¶ 建築物基礎構造設計規範｜90年版・歷史版本｜第七章 擋土牆
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：90年10月2日台內營字第9085629號函訂定；本頁為歷史版本，不是現行112年版。
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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第 七 章 擋 土 牆 7.1 通 則 擋 土 牆 設 計 應 依 據 其 功 能 要 求 、 行 為 機 制 、 基 地 之 地 形 、 地 質 與 環 境 條 件 ， 以 及 容 許 變 位 量 等 ， 充 分 檢 討 其 整 體 穩 定 性 與 牆 體 結 構 安 全 性 ， 並 妥 適 評 析 擋 土 牆 之 景 觀 調 和 性 及 施 工 性 。 【 解 說 】 1. 擋 土 牆 型 式 之 選 擇 基 本 上 應 考 慮 以 下 各 種 條 件 ： (1) 擋 土 牆 構 築 之 目 的 及 功 能 (2) 擋 土 牆 之 重 要 性 及 其 行 為 之 可 靠 性 (3) 基 地 之 地 質 、 地 形 、 地 層 構 造 及 地 下 水 因 素 之 適 用 性 (4) 擋 土 牆 施 工 方 式 及 難 易 度 (5) 擋 土 牆 周 邊 既 有 構 造 物 及 管 線 設 施 之 安 全 性 (6) 擋 土 牆 用 地 之 限 制 (7) 工 程 造 價 之 經 濟 性 及 工 期 長 短 (8) 擋 土 牆 對 周 邊 景 觀 及 環 境 之 衝 擊 及 影 響 程 度 。 2. 擋 土 牆 設 計 應 考 慮 下 列 三 項 主 要 重 點 ： (1) 對 於 作 用 於 擋 土 牆 之 靜 態 及 動 態 側 向 土 壓 力 ， 需 依 牆 體 斷 面 幾 何 形 狀 及 尺 寸 、 牆 身 前 後 土 岩 體 性 質 及 分 佈 、 牆 身 前 後 地 表 規 則 性 及 坡 度 、 牆 體 與 土 岩 體 間 互 制 行 為 特 性 等 條 件 ， 研 判 並 考 慮 採 用 適 用 該 狀 態 土 壓 力 之 計 算 方 法 。 對 於 作 用 於 擋 土 牆 之 水 壓 力 ， 亦 需 視 地 下 水 狀 況 及 排 水 濾 層 之 設 置 方 式 ， 考 量 其 計 算 方 式 。 (2) 擋 土 牆 牆 體 及 整 體 穩 定 性 需 針 對 各 項 可 能 破 壞 型 式 採 用 適 用 之 方 法 分 析 其 安 全 性 。 在 靜 態 條 件 下 ， 擋 土 牆 可 能 之 破 壞 型 式 包 括 ： 傾 覆 （ 前 傾 或 後 傾 ） 破 壞 、 滑 動 破 壞 （ 淺 層 或 深 層 全 面 破 7-1
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壞 ） 、 塑 性 流 動 破 壞 、 基 礎 承 載 破 壞 。 在 動 態 條 件 下 ， 擋 土 牆 可 能 之 破 壞 型 式 包 括 ： 牆 背 或 牆 基 土 壤 液 化 導 致 破 壞 ， 牆 體 前 後 動 態 側 壓 力 增 量 造 成 傾 覆 或 滑 動 破 壞 。 (3) 核 算 擋 土 牆 結 構 體 之 斷 面 應 力 ， 包 括 牆 身 及 基 礎 版 之 彎 矩 應 力 、 剪 應 力 等 ， 以 及 剪 力 榫 之 檢 核 等 。 7.2 作 用 力 作 用 於 擋 土 牆 之 側 向 壓 力 受 牆 體 與 地 層 間 之 相 對 變 位 行 為 、 地 下 水 位 、 地 層 特 性 、 周 圍 載 重 狀 況 及 地 震 等 因 素 之 影 響 。 設 計 時 應 考 慮 之 作 用 力 如 下 ： (1)側 向 土 壓 力 ， 包 含 如 主 動 土 壓 力 、 被 動 土 壓 力 及 靜 止 土 壓 力 等 。 (2)水 壓 力 如 靜 水 壓 力 、 滲 流 壓 力 及 上 浮 力 等 。 (3)地 震 所 產 生 之 土 壓 力 、 水 壓 力 及 慣 性 力 等 。 (4)地 表 上 方 超 載 。 (5)牆 背 回 填 土 所 產 生 之 回 脹 壓 力 。 (6)擋 土 牆 結 構 體 之 靜 載 重 。 【 解 說 】 1. 擋 土 牆 之 設 計 應 就 各 作 用 於 牆 體 之 作 用 力 檢 核 擋 土 牆 之 整 體 穩 定 性 及 結 構 斷 面 應 力 ， 並 應 於 擋 土 牆 背 側 設 置 適 當 之 排 水 及 濾 層 設 施 。 2. 擋 土 牆 之 回 填 土 不 宜 採 用 高 塑 性 或 具 回 脹 性 凝 聚 性 土 壤 ， 以 避 免 凝 聚 性 土 壤 吸 水 回 脹 對 牆 背 產 生 額 外 側 壓 ， 凝 聚 性 土 壤 之 回 脹 壓 力 宜 藉 由 室 內 試 驗 結 果 評 估 之 。 為 減 低 牆 背 回 填 土 之 回 脹 壓 力 可 考 慮 下 列 方 式 處 理 ： (1) 選 用 非 凝 聚 性 粗 粒 料 土 壤 填 築 於 牆 背 與 凝 聚 性 土 層 之 間 。 (2) 設 置 完 善 之 濾 層 排 水 設 施 。 (3) 置 換 牆 背 具 回 脹 性 凝 聚 性 土 壤 。 3. 背 填 土 為 透 水 性 良 好 的 砂 、 礫 石 材 料 且 長 期 有 高 地 下 水 存 在 時 ， 於 7-2
