¶ 海岸防護設施規劃設計手冊－第四章 防護設施設計（1／7）
第 110 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
第四章 防護設施設計
防護設施設計主要目的係參照其方案規劃較適方案之平面布置與斷
面布置，依其功能型式考量其主體構造之安定性進行其組成設計，使
其在規劃重現期(年)內之各種外力作用下，能保持主體構造之安定不
被破壞，維持應有的防護功能。倘因安定設計需求致使方案布置有所
變動時，宜參照其規劃方式檢討其防護功能是否合乎計畫標的需求。
說明：
防護設施設計前應就防護計畫所規劃之內容作充分之瞭解，並
比對現況環境、地形、生態、災害情形等，以決定設計作業方針。
一、 設計時採用條件注意事項
1. 設計時得參照防護計畫所規劃之成果或依照現場水深地形
重新規劃成果，採用相關平面、斷面布置方案。
2. 設計時採用之入射波浪、水位、流速，得參照防護計畫於
規劃階段所使用的數據資料。
二、 設計前置作業
海岸防護設施設計需要考量其平面布置、斷面配置情
形，其結構、材料與主要為來自水體的作用力，如波浪、水
位等外力因子，以下說明其相關作業事項。
1. 瞭解防護對象所屬防護計畫之規劃內容
收集所屬防護計畫所規劃之範圍、防護標的與防護方
案等相關資料，包含防護設施之平面布置、斷面配置情形
(長度、寬度、水深地形、底質)與其設計波浪、設計水位，
安全需求(侵淤、溯上、越波量)以及環境與人文、景觀之配
合事項等。
2. 現場勘查
4 - 1
第 111 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
進行踏勘以瞭解現場侵淤、人文景觀環境變化，就既
定防護設施所在之水深地形測量，若與前項防護計畫所規
劃內容差異性不大，可進行後續設計作業；若差異性甚大，
得進行防護設施功能檢討。
3. 概念設計
根據防護計畫所規劃平面布置之起迄位置、現況地形
與設計水位，計算其底床水深，推估堤前波浪條件。若有
數值模式推算結果，可逕取防護設施處之波高(H)、入射角
度、淺化係數(Ks)、折射係數(Kr)及繞射係數(Kd)等資料，
否則可根據3.3.4節Goda之淺海波浪推算過程推算之。
4. 防護功能檢核
依照項2中波浪、水位資料與防護設施之型式、布置，
參酌3.3.5~3.3.7節進行計算，檢核防護設施之功能是否合乎
防護標的(防阻侵淤、暴潮溢淹、溯上越波等)的安全需求，
就原設施布置方案作局部調整，必要時得重新研擬布置方
案，並與民眾及地方說明、溝通。
5. 細部設計資料之準備
細部設計所需資料包括水深地形、水位、波浪、土壤
底質粒徑與防護設施所需結構材料、施工場所等，並據以
推算防護設施所在位置之設計水深、底床坡度、設計波浪。
由於細部設計時，不同主體組成的安定分析所用的波
浪條件不同，通常有防護設施所在處之波高(H)，如有義波
高(Hs)、最大波高(Hmax)，可根據項二說明計算得，有些計
算公式用到深海波高(Ho)、深海有義波高(Hso)等，其符號雖
符號不同，但代表意義一致，若計算公式取用防護設施處
波高(H)所對應的深海波高，可由項二所推得(H)除以淺化係
數(Ks)反推之。
4 - 2
第 112 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
4.1 堤防[9],[10],[18],[24],[25],[26],[36],[39],[40],[46]
堤防包括海堤與防潮堤，外廓型態(如堤高與外坡等)應於規劃階段決
定完成，設計階段進行外坡、過濾層、堤心填方、基礎、內坡、水防
道路及側溝等基本斷面元件設計。
說明：
海堤斷面必須能有效達成應有之禦潮防浪功能，且在各種外力
作用下於設計重現期(年)內，保持堤體安定不被破壞及減損功能；
而防潮堤斷面必須能有效達成應有之禦潮功能。
4.1.1 外坡[9],[10],[18],[24],[26],[36],[39],[40],[46]
外坡負有抵禦波力及流力，同時保護堤內層之作用，其重量必須在承
受外部波力、流力與內部上舉力及空隙壓力下保持安定不動，或者容
許不致於導致破壞之局部性個體移動，視材料性質而定。另外，設計
時須充份考慮景觀與生態與親水等海岸環境。
說明：
外坡設計主要為表層材料與被覆塊安定重量兩部份。
一、 表層材料
表層材料之抗抵力來自摩擦力、內聚力、個體重量、個體
