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1建築基礎施工災害防救思維*陳宗禮建築物基礎施工所產生災變之成因及防災對策摘要「安全施工」是所有工程技術人員努力的目標與基本的要求，然而「施工災變」卻層出不窮，一再發生且傷亡慘重，究竟是技術能力與經驗不足？或施工不小心？或營建體制不良？設計失誤?施工不良？令人百思不解!!「安全」施工不是靠「小心」！「品質」提昇不是靠「檢查」！提昇「安全」與「品質」，必須從「技術面」著手，提昇一個技術人員（設計與施工）的「技術品質」比「簽證負責」與「派多數監工，不斷的檢查」還有用！工程師必須挑戰大自然的威脅——風、雨、雪、地震、水災、火災、大地等之災害。「防災計畫」即為戰爭之模擬，只要在施工之前擬定正確的「防災計畫」，後悔還來得及。「防災、減災、制災、救災」為工程師之天職。「安全」沒有「假如」，您不要爭辯！「安全」必有「結論」，您不用爭辯！用您的「知識」找出「問題」，一大堆的「問題」就是一大堆的「挑戰」。用您的「技術」與「經驗」找出您解決問題的「最佳對策」，這就是「計畫」，也是「確保安全」與「提昇品質」的唯一途徑。若乏「對策」，光憑「小心」，仍解決不了「問題」，無法「確保安全」。2若乏「技術」，光憑「檢查」，仍提昇不了「品質」。工程施工環境特質是不斷的在「變」，而應對的最佳方法是「變」、「變」、「變」是唯一的「不變」，否則永遠避免不了「災變」，打不贏與大自然猛威抗衡之戰爭。建築物地下基礎開挖施工猶如對大地進行手術,其目的在於利用對大地進行開腸破肚手術植入基礎,開挖施工(開腸破肚手術)進行前必須先對大地之構成與特性(手術之部位的肌肉組織與血管經脈)瞭若指掌才能安全進行開挖(手術).建築物地下基礎開挖施工中不僅自身要安全完成而且也要考慮不致在施工中、完工後影響鄰房基礎之安全,如果基礎型式選擇不當、設計方式錯誤(不適合於所植入之地盤)或者施工管理不良,則雖安全完成基礎開挖施工,卻完全失去基礎開挖的目的與意義,建築物完成後仍然存在危險性(自身傾斜、沉陷、上浮或倒塌,軟弱地盤因差異載重完工時致鄰房傾斜、沉陷).由建築物地下基礎開挖災變實例之研究與統計得知產生災變之成因絕大多數都屬於設計錯誤與選用工法不當,反而很少是施工不良所致;無可否認我國目前存在的設計機制仍然有改善的必要,大多數的設計人員根本足不出戶,甚少到施工現場體驗與磨練且缺乏足夠的實務經驗,自己閉門造車或是有樣學樣,設計出根本不符實際需求的安全措施,還要求按圖施工不得變更計畫,完全沒有設計檢討與審查的機制,雖然有一大堆的檢查表及嚴密的觀測系統,若是設計方向錯誤,施工方法再如何嚴謹也無助於安全的開挖施工,反而危機重重.本文係以建築物地下基礎開挖施工前、施工中及完工後三階段可能發生之災變思維來探討災變之成因及防災、救災對策，希有助於工程技術人員之警惕與提昇技術品質，防止工程施工災變之產生。*一梅達工程顧問有限公司總經理內政部營建署建築工程施工災害緊急鑑定小組召集人重大建築工程災害防救諮詢委員台北縣政府工務局建築工程災害防救顧問3災害來源分為天災、地變、人禍三大類:天災(天然的災變大自然的水火)的思維:渺小又無能的人類既然要寄居地球屋簷下也只好默默承受地球的正常又必然的舉動怎能怨天尤人?要求地球都不能有任何舉動?天災不可怕天災乃是地球維持生命的行動天災不成害天災只有不知迴避才會成威脅有災不必然成害災害只會威脅無能與自大的人!!大地震只不過是地球某一處猛然的打個噴嚔或哈啾而已颶風或颱風只不過是地球某一區域吹個涼風沖個澡而已沒有地震、颱風的天災那有美麗的山川、湖泊?沒有地震、颱風的天災那有美麗的雲彩、美景?天災就是代表地球的生命力!!人力有限天威無窮!!不要錯過百年難遇的向大自然學習的機會!!自然天災就是活生生的珍貴教材與講義,不要以為從一般的學者作家書本中就可以學到足夠的大自然知識!!大自然才是最偉大的工程老師,尊敬祂﹐敬畏祂﹐您必可以由祂的教導學習到很多的大自然知識。