳列如表 2.5 至表 2.11。. 表 2.5. 傾度儀可能誤差或常見缺失與管理對策. 可能誤差或常見之缺失 管理對策 裝設方向偏斜過大. 立即修正. 裝設傾斜度過大. 控制壁外傾度儀地層鑽孔或壁內傾度儀裝設時之垂直度. 本體旋轉度過大. 裝設前檢查螺旋度、裝設中避免擠壓或扭轉傾度管. 凹槽磨損或腐蝕. 慎選材料. 壁外傾度管回填不實. 回填應確實. 絕對位移量不詳. 設置管口位移、使用貫穿式傾度管或壁外傾度管. 初值量測時機. 灌漿前、中間柱打設前、開挖前. 初值量測錯誤 儀器浸水致量測錯誤. 1. 使用兩套儀器量測; 2. 每套儀器至少量測兩次,以確立穩定讀數 注意防水處理. 【註】美國 SINCO 建議傾度管裝設傾斜度小於 3 度。台北市政府捷運局對於傾度 管本體旋轉度之要求為:不得超過 1 度. 12. 3 公尺管長。.

(23) 表 2.6. 鋼筋計可能誤差或常見缺失與管理對策. 可能誤差或常見之缺失. 管理對策. 初值量測時機. 裝設前、吊放前後、混凝土打設後、開挖前. 鋼筋計規格不可靠. 選用品質可靠之廠牌、檢核儀器出廠證明及校正資料. 鋼筋計斷線或短路. 裝設前、吊放前後、混凝土打設後、開挖前均應量測. 鋼筋計埋設深度不可靠. 實際丈量並測量鋼筋頂部高程 1. 使用鋼筋續接器或瓦斯壓接. 鋼筋計與主筋連結方式. 2. 不使用鋼筋計與主筋並排方式. 鋼筋計防水膜破裂. 加強保護措施及選用品質可靠之廠牌. 電纜破損或接續點不良. 選用品質可靠之廠牌並依據原廠標準說明嚴謹施工. 表 2.7. 支撐應變計可能誤差或常見缺失與管理對策. 可能誤差或常見之缺失. 管理對策 1. 支撐吊放前. 支撐應變計初值讀測時機. 2. 支撐吊放後未調整前 3. 支撐預壓前. 支撐應變計量測時機. 支撐應變計校正. 1. 定時量測並記錄溫度 2. 最好在近中午時監測 1. 於試驗室按標準程序校正 2. 工地配合支撐荷重計(已校正後)修正. 未平行支撐軸線. 修正位置. 左右兩側不對稱. 修正位置. 未置於斷面中心. 修正位置. 過度靠近千斤頂或接頭. 修正位置. 13.

(24) 表 2.8. 水位觀測井及水壓計可能誤差或常見缺失與管理對策. 可能誤差或常見之缺失. 管理對策. 封層不實. 立即修正。尤其對於水壓計鑽孔於地層有變化之處應增 加封層,如黏土層與砂層間應增加封層(位黏土層中) 1. 透水層應保護良好 2. 水壓計透水石應於安裝前測試透水功能. 堵塞或功能喪失. 3. 壓氣式或電子式水壓計透水石須確保安裝階段之飽 和(無氣體)狀態 4. 地層鑽孔作業使用皂土液穩定孔壁者,於裝設前應先 將水壓計頭裝設位置之透水段孔壁泥膜清除. 表 2.9 可能誤差或常見之缺失 初值量測時機 未設於結構體上 數量不足. 建物傾斜計可能誤差或常見缺失與管理對策 管理對策 土釘施作前、導溝開挖前、連續壁施工前、中間柱打設 前、地盤改良前、基地開挖前 立即修正 1. 不宜以 1、2 處傾斜值來代表整體建物之傾斜量 2. 使用建物沉陷點監測整體建物之傾斜量. 固定錨釘未鎖固. 確實固定. 穩定性不佳. 測量盤應設於三角架中央且避免使之搖晃. 裝設時傾斜度過大. 影響精度,立即修正. 溫度影響. 定時觀測並記錄溫度變化. 裝設時應取得屋主同意. 加強溝通. 裝設位置. 於結構體上之裝設位置(高度)能確實反應行為. 14.

(25) 表 2.10. 建物/道路/地表沉陷觀測點可能誤差或常見缺失與管理對策. 可能誤差或常見之缺失. 管理對策. 初值量測時機. 同建物傾斜計. 沈陷觀測點裝設損及鄰房. 使用劃線記號. 沈陷觀測點裝設於道路易受 裝設點避免突出地面並以套管及頂蓋保護或儘量設於 車輛壓陷. 建物上. 沈陷基準點過於靠近工地或 受其他因素影響而變動. 表 2.11. 量測工作可能誤差或常見缺失與管理對策. 可能誤差或常見之缺失 初值錯誤. 儀器故障或使用不同測讀儀 器量測. 測量精度不佳. 基準點應設於不受施工影響區域,且至少 2 處. 管理對策 1. 初值應至少監測 2 次 2. 初值量測時應派員了解 1. 提供儀器校正記錄作為參考 2. 傾度儀使用二套以上測讀器定期比對量測結果 3. 備用儀器並於初值量測時一同建立儀器初值 1. 儀器校正 2. 閉合差檢查. 15.

