¶ 公路邊坡工程設計規範－第六章 邊坡地錨設計 C6.1 說明
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C-33第六章 邊坡地錨設計C6.1 說明地錨係將維持邊坡穩定所需拉力傳遞至周圍緊密地層中，由地層之抗剪強度提供足夠之摩擦阻抗，使地錨、支撐的主要邊坡設施及岩體、錨碇段周圍地層三者達到平衡狀態，以提高邊坡穩定性。
地錨之使用雖然存在若干不確定因素，但在地錨防蝕、驗收程序及維護流程漸趨制度化之情況下，地錨仍可做為解決一般大地工程問題與確保邊坡穩定的重要設施之一。
C6.2 地錨之構造與種類地錨之基本構造可分為三大部份：錨碇段提供錨碇力之部份；自由段為抗張材受拉伸張及傳遞錨碇力至錨頭之部份；錨頭係承受鎖定抗張材及傳遞錨碇力至承壓結構體之部份，包括鎖定器與承壓鈑。抗張材錨碇段長是指抗張材與灌漿材料之設計握裹長度。抗張材自由段長是指地錨抗張材之設計可自由伸張長度。地錨實際能發揮之錨碇段長度和自由段長度，可能會因施拉過程中，自由段抗張材之摩擦力，以及錨碇段抗張材與灌漿材料間之局部滑脫而有所變化。
地錨種類依使用目的，可分為臨時性及長久性地錨。錨碇體可依錨碇行為機制之不同而分為摩擦阻抗型、承載阻抗型及二者複合型；抗張材可依其應力傳遞分佈之不同而分為承拉型、承壓型及二者複合型；錨碇體依施工方式，可分為無加壓式、
低加壓式、高加壓式以及擴孔式；錨頭可依鎖定裝置的不同分為夾片型、螺帽型及二者複合型。
C6.3 地錨規劃注意事項
1.
規劃地錨時須先考慮下列事項：
(1) 規劃地錨之目的及其設計功能；
(2) 地錨為臨時性或長久性；
(3) 地錨是否為唯一選擇，其他替代方案之適用性為何；
(4) 地錨可否與其他替代方案併用。
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2.
選擇地錨方案前須先就地層、地權及對環境影響等條件，充份評估其可行性。
規劃地錨時，須考慮地錨長度是否在地權界限內，如超出地權範圍以外，則須徵求地主同意，並以設置可回收式地錨為佳。另外，地錨施工可能有噪音或引致鄰近房屋下陷等影響，規劃時應考慮其對環境影響的程度。進行地錨使用功能時，須就以下四點進行整體考慮：
(1)
錨碇段的錨碇能力；
(2)
地層與地錨的整體安全性；
(3)
被錨碇構造物的安全性；
(4)
防蝕性。
3.
地錨錨碇段之地層，一般可分為岩層、砂土層及黏土層，規劃時應考慮各種地層之特性及其對錨碇段之影響：
(1)
岩層錨碇段:錨碇段握裹力受該段岩體性質之影響極大，必須特別注意岩層風化程度，以及岩層的弱面及岩石裂縫造成之漏漿。為確保安全，摩擦阻抗型地錨之錨碇段長度一般不小於3 公尺。泥岩、頁岩因遇水容易軟化、膨脹，其應考慮事項類同於黏土層錨碇段。
(2)
砂土層錨碇段:設置於砂土層中之錨碇段，因受灌漿壓力、土層孔隙率等影響，漿液滲流範圍常不規則，因此錨碇段並無規則形狀，實際之破壞界面亦無特定軌跡，故其極限荷重受施工影響極大，較難估算。
(3)
黏土層錨碇段:設置於黏土層中之錨碇段，因受潛變及施工擾動影響，地錨之可靠性仍有疑問，因此應特別注意現場作業，並應以試驗證實其可靠性。軟弱黏土層中之地錨應用案例有限，可靠性亦低；堅硬黏土層中之地錨則常採用擴座地錨。
4.
地錨因受現場施工作業、灌漿過程、地層變化等因素之綜合影響，其實際錨碇能力，應於施工現場進行證明試驗直接驗證。
5.
決定地錨施加預力之大小及方式時，必須檢討被錨碇構造物、周圍地層或鄰近構造物等之變位及穩定性。
6.
具長久功能之地錨，規劃設計時應考慮材料防蝕、潛變、錨碇段長期穩定性、
以及維護與管理等。
7.
