¶ 建築物基礎構造設計規範|112年版|第八章 基礎開挖(3/4)
發布機關:內政部
文件性質:建築物基礎構造設計規範及解說
版本:112年6月20日台內營字第1120807974號令修正發布;113年1月1日生效。
官方來源:內政部主管法規共用系統 | 國土管理署發布頁
查核日期:2026年8月28日。
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二 之 圖 式 模 析 分 性 塑 彈 4 - 7 . 8 解 - 圖 8-20
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活 變 係 位 工 構 關 變 施 結 力 彈 度 構 位 壓 無 土 壤 勁 結 變 土 外 擋 土 簧 土 側 構 止 擋 內 受 動 k 靜 結 區 力 被 1 土 挖 壓 力 擋 壓 開 土 與 土 即 當 ( 力 ; 側 時 。 壓 力 動 零 係 土 主 壓 ) 為 關 c 土 ( 位 性 止 變 線 靜 三 構 。 呈 為 之 結 力 位 簧 均 ) 簧 圖 面 土 壓 變 彈 構 彈 力 挖 式 六 擋 土 構 撐 ( 壤 統 結 開 壓 模 支 當 動 結 土 土 系 式 土 析 , 被 土 擋 析 模 之 分 變 或 擋 分 外 性 性 改 力 與 構 內 塑 塑 量 壓 力 結 區 彈 形 土 壓 彈 ) b 挖 5 ( 變 動 土 - 簧 開 7 面 . 構 主 即 8 彈 地 , 結 ) 為 , 壤 解 原 - 土 等 值 簧 土 圖 擋 重 限 彈 隨 載 極 性 面 小 置 其 彈 力 挖 側 構 大 堆 , 線 壓 開 前 結 力 土 力 表 時 為 況 土 撐 壓 地 變 設 擋 狀 支 土 或 改 假 衡 之 挖 漸 現 平 外 開 逐 表 力 內 括 而 度 外 區 包 響 勁 ) a ( 挖 , 影 壤 面 力 側 地 壓 開 動 位 土 背 原 土 . . 1 2 種 類 斷 面 圖 說 明 8-21
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8.7.4 地 下 水 壓 力 若 開 挖 面 在 地 下 水 位 以 下 , 且 所 選 擇 之 擋 土 設 施 具 有 擋 水 功 能 時 , 則 必 須 考 慮 擋 土 設 施 背 側 之 水 壓 力 作 用 。 【 解 說 】 1. 擋 土 設 施 背 側 之 水 壓 力 可 依 其 存 在 狀 態 分 成 靜 止 水 壓 、 動 態 水 壓 及 滲 流 水 壓 。 當 擋 土 設 施 底 部 貫 入 不 透 水 地 層 , 背 側 之 地 下 水 無 法 滲 入 開 挖 面 時 , 若 地 下 水 呈 靜 止 狀 態 , 則 考 慮 背 側 承 受 靜 止 水 壓 力 , 在 地 震 作 用 時 , 則 應 考 慮 額 外 增 加 之 動 態 水 壓 力 。 當 擋 土 設 施 底 部 貫 入 砂 性 地 層 , 背 側 之 地 下 水 可 經 底 部 流 至 開 挖 面 時 , 應 考 慮 地 下 水 在 滲 流 狀 態 下 對 背 側 所 產 生 之 滲 流 壓 力 。 2. 若 擋 土 設 施 貫 入 深 度 內 之 地 層 為 互 層 , 並 含 有 壓 力 水 層 , 則 背 側 之 水 壓 力 應 按 各 層 之 水 壓 力 分 別 考 慮 。 8.7.5 地 表 上 方 載 重 開 挖 面 附 近 之 結 構 物 重 量 、 交 通 及 其 他 地 表 超 載 均 應 考 慮 其 對 擋 土 設 施 所 造 成 之 側 向 壓 力 , 可 依 第 7.3.7節 之 規 定 計 算 之 。 【 解 說 】 1. 地 表 上 方 載 重 可 依 其 型 式 簡 化 為 點 載 重 (如 輪 胎 載 重 )、 線 載 重 (如 牆 載 重 )、 條 形 載 重 (如 道 路 或 鐵 路 )、 均 勻 載 重 (如 筏 基 載 重 )等 。 2. 車 輛 載 重 若 有 震 動 作 用 應 考 慮 衝 擊 (impact)效 應 。 