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地 震 時 應 考 慮 動 水 壓 力 。 4. 寒 冷 地 區 應 考 慮 地 層 受 冰 凍 所 引 起 之 壓 力 。 7.3 作 用 力 計 算 7.3.1 靜 止 土 壓 力 擋 土 牆 不 發 生 或 不 容 許 其 產 生 側 向 變 位 時 ， 作 用 於 牆 背 之 側 向 土 壓 力 應 採 靜 止 土 壓 力 計 算。在 h深 度 處 之 單 位 面 積 靜 止 土 壓 力 σ ，可 依 o 式 (7.3-1)式 計 算 ， 其 合 力 P 可 依 式 (7.3-2)式 計 算 ， 合 力 作 用 點 在 基 o 礎 版 底 以 上 三 分 之 一 牆 高 ( H )處 。 σ = K ⋅γ⋅ h o o 式 (7.3-1) 2 P = 1/ 2 ⋅ K ⋅γ⋅ H o o 式 (7.3-2) 式 內 2 σ =單 位 面 積 靜 止 土 壓 力 (tf/m ) o P =靜 止 土 壓 力 合 力 (tf/m ) o K =靜 止 土 壓 力 係 數 ， 其 值 得 依 經 驗 推 估 之 ， 但 不 得 小 於 0.5， 如 o 土 壤 為 過 壓 密 狀 態 者 ， 應 詳 加 考 慮 其 過 壓 密 性 質 並 酌 予 提 高 K 值 。 o h =距 擋 土 牆 頂 之 深 度 (m ) H =擋 土 牆 總 高 度 (m ) 3 γ= 土 壤 單 位 重 ， 位 於 地 下 水 位 者 ， 以 有 效 單 位 重 計 ( t / m ) 【 解 說 】 1. 作 用 於 擋 土 牆 之 側 向 土 壓 力 大 小 及 分 佈 與 土 體 之 變 形 行 為 具 有 密 切 之 關 係 ， 須 視 擋 土 牆 與 土 體 之 相 對 側 向 變 位 量 而 定 。 2. 擋 土 牆 不 發 生 或 不 容 許 其 產 生 側 向 變 位 ， 則 牆 背 土 壤 不 受 擾 動 且 可 7-3
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視 為 靜 止 狀 態 及 彈 性 狀 態 。 在 靜 止 狀 態 作 用 於 擋 土 牆 之 側 向 土 壓 力 為 靜 止 土 壓 力，在 有 試 驗 結 果 為 依 據 時，對 於 靜 止 土 壓 力 K 之 計 算 o 方 式 分 述 如 下 : (1) 對 於 擋 土 牆 牆 背 垂 直 且 牆 背 地 表 面 為 水 平 之 狀 況 ： (a) 非 凝 聚 性 土 壤 ： K = 1 − sinφ′ 式 (解 7.3-1) o (b) 正 常 壓 密 凝 聚 性 土 壤 ： K = 0.95 − sinφ′ 式 (解 7.3-2) o 0.5 (c) 過 壓 密 凝 聚 性 土 壤 ： K = (0.95 − sinφ′)(OCR) 式 (解 7.3-3) o 式 內 之 φ′ 為 牆 背 土 壤 之 有 效 內 摩 擦 角 。 (2) 對 於 擋 土 牆 背 垂 直 且 牆 背 地 表 面 與 水 平 面 之 交 角 為 α 之 狀 況 ， 靜 止 土 壓 力 係 數 為 依 上 述 (1)之 K 值 乘 以 (1 + sinα)。 o (3) 對 於 擋 土 牆 牆 背 非 垂 直 且 牆 背 地 表 面 非 水 平 之 狀 況 ， 可 假 設 其 靜 止 土 壓 力 係 數 與 主 動 土 壓 力 係 數 成 比 例 之 關 係 以 推 估 其 K o 值 。 7.3.2 主 動 土 壓 力 擋 土 牆 設 計 所 考 慮 之 主 動 土 壓 力 係 擋 土 牆 向 外 變 位 時 ， 作 用 於 牆 背 之 最 小 土 壓 力，如 圖 7.3-1所 示，其 值 應 依 下 列 規 定 計 算 之。牆 背 h 深 度 處 之 單 位 面 積 主 動 土 壓 力 σ ， 可 依 式 (7.3-3)式 計 算 ， 其 合 力 P 可 A A 依 式 (7.3-4)式 計 算 ， 合 力 作 用 點 在 基 礎 版 底 以 上 三 分 之 一 牆 高 ( H ) 處 。 σ = K ⋅γ⋅ h 式 (7.3-3) A A 2 P = 1/ 2 ⋅ K ⋅γ⋅ H A A 式 (7.3-4) 其 中 ， K 為 主 動 土 壓 力 係 數 ， 可 依 下 列 方 式 考 慮 之 。 A 1. 一 般 狀 況 時 ： 7-4