4自然災害(人類只有迴避無力抵抗或避免)天災颱風豪雨地震雪崩預測防備迴避天災代表地球的生命力,但是卻威脅人類的生存地變地盤滑動落石崩坍土質岩質地下水大自然是偉大的地形地貌雕刻師56工程會提倡的生態工法不夠力被天災整得一蹋糊塗?大自然才是最偉大的工程老師尊崇祂敬愛祂順從祂你必可以由祂的指導學習到很多的真正的知識大自然的猛威……天災是無法逃避免除的,只有運用人類的智慧遵循大自然的指導,發展因勢利導的迴避術,才能使天災變成有災無害的結果,簡而言之:生態工法就是天災迴避術(人力有限天威無窮的謙卑思維)天災迴避術(有災無害術)天災的來襲有的可以預知(颱風颶風豪雨),有的無法預知(地震),但是無法逃避無力免除;不過其災變時間短暫,只要能夠迴避,撐過那幾小時(颱風颶風豪雨)或幾秒(地震)就可以躲過災害了.建築的意義:人類運用人類的智慧,在地球的表面,築造一個適合人類生存與生活的空間,以排除大自然的天災……風、雨、雪、地震等加諸於人類的威脅,使人類得以在地球的表面從事人類的活動與延續人類的文化.土木的語源:古者民,澤處復穴,冬日則不勝霜雪雨露,夏日則不勝暑熱蛝虻,聖人乃作,為之築土構木,以為室屋,上棟下宇,以蔽風雨,以避寒暑,而百姓安之.(淮南子卷13氾論訓)土木、建築技術就是天災迴避術(有災無害術)7人禍(人為的災變人性的弱點)的思維:渺小又自大的人類常常不自量力企圖或試圖與大自然搏鬥,既然要寄居地球屋簷下也只好默默承受地球的正常又必然的舉動怎能不「順乎天﹐應乎人」?而自以為「人定勝天」?遇到災難才又怨天尤人?順應天,達到天人合一﹐才是智者。人力有限天威無窮的謙卑思維才能避開災難!!天災不可怕天災乃是地球維持生命的行動天災不成害天災只有不知迴避才會成威脅人禍才可怕自私與自大的人性往往是災害的根源有災不必然成害災害只會威脅無能與自大的人!!人為災害(人類的自大過信造成須要管理制度來彌補)人禍設計錯誤工法不當施工疏失管理檢查改善一般工程技術人員大多容易曲解生態工法應該順應大自然、因勢利導的真義,自大、過度自信、固執、偏執、死愛面子,常設計錯誤(過度或不足)、選用工法不當(認識不清),甚至於不懂裝懂,硬著頭皮蠻幹又死不認錯;要不然就是自己經驗不足沒把握,胡亂抄襲他人設計依樣畫葫蘆,設計出施工困難成本過高的工法,還硬拗為保守設計,打死也不願接受建議修正;還有的設計者自己沒把握,同時設計出好幾種工法,還要業主自己選擇決定;甚至還有人根本一知半解毫無經驗,還要審查批評人家的設計,閉門造車,不知廣結真正的專家,腦力激盪相互學習,協助尋求最佳決策,難怪天災一來就招架不住,被打得落花流水黔驢技窮,醜態百出.(一畚箕的蚯蚓不如一隻鴨母)8水庫淤積、土石流、泥流災變大自然就是最好的工程老師,例如水庫會淤積是必然,就似人的腎臟膀胱,如果積滿了尿就必然憋不住需要排尿,如果排尿不正常就容易結石.河川在颱風或豪大雨時上游山區下大雨,在下游就會造成土石流或泥流,這些都是理所當然的常識;可是很少人去注意到土石流或泥流在某一河段的水流流勢與流速,治水工程的老祖宗李冰，就給大家留有「遇彎截角，逢正抽心」這八個字的生態工法箴言,其實也是他們在治水過程中能夠細心的觀察洪水期水流流勢與流速,以及洪水過後河床的殘留景象所得到的寶貴經驗,否則為何河床沙洲大都在中央?河川水流卻在沙洲兩邊靠著岸邊流呢?治水就是要掌握怎樣讓水流儘量不要靠著堤防邊走,而並不是去花一大筆預算築造一段堅固的河堤的硬碰硬的道理，否則再多的預算也不夠用.然而我們的現代工程師卻反其道而行，幾乎是牽著水流在堤防前面奔走，難道你可以仗恃著水泥做的堤防護岸就不會有事嗎？你以為能夠設計堤防護岸就是土木水利專家嗎?洪流是一記重拳,也是無可逃避的重拳,如果你能夠因勢利導,借力使力的柔術手法,讓此重拳打在棉花堆一般,完全迴避洪流的攻擊,那麼你就是一流工程師了.謹記「遇彎截角，逢正抽心」這八個字的治水生態工法箴言就對了!!否則即使你學問再高,若經驗不足或者觀念錯誤也仍然不夠格稱為專家,只會是專門害死人家的假專家而已.