8.7.6 施 工 期 間 之 臨 時 性 載 重 施 工 期 間 之 臨 時 性 載 重 包 括 施 工 材 料 及 施 工 機 具 等 , 其 中 置 於 地 表 面 者 應 視 為 地 表 上 方 載 重 依 第 8.7.5節 規 定 計 算 之 , 而 直 接 置 於 支 撐 系 統 上 者 應 併 入 支 撐 系 統 之 結 構 分 析 計 算 中 。 【 解 說 】 直 接 作 用 於 支 撐 系 統 上 之 載 重 包 括 支 撐 自 重 、 溫 度 效 應 、 及 工 作 載 重 等 。 參 考 勞 動 部 勞 動 及 職 業 安 全 衛 生 研 究 所 之 擋 土 支 撐 規 定 8-22
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(SDSP023T01185), 嚴 禁 在 支 撐 上 堆 置 物 料 。 惟 工 程 實 務 中 仍 常 見 臨 時 放 置 材 料 之 情 形 , 因 此 對 於 支 撐 之 結 構 分 析 計 算 , 仍 應 保 守 考 慮 可 能 發 生 之 活 載 重 , 以 策 安 全 。 8.7.7 地 震 影 響 支 撐 之 設 計 應 就 基 地 位 置 之 地 震 分 區 及 施 工 期 長 短 , 適 當 考 慮 施 工 期 間 可 能 發 生 之 地 震 , 並 檢 核 其 安 全 性 。 【 解 說 】 對 於 開 挖 支 撐 之 耐 震 設 計 應 依 工 程 規 模 及 施 工 期 之 長 短 , 選 取 適 當 之 設 計 地 震,可 參 考 建 築 物 耐 震 設 計 規 範 及 解 說 (2011)回 歸 期 475 年 之 地 震 地 表 加 速 度 作 適 當 之 折 減 。 因 地 震 作 用 而 增 加 之 水 平 動 態 側 向 壓 力 可 參 照 第 7.3.4 節,或 參 考 Seed and Whitman (1970) 建 議 之 動 土 壓 增 量 估 算 之 : γ ΔP = (3/8)Kh H 式 (解 8.7-1) 其 中 ΔP = 動 土 壓 增 量 Kh = 水 平 地 表 加 速 度 /g (無 單 位 ) γ = 土 壤 單 位 重 H = 結 構 物 深 度 (開 挖 深 度 ) 式 (解 8.7-1)中 之 動 土 壓 增 量 (∆P), 可 假 設 分 布 作 用 於 結 構 物 深 度 範 圍 內 (參 考 北 市 捷 運 局 CEDC(2019)之 規 定 )。 對 於 臨 時 性 擋 土 設 施 受 地 震 影 響 分 析 所 用 之 水 平 地 表 加 速 度 Kh 值 , 可 參 考 Eurocode 8, Part 2(2002)之 推 估 方 式 如 下 : k K = PGA (t t ) 式 (解 8.7-2) h r0 rc r0 其 中 , PGA 為 回 歸 期 475 年 地 震 之 水 平 地 表 加 速 度 值 ; r0 t = 475年 , 相 當 於 50 年 超 越 機 率 10%地 震 之 回 歸 期 ; r0 t = t p , 對 應 臨 時 性 設 施 施 工 期 間 tc 內 可 接 受 超 越 機 率 為 p rc c 之 回 歸 期 , 一 般 可 取 p=0.05~0.1。 k 為 指 數 , 視 工 址 之 地 震 環 境 與 設 計 震 度 而 定 , 通 常 可 取 0.3~0.4。 8-23
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8.8 擋 土 式 開 挖 之 穩 定 性 分 析 有 關 擋 土 式 開 挖 之 穩 定 性 , 應 檢 核 下 列 項 目 : (1) 側 向 壓 力 平 衡 (2) 底 面 隆 起 (3) 砂 湧 (4) 上 舉 (5) 施 工 各 階 段 之 整 體 穩 定 分 析 【 解 說 】 1. 基 地 在 未 開 挖 前 之 地 層 可 視 為 處 於 平 衡 狀 態 , 此 平 衡 狀 態 在 基 地 開 挖 後 隨 即 改 變 , 地 層 產 生 應 力 及 變 位 。 