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2 cos (φ−θ) K = 式 (7.3-5) A 2 ⎡ ⎤ sin(φ+δ) sin(φ−α) 2 cos θcos(θ+δ)⎢1 + ⎥ cos(δ+θ) cos(θ−α) ⎢ ⎥ ⎣ ⎦ 若 φ< α， 則 假 定 sin(φ−α) = 0 2. 如 地 表 面 呈 水 平 ， 牆 背 面 為 垂 直 面 ， 且 可 不 考 慮 牆 面 摩 擦 時 ： ⎡ φ⎤ 2 o K = tan 45 − 式 (7.3-6) A ⎢ ⎥ ⎣ 2 ⎦ 如 牆 背 填 土 具 凝 聚 力 者，式 (7.3-3)及 (7.3-4)式 之 h 及 H 應 以 h 及 c H 代 替 ， 而 c 2c ⎡ φ⎤ o H = H − ⋅ tan 45 + 式 (7.3-7) c ⎢ ⎥ γ ⎣ 2 ⎦ 2c ⎡ φ⎤ o h = h − ⋅ tan 45 + 式 (7.3-8) c ⎢ ⎥ γ ⎣ 2 ⎦ 上 兩 式 中，如 h ≤ 0 時， h 以 零 計 算；如 H ≤ 0 時，則 應 考 慮 長 期 效 c c c 應 所 造 成 之 土 壓 力 。 上 述 各 式 中 2 σ ＝ 單 位 面 積 主 動 土 壓 力 （ tf/m ） A P ＝ 主 動 土 壓 力 合 力 （ tf/m ） A 3 γ＝ 土 壤 單 位 重 ， 位 於 地 下 水 位 以 下 者 ， 以 浸 水 重 計 (tf/m ） 2 c ＝ 土 壤 凝 聚 力 （ tf/m ） H ＝ 牆 之 垂 直 高 度 （ m ） h ＝ 牆 頂 地 表 面 至 欲 求 土 壓 力 點 之 垂 直 深 度 （ ｍ ） φ＝ 牆 背 土 壤 之 內 摩 擦 角 （ 度 ） δ＝ 牆 背 面 與 土 壤 間 之 摩 擦 角 （ 度 ） α＝ 牆 背 地 表 面 與 水 平 面 之 交 角 （ 度 ） θ＝ 牆 背 面 與 垂 直 面 交 角，以 逆 時 針 方 向 為 正，順 時 針 方 向 為 負 （ 度 ） 7-5
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牆 體 變 位 方 向 ← 垂直面 牆 背 h σ A P A H H / 3 圖 7.3-1 主 動 土 壓 力 圖 【 解 說 】 1. 本 節 之 式 (7.3-3)及 式 (7.3-4)不 包 括 側 向 水 壓 力 ， 且 地 下 水 位 下 之 土 壤 單 位 重 採 用 浸 水 單 位 重 。 2. 牆 背 面 與 回 填 土 之 間 的 牆 面 摩 擦 角 δ通 常 採 用 φ⁄2~2φ⁄3， 牆 體 若 為 木 材 、 鋼 材 或 預 鑄 鋼 筋 混 凝 土 ， 則 因 牆 面 較 平 滑 ， 最 大 牆 面 摩 擦 角 δmax 可 採 用 φ/2；牆 體 若 為 場 鑄 鋼 筋 混 凝 土，其 牆 面 較 粗 糙，最 大 牆 面 摩 擦 角 δmax 可 採 用 2φ/3。考 慮 牆 面 摩 擦 角 會 減 低 主 動 土 壓 力 係 數 ， 但 此 效 應 對 主 動 土 壓 力 係 數 影 響 很 小 。 3. 擋 土 牆 背 土 壤 若 為 凝 聚 性 土 壤 且 地 表 面 無 舖 面 或 植 被 ， 其 張 力 裂 縫 深 度 為 2c tan(45° +φ/ 2) /γ， 此 張 力 裂 縫 內 積 水 對 牆 面 形 成 側 向 壓 力 之 現 象 多 在 雨 季 期 間 發 生 ， 宜 適 當 地 考 量 當 張 力 裂 縫 內 充 滿 水 之 水 壓 力 對 牆 體 之 影 響 。 4. 對 於 較 複 雜 之 狀 況 ， 例 如 包 含 不 規 則 載 重 、 傾 斜 的 牆 面 、 不 規 則 形 7-6
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狀 的 地 表 面 、 多 層 土 （ 岩 ） 體 等 ， 較 不 宜 採 用 上 述 公 式 計 算 主 動 土 壓 力 ， 應 採 用 土 楔 法 (wedge method)並 依 作 用 在 土 楔 上 各 力 之 平 衡 關 係 以 求 出 土 壓 力 ， 再 假 設 數 個 不 同 之 滑 動 面 ， 以 求 得 最 大 的 主 動 土 壓 力 P 。 A 5. 考 慮 凝 聚 力 ， 應 只 適 用 於 地 面 水 平 ， 牆 背 垂 直 且 無 摩 擦 之 情 況 。 7.3.3 被 動 土 壓 力 擋 土 牆 設 計 所 考 慮 之 被 動 土 壓 力 係 指 擋 土 牆 向 內 變 位 時 ， 作 用 於 牆 背 之 最 大 側 向 土 壓 力 ， 如 圖 7.3-2所 示 ， 其 值 應 依 下 列 規 定 計 算 之 。 牆 背 h深 度 處 之 單 位 面 積 被 動 土 壓 力 σ ， 可 依 式 (7.3-9)式 計 算 ， 其 合 p 力 P 可 依 式 (7.3-10)式 計 算 ， 合 力 作 用 點 在 基 礎 版 底 以 上 三 分 之 一 牆 p 高 ( H )處 。 σ = K ⋅γ⋅ h 式 (7.3-9) p p 1 2 P = K ⋅γ⋅ H 式 (7.3-10) P p 2 其 中 ， K 為 被 動 土 壓 力 係 數 ， 可 依 下 列 方 式 考 慮 之 ： p (1)一 般 狀 況 時 ： 2 cos (θ+φ) K = 式 (7.3-11) p 2 ⎡ sin(φ+δ) sin(φ+α) ⎤ 2 cos θcos(θ−δ) 1 − ⎢ ⎥ cos(θ−δ) cos(θ−α) ⎣ ⎦ (2)如 地 表 面 呈 水 平 ， 牆 背 面 為 垂 直 面 ， 且 可 不 考 慮 牆 面 摩 擦 時 ： ⎡ φ⎤ 2 o K = tan 45 + 式 (7.3-12) p ⎢ ⎥ ⎣ 2 ⎦ 式 內 P ＝ 牆 背 之 被 動 土 壓 力 合 力 （ tf/m） P 2 σ ＝ 牆 背 h 深 度 處 之 單 位 面 積 被 動 土 壓 力 （ tf/m ） P 其 餘 符 號 與 第 7.3.2 節 之 符 號 說 明 相 同 。 7-7