(26) 第三章. 模組化監測系統. Dunnicliff (1988) 曾列出 20 項有關監測系統設置時所需考量之要點, 其中包括儀器選用與安裝位置選擇兩項,清楚揭示所使用儀器應能足以 信賴並符合設置需求;而儀器安裝位置則須能於安全臨界處(Critical Locations),足以反應出工程設計與分析狀況,俾能進行比對工作。 目前監測儀器使用於建築工程之種類繁多,其選用儀器、量測方 式、準確度需求等均與工程個案狀況息息相關。對於建築基礎施工而 言,不一樣的工程規模或地質條件,其安全考量重點均有所不同;是以 之,其監測項目亦隨之而異。國內工程界使用監測系統已有數拾年經 驗,不論是引進國外或國人自行研發製造之儀器設備均已呈多樣化且相 當普及,故建立一系列模組化監測系統作為參考方針,以確保建築基礎 施工安全之時機已儼然成熟。有關監測儀器設備已於第二章中多所說 明,本章主要就建築基礎施工中,足以反應工程安全或一般設計分析所 欲掌握了解之大地與結構行為,提出一套模組化監測系統,供業界參考。. 3.1 監測儀器之佈設考量 對於建築基礎施工而言,監測儀器之主要功能乃在蒐集建築基礎施 工安全因子之實際行為,以提供工程人員掌握施工過程之安全度,並能 於問題發生前洞燭機先,防範於未然;亦或於問題發生時了解問題之所 在,俾能有效的「對症下藥」。故於佈設監測儀器時,除須正確考量安 全因子究為何者之外,對於監測儀器之選用亦須有相對考量,方能有效 地達其目的。茲歸納篩選林林總總與建築基礎施工安全有關之因子與選 用儀器,區分為以下數項說明之。. 3.1.1 依地質條件佈設之監測系統 1. 常發生於黏土層之隆起破壞,其監測系統佈設以「地層變位」觀測 為主。中間柱隆起觀測點或傾度儀是常用之監測儀器;隆起桿也曾 16.

(27) 被使用,但因維護不易,近已不多見。 2. 常發生於黏土層之上舉破壞,其監測系統佈設以黏土層下方砂性地 層「水壓」觀測為主。水壓計是主要之監測儀器。 3. 常發生於砂土層之砂湧破壞,其監測系統佈設以「水壓」觀測為主。 水壓計是主要之監測儀器。 4. 基礎座落於黏土層或砂土層之結構物沉陷破壞,其監測系統佈設以 「沉陷傾斜」觀測為主。沉陷點及建物傾斜計是常用之監測儀器。 5. 常發生於黏土層或砂土層之擋土結構變位引致工區周遭地層下陷, 其監測系統佈設以「沉陷」觀測為主。沉陷點是常用之監測儀器; 沉陷桿及沉陷計亦可使用,但不多見。 6. 常發生於砂土層抽降水後引致之工區周遭地層下陷,其監測系統佈 設以「沉陷及水位水壓」觀測為主。沉陷點、水位觀測井及水壓計 是常用之監測儀器;沉陷桿及沉陷計亦可使用,但不多見。 7. 於砂土層使用水密性差之擋土結構,於地下水位面下容易產生管湧 或擋土結構壁面漏水,其監測系統佈設以「水位水壓」觀測為主。 水位觀測井及水壓計是常用之監測儀器。 8. 於高靈敏度黏土分佈區域,如台北市公館路、芝玉路等地區,其發 生工程災變之潛能甚高,監測系統佈設以施行「全面性」觀測為主, 包括擋土結構之「應力應變」觀測、支承系統之「荷重」觀測、開 挖面「地層變位」觀測、工區周遭建物與管線設施「沉陷傾斜」觀 測等均需考量顧及;自動化監測儀器亦需考量之。. 3.1.2 依工程特性佈設之監測系統 1. 深開挖工程常使用高勁度擋土結構,如連續壁或排樁等,其監測系 統佈設以「應力應變及位移」觀測為主。傾度儀及鋼筋計是常用之 監測儀器;混凝土應變計亦可使用,但不多見。 2. 一般開挖工程常使用低勁度擋土結構,如鋼版樁、預壘樁或鋼軌樁 17.