本 節 利 用 地 層 參 數 及 地 下 水 壓 分 析 基 地 在 開 挖 過 程 中 及 最 後 階 段 之 穩 定 狀 況,以 安 全 係 數 表 示。 2. 本 節 所 列 檢 核 項 目 (1)~(4) 之 穩 定 性 分 析 , 只 能 考 慮 地 層 之 應 力 部 分 , 不 考 慮 擋 土 及 支 撐 系 統 穩 定 , 以 及 地 層 之 變 位 。 因 此 開 挖 不 但 要 確 保 擋 土 及 支 撐 系 統 穩 定 , 當 在 開 挖 基 地 須 要 嚴 格 限 制 變 位 量 時,其 安 全 要 求 應 提 高。本 節 所 列 檢 核 項 目 (5),除 依 本 節 8.8.5 所 述 進 行 檢 核 , 亦 應 考 量 8.6 節 及 8.7 節 之 相 關 規 定 。 8.8.1 側 向 壓 力 平 衡 擋 土 壁 應 有 足 夠 之 貫 入 深 度 , 使 其 於 兩 側 之 側 向 壓 力 作 用 下 , 具 足 夠 之 穩 定 性 。 擋 土 壁 之 貫 入 深 度 D, 可 依 下 列 公 式 計 算 其 安 全 性 : 最下階支撐 M S L A L P D F A F P 圖 8.8-1 側 向 壓 力 平 衡 8-24
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F L ≥ F L 式 (8.8-1) P P A A 式 內 F = 最 下 階 支 撐 以 下 之 外 側 作 用 側 向 壓 力 之 合 力 (tf/m)。計 算 土 壓 A 力 時 , 強 度 參 數 必 須 先 除 以 抵 抗 底 面 剪 力 破 壞 之 安 全 係 數 , 亦 即c/ , 。 F tanφ/ F S S L = F 作 用 點 距 最 下 階 支 撐 之 距 離 (m) A A F = 最 下 階 支 撐 以 下 之 內 側 作 用 側 向 壓 力 之 合 力 (tf/m)。計 算 土 壓 P 力 時 , 強 度 參 數 必 須 先 除 以 抵 抗 底 面 剪 力 破 壞 之 安 全 係 數 , 亦 即c/ , 。 F tanφ/ F S S L = F 作 用 點 距 最 下 階 支 撐 之 距 離 (m) P P =強 度 安 全 係 數 , 必 須 至 少 ≧ 1.2 F S 【 解 說 】 1. 抵 抗 底 面 剪 力 破 壞 的 側 向 壓 力 平 衡 安 全 係 數 Fs 至 少 必 須 大 於 等 於 1.2。 圖 8.8-1 所 示 的 Ms 為 擋 土 設 施 結 構 體 之 容 許 彎 矩 值 (tf-m/m), 在 分 析 時 , 一 般 忽 略 不 計 , 惟 設 計 者 可 以 斟 酌 使 用 。 2. 本 規 範 ( 民 國 90 年 頒 布 ) 對 於 擋 土 壁 貫 入 深 度 之 計 算 方 式 為 F = (F L + M ) / F L ≥ 1.5 (參 考 圖 8.8-1), 其 中 規 定 側 壓 力 採 用 有 效 s p p s A A 應 力 法 計 算 , 因 此 只 能 適 用 於 非 凝 聚 性 土 壤 ( 如 砂 、 礫 石 等 ) , 不 能 用 於 凝 聚 性 土 壤 (如 粘 土 等 )的 短 期 不 排 水 分 析。倘 若 利 用 該 規 定 進 行 凝 聚 性 土 壤 開 挖 的 不 排 水 分 析 , 則 在 高 不 排 水 剪 力 強 度 或 淺 開 挖 時 , 會 發 生 貫 入 深 度 增 加 , 安 全 係 數 降 低 的 不 合 理 情 況 (歐 章 煜 , 2017), 因 此 有 修 正 之 必 要 。 3. 計 算 式 (8.8-1)係 參 考 Burland et. al.(1981)、 英 國 CIRIA580(2003)及 Eurocode 7 的 建 議 , 乃 將 安 全 係 數 放 在 土 壤 強 度 參 數 項 次 , 因 為 土 壤 參 數 乃 是 最 大 誤 差 的 來 源 。 在 極 限 狀 態 時 , 擋 土 壁 前 方 及 後 方 的 土 壤 分 別 達 到 被 動 破 壞 及 主 動 破 壞 。 