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牆 體 變 位 方 向 → 圖 7.3-2 被 動 土 壓 力 圖 【 解 說 】 1. 本 節 之 式 (7.3-9)與 式 (7.3-10)不 包 括 側 向 水 壓 力 ， 且 地 下 水 位 下 之 土 壤 單 位 重 應 採 用 浸 水 單 位 重 。 2. 牆 背 面 與 回 填 土 之 間 的 摩 擦 角 δ通 常 採 用 φ/2∼ 2φ/3， 因 考 慮 被 動 土 壓 力 係 數 隨 牆 面 摩 擦 角 值 而 提 高 ， 此 效 應 對 被 動 土 壓 力 係 數 之 影 響 隨 δ角 增 加 而 更 加 顯 著 ， 故 設 計 時 採 用 之 牆 面 摩 擦 角 ， 應 避 免 高 估 且 不 宜 大 於 2φ/3。 3. 對 於 較 複 雜 之 地 形 及 地 質 狀 況 ， 其 被 動 土 壓 力 可 採 用 土 楔 法 計 算 ， 須 假 設 數 個 不 同 之 滑 動 面 以 求 得 最 小 的 被 動 土 壓 力 ， 但 因 牆 面 摩 擦 角 若 高 估 將 使 所 得 被 動 土 壓 力 偏 高 ， 故 在 土 楔 法 計 算 中 ， 選 用 之 牆 面 摩 擦 角 不 宜 大 於 φ/3。 7-8
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7.3.4 動 態 主 動 土 壓 力 地 震 時，擋 土 牆 承 受 之 主 動 土 壓 力 合 力 P ，依 式 (7.3-13)式 計 算。 AE 1 2 P = ⋅γ⋅ H ⋅ (1 − k )⋅ K 式 AE v AE 2 (7.3-13) 其 中 ， K 為 地 震 時 之 主 動 土 壓 力 係 數 ， 可 依 下 列 方 式 計 算 ： AE 2 cos (φ−θ−ϕ) K = AE 2 ⎡ sin(φ+ δ) sin(φ−ϕ−α) ⎤ 2 cosϕcos θcos(δ+ϕ+θ) 1 + ⎢ ⎥ cos(δ+ϕ+θ) cos(θ−α) ⎣ ⎦ 式 (7.3-14) 式 內 P ＝ 地 震 時 ， 牆 背 之 主 動 土 壓 力 合 力 （ tf/m ） AE H ＝ 擋 土 牆 高 度 （ ｍ ） ⎛ k ⎞ −1 h ϕ= tan ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 1 − k ⎝ v ⎠ k ＝ 垂 直 向 地 震 係 數 v k ＝ 水 平 向 地 震 係 數 h 其 餘 符 號 與 第 7.3.2節 之 符 號 說 明 相 同 。 【 解 說 】 1. 本 節 所 示 之 土 壤 動 態 主 動 土 壓 力 計 算 式 ， 係 參 照 Mononobe-Okabe 之 方 法 計 算 (Mononobe, 1929; Okabe, 1926)， 原 則 上 只 適 用 於 非 凝 聚 性 土 壤 之 計 算 。 2. 地 震 時 作 用 於 擋 土 牆 之 動 態 主 動 土 壓 力 之 作 用 點 位 置 ， 可 視 牆 體 位 移 類 型 依 下 列 方 式 考 量 之 。 (1) 擋 土 牆 體 對 牆 底 旋 轉 ： (a) 計 算 動 態 主 動 土 壓 力 增 量 ΔP AE ΔP = P − P 式 (解 7.3-4) AE AE A 7-9
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(b) P 之 作 用 點 位 於 基 礎 底 面 以 上 三 分 之 一 牆 高 ( H )處 A (c) ΔP 之 作 用 點 位 於 基 礎 底 面 以 上 三 分 之 二 牆 高 ( H )處 AE (d) P 之 作 用 點 為 P 及 ΔP 兩 分 力 之 合 力 作 用 點 位 置 AE A AE ⎛ 1 ⎞ ⎛ 2H ⎞ (P )⎜ H ⎟ + (ΔP )⎜ ⎟ A AE ⎝ 3 ⎠ ⎝ 3 ⎠ H = 式 (解 7.3-5) P AE (2)擋 土 牆 體 滑 移 ： (a) 計 算 動 態 主 動 土 壓 力 增 量 ΔP AE ΔP = P − P 式 (解 7.3-6) AE AE A (b) P 之 作 用 點 位 於 基 礎 底 面 以 上 0.42 牆 高 (H)處 A (c) ΔP 之 作 用 點 位 於 基 礎 底 面 以 上 0.48 牆 高 ( H )處 AE (d) P 之 作 用 點 為 P 及 ΔP 兩 分 力 之 合 力 作 用 點 位 置 AE A AE (P )(0.42H ) + (ΔP )(0.48H ) A AE H = 式 (解 7.3-7) P AE (3)擋 土 牆 體 對 牆 頂 旋 轉 ： 之 作 用 點 為 位 於 基 礎 底 面 以 上 0.55牆 高 (H)處 。 