(28) 等,其監測系統佈設以「變位」觀測為主。傾度儀是常用之監測儀 器。 3. 使用鋼版樁作為擋土結構時,於開挖區角隅等轉折處常不易維持擋 土結構之水密性,如逢高地下水位時,除易產生管湧外,樁背土壤 淘空與地層下陷亦是常見,其監測系統佈設以「水位水壓及沉陷」 觀測為主。水位觀測井、水壓計及沉陷點是常用之監測儀器;沉陷 桿及沉陷計亦可使用,但不多見。 4. 近似圓形開挖區之擋土結構,其承受水平切向力(σθ)大於水平正 向力(σr),其監測系統佈設以「應力」觀測為主。水平向裝設鋼筋 計是常用之監測儀器;混凝土應變計亦可使用,但甚少使用。 5. 近似方正之小面積開挖區,如工作井、出入口、通風井等,其監測 系統佈設以「地層變位」觀測為主。傾度儀是常用之監測儀器。 6. 支撐系統之橫撐與圍令監測系統佈設以「應力」觀測為主。支撐應 變計及支撐荷重計是常用之監測儀器。 7. 支撐系統之中間柱或構台柱監測系統佈設以「變位」觀測為主。中 間柱隆起觀測點是常用之監測儀器。 8. 背拉地錨之監測系統佈設以「荷重」觀測為主。地錨荷重計是常用 之監測儀器。 9. 結構體上浮傾斜破壞之監測系統佈設以「水壓及沉陷傾斜」觀測為 主。水壓計,沉陷點及建物傾斜計是常用之監測儀器。 10. 結構體基礎沉陷破壞之監測系統佈設以「沉陷」觀測為主;沉陷點 是常用之監測儀器。另外,有以「應力應變」觀測為輔;鋼筋計及 混凝土應變計是常用之監測儀器,但此一應力應變觀測則不多見。. 3.1.3 依環境要求佈設之監測系統 1. 工區周遭地層下陷之安全監測系統佈設以「沉陷」觀測為主;沉陷 點是常用之監測儀器,沉陷桿及沉陷計則不多見。另外,有以「水 18.

(29) 壓」觀測為輔;水位觀測井及水壓計是常用之監測儀器。 2. 工區周遭鄰房之安全監測系統佈設以「沉陷傾斜」觀測為主;沉陷 點及建物傾斜計是常用之監測儀器。另外,有以「裂縫」觀測為輔; 裂縫計是常用之監測儀器。 3. 工區周遭地下管線,如自來水、瓦斯、電力、電信或衛工管等,其 安全監測系統佈設以「沉陷」觀測為主;沉陷點、沉陷桿及沉陷計 是常用之監測儀器。 4. 工區周遭重要地下結構物,如捷運潛盾隧道或排水箱涵等,其安全 監測系統佈設以「變位」觀測為主;傾度儀、沉陷點、沉陷桿、沉 陷計、傾斜計及隧道收斂點是常用之監測儀器。 5. 近來常起爭議之施工噪音與振動,其監測常以隨機取樣方式量測; 移動式音量計及振動儀是常用之監測儀器。. 3.1.4 依營建經驗及其他特殊需求佈設之監測系統 1. 營建經驗豐富之工程師於佈設安全監測系統常以施行「重點性」觀 測為主,上述之監測儀器佈設常依經驗多寡考量取捨。 2. 對於新開發區域或使用新技術等缺乏營建經驗之施工,其安全監測 系統佈設以施行「全面性」觀測為主,上述之監測儀器佈設考量均 需顧及;自動化監測儀器亦需考量之。 3. 工區地質變化明顯或地層分佈起伏劇烈時,其監測系統佈設以施行 「全面性」觀測為主,上述之監測儀器佈設考量均需顧及;自動化 監測儀器亦需考量之。 4. 在大範圍工區先選擇一處試驗區域進行施工與監測,乃獲取後續施 工所需現地經驗之常用方法,其試驗區域之監測系統佈設採「全面 性」觀測並使用自動化監測系統。 5. 學術研究或為求驗證分析方法與設計模式時,其監測系統佈設採「全 面性」觀測並使用自動化監測系統。 19.

(30) 3.2 建築基礎施工監測系統模組化 由於建築基礎施工之實際行為係受諸多因素影響致不易掌握,而可 能發生破壞之位置更是不易於事前精確預估。基於監測儀器不可能全面 隨處裝設之情形下,妥選儀器種類、裝設位置與裝設數量乃有其必要 性。另外,對於安裝後之儀器如果未能適時或即時地量測與分析研判, 亦將會因此錯過預警時機,無法發揮監測儀器之功能。不論是工程經驗 豐富或素養闕如者,使用一系列之模組化監測儀器佈設機制與量測頻率 作為參考準則,應能有效地避免人為疏失或經驗不足之處,讓監測系統 得以發揮其應有之功能。. 3.2.1 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. 20.

(31) 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)。 S1. 2 H(TYP). 壁內傾度儀 擋土壁. 圖 3.1. 【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 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)。. 21.

