鋼管版樁系統在港灣護岸工程之運用【施工篇】（三）

 董榮進技師

【註】

1.步驟(6)~(21)即1支鋼管樁＋2支鋼版樁(簡稱1組鋼管版樁)打設流程。

2.打設過程以雷射經緯儀預設座標值監控打樁垂直精度。

3.A型樣架單元：4組鋼管版樁＋1支鋼管樁(參閱圖11. 樣架立體圖)。

4.Ｃ型樣架單元：3組鋼管版樁＋1支鋼管樁(參閱圖9 ，C型樣架平面圖) 。

2.第二組(含以後)鋼管版樁樣架單元

第二組(含以後)樣架架設，為確保鋼管版樁之連續性楔合，係利用已完成打設之鋼管樁做為固定端，於他端續行打設第2支臨時鋼管支承樁，爾後再行樣架吊放及定位動作，打設步驟如下。

(1)利用前組末端已打設鋼管樁做為固定支承鋼樁。

(2)第二支臨時鋼管支承樁測量定位、打設。

(3)吊放鋼管版樁樣架。

(4)樣架座標方向線調整、水平高程調整。

(5)樣架調整定位後，與鋼管支承樁焊接固定。

(6)按【第一組鋼管版樁樣架單元】步驟(12)~(21)每單元鋼管版樁重複進行，直到樣架單元完成。

二、柴油樁錘打設至設計高程

以震動樁錘將鋼管版樁打設至樣架上方，部份鋼管樁或鋼版樁因樁底遭遇障礙物或堅硬地盤，導致無法順利打設至預定高程者，則需仰仗柴油樁錘將版樁系統錘擊至設計高程，以鋼管樁為例，由於樁底高程至EL-29.5m，往往遇堅硬土層，其N值約40~50，有時雖打設之剩餘入土深度僅3~4m，衝擊次數常達6000餘次之譜，造成柴油樁錘之耗損率極高，當鋼管樁先錘擊至設計高程後，遂行鋼版樁打設，因鋼管樁與鋼版樁鎖扣間摩擦力、樁身與土壤間摩擦力，又加上鋼管樁錘擊後，造成土壤顆粒間之夯實效果，鋼版樁之打設倒不輕鬆，有時亦需以水刀設施為輔助工具擾動樁身土壤，減低摩擦力，方得順利以震動樁錘或柴油樁錘將鋼管樁或鋼版樁打設至設計高程。

三、鋼版樁局部挫屈之排除

鋼管樁尺寸之決定，於組合斷面設計時，為防止柴油樁錘夯擊產生局部挫屈情形，考量徑厚比﹤100，故鋼管樁樁頭勿需再焊接加勁環，打樁過程，樁頭或樁身均保持完整無損傷，但鋼版樁夯擊時卻不如此順利，除了於樁頭焊接加勁(h=15cm,  t=13mm)外，仍於樁頭以下1m範圍內有局部挫屈情形，就鋼版樁之挫屈位置破壞行為，集中於鄰接鋼管樁鎖扣位置，分析其成因，乃鎖扣間摩擦力，限制鋼版樁垂直入土深度之速率，導致鋼版樁無法承受重錘負荷而發生局部挫屈，其解決方案，可減少柴油樁錘之錘擊能量或減少鋼版樁之未側撐長度，為進度考量，更換打樁機能量緩不濟急，仍朝鋼版樁之加勁處理為優先，經全長範圍內每30公分焊接#6鋼筋，鋼版樁發生局挫情形，已得到適當的改善。

四、海中障礙物之克服

儘管設計規劃之考量，雖欲盡完美，但本工程之執行，如其名為改建工程，打樁過程不見得如此順遂，施工過程遭遇海床下既有消波塊、抛石與30年前施工之PC版樁、鋼版樁圍堰殘骸等水中構造物影響工程進行，施工團隊秉持著智慧與毅力，予以逐一排除。

圖15  完工後模擬圖

結論

以日系鋼版樁為副樁，與主樁結合之鎖扣（Connector），經打樁成果證實，具備良好的扣合性，除了緊密度佳外，容許小角度的扭轉（約5°），有利於吸收主樁打設時少許偏轉，或面對構造物採漸變線形設計時，易於線形微調，故不受地形限制，靈活度佳。

此外，主樁可配合結構需要採不同斷面設計，僅需視設計變化位置焊接鎖扣與副樁接合（如圖16），另鎖扣可配合工址線形，搭配角樁使用（如圖17），故鎖扣之設計，對於版鋼版樁材料選擇方案，與配合地形配置版樁系統，有相當的助益。

本工程所需而研發之鋼管版樁系統，所展現的台灣價值包括：

1.台灣工程界已具備港灣工程版樁材料暨打樁技術之研創能力，版樁材料之選擇方案，不需再仰賴外商。

2.首次採用國人自製鋼管樁做護岸版樁之主樁材料，顯現MIT同樣有好品質。

3.採用順樁打設工法，接頭無需灌漿，無脫榫漏砂之虞。

圖16  H型鋼與鋼版樁組合斷面(立體圖)		圖17  鋼版樁利用鎖扣結合為角樁示意圖

誌謝

鋼管版樁系統研創與施工期間，承蒙業主高雄港務局長官與設計監造台灣世曦CECI之支持指正與協助，方使計畫得以順利推動施工過程，儘管遭遇諸多瓶頸，分享錯誤學習經驗，施工團隊秉持契而不捨的精神，堅持使命必達，特申謝忱。 

參考資料

1.      Arcelor Mittal Mittal Foundation Solutions for Projects steel S.P ,（2009）, p.35。

2.      ESC易仕版樁（中國）有限公司技術手冊-ESC版樁安裝程序，pp.9-12。

3.      American Piledriving Equipment(2010) 。APE中國上海振力2010技術手冊，p.16。

4.      ThyssenKrupp GfT Tiefbautechnik GmbH(TA 0798-Müller-VibratorMS-100 HHF)。

5.      MGF Maschinen-ung Geräte-Fabrik AG Technical Specifications Vibratory Pile     Driver(p.1)。

6.      The Best in Foundation ，株式會社藤井組網頁-各種工法及機具介紹，摘錄日本車輛建設機械電子型錄。