¶ 建築物基礎構造設計規範｜90年版・歷史版本｜第八章 基礎開挖（1／2）
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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¶ 原檔第188頁
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第 八 章 基 礎 開 挖 8.1 通則 基 礎 開 挖 之 設 計 ， 為 確 保 開 挖 時 基 地 內 及 其 鄰 近 範 圍 之 安 全 ， 須 依 照 第 三 章 之 各 項 規 定 進 行 基 地 調 查 ， 其 中 應 特 別 調 查 下 列 各 項 重 點 ， 以 為 設 計 防 護 措 施 之 依 據 ： 1﹒ 鄰 近 構 造 物 之 狀 況 及 其 基 礎 型 式 。 2﹒ 鄰 近 地 下 構 造 物 及 設 施 之 位 置 及 構 造 型 式 。 3﹒ 基 地 底 下 是 否 含 有 地 下 障 礙 物 。 【 解 說 】 1. 基 礎 開 挖 時 所 引 致 的 擋 土 結 構 體 側 向 位 移 及 地 表 沉 陷 ， 可 能 影 響 鄰 近 構 造 物 的 結 構 安 全 ， 其 影 響 程 度 因 鄰 近 構 造 物 的 強 度 、 離 基 地 開 挖 面 的 距 離 及 其 基 礎 的 型 式 、 大 小 、 深 度 等 而 有 所 差 異 。 2. 基 礎 或 道 路 開 挖 常 會 遭 遇 到 箱 涵、管 線、舊 建 物 基 礎 等 地 下 障 礙 物 ， 尤 其 是 公 共 管 線 ， 處 理 工 作 至 為 繁 雜 費 時 ， 卻 常 為 規 劃 設 計 者 所 忽 略 ， 以 致 工 程 發 包 開 工 後 常 有 意 外 狀 況 之 發 生 ， 不 但 影 響 工 程 之 進 行 ， 甚 至 常 造 成 安 全 上 的 問 題 ； 因 此 於 開 挖 前 ， 應 事 先 詳 細 調 查 地 下 障 礙 物 之 有 無 、 種 類 、 位 置 、 形 狀 等 ， 再 決 定 處 理 方 式 。 處 理 方 式 於 開 挖 前 先 做 好 管 線 遷 移 ， 無 法 遷 移 者 則 於 開 挖 施 工 中 施 以 吊 掛 保 護 並 採 補 強 措 施 等 。 8.2 安全措施 基 礎 開 挖 必 須 依 照 建 築 技 術 規 則 建 築 設 計 施 工 編 及 本 章 之 各 項 規 定 設 置 適 當 之 開 挖 及 擋 土 安 全 措 施 ， 並 應 符 合 相 關 法 令 之 要 求 。 8-1
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【 解 說 】 1. 基 礎 開 挖 安 全 之 目 標 ， 狹 義 的 解 釋 為 工 程 本 體 不 發 生 安 全 問 題 ， 廣 義 的 解 釋 為 本 體 工 程 安 全 外 ， 鄰 產 亦 能 保 持 安 全 ， 例 如 開 挖 工 地 鄰 近 道 路 ， 房 子 不 產 生 沉 陷 、 龜 裂 、 傾 斜 ； 排 水 、 交 通 不 受 影 響 、 各 類 管 線 保 持 完 好 等 基 本 要 求 。 因 此 開 挖 工 程 之 設 計 ， 除 依 據 力 學 學 理 分 析 外 ， 亦 須 考 量 工 程 本 體 及 鄰 近 地 層 整 體 之 變 位 量 2. 基 礎 工 址 及 鄰 近 地 層 因 開 挖 解 壓 而 產 生 變 位 ， 包 括 沉 陷 、 隆 起 、 水 平 位 移 等 ， 其 變 位 影 響 範 圍 視 土 層 類 別 、 土 層 強 度 、 開 挖 深 度 、 開 挖 方 法 及 擋 土 方 法 等 而 定 。 當 鄰 近 結 構 物 或 管 線 座 落 在 變 位 影 響 範 圍 內 ， 即 可 能 被 波 及 。 鄰 近 結 構 物 依 其 結 構 強 度 及 基 礎 型 式 ， 通 常 可 容 許 一 定 量 之 變 位 量 及 變 形 量，尚 不 致 產 生 損 壞，目 前 文 獻 上（ 例 如 ： Bjerrum, 1963; Fang,1991 等 ） 多 依 構 造 類 別 及 基 礎 型 式 列 舉 ， 此 類 容 許 變 位 量 較 適 用 於 新 建 結 構 物 。 對 於 老 舊 結 構 物 ， 因 使 用 與 維 護 上 不 同 ， 興 建 後 迄 今 已 發 生 之 變 位 量 若 無 紀 錄 可 循 ， 則 其 容 許 變 位 量 在 「 消 耗 」 後 之 殘 餘 量 為 不 可 知 。 當 鄰 地 開 挖 引 致 變 形 量 超 出 可 允 許 之 殘 餘 量 時 ， 即 造 成 結 構 物 損 壞 。 因 此 ， 開 挖 設 計 時 ， 應 調 查 鄰 近 結 構 物 之 現 況 ， 評 估 其 允 許 殘 餘 變 位 量 。 3. 開 挖 設 計 時 ， 對 於 鄰 地 埋 設 有 壓 力 管 線 時 ， 尤 應 慎 重 。 壓 力 油 管 與 瓦 斯 管 受 損 後 ， 易 引 致 火 災 ， 造 成 二 次 災 害 。 高 壓 水 管 滲 漏 則 可 能 淘 空 地 層 ， 導 致 開 挖 工 地 全 面 坍 垮 。 8.3 地下水位控制 基 礎 開 挖 深 度 在 地 下 水 位 以 下 時 ， 應 設 置 水 位 控 制 設 施 ， 以 確 保 開 挖 作 業 之 安 全 。 水 位 控 制 方 法 須 依 據 地 層 之 地 下 水 位 、 透 水 性 、 水 量 、 及 是 否 含 有 受 壓 水 層 等 進 行 規 劃 ， 必 要 時 應 實 施 現 場 抽 水 試 驗 ， 以 決 定 該 地 層 之 適 用 方 法 。 8-2
