台科大講座教授淺談大巨蛋工程 - 土木

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: 附上原出處
: https://www.facebook.com/changyu.ou/posts/10204494832994187


最近剛看完原文 假設與分析脈絡相當清楚

要是在附上幾張示意圖 已經可以當考卷出了XDDD

在此順便排版整理一下 方便大家閱讀

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原作者 歐章煜
台科大營建工程系講座教授
前台科大工程學院院長
國科會土木學門召集人






大巨蛋工址的正規化不排水剪力強度
(不排水剪力強度與有效覆土應力的比值)約為0.27
,比天母、士林地質狀況佳,約略佳於台北101的地質。


大巨蛋使用連續壁作為擋土,開挖採用逆打工法。
最後開挖深度為22.6公尺,在安檢爭議時間(4月中下旬),開挖深度為20.6公尺。
捷運板南線深度為16至18公尺,與大巨蛋的連續壁距離12.7公尺。



在此等地盤開挖的主要影響範圍為一個開挖寬度(注意:非開挖深度),
但範圍小於礫石層的深度(此區域礫石層深度在地下45公尺)。








合理的假設:
巨蛋的寬度非常大,因此開挖主要影響範圍為45公尺.
主要影響範圍之外,仍然會沈陷(甚至有高於1公分的沈陷),
且延伸範圍更廣,可能會延伸到連續壁外90公尺之遠,
但大都屬於均勻沈陷,對建築物影響不大。


如果沒有施作鄰產保護工法(扶壁、地中壁或地盤改良),
最大連續壁變形量約為0.5%倍的開挖深度,
因此在安檢爭議期間,預估當時連續壁最大變形量約為10公分,
開挖結束時,最大連續壁變形量約為12公分。


在此等地盤,最大地表沈陷量約為0.75倍的連續壁變形量,
因此最大地表沈陷量分別為7.5公分及9公分。
最大地表沈陷量通常發生於連續壁外0.3倍的主要影響區,
亦即45公尺乘以0.3,最大地表沈陷發生於連續壁外約12.5公尺。



哇!正好在板南捷運的位置。





開挖引致之地盤沈陷隨著深度逐漸減少(注意:一般誤解為隨著深度而增加)。


板南捷運底面深度在大巨蛋底面上方6.6公尺至4.6公尺,
因此預估板南軌道處的垂直沈陷量為地表沈陷的0.8倍,
因此開挖結束後,軌道處的沈陷量約為9公分乘以0.8,等於7.2公分,
這個數值相當大,一般捷運軌道或建築物很難承受。



好在板南線乃平行於大巨蛋連續壁,因此在車廂行進路線的方向,
大都屬於漸變沈陷量,而不是突然落差的差異沈陷量,否則後果嚴重。








問題來了!在靠近板南線這麼近的地方,
到底有沒有施作鄰產保護措施(扶壁、地中壁或地盤改良)?
大巨蛋開挖寬度很大,施作地中壁可能費用昂貴,一般建商不會採用。

本基地若施作地中壁,擋土壁變形量不會這麼大,不會產生這麼多的問題。
地盤改良效果通常品質難以掌握,效果不佳,最近採用比較少。

由於沒有相關資料,我假設本基地施作扶壁,而扶壁長度8公尺之內,
在此等軟弱地盤,這等長度的扶壁,效果相當有限;

除非扶壁長度至少20公尺,間距約9公尺,
才有可能達到減少連續壁的變形量一半的效果,
也就是減少到連續壁變形量為10公分乘以0.5,約略等於5公分;

這個規定可能仍然不滿足於捷運局的規定。





如果大巨蛋真的採用這個方案,但為何能夠被捷運局審查通過?


主因是設計者沒有採用三向度有限元素法分析,評估的結果過於樂觀。


然而,實際上,我很好奇,本基地到底有沒有施作鄰產保護?採用何種工法?













另外要澄清幾個觀念。
逆打工法的結構系統穩定而強大,縱然中間停工,仍然不會使捷運板南崩毀,


特別是逆打工法的樓版採用鋼支柱及基樁支持,
逆打工法產生底面隆起致使開挖崩毀的機會,幾乎沒有。


但逆打工法每個階段施工期間長,土壤會產生潛變,
使得擋土壁變形量高於相同狀態下的順打工法。










另外,電視上一堆名嘴包括地質專家胡說八道一堆,
甚至有所謂的「危險行動值」這個名詞的出現。


監測數據達到「行動值」,不是代表危險,而是要停止施工,

此時應該找齊相關專家,評估開挖及鄰產的安全性。


若沒有危險,或結構沒有裂縫,仍可以繼續施工。

這是因為開挖施工,仍有許多吾人未了解的變數,相關的行動值設定,相對的保守許多。

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Genevieve avatarGenevieve2015-05-29
感謝整理
Odelette avatarOdelette2015-06-02
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Linda avatarLinda2015-06-05
歐老師的FB有續集
Adele avatarAdele2015-06-07
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Elma avatarElma2015-06-12
為什麼會通過審查 因為 沒有實質審查ㄚ 為什麼?
Zanna avatarZanna2015-06-16
因為現行法令 建管法獨大排斥所有相關法令
換言之 捷運局有沒有審查 對於建造核發在法律上無影響
Brianna avatarBrianna2015-06-18
頂多 捷運局看到了 提個審查意見 但是 沒法律效果