台湾地区的基坑工程

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1、第34章台湾地区的基坑工程34.1台湾基坑工程常见地质介绍台湾基坑工程主要于台北与高雄两大都会区进行，基坑工程种类除一般建筑基地外，也包括地铁站体开挖，以及大型集会场馆的基坑开挖工程。本文以下内容即就台湾基坑工程最常遭遇的台北及高雄两大都会区地质环境及特性作一介绍。其中台北盆地典型地质为黏土地层，而高雄地区典型地质为粉土地层，两种地层对基坑工程而言，均具挑战性。34.1.1台北盆地黏土地层特性本节内容主要摘录自文献1。台北盆地为一沉积盆地，盆地上部40～50m内大都为疏松之砂性土壤或软弱之黏性土壤所组成，不论结构物基础的选择或施工方式的考虑，俱深受此松软土层工程行为之影响。图34-1所

2、示为台北地区之地质构造图，大体而言，台北盆地略呈三角形，盆地北方为大屯山山区，西侧为林口台地，东南方为第三纪沉积岩丘陵地，盆地内沉积物主要受东侧基隆河、南侧新店溪与西南侧大汉溪汇集之淡水河之影响。[2]图34-1大台北地区地质构造图台北盆地中之各土层层次分布大体均匀平缓，为一相当完整湖泊沉积交互层次，愈接近盆地中央各层次厚度愈规则。一般典型之台北盆地松山层次土层为低中塑性之粉土质黏土（CL-ML1[1]或CL）或低中塑性粉土（ML）与粉土质砂或砂砾（SM）之交互层次。依其沉积次序，大致分为松山层第一次层、松山层第二次层、松山层第三次层、松山层第四次层、松山层第五次层、松山层第六次层等六

3、次层。综合归纳台北盆地各次层之土壤一般指数性质与力学性质试验数据，及钻探土层资料，其中，第六、四、二次层土壤之强度低于第五、三、一次层之土壤强度，且第四与第二次层形成台北盆地松山层之主要阻水层，遂造成第四次层以上经常保持一自由含水层面。目前地下水压已不再呈静态分布，尤其第三次层之砂土层（深度20~25m间），其水压泄降更是严重，且其分布在盆地各地并不尽相同，此种非常静态分布之水压分布，将引起基础施工之影响与安全。[3]Moh&Ou(1979)曾针对台北盆地之土壤工程特性，提出各次层之剪力强度参数、渗透系数、标准贯入试验N值等设计参数之建议值，如表34-1所示，其中，剪力强度参数系由压密

4、不[3]排水三轴试验所得。此外，Moh&Ou(1979)亦针对第六、四与二次层之黏性土壤，提出土层之体积变化特性，并列出第四与第二次层之过压密比OCR值，如表34-2所示，由表34-2可看[4]出若为静态地下水位，则第四次层为轻微过压密土壤，但根据近年来量测孔隙水压之结果，得知第二与第四次层皆为压密进行之持续状态，亦即该两次层仍在压密过程中。[3]表34-1台北盆地之土壤工程性质单位重含水量22层次土壤厚度N值渗透系数kvc(t/m)φ(°)c'(t/m)φ'(°)3(t/m)(%)-7六黄灰色粉泥质黏土2-83-81.9331.10.3-0.8×107.16.56.19.6-4五灰色

5、粉泥质砂土2-202-262.0124.30.5-6.0×10－－031-35-7四粉泥质黏土6-294-141.9230.80.5-2.0×104.9143.126-4三粉泥质砂土0-198-362.0222.90.5-2.0×10－－035-7二粉泥质黏土0-1910-201.9825.50.3-0.8×106.421034-4一粉泥质砂土0-1518-482.0219.50.5-6.0×10－－042[3]表34-2松山层第四与第二次层之最大预压力与OCR值静态孔隙水压量测之孔隙水压深度最大预压力层次有效覆土压力有效覆土压力2(m)Pc(kg/cm)OCROCR22σvo(kg/

6、cm)σvo(kg/cm)17-184.41.82.42.41.9四18-193.72.01.93.31.119-203.22.11.53.40.9431-324.13.21.35.60.73二32-333.43.21.16.10.56综合言之，台北盆地之各次层土壤皆含有相当数量之粉泥粒，第六、四、二次层大约为50％，第五、三、一次层则为20％，以剪力强度参数而言，一般以第四次层为强度最弱之层次，且第四次层与第二次层之压缩性相当大，遂成为台北盆地工程施工须特别考虑之土层。34.1.2高雄粉土地层特性本节内容主要引述自文献5。高雄位于台湾西南端，地貌平坦，地多低湿，沼泽、珊瑚礁、舄湖等遍

7、布各地，沙滩、砂嘴甚为发达，属年轻之海岸平地，附近山地系沿海丘陵，几全为珊瑚礁，为地壳运动所造成，其基盘多为砂岩或页岩，间有砂层、黏土层之处。2高雄市地质大多属第四系中之冲积层，层位平铺，主要地层多为粉质砂土或砂质粉土。高雄市地层可分为楠梓区，左营区，鼓山区，三民区，盐埕区，前金区、新兴区、苓雅区，前镇区，小港区，旗津区等九区，其地层结构及对应土壤之工程特性，详表34-3~表34-11之地层剖面工程特性表。[5]表34-3高雄市楠梓区地层工程特