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降 水 設 計 必 須 考 慮 對 周 圍 環 境 之 影 響 ， 並 適 度 防 止 土 壤 流 失 及 地 層 變 形 ， 避 免 因 水 位 下 降 而 造 成 鄰 地 塌 陷 或 鄰 房 損 害 ， 必 要 時 應 採 取 截 水 、 補 注 地 下 水 或 鄰 房 保 護 等 輔 助 措 施 防 護 之 。 【 解 說 】 1. 基 地 開 挖 面 若 在 地 下 水 位 之 下 ， 為 了 使 開 挖 面 或 邊 坡 保 持 穩 定 狀 態 ， 以 及 工 作 面 保 持 乾 燥 便 於 施 工 作 業 ， 一 般 均 將 地 下 水 位 降 至 開 挖 面 下 1∼ 2 公 尺 。 降 低 地 下 水 位 所 用 方 法 ， 視 開 挖 方 式 、 含 水 層 透 水 性 及 土 層 性 質 而 定 。 常 用 方 法 有 ： (1) 重 力 式 排 水：以 集 水 坑 或 集 水 井 集 水 後，以 抽 水 泵 浦 排 出 基 地 。 (2) 裝 置 一 排 或 數 排 小 口 徑 點 井：點 井 直 徑 50∼ 60 厘 米，開 口 長 度 為 0.5∼ 1.0 公 尺，每 點 井 間 隔 約 1∼ 3 公 尺，點 井 上 接 豎 管 及 集 水 幹 管 ， 使 用 抽 水 泵 浦 抽 出 地 下 水 降 低 水 位 ， 參 見 圖 -解 8.3-1 所 示 ， 若 使 用 多 段 式 (multi-stage)降 水 ， 每 段 之 高 差 不 超 過 5 公 尺 ， 如 圖 -解 8.3-2 所 示 。 (3) 鑽 掘 抽 水 深 井 ， 井 內 填 塞 濾 料 及 安 裝 沉 水 式 泵 浦 抽 水 。 深 井 亦 可 設 計 成 單 排 或 數 排 。 必 要 時 ， 亦 可 用 多 段 式 。 (4) 真 空 抽 水 井 ： 利 用 真 空 泵 浦 抽 水 ， 最 高 降 水 約 可 達 6m。 圖 -解 8.3-1 點 井 工 法 示 意 圖 8-3
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圖 -解 8.3-2 多 階 段 降 低 地 下 水 位 法 示 意 圖 2. 各 類 土 層 ， 依 其 透 水 性 高 低 ， 適 用 之 降 水 方 法 列 如 表 -解 8.3-1。 表 -解 8.3-1 各 類 土 層 之 滲 透 係 數 及 適 用 之 降 水 方 法 含 水 層 滲 透 係 數 (cm/sec) 降 水 方 法 -1 卵 礫 石 層 > 1×10 重 力 排 水 水 中 開 挖 (不 降 水 ) -1 -3 粗 砂 至 中 砂 1×10 ∼ 1×10 重 力 排 水 、 深 井 、 點 井 、 真 空 抽 水 井 -3 -5 細 砂 、 粉 土 、 粘 土 1×10 ∼ 1×10 深 井、點 井、真 空 抽 水 井 -5 粘 土 <1×10 電 滲 法 或 不 降 水 3. 採 用 明 挖 方 法 施 工 之 工 地 ， 重 力 排 水 之 滲 出 量 ， 可 用 達 西 定 律 概 估 其 單 位 時 間 之 滲 流 量 Q Q = kiA 式 (解 8.3-1) 3 Q =流 量 (cm /sec) k =含 水 層 之 滲 透 係 數 (cm/sec) i = h / L ＝ 水 力 坡 降 8-4
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h =水 頭 差 (cm) L=滲 流 長 度 (cm) 2 A =滲 流 斷 面 積 (cm ) 4. 採 用 擋 土 式 開 挖 之 工 地 ， 假 設 擋 土 措 施 水 密 性 良 好 ， 但 尚 未 貫 入 不 透 水 層 ， 如 圖 -解 8.3-3， 從 開 挖 面 之 滲 出 量 ， 可 用 下 式 概 估 其 單 位 時 間 之 滲 流 量 。 若 須 較 精 確 之 估 算 ， 可 依 地 層 之 分 佈 ， 繪 畫 流 線 網 計 算 之 。 h Q = k A 式 (解 8.3-2) v d + d 1 2 式 內 3 Q =流 量 (cm /sec) k =含 水 層 之 垂 直 向 滲 透 係 數 (cm/sec) v 2 A =開 挖 面 之 水 平 面 積 (cm ) h =開 挖 基 地 內 外 水 頭 差 (cm) d =基 地 外 側 滲 流 長 度 (cm) 1 d =基 地 內 側 滲 流 長 度 (cm) 2 圖 -解 8.3-3 開 挖 面 滲 流 計 算 符 號 說 明 圖 8-5
