台北101為什麼能站在台北盆地上?
AI重點
文章重點整理:
- 重點一:台北101能站穩台北盆地,關鍵在深達80多公尺的基樁與地底基礎。
- 重點二:工程採雙順打與逆打工法,讓塔樓往上、裙樓往下同步施工。
- 重點三:331地震發生時阻尼球尚未安裝,真正的抗風減震裝置是後來的660公噸TMD。
父親節那天,我特地排了休假,想陪先生過個節。
只可惜我休假、他上班,最後變成了我一個人的空檔。
所以我就把平時沒空做的事做完,然後像往常一樣滑手機看影片。
還是那個《奇趣實驗室》,不過這次不是配樂抓住我,而是非常誇張的標題。
……這是什麼跟什麼?
我不是很了解,所以決定看下去。
只是看著看著,有幾個數字開始讓我覺得哪裡怪怪的。
▋1999年,有一群人準備在台北盆地蓋世界最高樓
如果你是1999年的工程師,有人把一張圖紙放到你面前:「我們要在這裡蓋一棟508公尺高的大樓。」
你低頭看看基地資料。台北盆地、鬆軟的松山層沉積土,附近還有山腳斷層;台灣又位在地震活躍區,每年還有颱風來報到。
然後你再看看圖紙。
101層、508公尺,完工之後還準備挑戰世界第一高樓。
這大概是那種看完會很想先喝口水,再問一句:「你確定?」
偏偏,這群工程師真的接下來了。
1999年,台北101正式動工。
二十多年後,我們經過信義區,抬頭看到那棟大樓,可能早已習慣它的存在。
但我做不動產之後,再看101,注意力開始往另一個方向跑。
一棟508公尺的大樓,最先需要解決的問題,居然藏在我們完全看不到的地下。
▋世界最高樓的第一步:先往地下深挖 80 公尺
根據內政部建築研究所委託研究《台北101大樓結構工程施工監造紀錄》,101基地開挖深度約21.65至23.5公尺,而這裡位於台北盆地的松山層。
簡單講,就是厚厚的沉積土。
這對超高層建築非常麻煩。你準備把幾十萬噸重量往地面放,下面的土卻沒有足夠條件單獨承擔全部重量。
工程師第一個決定,是先別急著往天上蓋。
他們先往地下動手。
工程團隊施作厚約1.2公尺、深度約36至55公尺的連續壁,控制地下開挖期間的土體與地下水。
接著,真正驚人的,埋在下面的380根基樁出現了。
每根基樁直徑1.5公尺,最深一直接觸到地下80至85公尺的岩盤。
80公尺是什麼概念?
那大約是一棟 26 層樓的高度。
想像一下,把一棟26層樓高的巨柱倒過來,硬生生插進地底。
一根、兩根……工程師在台北盆地的軟土層裡,一口氣插進了380根。
我們站在地面上,只看得到101往天空伸出508公尺;工程師在開工之初,卻先往地下追了八十多公尺。
做不動產久了,我對「土地」這兩個字的感覺也慢慢變了。
我們談土地,常談價格、地段、容積、未來發展;工程師閱讀同一塊土地,看到的還有土層、地下水、岩盤與承載能力。
同一塊土地,投資人看到價格,買方看到生活,房仲看到市場,工程師還得一路看到地底下。
台北101讓這件事變得格外有畫面:地面上的條件不夠,就往下找答案,一路找到八十多公尺深。
▋同一個工地,一邊往上蓋,一邊往下挖
更有意思的還在後面。
工程師決定讓塔樓先一路挖到底,再從地下五樓往上做;裙樓卻採取另一套方法,先把地面層做出來,再逐層往地下開挖。
前一套叫「雙順打工法(Up-Up Method)」,後一套叫「逆打工法(Top-Down Method)」。
塔樓先完成連續壁與基樁,一路開挖到地下五層,完成基礎版之後,再讓地下室與地上樓層配合施工向上發展。
裙樓則先做地面層、預留出土口,再往地下逐層開挖B1、B2、B3,一路做到B5;同一段時間,上方工程也可以配合進行。
於是當年的101工地,有一段時間真的非常魔幻。
同一塊基地,這邊的人往上蓋,那邊的人往下挖;塔樓有塔樓的節奏,裙樓有裙樓的方法。
工程紀錄甚至顯示,後來混凝土泵送一路做到99樓、高達428公尺。
看到這個數字,我腦中只浮出一個畫面。
平常蓋房子,叫一車混凝土來就已經是施工現場;這群人得想辦法把混凝土一路送到428公尺高。
▋16根核心柱、8根巨柱,扛起508公尺的重量
再往上,工程師面對的問題換了一種形式。
大樓已經不只是會不會沉下去,還要面對另一件事:這麼高,風吹來怎麼辦?地震來又怎麼辦?