地錨使用期過後，若須解除預力或除去鋼腱，必須確定構造物或地層之穩定性，不致受影響。
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C-35C6.4 安全係數及穩定性一般地錨使用期限在2 年以內者，常可視為臨時性地錨，2 年以上者屬長久性地錨，長久性地錨與臨時性地錨之功能並無不同，其差異僅在於功能發揮期間的長短。
兩種地錨依其使用年限，以及其一旦發生破壞可能造成災害程度的不同，設計時所考慮之安全係數，選用材料以及防蝕之處理方式亦不同，且依其使用之材料與防蝕方式，影響地錨之耐久性能。
地錨設計需考慮各主要組成材料與構件介面間之可能破壞機制，諸如地層/漿體介面、漿體/抗張材介面、以及抗張材強度等，單一地錨之安全係數可參考表C6.4-1，表中安全係數之規定，係供選定參數和設計地錨尺寸使用，並非用來決定地錨試驗之最大試驗荷重。
地錨設計須就地錨之整體穩定性、埋置深度、群錨效應、錨碇段尺寸等，經完整設計流程加以分析。於地錨設計參數決定階段，若對當地地質狀況不甚瞭解，或該地區地質材料含泥量高、或地層破碎有漏漿之虞者，可視需要進行證明試驗，以取得地錨設計所需參數。
地錨設計之整體穩定性分析須注意：
1.
錨碇力選擇，原則上高錨碇力之單支地錨，其對整體穩定性局部安全性之貢獻，較設計多支低錨碇力之地錨為低。
2.
破壞面或滑動面之確定，需確認設計之自由段長度，能穿越破壞面，錨碇在不動地層內。
3.
瞭解工程計畫之界限範圍，防止地錨之延伸範圍超出計畫之界限範圍。
4.
環境條件之限制則包括地層狀況，既有地下埋設之公共設施、廢棄礦坑等。
表 C6.4- 1 單一地錨之最小安全係數註(1)：安全係數可視證明試驗結果及可能引致之風險損失酌予調整。
註(2)：除使用鋼絞線做為抗張材及以水泥漿為灌漿材料外，使用特殊抗張材或灌漿材料設計時，其界面間的抗剪安全性，需在證明試驗時加以驗證。
| 分類 | 抗張材 | 地層/漿體介面 | 漿張材/漿體介面 |
|---|---|---|---|
| 臨時性地錨 | 1.6 | 2.0 | 2.0 |
| 長久性地錨 | 2.0 | 3.0 | 3.0 |
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C-36C6.5 載重地錨應能承受支撐的主要邊坡設施及岩體傳遞之各類載重，並依其使用目的與功能，考慮不同之載重組合，如地表超載重、土壓力、水壓力等。承受往復荷重之地錨，設計者應考慮最大往復荷重之狀況，估計地錨應承受之最大載重。地錨自由段之抗張材一般採用高拉力鋼絞線，只要自由段抗張材及錨碇段之拉拔力足夠，當可承受相當的往復荷重而不破壞。遇特殊工程條件時，應作特別的考量。
邊坡地錨設計須注意錨碇段應置於滑動破壞面以外，以達到穩定邊坡之效果。
另外，作用於坡面之擋土構造物，應視坡面地質材料之情況妥適選擇，例如格梁式擋土構造物，大多用於堅固之岩盤上。
C6.6 配置地錨配置須考量整體穩定及錨碇段地層條件，檢討荷重作用方向與大小、擋土構造物之形式、形狀及尺寸、錨碇段座落的地層、施工性、鄰近地錨之相互干擾性、
支撐邊坡設施之穩定性、以及對鄰近之地下管線及構造物的影響等。
C6.7 錨長地錨自由段長度之決定，應由地錨之構造、錨碇地盤性質及整體穩定性需求等，綜合考量之。自由段之長度至少要深入且超過可能滑動破壞面，達到穩定或堅實之錨碇地層。若地錨自由段過短時，錨碇力會經由地層直接傳遞到安置地錨之擋土構造物上，且因錨碇與錨頭間之地層厚度不足，無法提供足夠之錨碇阻抗塊體。故原則上自由段長度應在4 公尺以上。錨碇段長度應視荷重條件、地層條件、錨碇段直徑等因素決定。
若錨碇段地質條件良好，摩擦阻抗型地錨之錨碇段長度一般採3～10 公尺之間，而在地錨受力過程中，地層與漿體介面強度發揮到極限值後會降到殘餘強度，致使地錨之錨碇段全長無法同時發揮其極限強度，故當錨碇段長度超過某臨界值之後，即便增加錨碇段長，摩擦阻抗型地錨之極限錨碇力亦無法成正比例增加。不同的錨碇地層會有不同的錨碇長度臨界值。因此，若對當地地質狀況不甚瞭解，或是該地區地質材料含泥量高、或地層破碎有漏漿之虞者，錨碇長度之臨界值，宜經由證明試驗求得。此外，因考量地層之不確定性對地錨錨碇力之影響，摩擦阻抗型地錨之錨碇段長度不宜太短，宜維持在3 公尺以上。。
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C-37若因地質條件特殊，摩擦阻抗型地錨之錨碇段無法提供足夠的抗拉力時，可考慮採用擴座地錨或多段錨碇式地錨，並宜在設計階段或施工前驗證其錨碇行為後採用。
C6.8 錨碇體抗張材與漿體、錨碇段護管與漿體、漿體與地層等介面間，必須有足夠的強度，以有效傳遞地錨之荷重，且抗張材所受之荷重，不得超過抗張材之容許抗張力。
有關抗張材與漿體介面間之握裹力，其破壞模式與一般鋼筋握裹行為不盡相同，故抗張材之握裏力極限值與其材料特性及漿體抗壓強度而定。
另外，水泥漿體與錨碇段護管介面間之摩擦阻抗力，極限摩擦力以不超過30kgf/cm2 為宜，可視需要經由全尺度試驗決定；而採用樹脂系材料時，須經由證明試驗得之。
C6.9 錨頭
1.
