基础修复补强之对策与工法探讨

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1、基礎修復補強之對策與工法探討黃富國1周功台2何政弘3關鍵詞：基礎，地震，修復補強摘要本文旨在探討基礎修復補強之對策與工法。首先說明基礎損害之型態與肇因，接著說明基礎修復補強之基準與對策，包括基礎修復補強之目標與安全基準、工程屬性與處理流程、對策工法與處置理念，最後則以樁基礎及直接基礎為例，說明各種可行之修復補強工法，以資參考應用。1、前言台灣位居環太平洋地震帶上，地震頻仍，故常遭致各種震害。最近的一次災害性地震¾九二一大震傷亡慘重。地震時，除了上部結構可能遭致嚴重毀損外，基礎構造亦可能發生破壞，進而影響整體結構之穩定

2、及安全性，或喪失使用機能。另外，台灣自然環境特殊，地質脆弱，每逢颱風、豪雨，亦可能引致工程設施之破壞及基礎損害。因此，為了確保生命財產之安全，實有必要採取適當之基礎修復補強對策，以防範基礎損害於未然。本文將首先說明基礎之破壞及損害模式，繼而對其修復補強之對策及工法予以歸納及分析，裨工程界在專注於上部結構災損之餘，亦能對基礎之破壞及損害加以重視，並對修復補強之對策及工法有更深入之了解，以採取適當之措施，進而確保整體結構之安全及機能。2、基礎損害之型態與肇因建築物、工程設施等構造物的基礎經常發現之破壞及損害型態、類別包括

3、：構造物產生下沉、差異沉陷、傾斜；地基滑動、側移、基礎斷裂、拱起、抬升、懸空；樁頭、樁身、柱頭、基礎版等破損或龜裂等整體性或局部性損壞，破壞損害模式雖多，但其肇因可簡要歸納為（1）基礎地層之既有條件因素；（2）構造物之載重或結構系統不利因素；（3）其他影響因素等三方面，如表一所示，必須先了解其可能之損害型態，方能採擇適當之修補措施。3、基礎修復補強之基準與對策當建築物的基礎受到前述各項可能之致損原因時，可能產生各種相應之破壞模式，如下陷、傾斜、掏空、側移等，將影響到結構物的安全性、居住性、機能性及耐久性。欲正常使用，

4、有不安、不便之感；而將其拆除重建，則有不捨、浪費之虞。因此，除了建物結構本體發生極嚴重損害且經審慎評估須拆除者外，對基礎進行修復、補強，以回復（或提升）基礎本身之安全穩定及構造性能，則是較經濟、合理的方法。惟基礎之修復、補強係屬專業技術，若處置考量不當，而發生其他事故後，可能引致反效果使損害加劇，進而造成糾紛及爭議，甚至引起損鄰事件。因此，從事基礎之修復、補強時，應多方面周延考量並謹慎為之。1淡江大學營建系助理教授2中華顧問工程司大地工程部副理3台北科技大學土木與防災研究所碩士3.1基礎修復補強之目標與安全基準一般而

5、言，基礎修復及補強工法之考量，至少應充分掌握及符合下列三項目標：（1）配合上部結構之補強，使其修補之全面性成效得以發揮，除滿足上部結構之安全與性能要求外，整體構造亦合乎使用機能需求。（2）基礎修復補強(含地盤改良)後必須能安全承受補強後結構物之總荷重及常時、地震時荷重。（3）當再度發生地震時，經修補後之基礎耐震特性及行為，應使建築物之安全性及結構性能不致產生過大之不利影響。在基礎致損的原因當中，強烈地震發生之機率雖然較低，但若一旦發生，災損往往相當嚴重。因此，針對基礎受震損壞之修復補強而言，為防止以後再度受到損害，在

6、補強之初，首須確定修補之安全目標為何？係採舊有規範或新訂耐震標準？雖然不同之耐震要求應依建築物所處之地理位置、結構類別、基礎型式、建築物現況、重要程度、補強的可能性、以及使用價值和經濟上的合理性作綜合考量，但最起碼之要求，經耐震評估（鑑定）和補強後之建築物及基礎，在遭到補強時所採用設計地震作用時，應不致產生嚴重破壞，經修補後應仍可繼續使用。另外，耐震補強方案的研選應建立在上部結構及地基基礎鑑定的結果上，先從建物整體的抗震能力和動力特性思考，所採用的各項補強措施均應與原有結構有可靠聯結，基礎之增設應避免偏心、避免不同種

7、類基礎併用、避免補強後反而使某部位相對較弱，或勁度突變，使受震時引致局部破壞。亦即，各部位修復補強後之耐震能力應與整體構造之安全標準一致；而為了適當提高震後補強建物之耐震能力，令修補時之耐震安全基準符合新訂耐震要求，有時是必要的，尤其是針對醫院、學校、消防設施、通訊單位等地震時需提供緊急醫療、避難、救難及通訊服務的重要場所。此外，補強後建物之耐震性能標準高低，亦可依建物之預期使用年限予以彈性考量，若結構僅要求3~5年之短期使用後即拆除之，則可按最新規範在合理範圍內予以放寬，或採用舊標準；而若結構要繼續長期使用，則最好

8、以新訂之耐震規範要求處理。3.2基礎修復補強之工程屬性與處理流程基礎修復、補強之工程性質因其著重的目標不同，廣義上可區分為三類（圖一），除了直接針對震後受損結構物之修補外，尚包括震後雖未受損，但依新法規評估後耐震能力不足之既有結構物，及位於地盤條件不佳（如軟弱地盤）場址上之新建結構物。三者對地盤及基礎補強考量之重點及要求雖略有差異，但其目的並無