第五章 連續壁工法之應用

連續壁施工流程如圖5-1所示。

基礎開挖後，基地內土壤及地下水移除，使基地內外側土水壓力不平衡，必須由連續 ... 第五章  連續壁工法之應用 　 5.1 前言 5.2 影響連續壁品質之因素 5.3 案例 　 5.1 前言 　 台灣地區已進入開發中國家，人口集中於都市，而且發展趨於飽合，新建建築物必須蓋得更高且挖得更深，向上及向下發展爭取空間，但是都市裡建築物密集，開挖地下室及基礎無法採用明挖法，必須垂直向下開挖；為了不影響鄰房的結構安全，同時維護新建工地的施工安全及順利開挖時必須設置擋土設施，使施工得以順利進行。

　 擋土設施的型式有很多種，其中以連續壁最為常見，連續壁就如同在地下施作一道牆，將欲開挖地下室的區域圍住，使開挖地下室時，外側的土壤及水不會崩坍及滲入基地內，而能夠順利施工。

連續壁除了擋土的功能外，也能夠作為地下室的外牆，屬於主要結構體，所以，連續壁的施工品質非常重要，不僅關係施工順利與否，更關係著日後使用機能。

　 本章將介紹連續壁施工過程中所需注意的項目，並探討提高施工品質的作法。

　 　 TOP  　 　 5.2 影響連續壁品質之因素 　 連續壁施工流程如圖5-1所示。

　 基礎開挖後，基地內土壤及地下水移除，使基地內外側土水壓力不平衡，必須由連續壁及支撐系統來支持，因此，連續壁的結構強度必須足以抵擋內擠的壓力。

此外，開挖時遇到地下水時必須抽除，則連續壁內外形成水頭差，需仰賴連續壁將地下水阻隔於連續壁外，若連續壁水密性不佳，在地下室開挖過程中可能會發生漏水，引發許多施工安全及損鄰的問題，所以連續壁的水密性也是一大重點。

　 連續壁施工品質的良窳不但會影響整個工程是否順利進行，甚至可能發生損壞鄰房的事件。

為了提升連續壁施工品質，必須針對施工的每個細節做控制，以下針對連續壁的結構完整性及水密性，繪出其特性要因圖，如圖5-2所示，將可能影響連續壁完整性的要素列出，於後續章節中詳細討論。

　 　 　 圖5-1  連續壁施工流程圖 　 　 　 TOP 　 　 5.3 案例 　 一 單元幾何形狀 連續壁施作首先進行開挖，而後吊放鋼筋籠，再澆注混凝土。

若要一次將連續壁全部開挖完成後，吊入鋼筋籠，再澆置混凝土似乎是最省時的作法，但是，開挖長度增大時就會發生嚴重的崩塌情形，所以一次全部開挖是不可行的。

因此，必須縮短（reduce）開挖的長度，將連續壁切割成較小的單元，依序開挖施作。

為了達到搭接的目的，將單元分割為公單元、母單元及公母單元三種型式。

　 單元開挖的長度較長，較容易發生崩孔的情形，由於母單元的施作，必須儘量避免崩孔的發生，以減少漏漿導致公單元鋼筋籠無法吊放的情形。

所以，單元分割時，可以縮短（reduce）母單元的長度，減少崩孔及漏漿發生，而公單元部分，因較不受漏漿因素影響，則可以增加（extend）公單元的長度，以減少搭接次數。

二、減少擋土壁變形 　 連續續施作完成後，繼續進行開挖的工作，但是，在階段開挖完成到支撐架設完成施加預力的這段時間，連續壁因內外側土壓不平衡而發生變形，若連續壁的長度較長，所可能發生的變形量將很大，而影響鄰房及施工的安全，因此，必須設法減少連續壁的變形量。

如果能夠設法縮短（reduce）連續壁的無支撐長度，則可以有效的降低連續壁的變形，只要在基地的中段位置規劃施作橫隔壁，如圖5-3所示，則可達到縮短無支撐長度的目的。

　   　 圖5-3  連續壁加橫隔壁示意圖 　 此外，也可設法改變連續壁的斷面，設計扶壁，如圖5-4a所示，增加（extend）連續壁的慣性矩，增加抵擋側向土壓的能力，達到減少連續壁的變形。

圖5-4a中的扶壁位於基地內側，在地下室施工時必須打除。

對於扶壁的位置，也可轉向（change direction），將扶壁轉而設計於開挖區外側，如圖5-4b所示，將可免去將來打除的困擾，但是，必須注意扶壁必須位於自有地界之內，以免發生侵權的情形。

    （a） 　   （b） 　 圖5-4  連續壁與扶壁示意圖   　 三  防止崩孔 （一）使用穩定液 　 開挖連續壁槽溝時，因土壤的移除，使土壤由原來的平衡狀態轉變為側向力不平衡的狀態，此時土壤可能會發生位移，甚至發生崩落及地表沉陷，造成鄰房因地表不均勻沉陷發生損壞的情事。

