台科大講座教授淺談大巨蛋工程 - 土木

: 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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