間摩擦力、聯鎖力及力學強度等，不同材料之臨界載重條件自
異。表層材料得以自然或人造再生粒料製成，主要可分為
1. 細粒徑材料：如黏土、砂、草等。
2. 粗粒徑材料：如塊石、卵石、獨立性混凝土。
3. 連鎖性塊體：如連鎖性消波塊、連鎖舖面塊。
4. 面板：如混凝土坡面工、材料面板。
表層為混凝土坡面工、混凝舖面塊等剛性材料時，不得有
4 - 3
第 113 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
移動、滑動情形，塊石、卵石、消波塊等粗粒徑材料，則容許
在設計波作用下，約整體個數之5%移動。堤整體由塊石、卵石
或土砂等天然材料構成者，得容許堤形動態安定之變形。
另外，在靜水面附近波力及流力最強，該處被覆體最易被
移動，最需保持安定，故高潮位溯升高以下被覆層重量應相
同。高潮位溯升高以上部份因波力及流力較弱，得以較輕重量
之被覆塊舖設，乃至採用土砂、粘土、草皮舖設於被覆塊上以
利植生綠化。
二、 被覆塊安定重量
堤防整體由塊石、卵石或土砂等等粗粒徑材料構成者，得
容許堤形動態安定之變形，其斷面使用材料重量W配置情形如
圖4.1.1所示。一般海岸防護設施所使用塊體之安定性，決定於
由波浪作用於其表面波壓力之分布所形成之慣性力、拖曳力，
其重量都由水工模型試驗檢定之公式，以波高、週期、地床及
坡面坡度、塊體形狀、單位重等條件直接推算之。
圖4.1.1 外坡表層被覆塊重量(W)計算參考示意圖
1. 塊石、卵石
塊石、卵石安定重量推估方法甚多，其中以Hudson
(1984)所提計算方法較為較簡易，而van der Meer(1988)考慮
碎波型態、波浪作用時間、損害率及空隙率等因素較為嚴
謹，以下摘要說明Hudson(1984)與van der Meer(1988)計算方
法。
4 - 4
第 114 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
(1) Hudson公式
r H 3 W 3 (4.1.1) K D S r 1 cot
式中：W：塊石重量(ton)，H：設計波高，KD：安
定係數：堤面坡度，Sr：塊石比重(γr /γw)，γr：被覆
塊單位體積重(石塊約2.65 ton/m3，混凝土約2.3 ton/m3)，
γw：水單位體積重(約1.03 ton/m3)
使用上式公式時：
A. 式中設計波高H過去都採用H1/3，但為安全起見美國
工兵團(1984)建議用H1/10以策安全。
B. 安定係數(KD)因塊石形狀、消波塊形狀而異，KD值
愈大安定性愈佳，如表4.1.1。
表4.1.1 Hudson公式安定係數KD建議值(SPM，1984年)
堤 身 堤 頭
厚度 排列 堤面坡度
型塊種類 KD KD
層數 方式 cot
碎波 不碎波 碎波 不碎波
1.9 3.2 1.5
粗菱角磈石 2 亂拋 2.0 4.0 1.6 2.8 2.0
1.3 2.3 3.0
菱型塊 > 3 亂拋 2.2 4.5 2.1 4.2
(Tetrapod) 2 整齊 5.8 7.0 5.3 6.4
2 亂拋 1.2 2.4 1.1 1.9
圓滑塊石 1.5~3.6
> 3 亂拋 1.6 3.2 1.4 2.3
5.0 6.0 1.5
四腳塊
2 亂拋 7.0 8.0 4.5 5.5 2.0
(Quadripod)
3.5 4.0 3.0
8.3 9.0 1.5
鼎型塊
2 亂拋 9.0 10.0 7.8 8.5 2.0
(Tribar)
6.0 6.5 3.0
雙T塊 8.0 16.0 2.0
2 亂拋 14.8 31.8
(Dolos) 7.0 14.0 3.0
資料來源：SPM，1984年，如參考文獻[24]。
4 - 5
第 115 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
(2) van der Meer公式
A.深水情況
碎波時 ( ＜2.5，m 為碎波參數)：m
2.0 5.0 H s .018 N s 2.6 P S Z / N m (4.1.2)
Dn 50
不碎波時 ( ＞2.5)：m
H s N s
Dn 50
.013 2.0 P (4.1.3) 0.1 P cot S Z / N m ；cot 3
式(4.1.2)與(4.1.3)中，
Sz：損害程度( S z Az / Dn250 )
Az：斷面被沖刷面積
Dn50：代表直徑 (W / r 1) / 3 ，W為重量