因此，必須設法平衡開挖槽溝所失去的側向土壓，由於液體能夠產生側向液壓，則可以將側向液壓轉移（transfer）替代側向土壓，而且液體可以流動，能在不影響施工下使用，是非常適合的，所以，只要用皂土調配適當密度的皂土液，即可作為開挖連續壁槽溝的穩定液。

　 （二）礫石層開挖 礫石和砂土相似，都屬球狀形土壤，本身不帶電荷，其剪力強度也是靠顆粒間的摩擦力所提供，因為不具凝聚力，所以自立性較差，所以在連續壁壁體挖掘時，遇到礫石層，容易發生崩塌，此外，因礫石層顆粒間孔隙大，穩定液無法形成泥膜，造成穩定液大量流失，不但損失穩定液，而且穩定液的液壓也會因此而降低而無法平衡，更增加壁面崩塌的機率。

　 假設的地盤為粘土層（CL）夾一層礫石層（GP），如圖5-5所示，由地層的分佈情形可以得知，當連續壁挖掘至礫石層時，礫石層壁面可能會發生大量崩塌，造成崩塌的原因前面已提及，要解決這個問頭，可從改變礫石層性質著手。

但是，礫石層要改變成何種性質？要如何改變？ 　 連續壁在粘土層中挖掘時，壁面的穩定性最佳，因為粘土有粘滯性或凝聚力，穩定液不會流失，所以壁面不易崩塌。

若能讓礫石層具有粘土層的特性，則能夠改善容易崩孔的缺點。

但是，要怎麼做呢？若能以粘土填塞礫石層的孔隙，即可阻止穩定液的流失，液壓力沒有損失，壁面穩定性能夠提升。

此外，粘土藉由其凝聚力將礫石顆粒彼此結合，使礫石層行為轉由粘土控制，壁面能夠自立，而不易崩塌。

　 因此，在挖掘連續壁遭遇到礫石層時，如圖5-6，可拋入先前挖出之粘土，並用抓斗擠壓，將粘土擠壓而填滿礫石間的孔隙，如圖5-7所示，利用粘土取代泥膜功能，阻止穩定液流失，維持液壓，再行向下挖掘，如圖5-8，再拋入粘土、擠壓、再挖掘，如圖5-9及圖5-10所示，如此重覆施作直到通過礫石層。

此外，將粘土與礫石混合在一起，就像是將礫石（GP）與粘土（CL）合併（combine）成為粘土質礫石（GC），經過這個改變，土層的剪力強度即包含了凝聚力及摩擦力，土壤顆粒不易分開，而透水性降低，穩定液液壓有效作用在壁面，也就不容易發生壁面崩塌的狀況。

此外，填塞礫石孔隙所拋入的粘土，為先前所挖掘出來的，如果此粘土含水量非常高，而仍然使用此粘土，則粘土可能因含水量高，流動性高，可能在拋下後，與穩定液混合流失，失去原有用意。

所以必須設法減少（reduce）粘土之含水量，因此，可以在粘土拋入前加入鋸木屑，利用鋸木屑吸收粘土內的水，以減低粘土的流動性。

而且，鋸木屑可以填塞礫石內較小的孔隙，使地盤的孔隙降至最低，助長穩定液泥膜的形成，增加壁面之穩定性。

　   　 圖5-5  礫石層開挖剖面圖 　 　 圖5-6  礫石層開挖穩定液流失 　   　 圖5-7  填塞粘土至礫石層 　   　 圖5-8 第二次礫石層開挖穩定液流失 　 　 圖5-9  第二次填塞粘土至礫石層 　 　   　 圖5-10  開挖通過礫石層   四 防止漏漿 連續壁施作力求結構完整性，母單元與公單元的鋼筋必須能搭接，如果母單元鋼筋籠如圖5-11a中所示，在兩端預留搭接鋼筋，即可與公單元鋼筋籠搭接。

但是，當母單元進行混凝土澆置作業時，液體狀態的混凝土會在槽溝內流動，填充其所能到達的孔隙，所以，當整個單元被混凝土填滿時，鋼筋籠的預留搭接段也被混凝土填滿，則公單元鋼筋籠將無法吊入搭接。

　 因此，在混凝土進行澆置時，必須阻止混凝土將預留筋填滿，但是要如何做呢？我們可以利用兩塊寬度與單元厚度相同的鋼版與鋼筋籠合併（combine），如圖5-11b所示，兩塊鋼版所在位置恰好能將混凝土圍束於鋼筋籠中間，即可保持預留筋部分不受混凝土影響。

