無震動工法於逆打工程之應用

一、前言：
　　工程常因後續施工項目（如打除、破碎等）施作過程控制不當，產生巨大震動，造成已完成之結構體發生損壞，為避免類此情形發生，於是有無震動工法的產生。
二、工法的評估與選擇：
　　本署新莊副都心中央合署辦公大樓新建工程採逆打工法施工，共有逆打鋼柱400支， 其中有20支試（錨）樁（H型鋼-12支,２H型鋼－８支）亦做為逆打鋼柱使用。為避免試（錨）樁之鋼柱外圍混凝土打除之震動，造成已澆置完成之樓板結構與鋼柱銜接處產生裂縫，故採用無震動工法剝除H型鋼外圍混凝土。

2.1工法評估：
1.水刀切割工法-經工地現場施作後，其所需水量過多易污染地下室開挖面，且施作時間較長，而所需施作機具較大搬遷不易。

圖2：水刀切割機具
2.水鑽排孔切割工法-水鑽排孔最主要是以水洗鑽掘機鑽掘孔洞，並將孔洞串連，而將需切割處與本體切斷，施作過程所需水量過多，且受鑽掘深度限制，無法一次鑽掘完成。

圖3：水鑽排孔切割工法
3.盤鋸切割工法-係利用高速旋轉，使鋸片邊緣合金混合之人工鑽石、金剛石刀產生切割動能， 而達到切割目的，施作中需少許水量，但因盤鋸直徑限制，最深切割為73cm ，且不適合弧度切割。

圖4：盤鋸切割工法
4.鑽石鏈鋸切割工法 -鑽石鏈鋸切割之切割原理，係利用鑽石鏈條裝設在預定路徑，藉由專業鏈鋸切割機的動力牽引，使高硬度之鑽石鏈條磨擦混凝土及鋼筋 (甚或型鋼 )達到切割之目的，施工中少許水量，可配合各種地形，施工機具拆卸容易，惟價格較高。

圖5：鑽石鏈鋸切割工法
5.膨脹藥劑脹裂工法-其原理係使用膨脹壓力崩裂岩石或混凝土，僅需藥劑調配用水，施作過程中無需其他用水，依其所需深度及孔徑調配一定比例，即可達到劈裂效果，但若其內部有鋼筋則將影響膨脹效能。

圖6：膨脹藥劑脹裂工法
6.油壓咬碎工法-此工法係利用油壓動力之原理進行咬碎施作，為無震動、超靜音作業系統。 突破以往拆除工程所製造之震動力及噪音，減少擾鄰或被迫干擾的對象，無需水量，惟咬合破壞有深度尺寸限制。
2.2工法選擇：　　上述施工工法就施工造價、工期、動線、安全及環境條件評估後，決定採用膨脹藥劑劈裂混凝土，並以盤鋸及鏈鋸切除鋼筋輔助之。

圖7：工法評估選擇表

三、本工程基樁之無震動工法施作過程：

圖8：主要施作流程圖(一)
圖9：主要施作流程圖(二)
圖10：垂直切割	圖11：水平切割
圖12：鑽掘面清理	圖13：鑽孔放樣
圖14：孔洞鑽掘	圖15：藥劑灌充
圖16：10~12小時劈裂(一)	圖17：10~12小時劈裂(二)
圖18：劈裂剝除(一)	圖19：劈裂剝除(二)
圖20：型鋼內部RC打除(一)	圖21：型鋼內部RC打除(二)

四、檢討及建議：

1. 在以盤鋸或鏈鋸進行切割時，使用電量較高，一般臨時電表箱之用電量無法負荷，需另外拉設專用電纜及電表箱。
2. 在以鏈鋸進行水平切割時，其施作區域(約10m半徑)需禁止行人靠近，避免鏈鋸斷裂發生危險。
3. 避免鑽掘淨高(基樁至樑底距離)不足及安全性考量，故先行使用短鑽桿鑽掘後再替換長鑽桿鑽掘。
4. 藥劑灌充時，若孔洞內積水應先吹乾，以避免影響膨脹劑效能。
5. 為避免無震動工法切割混凝土時，將基樁預留筋切除，故於地樑高度之基樁，採用破碎機直接敲除。(圖22)
6. 為避免PC澆置流入基樁內(PC與結構混凝土強度不同)，故基樁打石之底部高程需比PC完成面高， 且使用PE透明膠膜圍繞鋼筋外圍，以防澆置時污染。(圖23)

   圖22 圖23

五、結論：

1. 無震動工法於現今之營建環境中，其需求性與重要性與日俱增，如已營運之捷運車站，於進行既有連續壁敲除作業時，因敲除而造成營運車站有噪音及震動等環境污染，影響民眾搭乘捷運之品質，或因震動之傳遞，影響捷運系統監測儀器之判讀，造成誤判停駛危機。再者，如礦場採集作業，容易因下部採集過程震動過劇，而使上層軟弱區域產生崩塌之情形。
2. 無震動工法類型繁多，事前審慎的評估及選擇，才能兼顧安全及品質、成本及效益。本署新莊副都心中央合署辦公大樓新建工程為避免試載基樁周遭混凝土敲除之震動，造成試樁鋼柱與已完成澆置之樑板混凝土接合處產生裂縫，也曾採用水刀切割工法，不僅大量用水造成工地汙染，也增加工地施工危險，幸好工程團隊能及時檢討，適時採用符合工程現況之無震動工法，解決問題，也提升工程品質。
3. 綜上，面對多變的工程環境，如何將無震動工法適時運用於營建工程中，降低成本，增加勞工安全，提升工程品質，已成為工程人員值得學習的一門課程。

文詳內政部營建署