Hs：有義波高(=H1/3)
Ns：安定參數
N：波浪數(以波浪作用時間除以波浪週期)
P：堤體滲透係數
Δ：塊體相對密度 (r / w ) 1
r：被覆塊單位體積重(石塊約2.65 ton/m3，混凝
土約2.3 ton/m3)，
w ：水單位體積重(1.03 ton/m3)
α：堤面角度
B.淺水情況
在捲波(Plunging wave)時：
4 - 6
第 116 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
H 2 % .0 18 7.8 P S Z / N 2.0m 5.0
D n 50 (4.1.4)
在湧波(Surging wave)時：
2.0 H 2 % .0 13 4.1 P S Z / N cot mp
D n 50 (4.1.5)
式(4.1.4) 與(4.1.5) 中，依Rayleigh 分佈H2%=
1.4Hs，但在淺水時此比值變小因波高水深比而定，各
參數定義同前。其餘參數定義與式(4.1.2)與(4.1.3)相
同。
2. 混凝土消波塊
混凝土消波塊限於無法取得塊石時，使用應整齊排
列。選擇消波塊型式，除考慮安定係數、肢體強度、勾結
性之外，更應注意景觀、視覺與親水等環境融合性，避免
使用突兀形狀之型塊。混凝土消波塊之安定重量推估方
法，可以Hudson(1984)與van der Meer(1988)等方式進行推
估，如式(4.1.1)~(4.1.5)。
3. 混凝土舖面塊(Placed blocks)
混凝土舖面塊厚度計算，可依Klein Breteler 與
Bezuijen(1991)置放於粒狀石料過濾層上之鬆散舖面塊試驗
結果推估。舖面塊重量必須滿足抗滑動、抗上舉力、抗表
面阻力、內部安定與整體平衡等頗為複雜之因素，可依
Pilarczyk(1990)提議方法進行推估。另外，抗滑安全係數Fs
應大於1，且舗面塊外坡坡度一般採用1:3~1:4，浪花可打到
之部份常生青苔易滑倒，應予注意防範，而設計潮位以上
應予覆土植生綠化。以下摘要說明舖面塊厚度、重量與抗
滑動其計算方法。
(1) 舖面塊厚度
Klein Breteler與Bezuijen(1991)依據置放於粒狀石
4 - 7
第 117 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
料過濾層上之鬆散舖面塊試驗，提議以式(4.1.6)計算厚
度。
H s .0 67 S bp (4.1.6)
t a
其中，波高Hs建議以H2%=1.4Hs取代計算較安全。
式(4.1.6)中：
Δ：塊體相對密度γr /γw -1，γr為被覆塊單位體積
重，γw為水單位體積重
ta：表層厚度(m)
Hs：有義波高(=H1/3 )
Sb：經驗常數，如表4.1.2。
p：碎波參數( tan/ H os / Lop )
：堤面坡度
Hos：深海有義波高
Lop：主頻深海波波長( gT p2 / 2 )
Tp：波譜主頻週期
表4.1.2 Sb常數
表層材料 Sbmin Sbmax
鬆散舖面塊於粒狀過濾層上，低安定 2.6 5.6
鬆散舖面塊於粒狀過濾層上，正常安定 3.7 8.0
鬆散舖面塊於地工布、砂過濾層上 3.7 8.0
鬆散舖面塊於粘土上 5.1 11.0
連鎖塊於粒狀過濾層上，低安定 3.0 6.5
連鎖塊於粒狀過濾層上，正常安定 3.7 8.0
連鎖塊於地工布、土過濾層 5.1 11.0
(2) 舖面塊重量
4 - 8
第 118 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
Pilarczyk(1990)提議以式(4.1.7)計算舖面塊重量。
H s 5.0 .2 25 cos p
D (4.1.7)
式中：
Δ：塊體相對密度γr /γw -1，γr為被覆塊單位體積
重，γw為水單位體積重
Hs：有義波高(=H1/3 )
ub2
Ψ：徐爾茲數 ( s 1gD )
ub：底床粒子流速
s：塊體比重 /r w
D：代表直徑
g：重力加速度
：堤面坡度
另外，使用式(4.1.7)計算時需注意：
A.鬆散或緊密之舖面塊，Hs<1.5m 過濾層為地工布+砂
及粒狀石料時Ψ=1.5。鬆散緊接舖面塊，置於地工布
+粘土＋粒狀石料時Ψ=2.0。
B.灌漿或串聯舖面塊/勾結性良好之舖面塊置於粒狀石
料上者，Ψ≥2.5。
(3) 抗滑動