被 動 破 壞 面 範 圍 及 主 動 破 壞 面 範 圍 內 的 土 壤 與 擋 土 壁 的 作 用 即 為 被 動 土 壓 力 FP 及 主 動 土 壓 力 FA。 4. 砂、礫 石 等 顆 粒 土 壤 的 土 壓 力 可 參 照 7.3.2 及 7.3.3 條 文 的 規 定 計 算, 並 必 須 考 慮 水 壓 力 的 效 應 。 短 期 狀 態 , 粘 土 的 土 壓 力 計 算 必 須 依 照 規 範 第 1.7 條 規 定 , 採 用 總 應 力 不 排 水 分 析 法 , 亦 即 採 用 φ=0 的 概 念 分 析,而 不 適 合 使 用 三 軸 壓 密 不 排 水 試 驗 之 強 度 參 數( c 、φ )。 T T 8-25
¶ 原檔第273頁
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粘 土 的 土 壓 力 可 依 照 下 式 , 適 度 的 考 慮 土 壤 與 擋 土 壁 間 的 強 度 : σ =σK − 2cK 式 (解 8.8-1) A v A AC c w K = K (1+ ) 式 (解 8.8-2) AC A c σ =σK +2cK 式 (解 8.8-3) P v P PC c w K = K (1+ ) 式 (解 8.8-4) PC P c 上 式 中 , c =凝 聚 力 c =擋 土 壁 與 土 壤 間 之 剪 力 強 度 w 當 凝 聚 性 土 壤 為 完 全 飽 和 時,φ=0,c等 於 不 排 水 剪 力 強 度 S ;亦 即 u K =K =1, K =K = (1+ c S ) 。 c 之 數 值 可 用 下 式 估 計 之 A P AC PC w u w c =αS 式 (解 8.8-5) w u 上 式 中 , α=對 S 之 經 驗 折 減 值 , 0.5≦ α≦ 1.0。 u 5. 本 節 僅 適 用 支 撐 式 或 地 錨 式 擋 土 壁 , 此 類 擋 土 壁 容 許 壁 體 底 部 出 現 變 位 , 以 產 生 極 限 被 動 土 壓 及 主 動 土 壓 。 懸 臂 式 擋 土 壁 通 常 採 用 固 定 端 支 撐 法 (fixed earth support method)設 計 , 因 此 擋 土 壁 貫 入 深 度 大 , 貫 入 部 分 應 有 固 定 不 動 點 存 在 , 此 點 與 上 述 假 設 不 盡 相 符 。 6. 倘 若 擋 土 壁 前 後 地 下 水 位 高 度 不 同 , 則 必 須 依 照 土 層 性 質 判 斷 是 否 會 有 滲 流 產 生 , 若 有 滲 流 發 生 , 則 必 須 使 用 滲 流 後 的 水 壓 力 進 行 側 壓 力 平 衡 分 析 。 原 則 上 , 於 非 凝 聚 性 土 壤 ( 如 砂 、 礫 石 等 ) , 會 有 滲 流 發 生 ; 倘 若 有 粘 土 夾 層 , 則 必 須 研 判 滲 流 發 生 的 可 能 性 , 從 而 採 用 適 合 的 水 壓 力 分 布 。 7. 倘 若 擋 土 壁 附 近 載 重 (q), 可 以 照 彈 性 力 學 的 解 法 , 計 算 載 重 引 致 之 側 向 壓 力 , 而 將 此 側 向 壓 力 視 為 驅 動 力 , 而 計 算 驅 動 力 矩 。 8. 根 據 一 般 深 開 挖 施 工 案 例 資 料 顯 示 , 目 前 常 用 之 擋 土 壁 長 度 ( 開 挖 深 度 H加 貫 入 深 度 D) , 可 初 估 如 下 : 極 軟 弱 地 層 : (H+D)=(2.2~2.4)H 式 (解 8.8-6) D=(1.2~1.4)H 式 (解 8.8-7) 砂 土 、 粉 土 、 粘 土 、 中 等 、 緊 密 或 硬 : (H+D)=1.8H 式 (解 8.8-8) 8-26
¶ 原檔第274頁