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5. 當 進 行 以 抽 水 井 降 水 時 ， 抽 水 量 乃 依 水 井 外 緣 水 位 （ 抽 水 後 ） 、 井 徑 及 含 水 層 之 透 水 性 而 定 。 抽 水 至 平 衡 狀 態 ， 地 下 水 位 以 該 井 為 中 心 呈 倒 圓 錐 形 下 降 (cone of depression)，其 水 位 下 降 之 影 響 半 徑 R， 可 用 下 式 估 算 之 ： R = 3000S k 式 (解 8.3-3) 其 中 R =影 響 半 徑 (m) s=水 井 外 緣 水 位 下 降 量 (m) k=含 水 層 之 滲 透 係 數 (m/sec) 若 依 含 水 層 之 土 壤 類 別 判 斷 ， 降 水 之 影 響 半 徑 概 估 如 表 -解 8.3-2 所 示 。 表 -解 8.3-2 各 類 土 壤 之 粒 徑 及 抽 水 影 響 半 徑 土 壤 類 別 粒 徑 ， d(mm) 影 響 半 徑 ， R(m) 粗 10 1500 卵 礫 石 中 至 細 1∼ 10 400∼ 1500 粗 砂 ， 中 砂 0.25∼ 1 100∼ 400 砂 細 砂 0.05∼ 0.25 10∼ 100 粉 土 質 砂 0.025∼ 0.05 5∼ 10 6. 當 數 個 抽 水 井 同 時 進 行 抽 水 時 ， 若 水 下 降 影 響 範 圍 相 交 疊 ， 交 疊 部 份 水 位 最 終 下 降 量 為 各 井 在 相 交 疊 部 份 下 降 量 之 和 。 7. 地 下 水 位 下 降 後 ， 土 層 之 有 效 應 力 增 加 ， 對 具 有 高 壓 縮 性 粘 土 地 層 ， 可 引 起 地 層 沉 陷 。 另 外 ， 地 下 水 位 下 降 ， 對 於 原 水 位 下 之 結 構 物 例 如 地 下 室 筏 基 等 ， 浮 力 減 少 ， 結 構 物 內 應 力 改 變 ， 地 層 應 力 增 加 ， 亦 可 能 引 起 結 構 物 沉 陷 。 8.4 邊坡式開挖 8.4.1 適 用 範 圍 8-6
¶ 原檔第194頁
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基 地 開 挖 若 採 用 邊 坡 式 開 挖 ， 其 基 地 狀 況 通 常 必 須 具 有 下 列 各 項 條 件 ， 但 對 高 地 下 水 位 且 透 水 性 良 好 之 砂 質 地 層 ， 並 不 適 宜 。 1﹒ 基 地 為 一 般 平 地 地 形 。 2﹒ 基 地 周 圍 地 質 狀 況 不 具 有 地 質 弱 帶 。 3﹒ 基 地 地 質 不 屬 於 疏 鬆 或 軟 弱 地 層 。 【 解 說 】 本 節 所 定 義 之 邊 坡 式 開 挖 即 所 謂 的 明 挖 斜 坡 施 工 法 ， 當 基 地 周 圍 無 緊 鄰 之 建 築 物 或 設 施 、 具 有 足 夠 之 空 間 可 設 置 邊 坡 時 ， 若 基 地 地 質 狀 況 良 好 且 不 具 有 地 質 弱 帶 者（ 岩 層 面，節 理 面，斷 層，剪 裂 面 等 ）， 可 考 慮 採 用 邊 坡 式 開 挖 方 式 進 行 基 礎 開 挖 。 疏 鬆 之 砂 土 層 邊 坡 極 易 因 雨 水 沖 蝕 而 流 失 。 軟 弱 地 層 之 邊 坡 式 開 挖 ， 開 挖 區 外 圍 常 因 邊 坡 蠕 動 潛 變 而 下 陷 。 8.4.2 邊 坡 穩 定 分 析 考 慮 因 素 基 地 開 挖 若 採 用 邊 坡 式 開 挖 ， 所 開 挖 邊 坡 之 穩 定 分 析 應 就 以 下 因 素 作 適 當 考 慮 ： 1﹒ 正 常 及 暴 雨 期 間 地 下 水 位 之 影 響 。 2﹒ 施 工 期 間 之 地 表 上 方 超 載 重 。 3﹒ 施 工 期 間 可 能 發 生 之 地 震 影 響 。 4﹒ 施 工 期 間 之 地 表 逕 流 ， 可 能 產 生 之 沖 刷 影 響 。 5﹒ 開 挖 對 周 圍 環 境 之 影 響 。 【 解 說 】 1. 施 工 期 間 因 雨 水 滲 入 地 下 ， 將 造 成 地 下 水 位 升 高 ， 增 加 對 邊 坡 作 用 力；地 表 逕 流 也 將 對 邊 坡 造 成 沖 刷 作 用，影 響 邊 坡 穩 定 及 施 工 安 全 。 因 此 在 決 定 採 用 邊 坡 開 挖 方 式 施 工 前 必 須 在 基 地 周 圍 做 好 完 善 的 排 水 系 統，有 效 截 流 雨 水；至 於 防 止 地 表 逕 流 所 可 能 產 生 的 沖 刷 破 壞 ， 8-7
¶ 原檔第195頁
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則 可 於 坡 面 進 行 覆 蓋 或 噴 漿 保 護 之 。 邊 坡 式 開 挖 之 施 工 法，開 挖 完 成 後，在 無 任 何 支 撐 系 統 保 護 下 ， 施 工 人 員 於 開 挖 面 上 構 築 ， 必 須 特 別 注 重 施 工 安 全 。 於 設 計 開 挖 邊 坡 坡 度 、 分 階 高 度 及 土 堤 寬 度 應 盡 量 保 守 分 析 ， 而 施 工 期 間 可 能 發 生 的 地 震 、 車 輛 或 施 工 機 具 載 重 均 須 納 入 考 慮 。 2. 邊 坡 穩 定 分 析 方 法 大 致 分 成 兩 類 ： (1)有 效 應 力 分 析 方 法 － 適 用 於 無 地 下 水 或 確 知 地 下 水 壓 之 邊 坡 。 (2)總 應 力 分 析 方 法 － 適 用 於 地 下 水 壓 不 明 確 之 邊 坡 。 