擋土柱背側地盤改良案例分享

卵礫石層雙環塞灌漿止水加固技術

1.工程背景:

某醫院新建工程基地下方為卵礫石層夾粉砂層，採用擋土柱搭配鋼支撐作為擋土設施。為防止開挖過程卵礫石崩塌及降雨時地表水及地下水透過擋土柱間地層湧入基地內，規劃於擋土柱間進行地盤改良作業包刮:止水、加固灌漿，降低地層滲透係數，同時提升卵礫石層自立性。

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2.解決方案:

由於卵礫石夾粉砂層中高壓噴射樁無法成型，且逸入開挖面的水泥漿材固化後，對於未來基坑開挖進度將造成嚴重影響。

經本公司專業工程師與設計單位專家謹慎評估後，鑑於本地盤改良工程地下室面積大且卵礫石層開挖時間較，決長定採用可重複施灌的雙環塞灌漿工法(Double Packer Grouting)，搭配緩凝長效型矽酸鈉化學漿(SSA)進行低壓灌注，以達到開挖過程擋土柱間地層止水、加固效果。萬一遭遇局部地層因為施工因素或天災造成滲漏時，亦可迅速補充灌注速凝漿材，即時解決地下水湧入開挖面的危害。

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3.施工設計:

本地盤改良工程基坑周長約327m，開挖深度GL-13.9m。為符合經濟效益，地盤改良深度僅施作GL-11.0m ~ GL19.0m間的卵礫石夾厚層粉砂層。因為營造單位工期緊迫，要求灌漿工作於一個月內完成。

為因應業主需求，規劃設計時採用鑽孔埋管、漿材灌注、補充灌漿分組、分區作業方式進行。鑽孔組先利用大型衝擊式鑽機，於孔距2m的放樣位置打設深度GL±0m~GL-19m的鑽孔，並利用CB漿埋設並固定馬歇爾管(Sleeve pipe)。漿材灌注組運用自動監控灌漿機，以潔淨水劈裂孔側固化CB漿後，依據25%孔隙率的預設灌注量，採用6~12 L/min灌注速率，將空隙填充用CB漿及1小時固化矽酸鈉化學漿材，分別依照15%、10%孔隙率的漿液體積，進行礫石層及粉砂層跳孔灌注。

補充灌漿組則依照漿材灌注組紀錄的灌漿流量及反饋壓力進行研判後，進行孔隙較大或漿材逸失位置補充灌注，各階段灌漿壓力不大於灌注初始壓力+50~200 kPa。補漿達成灌漿設計要求後，隨機選取孔位及深度進行現地透水試驗，確認地層滲透係數不大於1×10^-5cm/sec。

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4.執行過程:

因為本地盤改良工程為開挖前預先執行工作，灌漿範圍雖限制於基坑周邊，但緩凝型化學漿液難免往外擴散，造成漿材用量高於預期數量。所幸漿材雖然局部滲入基地內，但固化後漿材抗壓強度僅約400 kPa對於開挖過程不致造成過大影響。

此外，為配合業主限時完工的要求，本公司運用了14部灌漿機組及監測系統同時進行灌漿及補漿作業，大幅提高施工量能。施工過程中，本公司現場工程師與工地主任除了隨時監控施灌狀況並即時修訂外，更於材料進場、漿液拌合與灌漿完成等時段設置檢驗點，以確保機具、設備、材料、灌注過程處於最佳狀態，降低重複補漿造成的時間耗費。

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5.執行成果:

本工程利用雙環塞灌漿工法進行基坑周邊高透水性地層止水、加固，大幅提升擋土柱間地層穩定性。所有灌漿工作完成後，依照合約規定進行現地透水試驗與開挖滲漏檢查，檢驗結果完全符合設計要求。後續全面開挖與地下室構築過程，並無嚴重滲水與側壁崩塌狀況發生，順利完成擋土柱背側地盤改良工作。

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