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D=0.8H 式 (解 8.8-9) 卵 礫 石 、 軟 岩 : (H+D)=(1.4~1.6)H 式 (解 8.8-10) D=(0.4~0.6)H 式 (解 8.8-11) 8.8.2 底 面 隆 起 開 挖 底 面 下 方 土 層 係 厚 層 黏 土 時 , 應 檢 討 其 抵 抗 底 面 隆 起 之 穩 定 性 。 可 依 下 列 公 式 計 算 其 安 全 性 : q W H 最下階支撐 θ α X S u 圖 8.8-2 隆 起 檢 討 π +α 2 X S ( Xdθ) M ∫ u r o F = = ≥ 1.2 式 (8.8-2) S M X d W · 2 式 內 M = 抵 抗 力 矩 (tf-m/m) r M = 傾 覆 力 矩 (tf-m/m) d 2 S = 黏 土 之 不 排 水 剪 力 強 度 (tf/m ) u X =半 徑 (m) W =開 挖 底 面 以 上 , 於 擋 土 設 施 外 側X寬 度 範 圍 內 土 壤 重 量 與 地 表 上 方 載 重 (q)之 重 量 和 (tf/m) 8-27
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【 解 說 】 1. 隆 起 破 壞 之 發 生 , 係 由 於 開 挖 面 外 土 壤 載 重 大 於 開 挖 底 部 土 壤 之 抗 剪 強 度 , 致 使 土 壤 產 生 滑 動 而 導 致 開 挖 面 底 部 土 壤 產 生 向 上 拱 起 之 現 象 。 工 程 上 用 於 檢 討 隆 起 之 極 限 分 析 計 算 公 式 有 許 多 , 例 如 Terzaghi and Peck(1948), Peck(1969), Bjerrum and Eide(1965), Tschebotarioff(1973)等,本 節 式 (8.8-2)係 採 用 日 本 建 築 學 會 (1974)之 修 正 式 。 2. 本 分 析 方 法 之 滑 動 面 半 徑 X 為 變 數 , 應 選 取 其 中 安 全 係 數 為 最 小 者 。 分 析 時 , 除 非 擋 土 壁 貫 入 滑 動 面 有 相 當 之 深 度 , 否 則 不 考 慮 擋 土 壁 之 容 許 彎 矩 值 ( 即 圖 (8.8-1)之 M ) , 因 為 當 產 生 隆 起 破 壞 時 , s 擋 土 壁 在 滑 動 面 以 上 部 分 可 隨 滑 動 土 塊 轉 動 。 3. 當 地 層 為 極 軟 弱 粘 土 時,即 使 F 能 達 到 1.2,仍 應 考 量 擋 土 壁 之 變 位 s 量 及 擋 土 壁 背 之 地 面 沉 陷 量 , 若 超 過 容 許 值 , 應 增 加 擋 土 壁 之 貫 入 深 度 或 以 地 層 改 良 方 法 增 加 滑 動 面 土 壤 之 剪 力 強 度 。 4. 以 圖 8.8-1 側 壓 力 平 衡 的 穩 定 分 析 而 言,於 厚 層 粘 土 地 盤,擋 土 壁 前 方 及 後 方 的 土 壤 分 別 達 到 被 動 破 壞 及 主 動 破 壞 時 , 因 為 粘 土 = 0 的 關 係 , 被 動 破 壞 面 及 主 動 破 壞 均 為 圓 弧 形 狀 , 擋 土 壁 前 方 及 後 方 的 圓 弧 形 狀 連 接 起 來 , 整 體 破 壞 面 的 形 狀 和 圖 8.8-2 相 同 , 因 此 第 8.8.1 條 和 第 8.8.2 條 的 意 義 相 同 , 只 是 計 算 方 法 不 同 而 已 。 8.8.3 砂 湧 如 擋 土 壁 下 方 為 透 水 性 佳 之 砂 質 土 壤 , 且 擋 土 壁 未 貫 入 不 透 水 層 時 , 即 應 檢 討 其 抵 抗 砂 湧 之 安 全 性 。 分 析 方 法 可 用 滲 流 解 析 方 式 、 臨 界 水 力 坡 降 解 析 方 式 、 或 以 下 列 兩 公 式 分 別 計 算 之 , 擇 其 中 貫 入 深 度 最 大 者 為 設 計 依 據 。 2γ ( D) sub 式 (8.8-3) F = ≥ 1.5 S γ (ΔH ) w w γ (ΔH + 2D) sub w F = ≥ 2.0 式 (8.8-4) S γ (ΔH ) w w 8-28
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