錨頭一般包括握線器、夾片及承壓鈑，其附屬結構尚包括混凝土基座或鋼質基座，錨頭之各類組件須適合抗張材之需要，而握線器、夾片、承壓鈑等之設計強度須能承受設計荷重及最大試驗荷重。若錨頭係以螺帽和螺桿方式鎖定，也須能承受設計荷重及最大試驗荷重。
2.
地錨之荷重係藉由基座將錨碇力作用於擋土構造物上。基座或承壓鈑之佈設，須與地錨之軸線垂直，並維持地錨全長之共線性。承壓鈑之大小和厚度、
混凝土基座之強度、和配筋等均須加以檢討。一般而言，在地錨工作荷重條件下，混凝土基座所承受之容許壓應力，應小於混凝土28 天抗壓強度之30%。
3.
地錨施拉後，基座或承壓鈑所受之分力必須詳予檢討，以免基座滑移。
4.
為確保臨時性或長久性地錨功能性，當錨頭有銹蝕之慮時，必須進行必要之防蝕保護，以維持地錨荷重和擋土構造物之穩定。尤其在濱海、溫泉地區或其他有銹蝕顧慮之地區，更需注意。
C6.10 錨碇力地錨之極限荷重，視承載地層、地錨組件及地層與地錨材料間之破壞行為而定，與抗張材之拉力強度、抗張材與漿體間之握裏強度、錨碇體與地層間之阻抗、地層
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C-38之剪力阻抗以及漿體之抗壓強度等因素有關，常以前述各條件極限荷重之最小值定之。地錨之極限荷重決定主要用於進行地錨錨碇段尺寸之設計。
地錨容許荷重為抗張材之容許荷重和錨碇段之容許錨碇力兩者之較小值；抗張材之容許荷重，為採用抗張材之極限強度除以各分類條件之最小安全係數。錨碇段之設計容許錨碇力，使用於臨時性功能者採極限荷重除以2.0，而使用於長久性功能者採極限荷重除以3.0。
C6.11 預力鎖定荷重係指鎖定地錨抗張材時所施加之拉力，通常較設計荷重高10~20%。地錨鎖定後，地錨能繼續保持之拉力稱為有效荷重。鎖定荷重為進行地錨鎖定時施加之荷重，其值為有效荷重加上預估拉張材摩擦損失荷重及抗張材滑動損失荷重之總和。鎖定荷重之最大值及最小值，須依構造物之容許變位來決定。設計時應充分檢討地錨之變位量及構造物之容許變位量。有效荷重雖依所考慮之構造物載重條件加以決定，但除一般設計載重外，仍須在最小載重條件下進行構造物應力之校核。例如，用於抵抗構造物傾倒之抗拔地錨，若因實際之載重較小時，地錨之預力反成為逆載重，可能造成構造物或地盤之損害。因此，過大之地錨鎖定荷重並不適當。
應用於構造物之長久性地錨，必須檢討施拉預力後歷時變化。其中，造成預力損失之主要原因包括：地層潛變行為、抗張材之鬆弛、護管與抗張材之摩擦損失、
地層之壓密、鋼材錨碇時之預力損失等。反之，地錨預力亦可能增加，例如背拉式擋土構造物後方較大規模的地層滑動，若邊坡有持續滑動變形的趨勢，會造成地錨預力之增加。此時應先瞭解和掌握預力增加之原因，檢討該邊坡之穩定性，並採取適當的補強措施，不可逕行對地錨解載，使邊坡滑動的趨勢擴大，進而影響整體邊坡之穩定。
C6.12 整體穩定利用地錨穩定構造物時，除檢討地錨極限荷重外，另應檢討包含構造物、地錨及整體地盤之穩定性，例如邊坡整體之安全係數應符合本規範第四章之要求。
用於穩定邊坡之地錨系統，其背拉能力要來自錨碇段和擋土構造物之相互對拉，若擋土構造物背後之土壤或岩石力學性質不佳，造成局部滑動破壞；或是因土壤流失致使擋土構造物背部或底部淘空，產生滑移破壞時，將使錨碇段和擋土構造物間失去對拉作用，造成地錨系統功能喪失，影響地錨邊坡之整體穩定。因擋土構
