常見問題 -

基底減壓

[1]. 請問「CMC靜水壓力釋放技術」(基底減壓工法)的使用條件為何?

  1. 相關CMC靜水壓力釋放技術適用條件歸類如下:
  2. 結構物全面存在水浮力過大,可能造成基礎底板破壞的情況;
  3. 在建案存在高低樓配重不同。低層區浮力過大,可能造成高低層區之間基礎底板破壞或後澆帶長期滲漏水的情況;
  4. 當結構物座落於低透水地層、構築過程無法有效降水,當上部結構尚未構築完成(上部重量不足)時,若遭逢長期降雨導致地下水浮力陡增,可能造成基礎底板或地下室樓板破壞的情況。
  5. CMC靜水壓力釋放技術使用條件
  6. 結構物基礎承載力足夠或採用局部承壓樁可補足所需結構物承載力的情況。
  7. 採用水密性圍護結構(連續牆、擋土排樁+永久性止水帷幕)設計時:基礎下方到圍護結構底端,有厚度大於2.0m且滲透係數k小於等於10-4cm/s的土層或岩層。當基底地層滲透係數k大於10-4 cm/s或局部存在高透水裂縫時,可採用地質改良、換土、注漿、封底工法或封層工法等方式降低土層滲透係數以符合本工法使用條件。
  8. 採用非水密性圍護結構(擋土排樁)設計時:基礎面上、下方2m為滲透係數k小於等於10-5cm/s的土層或岩層。
  9. 採用放坡開挖(明開挖)時:基礎面上、下方2m必須全部為滲透係數k小於等於10-5cm/s的土層或岩層,並須評估地層水準滲透係數(kh)及垂直滲透係數(kv)的影響。地下室完成開挖面回填時,最下方須配合回填至少2m滲透係數k小於等於10-5cm/s的低透水性土壤。
  10. 上述條件為概略評估方式。原則上,經分析後基底土層每平方米每天的出水量Q≤0.03m3的建(構)築物就能符合CMC靜水壓力釋放技術使用,歡迎將專案資料交由本公司專業工程師進行免費評估。

[2]. 限制Q≦0.03m3/m2/day的理由

A.避免滲透型阻塞影響長期使用;

B.不影響週邊水位泄降面;

C.基底水壓力分佈均勻;

D.避免建築物排水系統及公共排放系統負荷過大;

E.經濟性考慮;

根據科學家Migniot(1968)、Julien(1995)分別提出以Stokes’slaw計算土壤顆粒自然沉降速度印證,當地層透水係數k≦10-4cm/s時,地下水垂直上揚流速小於土壤顆粒在重力場中的沉降速度,”滲透型堵塞”不會產生可保障CMC靜水壓力釋放層不會發生堵塞現象,可確保長時間使用。

[3]. CMC靜水壓力釋放技術分析需要哪些資料?

基本尚需要下列資料即可進行可行性及價值分析:

  1. 樓層荷重分佈平面圖 (或建物縱剖面及平面配置圖)
  2. 建物資料(建物面積、開挖深度、地表高程、基礎型式等)
  3. 地層資料
  4. 圍護結構預定規劃
  5. 地下水位元資料
  6. 上列資料尚未備齊時,可依區域地質資料及專業技術人員經驗資料,先行分析其適用性

[4]. CMC靜水壓力釋放技術設計應力條件要求?

A.採用CMC靜水壓力釋放技術設計時,因差異沉降量產生之基礎撓曲度須符合現行法規要求。設計時基底土層應力條件應符合下列要求:

 

                               Pc ≥ DL-Pw-Pf

式中:        Pc – 先期固結壓力

              DL – 基礎底板對土層的有效靜荷重

              Pw – 採用CMC靜水壓力釋放技術時,為基底處的固定滲流壓

              Pf  – 基礎結構物(如承載樁)的允許支承力

B.基底土層為天然沉積土層,應考慮不產生長期蠕變的隆起要求,設計時基底土層應力條件應符合下列要求:

                          (DL-Pw) ≥ 1/4×Pc

[5]. 使用「靜水壓力釋放層」會不會增加開挖深度?