P AE 3. 設 計 所 採 用 之 水 平 向 地 震 係 數 k ， 原 則 上 可 取 基 地 地 表 水 平 向 尖 峰 h 加 速 度 值 之 半 估 計 ， 但 對 於 側 向 位 移 完 全 受 限 之 情 況 ， 地 震 所 引 致 之 動 態 土 壓 力 將 因 位 移 受 限 而 大 於 上 述 之 主 動 土 壓 力 值 ， 此 時 k 值 h 應 取 地 表 水 平 向 尖 峰 加 速 度 值 之 1.5 倍 估 計 。 設 計 所 採 用 之 垂 直 向 地 震 係 數 k ， 原 則 上 可 取 基 地 地 表 垂 直 向 尖 峰 加 速 度 值 之 半 估 計 ， v 惟 對 於 遠 距 離 之 地 震，通 常 可 忽 略 垂 直 地 震 力 之 影 響，即 令 k = 0 。 v 工 址 地 震 加 速 度 之 選 取 ， 應 依 構 造 物 設 計 年 限 某 超 越 機 率 之 地 震 危 害 度 分 析 結 果 慎 選 之 ， 台 灣 地 區 之 震 區 劃 分 及 工 址 加 速 度 係 數 ， 已 公 佈 於「 建 築 物 耐 震 設 計 規 範 與 解 說 」中，如 圖 -解 2.4-1 所 示，圖 中 各 震 區 所 對 應 之 加 速 度 係 數 係 指 回 歸 期 為 475 年 之 地 震 地 表 加 速 度 值 ， 可 參 考 使 用 。 7-10
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7.3.5 動 態 被 動 土 壓 力 地 震 時 ， 擋 土 牆 承 受 之 被 動 土 壓 力 P ， 可 依 式 (7.3-15)計 算 。 PE 1 2 P = ⋅γ⋅ H ⋅ (1 − k )⋅ K 式 PE v PE 2 (7.3-15) 其 中 ， K 為 地 震 時 之 被 動 土 壓 力 係 數 ， 可 依 下 列 方 式 計 算 ： PE 2 cos (φ+θ−ϕ) K = PE 2 ⎡ sin(φ+δ) sin(φ−ϕ+α) ⎤ 2 cosϕcos θcos(δ−θ+ϕ) 1 − ⎢ ⎥ cos(δ−θ+ϕ) cos(α−θ) ⎣ ⎦ 式 (7.3-16) 式 內 P ＝ 地 震 時 ， 牆 背 之 被 動 土 壓 力 合 力 （ tf/m ） PE H ＝ 擋 土 牆 高 度 （ ｍ ） ⎛ k ⎞ −1 h ϕ= tan ⎜ ⎟ ⎜ ⎟ 1 − k ⎝ v ⎠ k ＝ 垂 直 向 地 震 係 數 v k ＝ 水 平 向 地 震 係 數 h 其 餘 符 號 與 第 7.3.3節 之 符 號 說 明 相 同 。 【 解 說 】 1. 本 節 所 示 之 土 壤 動 態 被 動 土 壓 力 計 算 ， 係 參 照 Mononobe-Okabe 之 方 法 (Mononobe, 1929; Okabe, 1926)， 原 則 上 只 適 用 於 非 凝 聚 性 土 壤 之 計 算 。 2. 地 震 時 作 用 於 擋 土 牆 之 動 態 被 動 土 壓 力 ， 其 作 用 點 位 置 與 地 震 係 數 之 選 取 ， 可 參 考 第 7.3.4 節 之 方 式 計 算 。 3. 水 平 向 及 垂 直 向 設 計 地 震 係 數 之 選 取 ， 其 原 則 如 第 7.3.4 節 之 解 說 所 示 。 7-11
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7.3.6 水 壓 力 1. 當 擋 土 牆 背 後 上 層 中 有 H 高 度 之 水 位 時 ， 擋 土 牆 背 除 承 受 側 向 土 W 壓 力 之 外 ， 亦 應 依 式 (7.3-17)計 算 牆 背 水 位 造 成 之 水 壓 力 ， 其 合 力 作 用 點 位 於 基 礎 底 面 以 上 水 位 高 度 ( H )之 三 分 之 一 處 。 W 1 2 P = ⋅γ ⋅ H 式 (7.3-17) w W W 2 式 內 P ＝ 牆 背 之 水 壓 力 （ tf/m ） W H ＝ 牆 背 水 位 高 度 （ ｍ ） W 3 γ ＝ 水 單 位 重 （ tf/m ） W 如 牆 背 及 牆 底 有 滲 流 狀 況 時 ， 應 考 慮 滲 流 造 成 之 影 響 。 2. 地 震 時 ， 牆 背 地 下 水 所 造 成 之 動 態 水 壓 力 增 量 △ P 及 其 合 力 之 作 we 用 點 位 置 應 妥 予 計 算 。 【 解 說 】 1. 擋 土 牆 所 承 受 之 水 壓 力 需 視 牆 背 設 置 之 排 水 及 濾 層 狀 況 而 適 當 地 考 量 ， 於 設 計 擋 土 牆 時 ， 宜 搜 集 牆 址 及 其 附 近 地 區 之 地 下 水 位 及 孔 隙 水 壓 之 觀 測 資 料 ， 以 及 牆 背 地 層 之 透 水 特 性 資 料 ， 提 供 決 定 設 計 地 下 水 位 之 參 考 。 