香港 · 拆卸工程 · 監測
香港拆卸工程監測
拆卸工程監測,是有系統地量度拆卸工程對鄰近樓宇、結構物、地層及周邊環境造成的影響。在香港,拆卸工程經常緊鄰仍有人使用的樓宇、道路、公用設施、擋土結構及其他敏感資產,因此基線、可靠參考基準及清晰反應程序尤其重要。
由 GEOORIGIN ENGINEERING LIMITED 在香港營運的聯合土力(GEOOE),把拆卸工程監測視為一套工程決策系統。目標不只是安裝感應器,而是識別可信的失效或影響機制,選擇能反映這些機制的監測參數,建立可靠基線,並把量測結果連接至工程覆核及項目特定反應。
鄰近樓宇
當拆卸工程可能影響鄰近或相連結構時,可追蹤沉降、三維位移、傾斜及裂縫位移。
岩土反應
當地庫、地基、擋土牆或樁帽拆卸令岩土工程問題發生改變時,監測地層位移及地下水。
噪音、振動及塵埃
量化敏感受體受到的施工影響,並把監測結果與具體拆卸活動及緩解措施連接起來。
風險路徑
拆卸工程期間甚麼可能發生變化?
拆卸會改變結構荷載傳遞路徑、移除自重、引入撞擊及振動、改變進場及臨時支承條件,並可能進一步影響地基、地庫或擋土系統。因此,監測應跟隨可信工程機制,而不是套用通用儀器清單。
結構反應
鄰近結構可能出現裂縫位移、局部變形、傾斜、差異位移,或因臨時支承/約束條件改變而產生反應。
地層反應
當拆卸延伸至地下,或涉及擋土結構、地基及鄰近挖掘工程時,沉降、側向位移或地下水狀況都可能變得重要。
環境反應
混凝土破碎、切割、壓碎、拆卸物料處理及機械運作,可產生振動、空氣傳播噪音及塵埃,並需要採用不同的監測方法。
監測系統
拆卸工程期間應監測甚麼?
GEOORIGIN ENGINEERING LIMITED 建議先界定工程參數,再選擇儀器。看似量度同一風險的不同感應器,實際上可能提供本質上不同的資訊。
| 監測參數 | 常用監測儀器 | 主要用途 | 重要局限 |
|---|---|---|---|
| 沉降 | 精密水準測量、自動全站儀(ATS)稜鏡、沉降標記 | 樓宇、路面、結構物及地層監測點 | 測量控制、視線及進場條件必須保持可靠 |
| 三維結構位移 | 自動全站儀及稜鏡 | 自動化多點坐標監測 | 需要穩定參考控制及無遮擋視線 |
| 傾斜 | 電子式或人手傾斜儀 | 外牆、牆體及結構構件的轉動 | 量度的是轉動,而不是完整空間位移 |
| 裂縫位移 | 裂縫標記、裂縫尺、電子裂縫計或 LVDT | 追蹤已知裂縫或接縫兩側的變化 | 局部量測不能代表整個結構的位移 |
| 地層側向位移 | 人手測斜儀、固定式測斜儀 | 地庫、擋土系統及挖掘工程旁的地下變形 | 需要合適鑽孔安裝,並正確判讀隨深度變化的位移剖面 |
| 地下水/孔隙水壓 | 企管式孔隙水壓計或振弦式孔隙水壓計 | 地庫或地下結構拆卸期間的地下水變化 | 不同系統的儀器反應及量測概念並不相同 |
| 振動 | 地震檢波式振動監測儀、加速度計 | 拆卸振動及結構動態反應 | 感應器類型及安裝方式必須配合所評估的監測參數 |
| 噪音 | 聲級計/環境噪音監測站 | 敏感受體及施工噪音管理 | 位置、運作時段及背景環境會影響判讀 |
| 塵埃 | 懸浮粒子或塵埃監測站 | 拆卸、壓碎、拆卸物料處理及工地邊界狀況 | 天氣及本地背景來源都可能影響結果 |
工程比較
參數相似,不代表儀器可以互換