依 邊 坡 土 層 之 性 質 不 同 ， 例 如 砂 質 土 、 粘 質 土 、 兼 具 凝 聚 力 及 內 摩 擦 力 之 (c-φ )土，其 滑 動 模 式 可 分 為 邊 坡 滑 動、底 部 滑 動、圓 弧 狀 及 非 圓 弧 狀 滑 動 等，各 種 分 析 方 法 可 參 見 Terzaghi, Peck and Mesri (1996), Bishop(1955), Janbu(1954), Morgenstern and Price(1965)等 。 3. 過 壓 密 粘 土 （ 含 泥 岩 ， 頁 岩 ） 邊 坡 在 開 挖 後 ， 其 剪 力 強 度 可 因 解 壓 而 逐 漸 降 低，因 此，其 穩 定 分 析 及 坡 度 設 計 時，應 以 殘 餘 強 度 (residual strength)為 宜。又 此 類 粘 土 極 易 吸 水 軟 化，坡 面 應 有 適 當 防 水 措 施 。 4. 邊 坡 穩 定 分 析 之 傳 統 方 法 ， 考 慮 土 壤 之 塑 性 平 衡 ， 以 滑 動 面 之 剪 力 強 度 抵 抗 邊 坡 滑 動 力 量 ， 決 定 其 安 全 係 數 。 對 於 邊 坡 及 其 周 圍 之 變 形 量 ， 卻 無 法 分 析 。 因 此 在 考 慮 開 挖 邊 坡 可 能 對 周 圍 環 境 影 響 時 ， 其 設 計 之 安 全 係 數 ， 宜 採 保 守 ， 或 以 有 限 元 素 數 值 分 析 法 分 析 其 變 形 量 。 8.5 擋土式開挖 基 礎 開 挖 時 ， 若 無 法 以 邊 坡 式 開 挖 維 護 開 挖 安 全 ， 則 基 地 周 圍 應 以 合 適 的 擋 土 設 施 保 護 之 。 【 解 說 】 1. 選 擇 擋 土 設 施 時 ， 一 般 考 慮 其 施 工 難 易 、 水 密 性 及 其 剛 性 ， 目 前 國 內 開 挖 基 地 常 用 之 擋 土 設 施 如 表 -解 8.5-1 所 示 。 8-8
¶ 原檔第196頁
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表 -解 8.5-1 國 內 開 挖 基 地 常 用 之 擋 土 設 施 擋 土 方 法 施 工 方 法 適 用 地 層 優 點 缺 點 兵 樁 打 擊 式 ； 堅 實 粘 土 層 ； 施 工 簡 單 ； 須 要 降 水 ； （ 包 括 鋼 震 動 式 ； 開 挖 深 度 <8m 便 宜 ； 垂 直 度 差 ； 軌 、 H 型 油 壓 貫 入 ； 可 重 覆 使 用 ； 背 側 沉 陷 量 大 ； 鋼 ） 預 鑽 孔 位 置 調 整 容 易 拔 除 後 常 留 下 空 洞 鋼 鈑 樁 震 動 式 ； 軟 弱 土 層 ； 水 密 性 良 好 ； 施 工 易 有 噪 音 及 打 擊 式 ； 開 挖 深 度 <8m 可 重 覆 使 用 ； 震 動 ； 油 壓 貫 入 品 質 控 制 容 易 變 形 量 大 ； 背 側 沉 陷 量 大 （ 施 工 中 及 拔 除 後 ） 預 壘 排 樁 空 幹 螺 旋 鑽 軟 弱 土 層 ； 施 工 簡 單 ； 水 密 性 不 良 ； 開 挖 深 度 <10m 便 宜 ； 垂 直 度 差 ； 快 捷 不 超 過 15m 長 度 鑽 掘 排 樁 衝 擊 式 ； 各 類 土 層 ； 剛 性 良 好 水 密 性 不 良 ； 鑽 掘 -無 套 管 卵 礫 塊 石 地 層 垂 直 度 差 ； 鑽 掘 -有 套 管 較 不 宜 ； 昂 貴 ； 開 挖 深 度 <15m 用 地 較 多 手 掘 式 沉 人 工 挖 掘 卵 礫 塊 石 地 無 噪 音 及 震 動 ； 昂 貴 ； 箱 層 ； 剛 性 良 好 ； 安 全 性 差 ； 開 挖 深 度 <15m 可 多 組 人 員 同 時 工 作 條 件 差 ； 施 工 須 要 降 水 配 合 連 續 壁 抓 斗 式 ； 各 類 土 層 ； 噪 音 量 低 ； 昂 貴 ； 反 循 環 式 卵 礫 塊 石 地 層 無 震 動 ； 技 術 要 求 較 高 ； 較 不 宜 ； 剛 性 良 好 ； 用 地 較 多 開 挖 深 度 不 限 水 密 性 較 好 ； 可 用 作 永 久 墻 8.6 擋土設施設計考慮因素 8-9
¶ 原檔第197頁
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擋 土 設 施 之 設 計 至 少 應 考 慮 下 列 因 素 ： 1﹒ 基 地 地 質 特 性 及 擋 土 設 施 型 式 。 2﹒ 地 下 結 構 物 之 構 築 方 式 。 3﹒ 擋 土 設 施 之 材 料 強 度 。 4﹒ 擋 土 設 施 之 水 密 性 。 5﹒ 擋 土 結 構 系 統 之 勁 度 及 變 位 對 周 圍 環 境 之 影 響 。 6﹒ 基 地 開 挖 過 程 中 各 階 段 開 挖 面 之 穩 定 性 。 7﹒ 擋 土 設 施 與 支 撐 之 施 工 程 序 、 時 機 及 預 力 。 擋 土 設 施 基 本 上 應 為 臨 時 結 構 物 ； 但 若 作 為 永 久 結 構 物 時 ， 其 設 計 應 符 合 建 築 技 術 規 則 建 築 構 造 編 各 相 關 章 節 之 規 定 ， 並 應 對 施 工 期 間 各 構 件 所 產 生 之 殘 餘 應 力 作 適 當 考 慮 。 【 解 說 】 1. 