(32) 2 H(TYP). S1. 壁內傾度儀. 鋼筋計. 【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. 擋土壁. (a)鋼筋計水平佈設示意. 0.3 H 砂 土 層. 0.4 H 黏 土 層. 0.3 H 0.3 H. H. 0.3 H. H. 0.4 H 0.3 H 0.3 H 連續壁. 連續壁 (c)黏土層中鋼筋計佈設深度. (b)砂性地層中鋼筋計佈設深度 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. 3. 支撐應變計──約取每隔一個開挖深度之水平間距即佈設一處支撐 應變計,但亦考量連續壁角隅效應而可略過其效應影響範圍。支撐 應變計因直接安裝於型鋼上,故佈設位置一般均取無支撐長度之中 央點且以愈靠近擋土壁之位置愈能反應支撐實際所承受之擋土側 壓。以目前工程界常使用之 H 型鋼支撐系統而言,水平支撐銜接圍 令處常有斜撐(或稱之頭撐等)輔助,極易影響型鋼材料之應力狀 態而降低監測品質,故支撐應變計常避開此區域,而佈設於離擋土 壁一跨之支撐中央點,如圖 3.3。原則上於每一層水平支撐上皆佈設 22.

(33) 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。 S1. H(TYP). H(TYP). S1. 擋土壁. S/2 S/2. H(TYP) 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 3.3. 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。. 23.

(34) S1. H(TYP). H(TYP). S1. 擋土壁. >2S/3 <S/3. H(TYP) 支撐荷重計. 【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)。 擋土壁. 水位觀測井. 地下水流 地下水流. 圖 3.5. 水位觀測井水平佈設原則示意. 24.

(35) 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)。 地下水位 開挖區. 黏土層 砂土層 圖 3.6. 水壓計. 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。 B. H. ≤ 2m. 開挖區. 開挖區 > H+B. D. 傾度管 傾度管 堅硬地層 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) 25.

(36) 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。 0.5D~D. D. D. D. 擋土壁. 0.5D ~D 中間柱隆起 觀測點. D ( D (. 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。 建物沉陷觀測點. 騎樓. 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 26.

(37) 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。 建物傾斜計(此角隅處 為鑑定單位實施建物絕 對傾斜測量位置). 騎樓 建物傾斜計. 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。. 3.2.2 監測儀器之佈設 監測儀器之佈設位置如以開挖區內外為區隔,可將擋土壁、支承系 統、地層開挖穩定等基礎開挖施工安全監測歸屬於開挖區內監測系統; 工區鄰近建物、地下管線或構造物等受基礎開挖施工影響之安全監測歸 屬於開挖區外監測系統。另外,依據前述之地質條件、工程特性、環境 要求及營建經驗等考量,於選用及佈設監測儀器時,其組合將會形成諸 多成果,為使簡單明瞭,再整理區分為「標準型」與「非標準型」兩部 份,其中之標準型係指建築基礎施工中所須佈設之監測儀器;而非標準 型則是就一些特殊因素或局部考量所增加佈設之監測儀器。. 3.2.2.1 工區內標準型監測系統配置 27.

(38) 表 3.1 列出工區內標準型監測系統模組排序及各模組條件,相關之 監測儀器配置則示於圖 3.11 至圖 3.22。於表 3.1 中之地層分類,係以開 挖深度內之主要地層分佈為考量,至於較複雜或地層條件特殊者,應委 請專業顧問公司檢討設計為宜。 表 3.1 工區內標準型監測系統模組排序及相關條件 模組. 地質及水文 條件. 工程 特性. 水位 擋土壁 支承系統. 案例. 參考. 常見區域. 附圖. 編號. 主要地層. A01. 黏土層. 高. 連續壁. H 型鋼. 基隆河流域. 圖 3.11. A02. 黏土層. 高. 排樁. H 型鋼. 基隆河流域. 圖 3.12. A03. 黏土層. 高. 鋼版樁. H 型鋼. 基隆河流域. 圖 3.13. A04. 黏土層. 高. 鋼軌樁. H 型鋼. 基隆河流域. 圖 3.14. A05. 砂土層. 高. 連續壁. H 型鋼. 高雄市區. 圖 3.15. A06. 砂土層. 高. 排樁. H 型鋼. 高雄市區. 圖 3.16. A07. 砂土層. 高. 鋼版樁. H 型鋼. 高雄市區. 圖 3.17. A08. 砂土層. 高. 鋼軌樁. H 型鋼. 高雄市區. 圖 3.18. A09. 砂土黏土互層. 高. 連續壁. H 型鋼. 淡水河流域. 圖 3.19. A10. 卵礫石層. 高. 擋土柱. H 型鋼. 台中市區. 圖 3.20. A11. 卵礫石層. 高. 鋼軌樁. H 型鋼. 花東地區. 圖 3.21. A12. 砂頁岩層. 高. 排樁. 地錨. 台北盆地邊緣. 圖 3.22. 【註】表列之地層分類係以開挖深度內之主要地層分佈為考量,對於較 複雜或地層條件特殊者,應委請專業顧問公司檢討設計為宜。. 28.

