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                                     第133期:軟弱地盤與工程處裡
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台灣低塑性粉土工程性質研究......................................more
宜蘭地區軟弱地盤工程特性................................................more
台中火力電廠灰塘擠壓砂樁工法改良成效評估........................more
濱海軟弱土壤的地盤改良工法-以越南某鋼廠為例...........................more
真空預壓之設計與施工.......................................................................more
沉積土層深開挖有限土體引致之土壓力分析與案例探討.................more
本土HBF土壤液化評估法之不確定性.......................................more
斷層帶上設置掩埋場之相關法規研析與退縮距離探討.............more
工程地質研討會(22)~變質岩與隧道工程.......................more
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「軟弱地盤」廣義之定義係指不符合工程需求,如穩定性不足或可能產生過大沉陷或變形之地盤。通常所謂的軟弱地盤是指堆積在山谷、湖沼地以及下游之沖積平原等自然形成之軟弱沖積土層,以及藉由埋填、回填等所堆積成之軟弱人工地盤,如山谷棄土區、港灣回填區或濱海抽砂造陸區等。由於軟弱地盤通常具鬆軟、高孔隙比、高含水量、低強度、易於壓縮與變形、受地震影響顯著等特性,故於工程開發前應確實掌握軟弱地盤之工程特性,再依據工程需求採取適當之工程處理對策,始可確保施工安全與工程構造物長期之穩定與機能。

軟弱地盤可概分為軟弱土壤與易液化土壤兩種特性,工程處理之對策,除改變上部結構載重之分配與選用適當之基礎型式外,地質改良為較直接有效之方法。地質改良所處理的對象大多數均具有不均勻性與不確定性,尤其是台灣西海岸及東部蘭陽平原之沖積層構造,此類狀況更形顯著。規劃設計時若未能確實瞭解地層之整體情況與夾層變化,地質改良效果將難以掌握,因此細部設計前之詳細地質調查與試驗甚為重要。地質改良工法之設計,由於大部份均無完備嚴謹之理論基礎,故實務上多憑經驗設計法,惟影響改良效果之因素甚多,以此方式所進行之設計,未必能確實掌握所有影響因素,因此正式施工前藉由前導試驗(Pilot Test)驗證設計理念之正確性,及確認設計之合理性為一極重要之步驟。此外,施工中之監測及施工後之改良成效檢驗亦屬必要之程序,以確實掌控改良地層之行為變化回饋設計,並掌握施工品質之變異性,實施必要之補強改良,以達設計改良目標需求。

隨著都市人口與經濟之快速成長,都市大面積土地取得困難,民眾環保意識抬頭,大型公共工程、工業區及新市鎮之開發,為取得大片建設土地,常須以填土方式將低窪區或海埔地填平墊高,以取得建設用地,如截彎取直後之基隆河廢河道,台北捷運北投機廠、彰濱工業區、雲林離島式基礎工業區等,甚或利用已填埋完成之棄土區、灰塘新生地進行工程基地。如何確保開發工程之穩定與安全,有效解決回填造地所衍生的相關大地工程問題如地層壓密沉陷、回填土壤液化、軟弱地盤承載力不足等問題,均是軟弱地盤開發之重要課題。

為此,地工技術本期專輯即以「軟弱地盤與工程處理」為題,邀集國內學術界與產業界等專業人士,針對台灣地區軟弱地盤之工程特性研究、軟弱地盤改良工法與施工案例、設計規範及國外新技術應用等作專輯探討,期能提供讀者對台灣地區軟弱地盤特性與工程處理有更深入之認識,對國內軟弱地盤改良技術之提昇有所助益。本專輯共收錄八篇論文,每篇均值得閱讀參考,以下逐一概略介紹。

本期第一篇為李維峰博士等五人所發表之「台灣低塑性粉土工程性質之研究」,該文係利用自行研發的Gel-Push取樣器,取得高品質原狀低塑性粉土試體,藉由一系列的土壤動態工程特性試驗及內沖蝕試驗,探討土壤中低塑性細料含量對土壤液化特性與內沖蝕之影響,使吾人得以更瞭解台灣低塑性粉土之工程特性,而作者更希望借由本文的提出,喚醒地工界對於土壤取樣技術與試驗的重視。

第二篇為趙紹錚博士等人所撰寫之「宜蘭地區軟弱地盤工程特性」,該文藉由介紹蘭陽平原地體構造、宜蘭縣大地工程分區、蘭陽平原整體特性、及土壤液化初步分析等課題,說明宜蘭地區近年來與軟弱地盤工程特性有關之研究成果,冀能提供於該地區進行工程規劃設計施工時之參考。

第三篇為黃俊鴻博士等人所發表之「台中火力發電廠灰塘擠壓砂樁工法改良成效評估」,該文針對擠壓砂樁工法應用於台中火力電廠灰塘煤灰改良之案例,藉由改良前後之現地探查試驗結果及施工監測資料,探討擠壓砂樁施工過程對煤灰地層所激發之超額孔隙水壓行為與側向變形,以及施工後的改良成效。相信本文有助於讀者對煤灰大地工程性質之認識,並對擠壓砂樁改良煤灰地層之成效,以及施工過程對周邊環境影響得以深入瞭解。

第四篇是由張志勇先生等人所撰寫之「濱海軟弱土壤的地盤改良工法-以越南某鋼廠為例」,內容介紹國內台塑集團在越南興建之煉鋼廠廠區地盤改良設計與前導試驗案例,文中提及之動力排水壓密工法、高真空擊密法及真空預壓工法等,在國內尚屬罕見,或可提供讀者在設計濱海相軟弱地層改良時更多之工法選擇。