(因為大家都相信你的技術能力,可是你卻無能力達成大家對你的期待)9災變預知的思維應該由多方面角度來探討:自然科學:為何會發生這樣子的事?社會科學:真的有這麼一回事嗎?哲學:所考慮的事情究竟代表什麼意義?災變可以預知才能預防,若無法預知,災變發生必束手無策.只有觀測並不代表安全,若無好對策,只得眼睜睜看著災變發生,鄰產維護以直接保護比期盼安全完成開挖施工有效.地下層基礎挖方工程（可視為對自然大地的挑戰）‧戰爭目標、規模…………施工目標､規模(戰局)‧戰爭決策者…………業主､建築師､結構技師(將帥)‧戰爭參與者…………建築師､專業技師(軍官戰士)‧戰略…………安全措施工法(攻擊佈陣與防衛陣法)‧戰備…………擋土安全措施(擋土牆是盾支撐是矛)‧戰術…………施工管理及程序(攻擊與防衛術)‧戰況…………觀測系統研判(前線軍情輸贏回報)‧戰果…………成功與失敗(贏與輸)‧「輕敵者必敗，知己知彼，百戰百勝」‧決策者負全責享受成功的喜悅承擔失敗的後果工程災變頻傳之因現場工程師知識經驗不足10有知識經驗的專家不在現場專家有知識沒有常識有理論沒實務工程災變預防之鑰利用防災計畫說明會腦力激盪,將專家知識變成大家常識大地地形地質的災害 坡頂草木繁生藏危機崖面岩壁落石瞬間要人命豪雨會使堅固的「岩」化為軟弱的「土」安定的「土」化為軟弱的「泥」災變總是發生在豪雨之後鑽探報告「地質調查資料」(既有內在特性)僅供「參考」「地形」及「氣候」(外在因素)會讓「專家」扼腕､誤判.坡地施工務必由上而下,不可上下其手同步趕工地盤滑動可以花錢克服,落石則會瞬間要人命地下水的災害 施工前地質調查時的「地下水位」與擋土牆完成後的「地下水位」並不相同,尤其是具止水性之擋土牆,會在地下形成「地中水壩」,改變原有之水文與水流。 「透水性」良好的地層﹐因地下水「來得快﹐去得也快」﹐故在地質調查時﹐量測之地下水位較低﹐設計者常以此為依據來設計擋土牆,疏忽了在止水性擋土牆施工完成後,已在地下形成「水壩」,攔阻了地下水的去路﹐改變了地下水的11流向﹐當豪雨過後,地下水位激漲而地下水壓急增,導致擋土牆耐力不足而崩垮之災害。 地下水是活動的﹐是有流向的,可視為「潛伏」的河流。河川為地下水之「露頭」,大地中之地下水均往河川滲流,故可由宏觀的地形,判明地下水的流向。地下水既有流向,當止水性擋土牆完成後阻攔了水流﹐則會形成「水頭」(上游)與「水尾」(下游)之分。「水頭」側之地下水位必高於「水尾」側之地下水位﹐其水壓不同﹐故擋土牆之設計亦有不同﹐並非挖方坑四周擋土牆均為一致的﹐一般設計者常易疏忽此動態的地下水及其變異。擋土牆施工中之災害設計擋土牆所採用之設計工法､型式﹐設計者應考慮施工中之安全﹐採取正確之工法﹐不可僅考慮擋土牆完工後的「安全」。擋土牆的工法及型式﹐不只一種﹐應視地形､地質及實際狀況選用適切安全的型式﹐且應分區分段分別設計﹐切勿以一張「標準圖」涵蓋全部。(盾牌要強固夠力要輕巧靈活)良好穩定之原有地質﹐在設計擋土牆時應勿予破壞（將良好穩定之地層挖除﹐再於擋土牆背土作回填）﹐否則就不像一個有技術水準的設計者。(盾牌要夠力適用輕巧靈活,不必為築造銅牆鐵壁而破壞原有的地盤穩定性)擋土牆施工是對線狀的廣域地質挑戰﹐設計時﹐勿僅以少數地質鑽探調查資料來作「全線」之地質研判﹐因為地質的變化很大﹐尤其是「表土層」﹐在同一條線上即可能有厚薄不一的「覆土層」。12地下R.C.連續壁擋土牆施工中､開挖中､完工後之災害忽略導溝之設計﹐施作壁孔掘削時之坍孔災害。過信穩定液之功能﹐施作壁孔掘削時之坍孔災害。連續壁施工中﹐屬於無支撐開挖﹐也會形成災害。止水性地下R.C.連續壁之壁體瑕疵（單元接縫及壁體瑕疵包泥）在開挖中形成之管湧災變﹐往往令人聞之色變﹐甚至傾家蕩產。連續壁壁體瑕疵若未正確補修﹐在建築物結構體即將完工時﹐也會形成大災害。具止水性及剛性之地下R.C.連續壁擋土牆﹐在透水性地層中開挖中最好有「止水固結注入機具」在現場備機待命﹐爭取搶救時效。地下R.C.連續壁在軟弱沉泥地層中﹐若貫入深度不足﹐會形成隆