(39) 【模組條件】連續壁. H型鋼內支撐. 軟弱黏土層. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬。H:開挖深度。▬▬:連續壁。══:支撐 監測項目 連續壁. 監測儀器 傾度儀. 位移及應 力監測. 鋼筋計. 支撐軸力 支撐應變計 監測 支撐荷重計 地層穩定 連續壁背側 監測 傾度儀 中間柱隆起 觀測點 地下水位 水位觀測井 水壓監測. 配置說明 配置數量 圖例 裝設於連續壁中(修正成絕對位移 2處 ♁ 量) 安裝於與傾度儀同單元之連續壁內 2 處計 16 只 ● 外側垂直鋼筋(成對配置)。裝設 深度約為 0.4H、0.7H、1.1H、1.4H(以 開挖深度 10 餘公尺為例) 每一層長短向支撐皆安裝。兩種儀 每層長短向各至少 ★ 器交替使用。約每隔一個開挖深度 1 處(每處 2 只)。 之支撐間距即安裝一處 另按間距 S 增加 (即圖示 S≒H) 每層長短向各至少 ☆ 1處 裝設深度為(H+B)(修正成絕對 2處 ◇ 位移量)或達連續壁底部以下堅硬 地層 裝設於連續壁周邊及基地中央處之 10 處 ◆ 中間柱 裝設深度至常態地下水位面下 8m 1處 ◎. L/2. S. B/2. S. 監測系統配置平面圖:模組 A01. 圖 3.11. 工區內標準型監測系統模組第 A01 號. 29.

(40) 【模組條件】排樁. H型鋼內支撐. 軟弱黏土層. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬。H:開挖深度。▬▬:排樁。══:支撐 監測項目 排樁 位移及應 力監測 【註】. 監測儀器 傾度儀 鋼筋計. 支撐軸力 支撐應變計 監測 支撐荷重計 地層穩定 排樁背側傾 監測 度儀 中間柱隆起 觀測點 地下水位 水位觀測井 水壓監測. 配置說明 配置數量 圖例 裝設於排樁中(修正成絕對位移量) 2處 ♁ 安裝於與傾度儀同支樁體內之垂直 2 處計 16 只 ● 鋼筋(成對配置)。裝設深度約為 0.4H、0.7H、1.1H、1.4H(以開挖深 度 10 餘公尺為例) 每一層長短向支撐皆安裝。兩種儀 每層長短向各至少 ★ 器交替使用。約每隔一個開挖深度 1 處(每處 2 只)。 之支撐間距即安裝一處 另按間距 S 增加 (即圖示 S≒H) 每層長短向各至少 ☆ 1處 裝設深度為(H+B)(修正成絕對 2 處 4 處【註】 ◇ 位移量)或達排樁底部以下堅硬地 層 裝設於排樁周邊及基地中央處之中 10 處 ◆ 間柱 裝設深度至常態地下水位面下 8m 1處 ◎. 【註】如排樁尺寸過小(約 30~50CM)無法於樁內安裝傾度儀及鋼筋計時,則刪除 鋼筋計並將傾度儀移至排樁背側地層內安裝。 L/2. S. B/2. S. 監測系統配置平面圖:模組 A02 圖 3.12. 工區內標準型監測系統模組第 A02 號. 30.

(41) 【模組條件】鋼版樁. H型鋼內支撐. 軟弱黏土層. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬。H:開挖深度。▬▬:鋼版樁。══:支撐 監測項目 監測儀器 配置說明 配置數量 圖例 鋼版樁 (詳鋼版樁背側傾度儀) 位移監測 支撐軸力 支撐應變計 每一層長短向支撐皆安裝。兩種儀 每層長短向各至少 ★ 監測 器交替使用。約每隔一個開挖深度 1 處(每處 2 只)。 之支撐間距即安裝一處 另按間距 S 增加 支撐荷重計 (即圖示 S≒H) 每層長短向各至少 ☆ 1處 地層穩定 鋼版樁背側 裝設深度為(H+B)(修正成絕對 4處 ◇ 監測 傾度儀 位移量)或達鋼版樁底部以下堅硬 地層 中間柱隆起 裝設於鋼版樁周邊及基地中央處之 10 處 ◆ 觀測點 中間柱 地下水位 水位觀測井 裝設深度至常態地下水位面下 8m 1處 ◎ 水壓監測. L/2. S. B/2. S. 監測系統配置平面圖:模組 A03. 圖 3.13. 工區內標準型監測系統模組第 A03 號. 31.

(42) 【模組條件】鋼軌樁. H型鋼內支撐. 軟弱黏土層. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬。H:開挖深度。▬▬:鋼軌樁。══:支撐 監測項目 監測儀器 配置說明 配置數量 圖例 鋼軌樁 (詳鋼軌樁背側傾度儀) 位移監測 支撐軸力 支撐應變計 每一層長短向支撐皆安裝。兩種儀 每層長短向各至少 ★ 監測 器交替使用。約每隔一個開挖深度 1 處(每處 2 只)。 之支撐間距即安裝一處 另按間距 S 增加 支撐荷重計 (即圖示 S≒H) 每層長短向各至少 ☆ 1處 地層穩定 鋼軌樁背側 裝設深度為(H+B)(修正成絕對 4處 ◇ 監測 傾度儀 位移量)或達鋼軌樁底部以下堅硬 地層 中間柱隆起 裝設於鋼軌樁周邊及基地中央處之 10 處 ◆ 觀測點 中間柱 地下水位 水位觀測井 裝設深度至常態地下水位面下 8m 1處 ◎ 水壓監測. L/2. S. B/2. S. 監測系統配置平面圖:模組 A04. 圖 3.14. 工區內標準型監測系統模組第 A04 號. 32.

