深開挖工程之支撐與止水措施
在進行深開挖工程時，支撐系統的選擇會隨著基地大小和開挖方式有所不同。傳統上，內支撐系統中使用 H 型鋼作為支撐（包括角撐和斜撐），橫擋間距通常在 6~7m 以內。當開挖面積較大時，可設置中間柱支撐，做法類似基樁，預先鑽孔灌注混凝土至一定深度後再插入中間柱回填孔隙。
地下水處理是深開挖工程中不可或缺的一環。黏土層滲透係數低，開挖時通常不需抽水。砂性土壤或礫石層滲透係數較高，開挖時地下水易流入開挖區，設計時通常需將地下水位降至開挖面以下約 1.0m。排水方法包括集水坑、深井或點井。
鋼板樁在臨時擋土設施中廣泛使用。其優點包括：止水性佳、施工噪音和振動低。適用於都會區建物密集的地區、開挖變形要求嚴謹、止水性要求高或鄰近結構物敏感的情況。
當導溝開挖存在回填土、磚塊或礫石等回填物時，為防止坍塌，可採用臨時性鋼板樁或地盤改良等措施。後者藉由高壓噴射攪拌工法固結土壤、提高地層強度，較常見於開挖前防止坍孔、包泥或穩定液流失。
中間樁底部燒焊止水板，目的是阻擋地下水沿著樁身向上滲透至結構體內。止水板焊接於筏基底板一半位置，施工前須進行高程放樣。焊接後使用矽利康密封周圍接觸面，進一步防止漏水。
連續壁主要用於永久擋土設施。鋼軌樁、排樁等則為臨時擋土設施。表一列出各種擋土壁的優缺點。
在深開挖工程中，地層參數的選取對於分析結果有顯著影響。標準貫入試驗 N 值常用於評估強度和勁度參數，但需考慮經驗公式隱含的不確定性。分析結果應納入壁體變位和應力的合理性評估，並考慮土壓力係數隨深度而變的因素。
相關表格：
| 擋土壁類型 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|
| 連續壁 | 止水性佳 | 施工成本高、施工時間長 |
| 鋼板樁 | 施工噪音和振動低、止水性好 | 承載力有限 |
| 鋼軌樁 | 經濟實惠、施工方便 | 承載力較弱、防滲能力差 |
| 排樁 | 施工快速、經濟 | 抗彎強度較差 |
| 地層參數類型 | 常用經驗公式 |
|---|---|
| 土壓力係數 Ko | Jaky 公式 |
| 土壓力係數 Ka | Rankine 主動土壓力公式 |
| 土壓力係數 Kp | Rankine 被動土壓力公式 |
| 彈性模數 E | Janbu 公式 |
| 止水措施 | 優點 | 缺點 |
|---|---|---|
| 止水板 | 阻斷地下水滲透 | 施工複雜 |
| 地盤改良 | 提高地層強度、止水效果佳 | 成本較高 |
| 複合止水系統 | 多種止水措施結合 | 施工難度高 |
中間柱功用
在工程結構中，中間柱發揮著至關重要的作用，為建築物提供支撐和穩定性。本文重點探討中間柱功用，並介紹其在不同類型結構中的應用。
支撐荷載
中間柱的主要功用之一是支撐荷載。這些荷載可能來自樓層、屋頂或其他結構元件。通過將荷載傳遞到地基，中間柱確保建築物整體的穩定性。
防止側向移動
中間柱還有助於防止建築物的側向移動，例如由風荷載或地震引起的移動。它們通過充當支撐牆或剪力牆，抵擋側向力並保持建築物直立。
剛度加強
中間柱可以提高建築物的剛度，使其在荷載和風荷載的作用下更不易變形。通過增加結構的橫截面，中間柱加強了建築物的抵抗力，使其更能承受外力而不產生過大的彎曲或扭轉。
隔震和減震
在抗震設計中，中間柱可用於隔震和減震。通過使用柔性材料或隔震裝置安裝中間柱，它們可以吸收地震力，從而減少對建築物的損壞。
隔音和隔熱
除了結構功能外，中間柱還可以起到隔音和隔熱的作用。通過安裝填充隔音材料的石膏板或其他隔音材料，中間柱可以減少噪音傳播，提高室內舒適度。
美學考慮
中間柱不僅具有功能性，而且還具有美學考慮。它們可以與室內裝飾融為一體，並作為設計元素來增強建築物的整體美觀。
不同類型結構中的應用
中間柱廣泛應用於各種類型結構中，包括：
| 結構類型 | 中間柱應用 |
|---|---|
| 高層建築 | 提供垂直支撐和防止側向移動 |
| 鋼結構建築 | 作為承重柱或剪力牆 |
| 混凝土結構建築 | 提供內部支撐和提高剛度 |
| 抗震建築 | 用於隔震和減震 |
| 工業建築 | 支撐大型機械或儲存設備 |
總結
中間柱是建築物結構中重要的元件，提供了支撐、穩定性、剛度和美學價值。它們在不同類型的結構中都有廣泛的應用，並為建築物的安全和舒適環境做出重大貢獻。
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