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C-39造物局部滑動破壞和底部淘空等原因，所衍生的邊坡整體穩定性問題，在進行邊坡穩定工程設計時，即應慎加考慮。
C6.13 防蝕保護設計地錨防蝕保護設計應考慮其耐久性、穩定性進行防蝕設計，防蝕的目標係使地錨在使用期限內，不致因腐蝕而影響或喪失地錨之支撐穩定邊坡功能。防蝕保護應檢討錨碇段、自由段、錨頭的狀況及防蝕材料的效果，以決定其方式。長久性地錨為了確實進行防蝕，確保服務期間地錨功能不會大幅下降，需考慮地錨生命週期中最不利的腐蝕條件，決定防蝕保護對策。一般以雙重包覆的防蝕保護為原則，但仍應保持地錨防蝕設計因新材料新工法研發可發揮運用的彈性空間。
一、
自由段防蝕保護
1. 長久性地錨自由段除整束之護管外，每條抗張材均須加套小口徑護管，並以防蝕材料填充或包覆，以達到與腐蝕環境完全隔離的效果。
2. 使用期間需再復拉之地錨，其防蝕材料不得妨礙抗張材之自由伸張。
3. 長久性地錨自由段護管的強度應能承受灌漿壓力而不破損。
4. 自由段和錨碇段的界面常易腐蝕，必須特別注意防蝕保護。
5. 在環境條件不良有腐蝕之虞時，臨時性地錨應採用適當的防蝕措施。
二、
錨碇段防蝕保護
1. 長久性地錨之錨碇段抗張材應以錨碇段護管包覆，護管內部以水泥漿或樹脂漿充填。護管外部應有適當厚度之保護層和水泥漿。
2. 臨時性地錨錨碇段在以水泥漿填充的情況下，其錨碇段之抗張材與孔壁間應有10mm 以上之覆蓋。抗張材在環境條件有腐蝕之虞時，臨時性地錨之錨碇段也應採用適當的防蝕措施。
三、
錨頭防蝕保護
1. 錨頭及其下方之地錨構件容易銹蝕，尤其是承壓鈑下方與自由段護管頂端之間，更是防蝕保護必須特別注意之處。
2. 需再複拉之地錨錨頭及自由段護管頂端應選擇適當的防蝕方式。
3. 在環境條件有腐蝕之虞時，臨時性地錨之錨頭應採用適當的防蝕措施。
四、
防蝕材料選擇防蝕材料應具備耐久性，使地錨於使用期間能保有防蝕功能，且不得對地錨各部份組件之材料特性有不良影響。
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C-40
1. 防蝕油脂/防蝕膏：
(1) 防蝕油脂/防蝕膏應具有防蝕、潤滑、填縫、阻隔空氣和外部水份入侵功能。
(2) 防蝕油脂不得與抗張材、混凝土及地錨護管、錨頭構件、地下水等發生化學變化。
(3) 防蝕油脂/防蝕膏應確實具有地錨所需之防蝕功能及長期材料穩定性。
(4) 防蝕油脂不可拘束自由段抗張材之伸張。
(5) 因地錨抗張材和錨頭之外在環境不同，自由段護管和錨碇段護管內之防蝕油脂標準可與錨頭組件不同。
2. 自由段護管：自由段護管應具耐久性，能確實保護抗張材不受腐蝕、且不應對抗張材之伸張有拘束的作用。依使用功能之不同，分有包覆單條抗張材之小口徑護管和包覆整束抗張材之大口徑護管。
3. 錨碇段護管：
(1) 錨碇段護管應具有適當的幾何形狀，使能將抗張材拉力傳至周圍地盤之機制，且防蝕護管尚需具有足夠強度，使不致因地錨拉力、入腱過程、或灌漿壓力而損壞。
(2) 錨碇段護管應具完全水密性和耐久性，使能確實保護錨碇段抗張材不受腐蝕。
4. 熱縮套管：套於自由段護管尾端之塑膠管，可以加熱方式使其收縮，加強護管間或護管與抗張材接頭間之水密性，減少地錨組件之漏水和漏漿問題。