(43) 【模組條件】連續壁. H型鋼內支撐. 砂土層. 高地下水位. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬。H:開挖深度。▬▬:連續壁。══:支撐 監測項目 連續壁. 監測儀器 傾度儀. 位移及應 力監測. 鋼筋計. 支撐軸力 支撐應變計 監測 支撐荷重計 地層穩定 連續壁背側 監測 傾度儀 中間柱隆起 觀測點 地下水位 水位觀測井 水壓監測 水壓計. 配置說明 配置數量 圖例 裝設於連續壁中(修正成絕對位移 2處 ♁ 量) 安裝於與傾度儀同單元之連續壁內 2 處計 16 只 ● 外側垂直鋼筋(成對配置)。裝設 深度約為 0.3H、0.6H、0.9H、1.2H(以 開挖深度 10 餘公尺為例) 每一層長短向支撐皆安裝。兩種儀 每層長短向各至少 ★ 器交替使用。約每隔一個開挖深度 1 處(每處 2 只)。 之支撐間距即安裝一處 另按間距 S 增加 (即圖示 S≒H) 每層長短向各至少 ☆ 1處 裝設深度為(H+B)(修正成絕對 2處 ◇ 位移量)或達連續壁底部以下堅硬 地層 裝設於連續壁周邊及基地中央處之 10 處 ◆ 中間柱 裝設深度至常態地下水位面下 5m 4處 ◎ 裝設深度為 H 及連續壁底部 4 處,每處 2 支 △ L/2. S. B/2. S. 監測系統配置平面圖:模組 A05 圖 3.15. 工區內標準型監測系統模組第 A05 號. 33.

(44) 【模組條件】排樁. H型鋼內支撐. 砂土層. 高地下水位. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬。H:開挖深度。▬▬:排樁。══:支撐 監測項目 排樁 位移及應 力監測 【註】. 監測儀器 傾度儀 鋼筋計. 支撐軸力 支撐應變計 監測 支撐荷重計 地層穩定 排樁背側傾 監測 度儀 中間柱隆起 觀測點 地下水位 水位觀測井 水壓監測 水壓計. 配置說明 配置數量 圖例 裝設於排樁中(修正成絕對位移量) 2處 ♁ 安裝於與傾度儀同支樁體內之垂直 2 處計 16 只 ● 鋼筋(成對配置)。裝設深度約為 0.3H、0.6H、0.9H、1.2H(以開挖深 度 10 餘公尺為例) 每一層長短向支撐皆安裝。兩種儀 每層長短向各至少 ★ 器交替使用。約每隔一個開挖深度 1 處(每處 2 只)。 之支撐間距即安裝一處 另按間距 S 增加 (即圖示 S≒H) 每層長短向各至少 ☆ 1處 裝設深度為(H+B)(修正成絕對 2 處 4 處【註】 ◇ 位移量)或達排樁底部以下堅硬地 層 裝設於排樁周邊及基地中央處之中 10 處 ◆ 間柱 裝設深度至常態地下水位面下 5m 4處 ◎ 裝設深度為 H 及排樁底部 4 處,每處 2 支 △. 【註】如排樁尺寸過小(約 30~50CM)無法於樁內安裝傾度儀及鋼筋計時,則刪除 鋼筋計並將傾度儀移至排樁背側地層內安裝。 L/2. S. B/2. S. 監測系統配置平面圖:模組 A06 圖 3.16. 工區內標準型監測系統模組第 A06 號. 34.

(45) 【模組條件】鋼版樁. H型鋼內支撐. 砂土層. 高地下水位. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬。H:開挖深度。▬▬:鋼版樁。══:支撐 監測項目 監測儀器 配置說明 配置數量 圖例 鋼版樁 (詳鋼版樁背側傾度儀) 位移監測 支撐軸力 支撐應變計 每一層長短向支撐皆安裝。兩種儀 每層長短向各至少 ★ 監測 器交替使用。約每隔一個開挖深度 1 處(每處 2 只)。 之支撐間距即安裝一處 另按間距 S 增加 支撐荷重計 (即圖示 S≒H) 每層長短向各至少 ☆ 1處 地層穩定 鋼版樁背側 裝設深度為(H+B)(修正成絕對 4處 ◇ 監測 傾度儀 位移量)或達鋼版樁底部以下堅硬 地層 中間柱隆起 裝設於鋼版樁周邊及基地中央處之 10 處 ◆ 觀測點 中間柱 地下水位 水位觀測井 裝設深度至常態地下水位面下 8m 4處 ◎ 水壓監測 水壓計 裝設深度為 H 及鋼版樁底部 4 處,每處 2 支 △ L/2. S. B/2. S. 監測系統配置平面圖:模組 A07. 圖 3.17. 工區內標準型監測系統模組第 A07 號. 35.