地 下 結 構 物 之 構 築 方 式 可 分 為 (1) 順 築 工 法 （ 亦 稱 順 打 工 法 ） － 其 施 築 順 序 為 (a) 擋 土 結 構 體 構 築 (b) 安 裝 中 間 柱 (c) 第 一 次 開 挖 （ 移 除 表 層 土 1∼ 2m） (d) 安 裝 最 上 層 支 撐 (e) 第 二 次 開 挖 （ 表 層 土 以 下 ） (f) 安 裝 第 二 層 支 撐 (g) 重 覆 (e)及 (f)至 開 挖 完 成 (h) 施 築 基 礎 底 版 (i) 拆 除 底 層 支 撐 (j) 施 築 地 下 室 樓 版 (k) 重 覆 支 撐 拆 除 及 樓 版 施 築 至 地 下 室 完 成 。 (2) 逆 築 工 法 （ 亦 稱 逆 打 工 法 ） － 其 施 築 順 序 為 (a) 擋 土 結 構 體 構 築 (b) 逆 築 支 柱 施 築 8-10
¶ 原檔第198頁
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(c) 第 一 次 開 挖 （ 移 除 表 層 土 ） (d) 施 築 地 下 室 頂 版 (e) 第 二 次 開 挖 （ 表 層 土 以 下 ） (f) 施 築 地 下 室 樓 版 (g) 重 覆 (e)及 (f)至 開 挖 完 成 (h) 施 築 地 下 室 基 礎 底 版 (3) 島 式 工 法 － 此 方 法 乃 結 合 明 挖 及 內 撐 工 法 ， 其 施 工 順 序 為 (a) 擋 土 結 構 體 構 築 (b) 開 挖 地 下 室 中 央 部 份 ， 保 留 四 周 戧 堤 (soil berm) (c) 構 築 中 央 部 份 結 構 體 至 地 面 (d) 逐 次 開 挖 （ 削 低 ） 戧 堤 ， 然 後 安 裝 支 撐 （ 利 用 已 完 成 之 結 構 體 作 反 力 ） (e) 開 挖 完 成 ， 施 築 基 礎 底 版 (f) 逐 層 拆 除 支 撐 及 施 築 樓 版 (4) 雙 順 打 工 法 － 此 方 法 為 近 年 嘗 試 新 工 法 ， 工 程 界 尚 未 能 完 全 接 受 ， 其 施 工 順 序 為 (a) 擋 土 結 構 體 構 築 (b) 施 築 擋 土 扶 壁 及 地 下 室 結 構 柱 (c) 開 挖 表 層 土 (d) 施 築 地 下 室 頂 版 （ 預 留 出 土 坑 ） (e) 地 上 結 構 體 施 作 ， 同 時 地 下 室 開 挖 直 至 底 部 (f) 施 築 基 礎 底 版 ， 及 各 層 樓 版 (g) 地 下 室 一 樓 結 構 體 與 頂 版 接 合 （ 同 逆 築 工 法 ） 2. 擋 土 設 施 之 水 密 性 ， 大 致 可 分 成 三 等 級 。 鋼 鈑 樁 與 連 續 壁 屬 於 水 密 性 良 好 者 ； 預 壘 排 樁 與 鑽 掘 排 樁 屬 於 水 密 性 不 良 者 ； 兵 樁 及 人 工 沉 箱 擋 土 柱 屬 於 水 密 性 極 差 者 。 8-11
¶ 原檔第199頁
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鋼 鈑 樁 與 連 續 壁 若 施 工 品 質 不 良 ， 排 樁 若 鑽 掘 過 深 ， 均 可 影 響 其 水 密 性 。 一 般 排 樁 以 相 割 排 列 較 相 切 排 列 有 較 好 之 水 密 性 。 開 挖 在 水 位 以 下 之 礫 石 及 砂 土 層 ， 擋 土 設 施 之 水 密 性 必 須 良 好 。 粘 性 土 壤 除 非 為 極 軟 弱 之 流 動 性 軟 土 ， 對 擋 土 設 施 之 水 密 性 要 求 較 低 。 3. 擋 土 結 構 系 統 之 勁 度 是 指 擋 土 設 施 之 抗 彎 勁 度 (flexural stiffness)， 與 擋 土 設 施 構 材 之 彈 性 模 數 (E)及 其 斷 面 慣 性 矩 (I)有 關。常 用 之 擋 土 結 構 中 ， 以 連 續 壁 之 勁 度 最 大 ， 排 樁 次 之 ， 而 鋼 鈑 樁 及 兵 樁 之 勁 度 則 較 低 。 各 擋 土 結 構 若 採 用 同 樣 之 支 點 間 距 ， 勁 度 較 高 之 擋 土 結 構 體，在 相 同 之 側 向 壓 力 作 用 下，其 撓 度 較 小，可 限 制 土 壤 之 變 形 量 ， 因 此 所 造 成 之 地 面 沉 陷 量 亦 較 小 。 4. 由 於 地 下 構 造 物 構 築 方 法 之 不 同 ， 對 擋 土 設 施 之 支 撐 方 法 及 時 機 ， 自 然 有 所 不 同 。 但 無 論 使 用 何 種 方 法 施 工 ， 基 地 開 挖 之 穩 定 性 ， 必 須 逐 階 段 分 析 ， 以 反 映 實 際 工 地 情 況 。 例 如 以 前 分 析 擋 土 設 施 之 應 力 時 ， 一 度 採 用 連 續 梁 分 析 法 ， 假 設 各 支 承 點 均 在 同 一 平 面 ， 並 且 無 位 移 ， 此 法 雖 稱 簡 便 ， 但 無 法 模 擬 擋 土 設 施 隨 施 工 過 程 逐 階 受 壓 力 作 用 而 產 生 變 位 之 現 象 。 5. 目 前 台 灣 地 區 之 房 屋 建 築 中 ， 以 連 續 壁 作 為 臨 時 擋 土 設 施 後 兼 作 地 下 室 永 久 結 構 牆 之 情 形 相 當 普 遍 。 