只按參數名稱選擇儀器,可能形成技術上薄弱的監測系統。聯合土力(GEOOE)更重視每種儀器實際量度甚麼、量度頻率、可提供甚麼空間資訊,以及會引入哪些局限。
沉降——精密水準測量 vs 自動全站儀 vs GNSS
精密水準測量 在具備測量進場條件及穩定基準點時,十分適合高質素垂直位移量測。其沉降結果容易直接判讀,但通常依賴週期性現場測量。
自動全站儀監測 可重複量度大量稜鏡並提供三維坐標變化,特別適合外牆及結構的自動化監測,但依賴視線、穩定參考點及合適觀測幾何。
GNSS 可在大型或開揚區域提供三維位移資訊,但高密度城市環境可能限制衛星可視度並產生多路徑效應。因此,對很多香港拆卸工地而言,GNSS 較適合作為傳統工程測量監測的補充,而不是取代。
地層側向位移——人手測斜儀 vs 固定式測斜儀
人手測斜儀可在按計劃進行的量測中,沿測斜管提供完整的位移剖面;當毋須持續讀數時仍然十分實用。固定式測斜系統則可在指定深度提供高得多的自動化量測頻率,適合需要快速辨識趨勢的情況。
兩者的取捨包括儀器成本、供電及遙測、感應器間距、維護,以及工程決策實際需要多少資訊。
樓宇轉動——傾斜儀 vs 全站儀稜鏡
傾斜儀量度局部角度轉動;由全站儀觀測的稜鏡則記錄指定點的坐標變化。因此,外牆可能出現可量度的平移,但局部傾斜不明顯;亦可能出現傾斜,但某一稜鏡的位移不大。
在某些情況下,把兩種方法結合,比單純因兩者都與「樓宇位移」有關而只選其一,更能建立完整工程圖像。
裂縫位移——裂縫標記 vs 電子裂縫計
機械式裂縫標記及裂縫尺,是低維護且適合週期性觀察已知裂縫的方法。電子裂縫計可提供較高頻率或自動化紀錄,並更容易把裂縫位移與拆卸活動建立關聯。
並非每條裂縫都需要持續監測。監測頻率應配合結構的敏感程度及預期變化速率。
地下水——企管式孔隙水壓計 vs 振弦式孔隙水壓計
企管通常可提供直接的地下水位觀測,方法簡單且可靠。振弦式孔隙水壓計則量度指定位置的孔隙水壓,並容易整合至自動數據採集系統。
選擇應反映實際水文地質問題、所需反應、安裝安排,以及是否需要持續遙距監測。
振動——地震檢波式監測儀 vs 加速度計
地震檢波式施工振動監測系統通常用於以粒子速度為基礎的監測,而加速度計量度加速度,常用於結構動態反應及頻域評估。
這些量測描述振動的不同面向。因此,在決定採用哪種儀器前,必須考慮感應器安裝方式、頻率響應、位置,以及所評估的工程準則。
監測次序
拆卸前、拆卸期間及拆卸後
建立基線
完成相關狀況勘察,核實基準點及參考點,記錄裂縫狀況、建立位移基線,並在需要時取得具代表性的背景量測。
把數據與工程活動連接
把位移、振動、噪音或環境讀數與實際工地作業、拆卸次序,以及臨時或結構條件的變化建立關聯。
確認剩餘反應
在有需要時繼續監測,以識別剩餘位移,並支援過渡至地庫拆卸、挖掘、重建或其他後續工程。
敏感受體
保護鄰近樓宇及基建
香港拆卸工地可能緊鄰仍有人使用的樓宇、歷史建築、道路、公用設施、鐵路資產、擋土牆及地庫。有效的監測設計應區分結構位移、局部裂縫及動態效應,而不是把所有觀測都歸為一般性的「樓宇監測」問題。
位移
稜鏡、水準點及其他測量控制,可追蹤空間或垂直變化。
轉動
傾斜儀可偵測敏感結構構件的局部傾斜變化。
裂縫
裂縫尺或電子裂縫計可追蹤已識別缺損位置的變化。
振動
按工程目的選擇的振動感應器,可記錄拆卸活動所產生的動態效應。
地下工程
拆卸工程何時會變成岩土工程監測問題?