(46) 【模組條件】鋼軌樁. H型鋼內支撐. 砂土層. 高地下水位. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬。H:開挖深度。▬▬:鋼軌樁。══:支撐 監測項目 監測儀器 配置說明 配置數量 圖例 鋼軌樁 (詳鋼軌樁背側傾度儀) 位移監測 支撐軸力 支撐應變計 每一層長短向支撐皆安裝。兩種儀 每層長短向各至少 ★ 監測 器交替使用。約每隔一個開挖深度 1 處(每處 2 只)。 之支撐間距即安裝一處 另按間距 S 增加 支撐荷重計 (即圖示 S≒H) 每層長短向各至少 ☆ 1處 地層穩定 鋼軌樁背側 裝設深度為(H+B)(修正成絕對 4處 ◇ 監測 傾度儀 位移量)或達鋼軌樁底部以下堅硬 地層 中間柱隆起 裝設於鋼軌樁周邊及基地中央處之 10 處 ◆ 觀測點 中間柱 地下水位 水位觀測井 裝設深度至常態地下水位面下 8m 4處 ◎ 水壓監測 L/2. S. B/2. S. 監測系統配置平面圖:模組 A08. 圖 3.18. 工區內標準型監測系統模組第 A08 號. 36.

(47) 【模組條件】連續壁. H型鋼內支撐. 砂土黏土互層. 高地下水位. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬。H:開挖深度。▬▬:連續壁。══:支撐 監測項目 連續壁. 監測儀器 傾度儀. 位移及應 力監測. 鋼筋計. 支撐軸力 支撐應變計 監測 支撐荷重計 地層穩定 連續壁背側 監測 傾度儀 中間柱隆起 觀測點 水壓計 地下水位 水位觀測井 水壓監測 水壓計. 配置說明 配置數量 圖例 裝設於連續壁中(修正成絕對位移 2處 ♁ 量) 安裝於與傾度儀同單元之連續壁內 2 處計 16 只 ● 外側垂直鋼筋(成對配置)。裝設 深度約為 0.4H、0.7H、1.1H、1.4H(以 開挖深度 10 餘公尺為例) 每一層長短向支撐皆安裝。兩種儀 每層長短向各至少 ★ 器交替使用。約每隔一個開挖深度 1 處(每處 2 只)。 之支撐間距即安裝一處 另按間距 S 增加 (即圖示 S≒H) 每層長短向各至少 ☆ 1處 裝設深度為(H+B)(修正成絕對 2處 ◇ 位移量)或達連續壁底部以下堅硬 地層 裝設於連續壁周邊及基地中央處之 10 處 ◆ 中間柱 有可能造成「上舉」之砂性地層 4處 △ 裝設深度至常態地下水位面下 8m 4處 ◎ 裝設深度為 H 及連續壁底部砂層 4 處,每處 2 支 △ ▼. L/2. S. B/2. S. 監測系統配置平面圖:模組 A09 圖 3.19. 工區內標準型監測系統模組第 A09 號. 37.

(48) 【模組條件】擋土柱. H型鋼內支撐. 卵礫石層. 高地下水位. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬。H:開挖深度。▬▬:擋土柱。══:支撐 監測項目 擋土柱. 監測儀器 傾度儀. 配置說明 配置數量 圖例 裝設於擋土柱中(修正成絕對位移 2處 ♁ 量) 位移及應 鋼筋計 安裝於與傾度儀同擋土柱之內外側 2 處計 12 只 ● 力監測 垂直鋼筋(成對配置)。裝設深度 約為 0.3H、0.6H、0.9H(以開挖深度 10 餘公尺為例) 支撐應變計 每一層長短向支撐皆安裝。兩種儀 每層長短向各至少 ★ 支撐軸力 器交替使用。約每隔一個開挖深度 1 處(每處 2 只)。 監測 之支撐間距即安裝一處 另按間距 S 增加 支撐荷重計 (即圖示 S≒H) 每層長短向各至少 ☆ 1處 地層穩定 擋土柱背側 裝設深度為擋土柱深度加 5m 2處 ◇ 監測 傾度儀 中間柱隆起 裝設於擋土柱周邊及基地中央處之 10 處 ◆ 觀測點 中間柱 地下水位 水位觀測井 裝設深度為 H 4處 ◎ 水壓監測 L/2. S. B/2. S. 監測系統配置平面圖:模組 A10 圖 3.20. 工區內標準型監測系統模組第 A10 號. 38.