摩擦力可由舖面塊垂直於堤面之分力求得
F f f c Fn
(4.1.8)
式中：
Ff：摩擦力
4 - 9
第 119 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
Fn：垂直分力
fc：摩擦係數( tan( 2 / 3r ) ， r為摩擦角)
舖面塊每塊之垂直力
Fn L b t a ( c w ) g cos
(4.1.9)
式中：
L：面塊長
b：面塊寬
ta：面塊厚
ρc：混凝土密度
ρw：水密度
：堤面坡度
最大上舉力出現於波峰出現前，設波峰作用前舖面
塊滑動其驅動力最大。
Fa L b t a c g sin ( H s / sin)b t a c g sin (4.1.10)
則抗滑安全係數Fs大於1 即安定
Fs Ff / Fa 1 (4.1.11)
舗面塊外坡坡度一般採用1：3~1：4，浪花可打到
之部份常生青苔易滑倒，應予注意防範。
4. 開孔舖面塊
空隙率>10%之正常安定狀況者比照舖面塊計算安定
重量，因體塊形狀各有不同，安定性自有差異，應由試驗
決定，厚度應不小於50cm。開孔部份填卵石保護過濾層。
5. 混凝土坡面工(Slabs)
混凝土坡面工面積大(一般大於3m×3m)承受之上舉力
4 - 10
第 120 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
亦較大。混凝土坡面工厚度以不小於30cm 為原則，高潮線
下承受波力較大酌增為50cm。基於海岸生態棲息、景觀環
境應盡量避免採用混凝土外坡。設計潮位以上之混凝土坡
面工上應覆土植生綠化，減少視覺衝擊。
大塊混凝土如場拌混凝土面，或大於面積3m×3m之混
凝土面所形成之表層承受極大之上舉力，會集中於某局部
板面，以至於減少其阻力，若以Klein Breteler 與
Bezuijen(1991)估算混凝土坡面工厚度時，常數Sb建議以4.3
計算。另外，考量大型混凝土面可能承受極大之上舉力，
為加厚板面厚度增加其安定性，可依Yarde(1996)所提經驗
式計算。
H s Sc
t a p (4.1.12)
S c 3.3 ln[( As / t f )( w / D f 15 ) 1.0 ] 0.4 (4.1.13)
式中：
Hs：有義波高(H1/3)
As：板/面面積(m2)
tf：過濾層厚度(m)
W：板/面接縫(mm)
Df15：過濾材料15%篩粒徑(mm)
p：碎波參數( tan/ H os / Lop )
Hos：深海有義波高
Lop：主頻深海波波長 ( gT p2 / 2 )
α：坡度角
Δ：塊體相對密度γr /γw -1，γr為被覆塊單位體積重，
γw為水單位體積重
4 - 11
第 121 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
ta：面塊厚
6. 草皮
堤防外坡、堤頂及內坡種植草皮，不但可減低水流流
速、防止飛砂、抗雨，更具有生態、景觀、休閒性，乃至
農牧之多項功能。在外坡高潮位溯升高以上或設計潮位以
上，平常海水不易到達部份，宜考量種植草皮綠化環境，
減少人工結構物之視覺障礙。荷蘭以草皮做為堤防外坡之
研究已累積20年以上之經驗，現場經驗均証實具實用性。
除直接於土堤表面植草之外，在石料或貧瀝青空隙水泥面
植草或覆蓋加勁草皮更廣為採用。
加勁草皮有二種：
A.織布、網目或墊蓆(Mat)
B.格框或開孔混凝塊
圖4.1.2 加勁草皮圖例
4.1.2 過濾層[9],[10],[18]
過濾層為防止堤心填方土壤之流出，同時使堤心填方中之滲透水能釋
出俾降低水壓力。設計時，需瞭解對堤心填方土壤特性(如土壤種類、
粒徑分佈)、堤防型態及透水性。其次，再依施工、水流、在乾濕地
建設等條件選擇過濾層型式。
說明：
過濾層(如圖4.1.3所示)通常採用骨材或合成纖維或結合二
4 - 12
第 122 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
者，但骨材因施工、經費及水力等理由，最近多採用地工布
(Geotextiles)取代，如用骨材過濾層通常都使用二層以上，尤以保
護細粒徑土壤時為然。過濾層設計流程如圖4.1.4，以下摘要說明其
計算方法。
(a)骨材過濾層 (b)地工布過濾層
圖4.1.3 過濾層示意圖例
過濾層設計
確認土壤
種類粒徑分佈
決定堤防透水性
(高或低)
粒料取得易否?