上蓋結構拆卸與地下結構拆除並不一定是同一個監測問題。當拆卸延伸至地庫、樁帽、地基、擋土系統或鄰近地層時,所需量測可能由以結構及環境監測為主,轉變為更著重地層行為。
潛在岩土變化
- 結構拆除後的地層卸載
- 地庫或地基挖掘
- 擋土牆改動
- 樁帽或地基拆除
- 地下水或排水條件改變
- 與鄰近挖掘或重建工程互相影響
可能的監測反應
- 精密沉降監測
- 測斜儀監測
- 地下水或孔隙水壓監測
- 擋土結構位移
- 自動化工程測量監測
- 整合式工程趨勢覆核
對聯合土力(GEOOE)而言,這個轉變十分重要,因為只圍繞拆卸振動設計的監測系統,可能無法捕捉當地下工程開始後才變得重要的較慢速變形或地下水機制。
動態效應
拆卸工程期間的振動監測
液壓破碎、混凝土壓碎、切割、拆卸物料處理及其他拆卸活動,可產生非常不同的振動特徵。因此,監測應保留足夠資訊,以識別事件發生時間,並在可行情況下與當時進行的工程活動建立關聯。
位置很重要
量測位置應代表需要保護的結構或受體,而不是單純選擇最容易安裝感應器的位置。
安裝方式很重要
感應器耦合不良或方向不合適,足以削弱一套原本設計完善的振動監測系統。
工程脈絡很重要
事件歷史、拆卸方法、頻率內容及基線狀況,可能與單一振動峰值同樣重要。
環境監測
噪音、塵埃及環境監測
施工噪音
混凝土破碎及動力機械設備可產生顯著的空氣傳播噪音。監測位置及運作時段應配合相關敏感受體及適用的香港要求。
塵埃
混凝土拆卸、壓碎及拆卸物料處理可產生懸浮粒子。監測結果應與抑塵措施、本地背景狀況及工地作業一併判讀。
天氣背景
當塵埃行為具有工程或環境意義時,風向及風速可協助工程師判讀量得的懸浮粒子變化。
聯合土力(GEOOE)· Geo-Intelligence
由週期性讀數走向連接式拆卸監測
自動化監測可以提高觀測頻率,但自動化本身不等於工程智能。聯合土力(GEOOE)重點是把現場量測連接至一套監測架構,支援趨勢識別、工程活動關聯、工程覆核及實際反應。
自動化工程測量
重複的稜鏡觀測可提供高頻率的空間位移數據。
連接式感應器
在有充分工程依據時,可把傾斜、裂縫、地下水及振動儀器整合至自動化系統。
數據整合
可把多項監測參數放在同一工程脈絡中查看,而不是把不同感應器數據流孤立判讀。
工程覆核
監測的價值來自理解趨勢、不確定性,以及條件變化所對應的工程決策。
聯合土力(GEOOE)以知識產權為先的技術方向,包括 DAX 架構及分散式存取概念,旨在補充傳統監測系統,而不是取代成熟的工程監測實務。
反應框架
觸發水平須按項目制定
不存在一套負責任的通用位移或振動觸發值,可以直接套用到每一個拆卸項目。
識別變化
初步水平可觸發更密切觀察、數據驗證,或覆核相關拆卸活動。
展開調查
較高的項目特定水平,可要求進行工程評估、覆核施工方法或增加緩解措施。
執行既定反應
項目文件應清楚界定當指定準則被觸發時的責任、通訊及所需反應。
準則應反映結構類型、現況、拆卸方法、基線數據、設計假設、合約要求及負責工程師的專業判斷。
香港背景
香港規管環境下的拆卸工程監測
香港拆卸工程受樓宇管制及環境規管框架約束,而不是由單一監測規範所涵蓋。
屋宇署
香港屋宇署發布《建築物拆卸作業守則 2004》,以及其後修訂內容,包括2023年10月發出的修訂。因此,拆卸規劃、穩定性、監督及地盤安全,應與任何項目特定監測要求一併考慮。
環境保護署
拆卸工程亦可能需要管理施工噪音及塵埃。香港環境保護署的指引專門涵蓋拆卸噪音及緩解措施,而個別項目的環境許可證及環境監察及審核(EM&A)要求,亦可能訂明其他監測安排。
經核實的業界證據
真實拆卸監測項目的經驗
以下案例均為按監測相關性選取的獨立業界案例,並不被描述為聯合土力(GEOOE)或 GEOORIGIN ENGINEERING LIMITED 的項目。
東區走廊拆卸工程
香港環境保護署的環境監測紀錄顯示,拆卸既有東區走廊期間要求進行實時噪音監測。監測系統必須在拆卸工程開始前投入運作,說明在最高影響活動展開前先建立監測的重要性。
資料來源:香港環境保護署 — 中環灣仔繞道/東區走廊連接路的環境監測紀錄。