2. 擋 土 牆 之 破 壞 原 因 與 地 下 水 條 件 有 關 者 不 在 少 數 ， 所 以 在 設 計 擋 土 牆 時 ， 除 須 審 慎 考 量 因 地 下 水 所 造 成 之 水 壓 力 及 上 浮 力 對 牆 體 穩 定 之 影 響 外 ， 對 於 排 水 措 施 及 濾 層 規 格 、 厚 度 之 設 計 亦 需 符 合 相 關 規 範 及 標 準 之 規 定 。 3. 擋 土 牆 之 一 側 若 為 水 時 ， 地 震 引 致 之 動 水 壓 力 可 依 下 列 方 式 計 算 (Westergaard, 1933) 7 2 ΔP = k γ bH 式 (解 7.3-8) we h w 12 2 H = H 式 (解 7.3-9) g 5 7-12
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式 中 ， ΔP ： 作 用 於 擋 土 牆 之 動 水 壓 合 力 (tf)， we k ： 水 平 向 地 震 係 數 h 3 γ ： 水 之 單 位 重 ， (tf/m ) w H :水 深 (m) b： 與 動 水 壓 作 用 方 向 垂 直 之 擋 土 牆 寬 度 ， 可 取 1m 計 H ： 動 水 壓 合 力 作 用 點 之 高 度 (m) g 4.至 於 擋 土 牆 土 側 之 地 下 水 ， 因 其 屬 受 限 水 ， 地 震 引 致 動 態 水 壓 力 之 力 學 機 制 相 當 複 雜 ， 目 前 之 研 究 資 料 仍 然 有 限 ， 不 易 估 計 。 設 計 分 析 時 可 參 考 Matsuzawa et al.(1985)與 Ishibashi et al.(1985, 1994)之 研 究 結 果 考 量 之；有 時 為 簡 便 計，亦 有 建 議 直 接 採 用 水 側 動 態 水 壓 力 值 之 70%計 算 者 (Matsuo & O’Hara, 1960, 1965)。 7.3.7 地 表 上 方 載 重 1. 擋 土 牆 背 地 表 受 有 均 佈 超 載 重 時，該 載 重 得 折 算 成 等 值 填 土 高 度 ， 並 依 前 節 計 算 方 法 計 算 其 對 擋 土 牆 造 成 之 側 向 壓 力 。 2. 擋 土 牆 背 地 表 受 有 線 形 超 載 重 或 集 中 超 載 重 時，得 依 據 主 動 土 壓 破 壞 面 之 影 響 範 圍 ， 依 圖 7.3-3 計 算 其 增 加 之 側 向 壓 力 。 【 解 說 】 1. 擋 土 牆 背 之 地 表 載 重 尚 需 考 慮 施 工 載 重 ， 對 於 牆 背 填 土 分 階 施 築 之 情 況 ， 需 適 當 地 考 慮 各 階 段 施 工 載 重 對 牆 背 產 生 側 向 壓 力 之 影 響 。 2. 對 於 錨 拉 式 擋 土 牆 尚 需 檢 核 土 （ 岩 ） 錨 分 階 施 拉 與 牆 背 分 階 填 築 對 牆 體 穩 定 性 之 影 響 。 3. 擋 土 牆 背 之 建 築 物 載 重 ， 需 視 該 建 築 物 與 牆 體 距 離 及 其 基 礎 底 面 深 度 及 基 礎 型 式 尺 寸 ， 考 量 各 因 素 對 牆 背 造 成 之 側 向 壓 力 。 7-13
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P Q H P mH Q P Z=nH σH 牆 Q ε P P H σ 體 Η H σHε A A R mH A-A 斷面 m ≤ 0.4 m ≤ 0.4 時 時 2 2 H 0.20n H 0.28n σ ( ) = σ ( ) = H 2 2 H 2 3 Q (0.16 + n ) Q (0.16 + n ) L P P = 0.55Q m > 0.4時 H L 2 2 2 H 1.77m n m > 0.4時 σ ( ) = H 2 2 3 Q (m + n ) P 2 H 1.28m n σ ( ) = H 2 2 2 Q (m + n ) ′ 2 L σ =σ cos (1.10ε) Hε H 0.64Q L P = H 2 (m + 1) 集 中 超 載 狀 況 線 形 超 載 狀 況 圖 7.3-3 線 形 及 集 中 超 載 荷 重 之 側 壓 力 7-14
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7.3.8 其 他 考 慮 1. 擋 土 牆 背 回 填 土 或 牆 背 之 地 層 非 為 均 質 時 ， 應 採 用 其 他 適 當 方 法 ， 計 算 擋 土 牆 所 受 之 土 壓 力 。 2. 採 用 其 他 較 複 雜 型 式 之 擋 土 牆 時 ， 應 考 慮 該 擋 土 牆 本 身 之 特 性 及 其 與 牆 背 土 壤 間 之 互 制 關 係 。 3. 採 用 地 錨 作 為 擋 土 牆 之 穩 定 安 全 輔 助 設 施 時 ， 須 依 據 錨 碇 段 地 層 之 性 質 、強 度、地 下 水 狀 況 ， 以 及 擋 土 牆 之 型 式 、 規 模 、 性 質 等 資 料 進 行 設 計 ， 同 時 應 符 合 以 下 各 項 規 定 ： (1)地 錨 之 間 隔、長 度 與 容 許 拉 拔 力 等，可 參 考 中 國 土 木 水 利 工 程 學 會 之 「 地 錨 設 計 與 施 工 準 則 暨 解 說 」 中 之 相 關 規 定 進 行 設 計 。 (2)其 他 有 關 端 錨 等 之 設 計，應 依 建 築 技 術 規 則 建 築 構 造 編 第 488 條 至 491條 之 規 定 辦 理 。 7.4 擋 土 牆 牆 體 穩 定 性 7.4.1 牆 體 滑 動 擋 土 牆 抵 抗 滑 動 之 安 全 係 數 ， 於 長 期 載 重 狀 況 應 大 於 1.5， 於 地 震 時 應 大 於 1.2。 安 全 係 數 之 計 算 原 則 為 ： 作 用 於 牆 前 被 動 土 壓 力 +牆 底 摩 擦 力 安 全 係 數 = 作 用 於 牆 背 之 側 壓 力 【 解 說 】 1. 在 計 算 擋 土 牆 抵 抗 滑 動 之 安 全 係 數 方 面 ， 若 擋 土 牆 無 設 置 止 滑 榫 ， 則 被 動 土 壓 力 多 不 計 入 ； 若 擋 土 牆 設 置 止 滑 榫 ， 則 被 動 土 壓 力 得 予 7-15
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計 入 。 由 於 ， 牆 前 被 動 土 壓 力 是 否 完 全 發 揮 端 視 牆 體 滑 動 變 位 量 ， 因 此 ， 考 慮 牆 前 被 動 土 壓 力 需 在 牆 體 產 生 較 大 變 位 時 方 能 完 全 貢 獻 ， 因 此 計 入 檢 核 之 牆 前 被 動 土 壓 力 宜 折 減 50%。 2. 擋 土 牆 設 置 止 滑 榫 者 ， 其 可 能 滑 動 破 壞 面 假 設 在 止 滑 榫 底 端 ， 在 計 算 牆 底 之 摩 擦 力 方 面 應 對 止 滑 榫 前 後 分 別 採 土 壤 內 摩 擦 角 及 牆 體 底 面 與 土 壤 間 摩 擦 角 。 7.4.2 牆 體 傾 覆 擋 土 牆 抵 抗 傾 覆 之 安 全 係 數 ， 於 長 期 載 重 狀 況 時 應 大 於 2.0， 於 地 震 時 應 大 於 1.5， 安 全 係 數 之 計 算 原 則 為 ： 對 牆 前 趾 產 生 之 抵 抗 力 矩 安全係數 = 對 牆 前 趾 產 生 之 傾 覆 力 矩 【 解 說 】 1. 在 計 算 擋 土 牆 抵 抗 傾 覆 安 全 係 數 方 面 ， 通 常 牆 體 前 被 動 土 壓 力 不 予 計 入 ， 水 壓 力 及 上 浮 力 需 視 地 下 水 位 及 牆 背 排 水 設 施 配 置 而 作 適 當 地 考 量 。 考 慮 地 震 狀 況 時 ， 須 將 動 態 主 動 土 壓 力 增 量 計 入 。 2. 對 於 多 階 配 置 之 擋 土 牆 ， 需 檢 核 各 階 擋 土 牆 抵 抗 傾 覆 之 安 全 係 數 。 對 於 柔 性 自 重 式 擋 土 牆 之 蛇 籠 擋 土 牆 及 框 條 式 擋 土 牆 ， 除 檢 核 牆 體 抵 抗 對 牆 底 前 趾 傾 覆 之 安 全 係 數 外 ， 尚 需 考 慮 檢 核 牆 體 上 部 抵 抗 傾 覆 之 安 全 係 數 。 7.4.3 基 礎 容 許 支 承 力 擋 土 牆 基 礎 支 承 力 之 安 全 係 數，應 符 合 本 規 範 第 4.3.5 節 之 規 定。 7-16
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【 解 說 】 1. 擋 土 牆 基 礎 型 式 可 分 為 淺 基 礎 及 深 基 礎 ， 基 礎 配 置 及 型 式 之 選 擇 應 符 合 淺 基 礎 及 深 基 礎 之 相 關 規 定 ， 並 考 慮 其 施 工 性 及 安 全 性 。 2. 擋 土 牆 基 礎 之 容 許 支 承 力 ， 應 分 別 考 慮 常 時 及 地 震 時 抵 抗 剪 力 破 壞 之 安 全 係 數 ， 應 符 合 本 規 範 第 4.3.5 節 之 規 定 ， 且 基 礎 總 沉 陷 量 及 不 均 勻 沉 陷 量 均 應 在 符 合 擋 土 牆 功 能 要 求 之 容 許 限 度 之 內 。 7.4.4 整 體 穩 定 性 擋 土 牆 設 計 時 應 檢 核 沿 擋 土 牆 底 部 土 層 滑 動 之 整 體 穩 定 性 ， 其 安 全 係 數 於 長 期 載 重 狀 況 時 應 大 於 1.5，於 地 震 時 應 大 於 1.2，考 慮 最 高 水 位 狀 況 之 安 全 係 數 應 大 於 1.1。惟 考 慮 最 高 水 位 狀 況 時，可 不 同 時 考 慮 地 震 狀 況 。 【 解 說 】 當 擋 土 牆 承 載 土 層 內 存 在 軟 弱 土 層 時 ， 除 檢 核 牆 體 抵 抗 滑 動 及 傾 覆 之 安 全 係 數 之 外 ， 尚 需 檢 核 沿 擋 土 牆 底 部 深 層 土 壤 滑 動 之 可 能 性 ， 檢 核 其 最 小 安 全 係 數 應 符 合 上 列 規 定 ， 其 檢 核 方 法 可 參 考 相 關 之 邊 坡 穩 定 分 析 方 法 。 若 擋 土 牆 座 落 於 岩 層 或 岩 層 上 之 覆 蓋 土 層 時 ， 則 除 檢 核 牆 體 抵 抗 滑 動 及 傾 覆 之 安 全 係 數 外 ， 需 檢 核 擋 土 牆 底 部 沿 土 岩 層 介 面 滑 動 或 沿 岩 層 弱 面 滑 動 之 安 全 係 數 。 7.4.5 土 壤 液 化 評 估 擋 土 牆 設 計 時 應 評 估 牆 背 面 土 壤 及 牆 基 礎 下 方 土 壤 在 受 地 震 作 用 時 之 液 化 潛 能 ， 並 研 判 其 對 牆 體 穩 定 性 之 影 響 ， 必 要 時 應 採 行 適 當 之 防 制 措 施 。 7-17