　 　 　 （a） 　   　 （b） 　 圖5-11  母單元鋼筋籠示意圖   連續壁挖掘槽溝的過程中，可能會遇到非凝聚性土層，而發生壁面剝落或坍塌的情形；雖然母單元鋼筋籠有端版圍束混凝土，但是，因為壁面有坍塌，使端版與壁面間出現孔隙，如圖5-12所示，在澆置混凝土時，混凝土會經由這孔隙繞過端版，流至預留筋區域並填滿搭接鋼筋，造成將來公單元鋼筋籠無法吊入搭接，連續壁鋼筋籠無法連續。

因此，母單元僅靠端版來圍束混凝土，似乎無法完全達到預期目的，必須想辦法延伸（extend）端版的功能，阻止漏漿的發生。

　 　 　 　 圖5-12  壁面崩塌示意圖   　 再看母單元鋼筋籠的構造，其兩端有端版存在，混凝土無法從端版位置通過，轉而由左右兩側壁面的孔隙流出，所以只要將端版延伸（extend）至左右兩側，將整個鋼筋籠圍成一封閉空間，混凝土勢必無法再漏出。

　 但是，若鋼筋籠左右兩側使用鋼版包覆，成本太高，而且鋼筋籠重量增加，將造成吊放作業的負擔。

因此，帆布似乎是一適當的材料，重量輕、有延展性且成本低，製作上僅需利用螺栓將帆布固定於端版上，如圖5-13所示，即能將鋼筋籠圍成一個封閉空間，避免漏漿的發生。

　 　 　 　 圖5-13  母單元鋼筋籠示意圖   　 若開挖遭遇如砂土或礫石等自立性差的土層，單元挖掘時極容易發生壁面崩塌，而且崩塌的範圍都較一般土層大。

雖然母單元鋼筋籠已包覆帆布防止漏漿，但是，因壁面崩塌範圍過大，混凝土推擠帆布擴張，超過帆布所能承受拉伸長度時，帆布會被拉裂，如圖5-14所示，此時帆布將無法再阻擋混凝土，而發生漏漿。

　 　   　 　 圖5-14  帆布伸張示意圖   　 因此，必須思考更有效的解決方法。

一般的建築物，在澆置混凝土結構時，是利用模板將混凝土圍束成形的。

可以將這個方法轉移（transfer）到連續壁鋼筋籠使用，在非凝聚性土層部位鋼筋籠外側，再加上夾板，如圖5-15所示，利用夾板的勁度輔助帆布，使帆布不致破裂漏漿。

　 　 　 　 圖5-15  母單元鋼筋籠加上夾板 　   在混凝土進行灌注時，雖然母單元有用帆布包覆，但是連續壁施作相當深，在連續壁底端混凝土所產生的側向壓力非常大，若壁面崩塌範圍過大，超越帆布拉伸的能力，則帆布可能發生破裂，發生漏漿的情形，如圖5-16所示。

　 為了避免因漏漿填充預留筋而影響後續作業，在母單元澆置混凝土時，必須隨時用水尺檢測母單元端版外側深度，若檢測出深度有減少的情況，則可以判斷已發生漏漿的情形，亦即混凝土或水泥漿已繞過端版。

　 若漏漿預估可能發生時，必須在端版外側倒入碎石，直到超過可能漏漿的位置，如圖5-17所示，利用倒入的碎石與漏出的水泥漿液以及穩定液合併（combine），如同形成預壘混凝土，雖然在預留筋區域仍會發生固化，但是，漏出之水泥漿僅與部分碎石膠結，形成強度較低的劣質混凝土，將來公單元挖掘完成後，進行接頭清理時，用箱型鐵衝擊，即可將強度較低的劣質混凝土衝碎後挖除，則公單元鋼筋籠能夠順利吊放，完成搭接。

　                           　 圖5-16  端版漏漿示意圖 　 　   　                           　 圖5-17  端版外側先倒入碎石   　 五 澆注混凝土 混凝土即將進行澆置前，應先想一想要怎麼做？怎麼做才能夠讓混凝土順利將整個單元填滿，而且能夠維持原來配比。

　 當混凝土預拌車到達現場，直接將混凝土由槽溝頂端倒入，是最容易的方法，但是，會得到什麼結果？在混凝土落下後，進入充滿穩定液的槽溝，第一個接觸到的是穩定液，混凝土與穩定液混合，此時混凝土的配比已不是原設計配比，形成強度不足的劣質混凝土。

而且，混凝土由槽溝頂端落至溝底，在墜落的過程中也會發生粒料分離的情形。

因此，混凝土的澆置勢必不可由槽溝頂端倒入，任其由上而下自由墜落，必須讓混凝土由底端向上灌注，而且還要避免混凝土與穩定液混合。

因此，只要延伸（extend）預拌車的澆注管達單元底部，即可由下而上灌注混凝土，延伸段的澆注管即特密管。

利用特密管也能夠將混凝土與穩定液分隔開，保持混凝土應有品質，需注意在開始灌漿時使用橡皮碗阻隔特密管內已存在的穩定液。

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