成本高低?
波力、水力大小?
否 在乾、濕地築構? 是
通常選擇地工布 通常選擇粒料
地工布
決定最大O90 粒料過濾層設計
檢核透水率Kg
檢核複式過濾層之需要
土壤會被吸出否?
有保護地工布粒料
層之需要?
否
是
地工布最後設計
設計複式過濾層
(工場建議)
圖4.1.4 過濾層設計流程圖
4 - 13
第 123 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
一、 骨材過濾層
粒狀骨材過濾層由其級配及厚度決定，過濾層可為複數層
各層需保持安定，如表層為拋石塊，過濾層之級配應大致與其
類似。如堤心填方粒徑為細過濾層應有複數層組成，上層粒徑
較粗，依次變細成為彼此之過濾層，各層間保持安定。
D85 f .0 25 D15 c
D50 f .0 14 D50 c
(4.1.14) D15 f .0 14 D15 c
D10 f .0 10 D60 f
式中，Dx表示小於x%之粒徑重，註腳f、c分別表示過濾層
及表層。
設計時依序符合此關係至堤心填方土壤，或由底層往上層
設計粒狀骨材過濾層。表層為混凝土消波塊或開孔塊時，先決
定開孔或塊間空隙最大尺寸，以此為過濾層之D10，並依D10f >
0.10D60f 做為近似級配曲線，再依式(4.1.14)設計。另外，過濾
層骨料與底層土壤粒徑之關係必需滿足下列標準：
安定及管湧基準 D15f < 5D85b
透水率基準 D15f > 5D15b
均勻性基準 D50f < 25D50b
且D5f > 0.075，Dx表示小於x %重量之粒徑，腳註f及b分別
表示表層及底層。
安定及管湧基準乃控制過濾層下細粒徑不被淘刷出過濾
層外之標準。透水率基準則基於確保排水及水力梯度，均勻性
標準乃在避免各層材料過於偏離。此外在選擇過濾層材料時，
亦應注意內部磨擦安息角應大於堤防堤面坡度，以免發生滑落
塌陷。過濾層厚度不得小於150mm、小於D100或1.5D50，用於水
中時厚度應再增加50%。
4 - 14
第 124 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
二、 地工布過濾層
地工布有二類：織布及不織布，其原料多為多元酯、聚丙
烯聚合體材料，亦有用聚乙烯者，因前二者不論從力學、過濾
性、化學及生物上言都較優越，因而普遍應用於河海保護工之
過濾層或基礎。織布空隙整齊且較大適於特殊粒徑之土壤，而
不織布具有較廣範圍之開孔，故做為過濾層更有效，且伸縮性
較高可免於被碎石料刺破。工程設計時視工程特性選用適合之
材料，需具有高強度、抗拉、抗磨、耐酸鹼、耐紫外線性等性
能。
地工布孔隙(一般以O90表示)應足夠於阻止底層細粒材料
之流出，同時其透水率亦足以防止底層材料內聚集過度之水壓
力，因此應依表4.1.3之標準選擇。
表4.1.3 地工織布選擇標準
土壤種類 孔隙標準O90
粘聚性 O90 100D50 O90 D90
均勻非粘聚性(U<5) O90 2.5D50 O90 D90
良好級配非粘聚性(U<5) O90 10D50 O90 D90
底層非粘聚性重量>50%之粘土 O90 200m
* U=均勻係數D60 / D10
地工布需具較底層土壤之透水率高，其透水率標準亦需滿
足下列最低值
K g MKs (4.1.15)
其中，織布時M = 0，不織布時M = 50。
式(4.1.15)中：
Kg：地工布透水率(m/s)
Ks：底層透水率(m/s)。