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【 解 說 】 經 土 壤 液 化 潛 能 評 估 結 果 ， 擋 土 牆 之 牆 背 土 壤 或 承 載 土 壤 於 地 震 時 抵 抗 液 化 之 安 全 係 數 低 於 安 全 要 求 時 ， 可 考 慮 採 用 地 層 改 良 、 深 基 礎 或 結 構 加 強 等 方 式 處 理 。 土 壤 液 化 潛 能 評 估 方 法 可 參 考 本 規 範 第 十 章 之 相 關 規 定 。 7.5 地 下 牆 設 計 7.5.1 設 計 側 壓 力 1. 建 築 物 四 周 與 地 層 直 接 接 觸 之 地 下 構 造 牆 ， 其 設 計 除 應 考 慮 上 部 構 造 物 所 傳 遞 之 作 用 力 外，尚 應 考 慮 作 用 於 地 下 牆 之 側 向 土 壓 力 及 最 大 水 壓 力。牆 體 背 面 地 表 面 上 如 有 超 載 重，應 考 慮 其 所 增 加 之 側 向 壓 力 。 2. 若 基 地 位 於 地 震 區 ， 尚 應 適 當 考 量 因 地 震 作 用 而 增 加 之 動 態 側 向 壓 力 。 【 解 說 】 1. 永 久 建 築 構 造 物 之 地 下 牆 及 構 築 於 地 下 具 側 向 位 移 束 制 之 壁 體 ， 原 則 上 應 考 量 靜 止 土 壓 力 為 設 計 用 之 側 向 土 壓 力 ， 並 應 考 慮 最 大 之 水 壓 力 為 設 計 之 基 準 。 2. 對 於 設 計 地 下 牆 時 ， 宜 蒐 集 基 地 本 身 及 鄰 近 地 區 之 地 下 水 位 、 孔 隙 水 壓 隨 季 節 變 化 之 觀 測 資 料 ， 以 及 該 地 區 防 洪 水 位 高 程 之 要 求 ， 以 提 供 決 定 設 計 水 壓 力 之 參 考 。 若 基 地 環 境 存 有 地 區 性 抽 取 地 下 水 造 成 地 下 水 位 變 化 之 因 素 ， 則 需 適 當 地 考 慮 長 期 性 地 下 水 位 回 升 對 牆 體 之 影 響 。 7-18
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7.5.2 材 料 強 度 1. 鋼 筋 混 凝 土 地 下 牆 如 採 用 與 地 上 構 造 物 相 同 施 工 方 法 構 築 時，其 設 計 及 材 料 容 許 強 度 應 比 照 建 築 構 造 編 第 六 章 混 凝 土 構 造 之 各 項 規 定 。 2. 鋼 筋 混 凝 土 地 下 牆 如 採 用 場 鑄 式 地 下 連 續 壁 之 方 式 施 工 時，混 凝 土 之 容 許 壓 應 力 不 得 大 於 規 定 壓 力 強 度 之 四 分 之 一 ， 且 不 得 大 於 70kgf/c㎡ ， 於 泥 水 中 灌 注 混 凝 土 而 成 之 地 下 連 續 壁 ， 其 混 凝 土 之 規 定 壓 力 強 度 不 得 小 於 210 kgf/c ㎡ 。 且 最 小 水 泥 量 不 得 低 於 3 375kgf/m 。 混 凝 土 之 容 許 剪 應 力 強 度 及 鋼 筋 握 持 長 度 ， 應 分 別 依 建 築 構 造 編 第 六 章 混 凝 土 構 造 之 相 關 規 定 計 算，惟 剪 應 力 強 度 應 折 減 百 分 之 二 十 五 ， 而 鋼 筋 握 持 長 度 應 增 加 百 分 之 三 十 。 3. 地 下 牆 若 兼 做 施 工 時 期 之 擋 土 設 施 ， 其 設 計 應 對 施 工 過 程 可 能 加 諸 於 牆 體 之 殘 餘 應 力 作 適 當 考 慮 。 【 解 說 】 1. 本 條 所 述 第 1 項 及 第 2 項 規 定 係 適 用 一 般 性 之 規 定 ， 對 於 特 殊 工 程 則 需 依 其 設 計 準 則 進 行 設 計 。 2. 對 於 濱 海 或 臨 近 具 侵 蝕 性 因 素 地 區 之 地 下 牆 設 計 ， 尚 需 視 實 際 狀 況 採 取 具 代 表 性 地 下 水 及 土 壤 樣 品 進 行 地 下 水 質 分 析 試 驗 及 土 壤 化 學 性 質 試 驗 ， 以 考 量 地 下 牆 抵 抗 長 期 性 侵 蝕 之 功 能 。 7-19
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牆 體 變 位 方 向 ← 垂直面 牆 背 h σ A P A H H / 3 圖 7.1 主 動 土 壓 力 圖 7-20