UR 鶴見重建拆卸工程
日本都市再生機構(UR)表示,工程範圍邊界周邊設置了6個噪音及振動監測位置,並在工程期間持續量測。UR 亦指出,拆卸期預期是噪音、振動及塵埃影響最大的時段。
資料來源:日本都市再生機構(UR)— 鶴見項目常見問題及施工資訊。
Berry Brow 拆卸項目
Kirklees Council 表示,拆卸期間持續監測塵埃、噪音、振動及空氣中石棉。塵埃、噪音及振動監測儀設於最接近住宅的工地邊界位置,展示了以敏感受體為重點的環境監測策略。
資料來源:Kirklees Council — Berry Brow Demolition Project。
Trinity River Relief Bridge 拆卸工程
美國聯邦公路管理局的一項研究計劃,在 Trinity River Relief Bridge 拆卸前及拆卸期間進行現場測試。項目利用地震加速度計量度動態反應,亦在測試期間觀察樁基沉降,說明動態反應與位移屬兩個不同的量測問題。
資料來源:美國聯邦公路管理局,《Dynamic Bridge Substructure Evaluation and Monitoring》,FHWA-RD-03-089。
KOGAS 盆唐辦公室爆破拆卸工程
一項已發表的南韓工程案例研究記錄了 KOGAS 盆唐辦公樓的爆破拆卸。項目考慮了對鄰近樓宇及設施的影響,並在倒塌過程中實施旨在減少噪音、塵埃及衝擊振動的措施。
資料來源:Kim 等,《Case Study on the Explosive Demolition of the KOGAS Office Building in Bundang District》,Explosives & Blasting,第36卷第4期,2018。
拆卸監測儀器規管參考
新加坡《Building Control Regulations》提供了一個具參考價值的國際規管基準:拆卸工程圖則可包括監測儀器及監測計劃,涵蓋鄰近樓宇、用於量度樓宇及地層位移的儀器、監測頻率及時長、容許振動限值,以及用於監察拆卸進度的閉路電視(CCTV)。
資料來源:Singapore Statutes Online — Building Control Regulations 2003,第10B條。
選擇框架
如何選擇拆卸工程監測系統
| 風險/問題 | 儀器選項 | 最適合用途 | 主要局限 | 自動化 |
|---|---|---|---|---|
| 鄰近樓宇是否正在沉降? | 精密水準測量/自動全站儀(ATS) | 垂直或三維位移 | 需要合適的測量幾何及穩定參考基準 | ATS:高 |
| 外牆是否正在轉動? | 傾斜儀/自動全站儀(ATS) | 轉動或空間位移 | 不同儀器量度的是不同反應 | 高 |
| 已知裂縫是否正在變化? | 裂縫標記/裂縫尺/電子裂縫計 | 局部裂縫位移 | 不能代表整棟樓宇的變形 | 視乎情況 |
| 地層是否正在側向移動? | 測斜儀/固定式測斜儀 | 地下側向變形 | 需要合適的鑽孔安裝 | 視乎情況至高 |
| 地下水是否正在改變? | 企管式孔隙水壓計/振弦式孔隙水壓計 | 地下水位或孔隙水壓 | 量測概念及反應特性不同 | 視乎情況至高 |
| 拆卸工程產生了甚麼振動? | 振動監測儀/加速度計 | 施工振動或結構反應 | 必須選用正確的感應器、安裝方式及評估準則 | 高 |
| 到達工地邊界的環境影響有多大? | 噪音及懸浮粒子監測儀 | 環境敏感受體 | 天氣及背景來源會影響判讀 | 高 |
工程邊界
監測不能取代甚麼
良好的監測可提高對條件變化的掌握,但不能取代確保拆卸安全的工程系統。
設計
監測不能取代結構評估、拆卸工程設計、臨時工程設計或安全的拆卸次序。
監督
感應器不能取代具專業能力的地盤監督、巡檢及實際現場狀況核實。
工程判斷
自動警報不能自行判定某個讀數究竟代表儀器錯誤、環境影響,還是真實的結構或地層行為。
聯合土力(GEOOE)
為甚麼拆卸工程監測選擇聯合土力(GEOOE)?