第五篇是吳建閩先生等人所發表之「真空預壓之設計與施工」,該文介紹國內尚未見有施工實績之真空預壓工法,對於真空預壓工法之設計考量與施工程序有詳盡之說明,並附有多幅施工照片,有助於讀者對真空預壓工法改良機理與施工細節之瞭解,不同於國內慣用之堆載預壓工法,真空預壓工法係藉由大氣壓力進行預壓,無需大量堆載土方,可減輕對環境的污染與衝擊,是值得加以推廣之壓密排水工法。

第六篇為林宏達教授等人所撰寫之「沉積土層將開挖有限土體引致之土壓分析與案例探討」,該文針對近接施工中常遭遇之新建擋土結構與既有建等物地下室間存在之有限寬度土體所引致之土壓力,提出一套量化的分析方法,建立有限土體土壓力與距牆比之關係,並以實際案例探討驗證,可供研析有限土體深開挖問題之參考。

第七篇為黃俊鴻教授等人所發表之「本土HBF土壤液化評估方法之不確定性」,該文介紹作者所發展之雙曲線函數(HBF)簡易評估法之模式不確定性與精確度改善研究成果,相關概念說明清晰,可提供讀者更深入且正確之認知。HBF法目前已列入最新版之「公路橋樑耐震性能設計規範草案」,期盼國內工程師能多加使用,累積經驗逐步改善,以達到設計規範本土化之目標。

第八篇為黃富國博士等人所撰寫之「斷層帶上設置掩埋場之相關法規研析與退縮距離探討」,該文首先彙整國內外相關法規與文獻進行研析,並對國內外案例資料進行探討,最後綜整專家會議之結論,提出法規修改之建議,供爾後修訂相關法規之參考。

除上述八篇與專輯主題相關之文章外,尚納入工程地質研討會專欄,本期由台北科技大學材料與資源系詹尚書先生等人,報導參與變質岩與隧道工程地質研討會之活動經過與內容,文中除對壯麗之地形地質景觀等作解說外,並對蘇花公路與北迴鐵路隧道工程施工所遭遇之工程地質問題詳加說明,並附上精美的彩色照片,讓無法參與者,讀後也可領會其中的知性與樂趣。

最後,編者衷心感謝所有作者於百忙之中撰稿共襄盛舉,無私的分享研究成果與工作經驗,也感謝所有參與審稿委員提供寶貴意見與悉心指正,讓文章內容更臻完備,並提高論文的可讀性。
 
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承蒙「地工技術研究發展基金會」編輯委員會的推薦及方總編輯的邀請,由拙筆代為撰寫此篇贈言,實感榮幸之至。
本期「地工技術」以軟弱地盤為主題,除探討軟弱地盤的相關施工技術外,亦期藉由廣泛且深入的施工案例說明,讓讀者了解臺灣及海外各地區軟弱地盤的特性及其採用工法在此類地盤的施工成效。論文主題涵蓋高鐵沿線軟弱粉土工程特性、宜蘭地區軟弱地盤工程特性、台中火力電廠灰塘擠壓砂樁工法改良成效、擠壓砂樁應用於泥炭土及淤泥質地盤改良、濱海軟弱土壤的地盤改良工法、沈積土層深開挖有限土體引致之土壓力分析、鄰近捷運隧道深開挖施工地盤改良、真空壓密工法之設計與施工..等,內容精彩實用。
軟弱地盤普遍存在於人類生活週遭,從繁華擁擠的都會區到偏僻無人的濱海地區,大地工程人員都可能面臨於軟弱地盤施工所帶來的挑戰。如本期中鄰近捷運隧道深開挖施工地盤改良案例,係都會區常見之狀況。在都會區施工,不但要面對先天軟弱地盤的課題,要維護既有的捷運隧道安全,尚需處理都會區擁擠的交通問題並設法降低施工噪音,同時避免水及空氣的汙染。偏僻無人的濱海地區儘管毋須面對擁擠的交通問題,不用嚴格控管施工噪音,但環保單位對水及空氣汙染的稽查,卻不會因地處偏遠而鬆懈。而地下水含有鹽分的軟弱地盤,也可能是濱海地區大地工程的另一種課題。
個人投身臺北都會區捷運工程建設20餘載,從最初的木柵線、淡水線捷運建設到目前積極施工中的松山線、信義線、桃園機場聯外捷運線臺北市區段及環狀線,軟弱地盤問題一直如影隨形。但隨著設計經驗的累積及施工實務的回饋,我們對臺北盆地軟弱地盤的了解越來越深入,也越能掌握其工程特性。現今臺北都會區的軟弱地盤施工對我們而言,已經不是困難的問題。其代表的意義是,透過前人經驗的累積與知識的傳播,如今大地工程界已能掌握臺北都會區軟弱地盤的特性,相關施工也就隨之更安全,而「地工技術」就是當今臺灣大地工程經驗累積與知識傳播的最佳平台。期望未來大地工程界的先進們,能善用此平台踴躍投稿,不吝分享您的經驗與know-how。讓更多人能了解您的努力與付出,讓更多大地工程的經驗、訣竅與知識,能藉由「地工技術」廣為傳播與分享,讓大地工程的規劃設計與施工安全能持續精進。
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