開 挖 過 程 中 ， 連 續 壁 所 承 受 之 所 有 殘 餘 應 力 及 變 位 ， 均 應 在 永 久 結 構 牆 設 計 時 預 作 考 慮 ， 此 類 非 可 復 性 應 力 及 變 位 將 影 響 永 久 構 造 物 之 品 質 ， 包 括 壁 面 整 修 、 壁 體 側 向 擠 進 彎 曲 、 張 力 開 裂 、 壁 面 滲 漏 及 鋼 筋 鏽 蝕 等 等 。 連 續 壁 之 殘 餘 應 力 及 變 位 可 用 鋼 筋 應 變 計 與 傾 度 管 等 儀 器 量 測 ， 因 此 在 連 續 壁 施 工 前 即 應 將 量 測 儀 器 先 行 妥 善 規 劃 ， 所 安 裝 之 鋼 筋 應 變 計 ， 除 可 作 為 施 工 階 段 觀 測 用 ， 亦 可 兼 作 長 期 監 測 使 用 。 8.7 支撐設施 8-12
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8.7.1 型 式 基 礎 開 挖 若 採 用 擋 土 式 開 挖 時 ， 應 視 需 要 採 用 支 撐 設 施 ， 以 抵 抗 側 壓 力 並 確 保 施 工 安 全 。 支 撐 設 施 包 含 內 撐 及 背 拉 等 型 式 。 【 解 說 】 1. 現 時 建 築 基 地 開 挖 之 內 撐 設 施 幾 乎 全 部 都 採 用 H 型 鋼，包 括 水 平 支 撐、中 間 柱、圍 令（ 亦 稱 橫 擋 ）及 角 撐 等。以 雙 向 對 撐 支 承 擋 土 壁 。 圍 令 放 置 於 擋 土 壁 之 托 架 上 。 水 平 支 撐 雙 向 之 相 交 點 ， 以 中 間 柱 支 承 。 中 間 柱 本 身 以 打 擊 貫 入 或 以 鑽 掘 樁 方 式 固 定 在 開 挖 面 以 下 。 水 平 支 撐 若 須 施 加 預 力 ， 可 安 裝 油 壓 千 斤 頂 ， 同 步 進 行 。 各 層 水 平 支 撐 之 間 距 ， 以 3 至 4 公 尺 為 最 普 遍 ， 安 裝 之 位 置 ， 最 好 能 配 合 地 下 室 樓 版 位 置 ， 使 兩 者 之 施 工 ， 各 不 干 擾 。 2. 特 殊 形 狀 之 基 地 ， 例 如 小 型 工 作 井 ， 可 用 環 狀 內 撐 （ 只 有 圍 令 及 角 撐 ） 。 狹 長 型 條 狀 開 挖 ， 可 用 單 向 對 撐 （ 不 用 中 間 柱 ） 。 3. 斜 撐 亦 為 內 撐 之 一 種，但 效 果 較 差。施 加 預 力 時 以 平 版 式 千 斤 頂（ flat jack） 進 行 。 4. 逆 築 工 法 以 樓 版 及 梁 柱 結 構 物 支 承 擋 土 壁 ， 亦 應 視 為 內 撐 設 施 。 其 優 點 是 樓 版 勁 度 大 ， 全 面 支 承 擋 土 壁 。 其 缺 點 是 混 凝 土 樓 版 在 澆 注 後 會 產 生 乾 縮 現 象 ， 並 且 無 法 施 加 預 力 。 5. 背 拉 設 施 多 採 用 地 錨 或 岩 錨 。 淺 層 開 挖 ， 亦 可 用 鋼 纜 索 及 固 定 座 (dead man)， 繫 杆 及 錨 碇 樁 等 。 8.7.2 設 計 考 慮 支 撐 設 施 應 足 以 承 受 由 擋 土 設 施 所 傳 達 之 荷 重 ， 以 抑 制 或 減 少 其 變 位 。 所 考 慮 之 荷 重 應 包 含 ： 1﹒ 側 向 土 壓 力 8-13
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2﹒ 地 下 水 壓 力 3﹒ 地 表 上 方 載 重 4﹒ 施 工 期 間 之 臨 時 性 載 重 5﹒ 地 震 影 響 【 解 說 】 1. 內 撐 設 施 之 設 計 ， 主 要 是 圍 令 、 水 平 支 撐 、 角 撐 、 及 中 間 柱 之 應 力 分 析 與 斷 面 設 計。由 於 市 面 上 普 遍 以 H 型 鋼 作 為 內 撐 材 料，所 以 分 析 設 計 均 以 鋼 結 構 構 件 設 計，實 際 現 場 安 裝 施 工 時，一 般 係 圍 令（ 橫 擋 ） 斷 面 尺 寸 ≧ 水 平 支 撐 斷 面 ≧ 角 撐 斷 面 尺 寸 (徐 振 煌 ， 1998)。 2. 圍 令 係 將 擋 土 壁 體 所 承 受 之 側 向 土 壓 力 、 水 壓 力 等 予 以 傳 遞 至 角 撐 與 水 平 支 撐 之 構 材 ， 所 需 分 析 之 項 目 包 括 彎 曲 應 力 、 剪 應 力 及 軸 壓 應 力 ， 在 鋼 結 構 上 屬 於 梁 柱 (beam-column)結 構 。 3. 水 平 支 撐 主 要 承 受 軸 向 壓 力 。 實 際 上 ， 現 場 之 水 平 支 撐 常 受 到 自 重 彎 曲 ， 溫 度 效 應 不 均 勻 (H 型 鋼 上 下 兩 面 溫 度 不 同 )及 可 能 臨 時 堆 置 材 料 所 影 響 ， 水 平 支 撐 構 材 應 視 為 承 受 軸 壓 力 與 彎 矩 之 梁 柱 結 構 。 4. 角 撐 是 輔 助 水 平 支 撐 之 一 種 構 材 ， 與 水 平 支 撐 屬 同 類 型 之 壓 縮 構 材 ， 因 此 其 分 析 步 驟 與 水 平 支 撐 相 同 。 5. 中 間 柱 是 當 開 挖 面 寬 度 大 時 ， 於 適 當 間 隔 打 設 之 樁 柱 ， 用 以 支 承 整 個 支 撐 系 統 。 