A.「靜水壓力釋放層」鋪設完畢,除集水管網管溝寬度約6cm;深度約7cm外,其餘部份厚度小於2cm(透水系統厚度約1cm),增加之開挖深度非常有限,故不需要增加開挖深度。

B.降低基板因浮力造成之向上彎矩,可考慮減少板基厚度或將箱基改為板基,還可以減少開挖深度及圍護結構長度,降低工程費用。

C.「靜水壓力釋放層」透水系統厚度雖然僅約1cm,但導水能力大於倒濾層使用的40cm夯實級配料,使用效率高於傳統倒濾層設計。

  1. 傳統排水抗浮工法,如倒濾層及設置於基底的盲溝等均會造程開挖深度、圍護結構程度及挖方數量增加,於工法評估時需要將綜合費用一併列入考慮,以實際反映施工成本。

[5]. 使用「靜水壓力釋放層」會不會增加開挖深度?

A.「靜水壓力釋放層」鋪設完畢,除集水管網管溝寬度約6cm;深度約7cm外,其餘部份厚度小於2cm(透水系統厚度約1cm),增加之開挖深度非常有限,故不需要增加開挖深度。

B.降低基板因浮力造成之向上彎矩,可考慮減少板基厚度或將箱基改為板基,還可以減少開挖深度及圍護結構長度,降低工程費用。

C.「靜水壓力釋放層」透水系統厚度雖然僅約1cm,但導水能力大於倒濾層使用的40cm夯實級配料,使用效率高於傳統倒濾層設計。

  1. 傳統排水抗浮工法,如倒濾層及設置於基底的盲溝等均會造程開挖深度、圍護結構程度及挖方數量增加,於工法評估時需要將綜合費用一併列入考慮,以實際反映施工成本。

[6]. 倘若減壓排水層發生阻塞或遭到破壞,如何維修?

A.選材上以滲透準則和不阻塞準則進行設計,安全係數>100;

B.設計內包含備用出水系統(萬一出水系統阻塞可立即啟用);

C.設計內包含反沖洗設計(萬一透水系統及集水系統阻塞);

D.設計內包含基底水壓力觀測井可隨時監測基底壓力變化。當基底壓力產生異常時,此時結構物尚處於安全範圍內,具有充裕時間進行狀況排除;

D.土壤顆粒受重力影響,自然沉降速度大於排水速度,不易造成滲透型阻塞;

E.萬一長期使用後系統失效,還有專門解決既有建築物因高額地下水浮力(水壓力)造成基礎結構破壞及滲漏的” CMC靜水壓力釋放管工法(解壓疏導工法)”可供解決。

[7]. 停電時,會不會造成建築物不利影響?

A.「靜水壓力釋放層技術」採用自然溢流原理,並非使用抽水泵強制排水,停電時溢流出的水還是可以流入廢水池或集水井中。由於廢水池或集水井於設計時均留有一定的安全容量,故短時間停電不會造成任何影響;

B.就算長期間停電,廢水池全滿,可裏用移動式抽水泵或發電機配合抽水泵,抽除集水井內的蓄積水;

C.若連抽水機都沒有,則過多的蓄積水會由觀測井管及集水井排出,漫流至地下室地板。此時只會造成地下室地版緩慢淹水,由於內外壓力保持相對平衡,對於結構物安全並不會造成影響。

[8]. CMC靜水壓力釋放技術分為哪幾類產品?用途分別為何?

  1. CMC靜水壓力釋放層工法(基底減壓工法) – 新建結構物基底全面抗浮及防滲漏使用。

 

 

 

 

 

  1. CMC靜水壓力釋放帶工法 – 適用新建結構物- 控制基底水壓力,保障抗拔樁長期效能;減少基底80%以上的壓力型滲水。
  2. CMC靜水壓力釋放管工法(解壓疏導工法) – 新建/既有結構物解除基底浮力,保障原設計抗拔樁效能;減少基底70%以上的壓力型滲水。

 

 

 

 

 

 

 

[9]. CMC靜水壓力釋放技術在運用上設計院、審圖公司、監理單位、總包單位該如何配合?

 設計院:本公司配合進行方案設計、專家評審、施工圖設計、出具施工圖;

審圖公司:有規程或規範地區可依據規程進行審圖,無規程或規範地區,審圖公司可依據專家評審意見或採用跨區借用規程或規範方式進行審圖;

監理單位:依據技術規程、技術方案、施工組織設計、施工圖等檔進行工程監理,協助開發商做好階段性驗收、竣工驗收及資料匯總工作。

總包單位:負責協助施工,或與本公司進行策略聯盟作為長期合作夥伴。

[11]. 採用排樁等非永久性止水帷幕作擋土結構時,此工法是否適用?