先看風險,再選感應器
聯合土力(GEOOE)先由工程機制及決策要求開始,再選擇監測儀器,減少收集大量卻不能回答項目真正問題的數據。
多種量測技術
當項目風險有充分工程依據時,可組合工程測量監測、岩土工程儀器、結構感應器、環境監測及自動化。
整合式數據思維
沉降、位移、振動、地下水及環境資訊可以一併覆核,協助工程師區分互相關聯的趨勢與孤立讀數。
香港背景
GEOORIGIN ENGINEERING LIMITED 在香港營運;香港高密度城市介面、敏感鄰近資產及複雜重建次序,令監測策略尤其重要。
工程覆核
監測應最終帶來工程判讀:與基線比較、覆核趨勢、與現場活動建立關聯,並在條件改變時按清楚界定的程序升級處理。
技術源頭方法
聯合土力(GEOOE)研發 Geo-Intelligence、分散式監測及工程技術概念,旨在補充成熟的監測儀器及監測實務。
常見問題
拆卸工程監測常見問題
香港拆卸工程期間應監測甚麼?
監測範圍取決於實際拆卸風險。常見參數包括樓宇沉降及位移、裂縫、傾斜、振動、地層位移、地下水、施工噪音及塵埃。鄰近敏感結構,或涉及地庫及地基拆除的項目,可能需要更全面的岩土工程監測系統。
只做振動監測是否足夠?
如果存在其他可信工程機制,通常不足夠。振動監測可以量化動態效應,但不能直接量度沉降、長期變形、裂縫位移、傾斜或地下水變化。因此,聯合土力(GEOOE)建議按已識別的風險路徑配置相應儀器。
監測應何時開始?
監測應在相關拆卸活動開始前足夠早展開,以建立可靠基線。所需基線時段取決於監測參數、項目條件,以及適用規格或環境要求。
傾斜儀與監測稜鏡有甚麼分別?
傾斜儀量度其安裝位置的角度轉動;由全站儀觀測的稜鏡則提供該點的坐標位移。兩種量測可互相補充,但在技術上並不相同。
甚麼情況下拆卸工程會需要測斜儀?
當拆卸工程涉及擋土系統、地庫、地層挖掘,或其他可能造成地下側向位移的工程機制時,測斜儀會更有價值。並非每個樓宇拆卸項目都自動需要測斜儀。
地庫拆卸期間是否應監測地下水?
如果拆除工程、排水條件改變或後續挖掘,可能令地下水變化並影響鄰近地層或結構,則地下水監測可能是合適的。實際需要應按水文地質及岩土工程背景判斷。
拆卸工程監測可以自動化嗎?
很多量測都可以自動化,包括全站儀觀測、傾斜、裂縫位移、地下水及振動。自動化可提高數據頻率,但不能取代可靠基線、儀器檢查及工程判讀。
觸發水平應如何制定?
觸發水平應按個別項目制定,並根據結構現況、拆卸方法、設計假設、基線行為、法定或合約要求,以及負責工程師的專業判斷確定。不應直接照搬無關項目的限值。
資料來源
參考資料及規管來源
以下一手及專業資料來源,支持本頁的規管內容及案例研究。
- 香港屋宇署 —《建築物拆卸作業守則 2004》及2023年10月修訂。
- 香港環境保護署 — 拆卸工程施工噪音指引,以及中環灣仔繞道/東區走廊連接路的環境監測紀錄。
- 日本都市再生機構(UR)— 鶴見重建項目常見問題及拆卸噪音/振動監測資料。
- 英國 Kirklees Council — Berry Brow 拆卸項目的監測及匯報資料。
- 美國聯邦公路管理局 —《Dynamic Bridge Substructure Evaluation and Monitoring》,FHWA-RD-03-089。
- Kim S., Park G., Son B., Kim H., Kim H. & Kim G. —《Case Study on the Explosive Demolition of the KOGAS Office Building in Bundang District》,Explosives & Blasting,2018。
- Singapore Statutes Online — Building Control Regulations 2003,與拆卸工程圖則及監測儀器/監測要求相關的條文。