中 間 柱 所 承 受 之 力 量 包 括 水 平 支 撐 重 量 及 臨 時 荷 重 ， 水 平 支 撐 傾 斜 壓 縮 力 ， 中 間 柱 自 重 及 由 於 荷 重 偏 心 造 成 之 彎 曲 力 。 因 此 中 間 柱 分 析 設 計 包 含 斷 面 設 計 外 ， 並 須 檢 核 其 入 土 部 份 之 支 承 力 及 拉 拔 力 。 6. 內 撐 系 統 在 分 析 時 ， 通 常 只 考 慮 力 量 之 平 衡 ， 無 法 兼 顧 考 慮 擋 土 壁 在 開 挖 過 程 中 之 側 向 變 位 、 垂 直 變 位 、 壁 體 轉 動 及 開 挖 面 隆 起 致 使 中 間 柱 上 拱 等 現 象 ， 因 此 斷 面 設 計 時 宜 取 較 保 守 之 原 則 。 內 撐 系 統 之 破 壞 常 為 突 發 性 ， 某 一 支 撐 挫 屈 後 ， 其 力 量 立 即 傳 至 其 鄰 近 支 撐 ， 極 可 能 引 起 連 續 性 破 壞 。 7. 為 了 使 內 撐 系 統 有 效 支 承 擋 土 壁 之 各 項 作 用 力 ， 減 少 擋 土 壁 之 側 向 位 移 ， 通 常 在 水 平 支 撐 上 施 加 預 力 ， 約 為 設 計 力 量 之 50%， 上 層 支 8-14
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撐 應 酌 量 減 低 預 力 以 避 免 擋 土 壁 後 土 壤 上 拱 ， 同 時 上 層 支 撐 受 溫 度 效 應 及 臨 時 荷 重 等 影 響 較 大 ， 預 力 過 高 時 容 易 超 出 容 許 應 力 範 圍 。 8. 上 列 水 平 支 撐 、 角 撐 、 中 間 柱 及 圍 令 等 構 件 之 各 項 應 力 計 算 公 式 ， 可 參 見 徐 振 煌 (1998)一 書 。 8.7.3 側 向 土 壓 力 計 算 作 用 於 支 撐 設 施 之 側 向 土 壓 力 ， 應 視 地 層 分 佈 、 土 壤 特 性 ， 支 撐 型 式 及 擋 土 結 構 變 位 而 定 。 1. 內 撐 式 支 撐 設 施 作 用 於 內 撐 式 支 撐 設 施 之 側 向 土 壓 力 ， 可 依 據 彈 塑 性 分 析 模 式 所 得 結 果 或 Terzaghi-Peck之 視 側 壓 力 分 配 所 得 結 果 ， 取 較 大 者 為 設 計 之 土 壓 力 值 。 2. 背 拉 式 支 撐 設 施 作 用 於 背 拉 式 支 撐 設 施 之 側 向 土 壓 力 分 佈 ， 通 常 與 主 動 土 壓 力 分 佈 情 形 相 似 ， 且 接 近 開 挖 底 部 有 趨 近 於 靜 止 土 壓 力 之 情 形 。 在 計 算 側 向 土 壓 力 (P)時，應 考 量 鄰 近 構 造 物 之 位 移 量 而 選 取 主 動 土 壓 力 及 靜 止 土 壓 力 間 之 數 值 計 算 。 若 背 拉 式 支 撐 設 施 之 側 向 位 移 量 類 於 內 撐 式 設 施 時 ， 亦 可 採 用 Terzaghi-Peck之 視 側 壓 力 分 佈 值 。 【 解 說 】 1. 內 撐 式 支 撐 設 施 通 常 在 分 層 開 挖 後 逐 層 架 設 支 撐 ， 因 而 擋 土 設 施 之 側 向 變 位 亦 隨 開 挖 之 進 行 而 逐 漸 增 加 ， 但 擋 土 設 施 所 受 之 側 向 壓 力 ， 同 時 受 牆 背 之 土 層 特 性 、 支 撐 預 力 、 開 挖 程 序 與 快 慢 、 支 撐 架 設 時 程 等 諸 因 素 影 響 ， 使 牆 背 之 側 向 土 壓 力 呈 不 規 則 分 佈 ， 而 與 一 般 擋 土 牆 設 計 採 用 之 主 動 土 壓 力 ， 有 明 顯 之 不 同 。 2. Peck(1943)， Terzaghi 與 Peck(1967)， Peck(1969)根 據 歐 、 美 、 日 等 地 開 挖 地 下 鐵 隧 道 之 內 撐 式 支 撐 力 量 量 測 結 果 ， 反 推 牆 背 土 壓 力 呈 均 勻 分 佈 ， 其 最 大 壓 力 包 絡 線 定 為 視 側 壓 力 分 佈 圖 (Apparent 8-15
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Pressure Diagram)，在 緊 密 砂 土 層 中 為 矩 形 分 佈，在 粘 土 層 中 則 呈 梯 形 分 佈 （ 圖 -解 8.7-1） 。 設 計 時 ， 各 層 支 撐 力 可 依 其 垂 直 及 水 平 間 距 分 攤 視 側 壓 力 ， 並 將 擋 土 牆 視 為 簡 支 梁 ， 由 支 撐 為 支 點 支 承 。 本 法 在 應 用 時 ， 必 須 注 意 以 下 條 件 ： (1) 擋 土 採 用 鋼 鈑 樁 、 兵 樁 隔 板 之 類 柔 性 擋 土 墻 ， 以 順 打 方 式 開 挖 及 架 設 支 撐 ； (2) 開 挖 探 度 不 超 過 12m， 最 好 為 單 一 種 類 土 壤 ； (3) 砂 土 層 為 地 下 水 位 以 上 乾 砂 層 ； 粘 土 層 則 為 不 排 水 狀 態 。 