永峻工程顧問公司的設計資料顯示,101服務核心內配置16根箱型柱,從基礎一路向上延伸;外圍另外配置8根巨柱(Mega-columns),每一側2根,從地下五樓一路延伸到90樓。
這8根巨柱最大的尺寸,達到2.4公尺×3公尺。
光是一根柱子的橫截面,就已經比很多人家的浴室還大。
這些巨柱與核心系統共同承擔大樓的重量與側向力量,基礎版本身也厚得驚人,依不同區域約3至4.7公尺。
大體積混凝土施工時還必須分區連續澆置,避免產生冷縫。
我最初看到的影片資料寫著「48小時灌2萬立方公尺」,後來往回查內政部建築研究所的施工監造紀錄,發現這兩個數字沒有足夠依據。
真正有紀錄的數字已經夠驚人了。
整個101工程使用的混凝土總量,達242,852立方公尺。
▋蓋到56樓,大地突然出了一張考卷
2002年3月31日,所有計算突然迎來一場沒有人預約的考試。
當時台北101還在施工,大約蓋到56樓,331大地震發生。
強烈搖晃造成兩部塔式起重機從高處墜落,並造成人員傷亡。
更麻煩的是,今天大家最熟悉的那顆巨大金色阻尼球,當時根本還不存在。
網路上常看到一種說法:331地震發生時,101的阻尼球成功發揮作用,把晃動降低40%。
我不太相信,乾脆往回翻內政部建築研究所的施工監造紀錄。
答案很清楚:沒有。
調諧質量阻尼器的安裝工程在2003年以後才進行。
2002年地震發生時,它甚至還沒上場。
當時接受331地震考驗的,是已經完成到約56樓的主體工程。
震後檢查顯示,主體沒有受損,工程繼續。
▋後來,他們在高空掛了一顆660公噸的金球
到了2003年以後,另一項極具代表性的工程登場。
調諧質量阻尼器(Tuned Mass Damper,TMD)。
也就是今天101觀景台那顆著名的大金球。
它懸掛於87至92樓之間,直徑約5.5公尺,重量約660公噸,由41層、每層厚125毫米的鋼板組成,下方配置8組大型油壓黏滯阻尼器。
工程師把這麼重的東西掛在高樓裡,目的居然是讓它動。
當強風吹得大樓向一側擺動,巨大球體因為慣性產生相對運動,協助抵消部分擺動;油壓阻尼器再把能量消耗掉。
永峻工程顧問的設計資料裡,還留下一個很有意思的數字。
根據RWDI的推算,如果要把風造成的加速度降低40%,整體有效阻尼比必須由原本約1.5%提高到4.5%。
所以我們常看到的「降低40%」,來源就在這裡。
那是設計目標,並非331地震的實測成績。
這兩件事差了一年多,卻在網路流傳中被接成了同一個故事。
▋做房地產以後,我看101的方式也變了
做房仲之後,我有一個很奇怪的職業病。
別人站在101下面往上看,我有時反而會想到地下。
房地產最容易被討論的,往往是看得見的東西:裝潢漂不漂亮、景觀好不好、社區門廳氣不氣派、採光夠不夠好。進門幾分鐘,這些東西就能感受到。
可是有些成本花下去之後,屋主可能一輩子都不會看到。基礎埋進地下、柱體藏進建築裡,各種工程在交屋以前就已經退出視線。
台北101只是把這種「看不見的成本」放大到了驚人的尺度。
380根基樁沒有人會在觀景台拍照打卡,可是沒有地下那八十多公尺,上面的508公尺也無從存在。
房地產談「地段」談得很多,我們很自然會想到捷運、學區、商圈、生活機能與未來發展。
可是研究101之後,我又多看見了一層:同樣一個「地」字,工程師還要問土層、地下水、岩盤與承載能力。
這些問題涉及真正的工程判斷時,當然要交給大地技師、結構技師等專業人員。房仲不會因為看過幾份資料,就變成工程專家。
做這一行,我希望自己知道該問什麼、該去哪裡找資料,也知道一棟房子的條件,遠比進門看到的那幾坪空間複雜。
所以現在再看台北101,我最著迷的已經不只是往天空伸出去的508公尺。
我會想到地下那380根基樁,想到最厚4.7公尺的基礎版,想到331地震發生時,它才蓋到56樓,也會想到後來掛上高空的那顆660公噸金球。
工程師當年面對的問題很多。
土太軟,怎麼辦?樓太高,怎麼辦?風吹來呢?地震來呢?
他們把問題一題一題算完,把工程一道一道做完。
然後,台北101就站在那裡了。
入行做房地產久了,我慢慢地聽懂了:許多東西表面看似風光,全靠看不見的地方在咬牙支撐。
台北101是這樣,房子是這樣,人生大概也是這樣。
有些建築最令人敬畏的高度,不在天空,而在地下;那些你以為一眼望盡的繁華,真正精采的部分,往往藏在眼睛看不見的地方。
——萬家鄉
精華 FAQ
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因為工程師不是只靠地面,而是先往地下解題。101以380根基樁深入80至85公尺岩盤,並搭配厚實連續壁與大型基礎,將超高樓的重量穩定傳到堅實地層。
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塔樓採雙順打工法,先完成地下深挖與基礎,再往上施工;裙樓則用逆打工法,先做地面層再逐層往下開挖。兩種工法並行,讓同一基地能同步推進工程。
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沒有。文章查證內政部建築研究所資料後指出,331地震發生時阻尼球還沒安裝,當時接受考驗的是已蓋到約56樓的主體結構;真正的TMD是在2003年後才裝設。
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