(49) 【模組條件】鋼軌樁. H型鋼內支撐. 卵礫石層. 高地下水位. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬。H:開挖深度。▬▬:鋼軌樁。══:支撐 監測項目 監測儀器 配置說明 配置數量 圖例 鋼軌樁 (詳鋼軌樁背側傾度儀) 位移監測 支撐軸力 支撐應變計 每一層長短向支撐皆安裝。兩種儀 每層長短向各至少 ★ 監測 器交替使用。約每隔一個開挖深度 1 處(每處 2 只)。 之支撐間距即安裝一處 另按間距 S 增加 支撐荷重計 (即圖示 S≒H) 每層長短向各至少 ☆ 1處 地層穩定 鋼軌樁背側 裝設深度為鋼軌樁深度加 5m(修正 4處 ◇ 監測 傾度儀 成絕對位移量) 中間柱隆起 裝設於鋼軌樁周邊及基地中央處之 10 處 ◆ 觀測點 中間柱 地下水位 水位觀測井 裝設深度為 H 4處 ◎ 水壓監測 L/2. S. B/2. S. 監測系統配置平面圖:模組 A11. 圖 3.21. 工區內標準型監測系統模組第 A11 號. 39.

(50) 【模組條件】排樁. 地錨. 砂頁岩層. 高地下水位. 【符號】L:開挖區長度。B:開挖區寬度。H:開挖深度。 ▬▬:排樁。 監測項目 監測儀器 配置說明 配置數量 排樁 (詳排樁背側傾度儀) 位移監測 地錨軸力 地錨荷重計 各層各側皆安裝。約每隔一個開挖 每層各側至少 2 監測 深度之地錨間距即安裝一處 處;順向坡側另按 (即圖示 S≒H) 間距 S 增加;配置 數量不少於地錨支 數之 10% 地層穩定 排樁背側傾 裝設深度為排樁深度加 5m(修正成 4處 監測 度儀 絕對位移量) 4處 地下水位 水位觀測井 裝設深度至常態地下水位面下 5m 水壓監測. 水壓計. 裝設深度為 H 及岩層面. 4 處,每處 2 支. L/2. B/2. ★. ◇ ◎ △. 假設此側為順向坡側. S. S. 監測系統配置平面圖:模組 A12. 圖 3.22. 圖例. 工區內標準型監測系統模組第 A12 號. 40.

(51) 3.2.2.2 工區外標準型監測系統配置 表 3.2 列出工區外標準型監測系統模組排序及各模組條件,相關之 監測儀器配置則示於圖 3.23 至圖 3.28。 表 3.2 工區外標準型監測系統模組排序及相關條件 模組 編號. 標的物. 工區外 標的物特性 建物基礎 基礎開挖擋土壁. 建物基礎位置. 參考 附圖. B01. 鋼筋混凝土建物 筏式基礎 或鋼骨建物. B02. 鋼筋混凝土建物 筏式基礎 鋼版樁或鋼軌樁 高於工區開挖深度 圖 3.24 或鋼骨建物. B03. 鋼筋混凝土建物 獨立基腳 或鋼骨建物. 無. B04. 鋼筋混凝土建物 或鋼骨建物. 樁基礎. -. B05. 鐵皮屋或 木造建物. 獨立基腳. 無. B06. 道路. -. -. -. 圖 3.28. B07. 空曠地. -. -. -. 圖 3.29. B08. 重要地下幹管. -. -. -. 圖 3.30. 連續壁或排樁. 高於工區開挖深度 圖 3.23. 高於工區開挖深度 圖 3.25 -. 圖 3.26. 高於工區開挖深度 圖 3.27. 3.2.2.3 非標準型監測系統配置 對於一些特殊因素或局部考量所增加佈設之監測儀器將歸屬為非 標準型,其可能包含內容如表 3.3,相關之監測儀器配置示於圖 3.31。 表 3.3 非標準型監測系統模組排序及相關條件 編號 C01. 特殊因素或考量內容. 模組化處理方式. 開挖區形狀呈類似三角形 將三角形斜邊視為一長邊配置儀器. 41. 參考附圖 圖 3.31.

(52) 【模組條件】鋼筋混凝土或鋼骨結構. 筏式基礎. 連續壁或排樁. 基礎位置高於工. 配置說明. 配置數量. 圖例. 沉陷監測 沉陷觀測點 裝設於結構邊柱. 6處. ▲. 傾斜監測 建物傾斜計 裝設於結構邊柱. 2處. ▓. 區開挖深度. 監測項目. 監測儀器. 建物沉陷觀測點 騎樓. 騎樓 建物傾斜計. 建物外牆. 監測系統配置平面圖:模組 B01. 圖 3.23. 工區外標準型監測系統模組第 B01 號. 42.

(53) 【模組條件】鋼筋混凝土或鋼骨結構. 筏式基礎. 鋼版樁或鋼軌樁或兵樁. 置高於工區開挖深度. 監測項目. 監測儀器. 配置說明. 配置數量. 圖例. 沉陷監測 沉陷觀測點 裝設於結構邊柱. 8處. ▲. 傾斜監測 建物傾斜計 裝設於結構邊柱. 4處. ▓. 建物沉陷觀測點 騎樓. 騎樓 建物傾斜計. 建物外牆. 監測系統配置平面圖:模組 B02. 圖 3.24. 工區外標準型監測系統模組第 B02 號. 43. 基礎位.

參考文獻

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