粘 土 層 只 適 用 於 軟 弱 至 中 等 硬 度 ， 對 具 裂 隙 之 硬 粘 土 (stiff-fissured clay)，視 側 壓 力 圖 原 先 訂 為 臨 時 性 (tentative)土 壓 力 圖，但 至 今 (Terzaghi, Peck and Mesri, 1996)， 此 圖 表 仍 未 更 改 。 3. 視 側 壓 力 分 佈 圖 不 適 用 之 地 層 包 括 c −φ土 壤 ， 例 如 粉 土 質 粘 土 與 粘 土 質 粉 土 等 在 台 灣 最 常 見 之 土 壤 。 對 於 深 開 挖 常 用 之 鋼 筋 混 凝 土 連 續 壁 及 施 加 較 高 預 力（ 超 過 10 噸 ／ 支 撐 ）之 情 形，視 側 壓 力 分 佈 圖 均 無 法 涵 蓋 。 圖 -解 8.7-1 視 側 壓 力 分 佈 圖 (Peck， 1969) 4. 對 於 較 深 開 挖 時 ， 擋 土 結 構 壁 體 之 變 位 較 大 ， 深 層 土 壤 往 往 已 達 塑 性 狀 態 ， 土 壤 與 擋 土 結 構 之 互 制 行 為 變 化 複 雜 ， 反 應 到 支 撐 之 反 力 常 會 超 出 視 側 壓 力 分 配 所 得 之 結 果 ， 因 此 在 深 開 挖 時 ， 支 撐 系 統 之 8-16
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支 撐 反 力 亦 可 依 據 彈 塑 性 分 析 所 得 之 支 撐 反 力 結 果 。 5. 各 類 彈 塑 性 模 式 示 如 圖 -解 8.7-2 與 8.7-3。 6. 利 用 彈 塑 性 模 式 分 析 ， 可 知 開 挖 過 程 中 各 階 段 之 壁 體 變 位 、 彎 矩 及 支 撐 力 量 。 但 此 模 式 中 ， 土 層 之 等 值 彈 簧 （ 即 地 盤 反 力 係 數 ） 卻 極 難 掌 握 ， 必 須 從 很 多 實 際 工 地 監 測 結 果 中 判 斷 ， 始 能 獲 得 較 正 確 之 數 值 。 7. 對 於 地 表 超 載 及 地 下 水 滲 流 壓 力 等 ， 在 彈 塑 性 分 析 模 式 中 應 疊 加 在 主 動 區 之 土 壓 力 上 。 8. 有 關 背 拉 式 支 撐 系 統 之 設 計，可 參 考 中 國 土 木 水 利 工 程 學 會（ 1998） 之 「 地 錨 設 計 與 施 工 準 則 暨 解 說 」 。 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 −7 滲 流 水 壓。當 擋 土 設 施 底 部 貫 入 不 透 水 地 層（ k< 10 cm/sec），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 。 8-17
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圖 - 解 8 . 7 - 2 彈 塑 性 分 析 模 式 圖 之 一 8-18
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圖 - 解 8 . 7 - 3 彈 塑 性 分 析 模 式 圖 之 二 8-19
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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. 所 考 慮 之 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 設 施 上 者 應 併 入 支 撐 設 施 之 結 構 分 析 計 算 中 。 【 解 說 】 直 接 作 用 於 支 撐 設 施 上 之 載 重 包 括 支 撐 自 重 、 溫 度 效 應 、 及 工 作 載 重 等 。 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 8-20
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當 之 設 計 地 震 ， 可 參 考 圖 -解 2.4-1 台 灣 地 區 回 歸 期 475 年 之 地 震 地 表 加 速 度 作 適 當 之 折 減 。 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)貫 入 深 度 (2)塑 性 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 即 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 之 穩 定 性 分 析 ， 只 能 考 慮 地 層 之 應 力 部 份 ， 不 考 慮 地 層 之 變 位。因 此 在 開 挖 基 地 須 要 嚴 格 限 制 變 位 量 時，其 安 全 要 求 應 提 高 。 換 言 之 ， 縱 能 符 合 穩 定 性 之 最 低 安 全 要 求 時 ， 亦 未 必 能 達 到 變 位 量 之 安 全 要 求 。 通 常 開 挖 土 層 之 穩 定 性 愈 高 或 安 全 係 數 愈 大 ， 其 變 位 量 即 愈 小 。 8.8.1 擋 土 壁 貫 入 深 度 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 : 8-21