  1. 採用非永久性止水帷幕(如:排樁無止水帷幕、放坡開挖等)時,應視地層條件而定,若地層為基礎底板上、下2米以上範圍內都為滲透係數小於等於10-5cm/s弱透水性地層,則可考慮採用本工法;
  2. 地下室構築完成後,地下室外牆周邊回填時,須於底部至少回填2m以上滲透係數小於等於10-5cm/s的土壤(粘土質粉土或粉土質粘土),以阻絕地面水經由此區域滲入基礎底部;
  3. 綜合分析基底地層出水量Q≤0.03m3/m2.d的條件下即可使用本工法。

[12]. 出水系統專用水箱的設置數量,如何設置,依據是什麼?

出水系統專用水箱的設置數量要視規劃基底的出水量而定,視建物條件及設計採用箱基中的水箱、板基的集水井或中水回收池作為出水系統裝設用水箱,出水系統裝置後不影響該水箱或集水井原有功能。依據個案工程特性及地層的滲透係數,配合達西定律計算個案該地層出水量進行分析設計。通常最下層地下室約1000~2000m2會設置一處廢水池或集水井,絕對足夠應付「CMC靜水壓力釋放技術」排出水量使用,不須另行設置專用集水井。

[13]. 若已設計基樁克服水壓力的問題,還需要「靜水壓力釋放層」嗎?

  1. 「靜水壓力釋放層」除了解決水壓力的問題之外,另一個重要的功能是防止基板裂縫及後澆帶滲水。不論是抗拔樁、抗浮地錨(錨杆)或是水箱填重都屬於以外力平衡克服水壓力的方式,雖不致使基礎破裂變形,但因為水壓力依然存在,使得地下水仍會從結構裂縫、二次施工縫或後澆帶等位置滲入,造成地下室滲水及長期性潮濕。使用「靜水壓力釋放層工法」將基底地下水疏導後導排至集水井、水箱或中水回收系統中,由於基底水位面始終低於基板頂端,可保障地下室不會有滲水、潮濕現象發生。
  2. 「靜水壓力釋放層工法」與基樁事實上可以共同設計,但由於浮力解除後抗拔樁的實質效益已經失去,因此通常僅與承載樁或抗側向力基樁一併設計,原浮力控制區僅需要考慮設置抵抗側向力或地震力的基樁即可。

[14]. 遇到高透水地層是否可以使用CMC靜水壓力釋放工法?

遇到高透水地層(透水係數>10-4cm/s,約為粉土質細砂或砂質粉土)一般不建議使用CMC靜水壓力釋放工法,因會造成下列影響:

  1. 出水量過大,可能影響周邊水條件;
  2. 出水量過大,造成後期運營費用增加,經濟效益不明顯。

但經技術、經濟分析,採用地質改良或基礎下方圍護結構內封底注漿等措施後,可滿足CMC靜水壓力釋放工法使用條件時,仍然可以使用本技術。對於地下室品質要求較高、公共設施或建築環境要求嚴苛的項目,CMC技術是達成上列目標的最佳工法。

此外,對於建築過程必須確保基底不因氣候變化發生上浮、傾斜的專案,如高科技廠房等,以及都會區施工無法執行長期間基地外點井降水的項目,則無論任何地層,均可採用本工法作為臨時性降水配套措施。當結構物完成或上部重量足以抵抗水浮力影響時,只要關閉出水系統即可按正常作業方式進行施工,爾後的施工過程中,本工法將不會影響任何結構行為。

[15]. 施工過程遇到基底岩層發生未預期裂隙水湧出,可能影響未來CMC技術排水量,此時該如何處理?

無論設計過程或於施工中發現基底岩層存在裂隙水湧現象,依據以往實際操作經驗,可以採用下列方式處理。

  1. 注漿法。可分為下列幾種類型:
  2. 混凝土強制性澆注。用於少量滲水情況;
  3. 水泥系藥液(速凝型)注漿。用於滲水量略大的情形;
  4. 熱瀝青+水泥系化學藥液注漿。用於大量滲水或承壓水的狀況。

 

  1. 自然疏導法。執行重點程式如下:
  2. 利用承壓水壓力自然引流;
  3. 速幹混凝土及皂土封口;
  4. 預留關閉閥門。

 

  1. 強制疏導法(I)。執行重點程式如下:
  2. 利用污水泵強制引流;
  3. 速幹混凝土及皂土封口;
  4. 預留關閉閥門。

 

  1. 強制疏導法(II)。執行重點程式如下:
  2. 利用污水泵強制引流
  3. 搭配素混凝土層澆注

 

