橋墩基礎水中擴座補強施工經驗談

范弘芳 技師

台11線花蓮大橋，位處花蓮縣的吉安鄉與壽豐鄉間，係交通部於民國76年頒布「公路橋梁設計規範」前，就已經建造完成的一座老舊橋梁，橋墩雖曾經用圍束鋼鈑包覆補強，但公路總局鑑於921集集地震，對於許多公路橋梁結構崩塌損毀，乃對花蓮大橋進行耐震能力評估，經過分析結果，耐震能力確有不足，於是對耐震不足的橋墩基礎，予以補樁擴座補強，並將橋墩既有的補強鋼鈑拆除，改包覆有防衝功能之圍束鋼鈑、及採用人造橡膠支承墊等補強措施。

該花蓮大橋耐震補強工程期間，身為施工廠商專任工程人員（主任技師）之筆者，必須定期到工地現場作工程督察。玆將工程督察過程，目睹較特殊的利用水中圍堰進行橋墩基礎補樁擴座補強之施工情形簡介如下，提供參考。

本工程共有13處補強的橋墩基礎，有9處是位於水流經過的河床，須於施工範圍先作臨時圍堰擋水才能施工。依契約規定，臨時圍堰之設計，係採用雙層間距120公分的鋼鈑樁圍堰，而鋼鈑樁間採用繫條橫拉固定並回填土方阻水，俾使橋墩基礎補強之施工得以順利進行。

無水流經過之河床，橋墩基礎補強的開挖過程中，發現橋墩基礎周遭，皆為深厚卵礫石層，鋼鈑樁難以打設深入橋墩基礎，因此契約規定之臨時圍堰之設計方式不可行，施作的協力廠商曾經與筆者討論可否以鋼軌樁嵌鋼鈑取代鋼鈑樁施作圍堰，但考慮鋼軌樁嵌鋼板之水密性難以阻水，且與契約規定不符，恐怕難以獲得主辦機關的同意，於此傷透腦筋期間，祗好配合臨時施工便橋之施作，將無水流經過河床之橋墩基礎先行補強。

而筆者再次工程督察之時，協力廠商擬以『類似沉箱施作方法，將鋼鈑樁逐漸往下沉，施作圍堰』之構想，和筆者討論，筆者經深思考量後認為可行，於是協力廠商先將河水改道，使水流不致直接沖擊橋墩基礎補強區域，再沿著橋墩基礎補樁施工範圍，於樁頂維持近水平的情況，將鋼鈑樁打設至可入土的深度後，使用型鋼作為橫擋（圍苓），將鋼鈑樁的上下分別固定連成一體，並以型鋼斜撐將鋼鈑樁的角隅予以支撐補強後，沿著鋼鈑樁內側開挖，並隨時以挖土機斗，逐漸、平均地將整體鋼鈑樁往下壓降，下沉至橋墩基礎作成圍堰（詳圖1及圖2）。

由於施作完成的圍堰，不能百分之百阻水，因此從開挖到橋墩基礎底面，全套管式鑽掘混凝土基樁打設，對橋墩基礎混凝土表面不超過1公分的深度範圍打毛、利用壓力3000psi之水刀，對混凝土表面鬆動、碎屑徹底的清理，基礎的植筋、樁帽鋼筋的補強及基礎擴座部位的鋼筋、模板組立，以及混凝土的澆置等工作，皆在持續抽排水的情況下施作完成。

圖1  圍堰施作平面示意圖		圖2  圍堰施作剖面示意圖
圖3  橋墩基礎補樁擴座鋼筋組立施工圖

本工程在施工過程中，因河水改道開挖擾動掀起的泥砂，順流至附近的海域，引起少數捕魚為生的漁民，擔心泥砂的污染會減少魚獲量，而向施工廠商抗議，施工廠商除了在開挖過程中，儘量小心減少泥砂的污染外，對於抗議的漁民也儘量好言予以安撫，幸好水流改道開挖是間歇性，終於將本程順利完成。

參考資料

1.台11線花蓮大橋耐震工程契約（101 年5月）。民儒營造有限公司。

2.王豐裕(100年10月)。公路橋梁耐震補強原則及工法。