  1. 強制疏導法(III)。執行重點程式如下:
  2. 利用沉水泵強制引流
  3. 搭配素混凝土層澆注

 

 

岩層裂隙水搭配CMC靜水壓力釋放技術運用時,應注意以下事項:

  1. 發現漏水現象應儘快處理,以防止泥砂過度掏空,造成透水通路;
  2. 依據現場條件,選擇適當止水(減水)方案;
  3. CMC靜水壓力釋放技術,可完全過濾土壤顆粒,不會造成透水通路,原出水位置會因為土壤顆粒堆積,出水量會逐漸降低並趨於穩定。

[16]. 排入水箱中的地下水還能做其他利用嗎?

「CMC靜水壓力釋放技術」除了能有效解決地下水浮力的危害外,每日排出的地下水可以與中水回收系統相結合做為綠化植生、景觀用水及緊急民防用水使用。每天排出水量依照專案地層及設計條件而定,可視規劃時各項目的狀況進行規劃運用。或許出水量並不大,但因為可以持續性的供應,所以極適合做為”綠化植生”及”特殊時期民防用水”使用,以避免浪費水資源並符合節能減廢目標及發揮緊急救難功能。

[17]. CMC靜水壓力釋放技術對於申請綠建築標章具加分效果嗎?

綠建築標章審查九大指標:

  1. 基地綠化指標
  2. 基地保水指針 – 中水再利用
  3. 水資源指標
  4. 日常節能指標
  5. 二氧化碳減量指標 – 混凝土減量設計
  6. 廢棄物減量指標 – 工程不平衡土方
  7. 污水垃圾改善指標
  8. 生物多樣性指標
  9. 室內環境指標

在配合優化設計後,在「基地保水指針」、「二氧化碳減量指標」、「廢棄物減量指標」 三個項目具有加分的效益。

[18]. 如何保證CMC靜水壓力釋放技術能夠運作的時間能符合建築物設計的使用年限?

  1. 本工法所使用的材料都經過國家檢驗部門的檢測,檢測結果符合規範的要求。
  2. 高滲透阻流濾層、超導水格網層、集水管及聚乙烯塑膠保護膜均為高分子聚合物,在Ph>2的土壤及地下水條件、全封閉(不會氧化)、不透光(無紫外線影響)的環境下老化極為緩慢,而且隨著時間的增加,有明顯減緩以至於趨於穩定的趨勢,耐久性標準與規定建築物使用壽命相比較,均能夠滿足要求。
  3. 國外一般用於鐵路、水利工程之中,已有40多年的使用經驗。
  4. 靜水壓力釋放技術(臺灣稱為基底減壓工法)於臺灣使用已有近20年經驗,功能完全正常。
  5. 全氣密封閉設計,不會造成CaCO3結晶阻塞。
  6. 實測結果,使用材料於80T/m2(800kPa)應力作用下,變形量約15%以下,透水效果維持穩定80%以上。
  7. 具有觀測系統、反沖洗系統及備用出水系統等設計,可隨時監測基底壓力,需要時可即時進行處理(備用系統)。

[19]. 如何評估使用材料的耐老化能力?

  1. 本工法所使用的材料都經過國家檢測部門的檢測,檢測資料符合規範的相關要求。土工織物、集水格網、集水管及聚乙烯塑膠保護膜均為高分子聚合物,在Ph>2的土壤及地下水條件、全封閉(不會氧化)、不透光(無紫外線影響)的環境下老化極為緩慢,而且隨著時間的增加,有明顯減緩以至於趨於穩定的趨勢,可依據材料成分進行學理分析。
  2. 原廠進行加速劣化試驗結果印證使用壽命超過100年以上。
  3. 必要時可依據國內地工材料試驗要求,取樣委託具公信力單位進行相關試驗。

[20]. 施工時,施工面過於軟弱,是否需要鋪碎石或竹編等?

  1. 不可鋪碎石或竹編,因為上部載入後會有破壞土工布的可能性。鋪設細砂太薄則效果不大,鋪太厚反而可能於上部載入後產生不均勻沉降。
  2. 目前的解決方式為於底部鋪一層方便作業的土工布(便宜、不用太厚、軟弱黏土不會由縫隙擠出來即可、僅鋪設於必要區域),再視實際需要,於土工布上方鋪一層菱形格網(便宜、容易取得、人員踩上去不會破裂即可),作為臨時性工作面。爾後于上方依照一般作業流程進行靜水壓力釋放層(帶)鋪設。
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