土壤之透水率可由ks= 0.01(D10)2計算(D10：mm，ks =m/s)，
或參考表4.1.4。
4 - 15
第 125 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
表4.1.4 土壤透水率
材料種類 粒徑範圍(mm) Ks(m/s)
大石塊 2500 ~ 850 1.0(亂流)
小石塊 300 ~ 100 0.3(亂流)
卵石 80 ~ 10 0.1(亂流)
極粗砂 3 ~ 1 1×10-2
粗砂 2 ~ 0.5 1×10-3
中砂 0.5 ~ 0.25 1×10-3
砂與卵石 10 ~ 0.05 1×10-4
細砂 0.25 ~ 0.05 1×10-5
粘土 2.0 ~ 0.005 1×10-6
砂質粘土 1 ~ 0.001 1×10-7
4.1.3 堤心填方[9],[10],[18]
堤心填方乃構成整體堤體安定之關鍵，整體斷面形狀必須在各種外力
作用下保持安定，同時堤體在各種內部應力作用下維持安定，此有賴
堤心填方填土材料之土壤性質之安定，材料選擇及施工都應慎重。漏
水現象有堤體之漏水及基礎漏水，將導致堤體土砂流失、流砂及管湧
現象。
說明：
在選擇材料之際應注意下列事項：
一、 對溼潤、乾燥等環境變化安定。
二、 不含高有機成份之腐蝕土。
三、 施工時容易夯實。
為避免堤體漏水應注意：
一、 選擇滲透性低者，即粘土或砂質土。
二、 堤防斷面要大，故緩坡堤寬之斷面較無漏水問題。陡坡堤則
應就堤體斷面形狀、土壤條件、基礎條件、暴潮位及其持續
時間檢討滲透流，並檢核圓弧滑動安定分析。
4 - 16
第 126 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
三、 高夯實度可防止飽和狀態之液化和近似飽和狀態之衝擊力，
施工時應切實分層均勻夯實壓密。
四、 滲透水應盡速排洩，滲透水動力梯度大則滲透使土粒子移動
發生管湧，內坡堤趾應採用排水優良之粗粒徑材料或乾砌石。
4.1.4 基礎[9],[10],[18],[24],[25]
基礎保護工目的在防止外坡之平行滑動，同時防止堤趾沖刷。設計時
需考量堤趾沖刷深度，並擇取合適基礎保護型式，且基礎保護工材料
之重量，必需足以抵抗波力。
說明：
一、基礎保護
基礎保護之型式如圖4.1.5所示。
1. 沖刷深度預估
緩坡堤之堤趾應順著外坡以同一坡度將被覆塊伸入地
盤至波浪最大可能沖刷深度以上方能確保堤體安全，如有
海灘被侵蝕之顧慮時則應再加深此部份變化量。波浪之碎
波落點正好衝擊堤面往下回降時，流速最快沖刷力最大產
生最深沖刷坑，反射強之堤面沖刷深度也較大，故光滑直
立堤及陡坡堤之沖刷深度最深，而粗糙面緩坡堤或拋石堤
則沖刷深度較淺。SPM(1984)提議以下式估算砂灘之最大沖
刷深度。
d s H max 8.1H s (4.1.16)
式中：
ds：堤趾沖刷深度
Hmax：波群中最大波高
Hs：有義波高(=H1/3 )
4 - 17
第 127 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
圖4.1.5 基礎保護工法(SPM，1984年)
依據實驗陡坡堤及近垂直結構物之沖刷深度ds及披覆
層厚度ts，銳度Smo=0.02~0.04波浪作用下近似於入射波波
高，而捲波型碎波發生於堤腳時，最大沖刷深度又與反射
率有關，故光滑不透水堤沖刷較深。因此在淺水堤腳部份
以1:3之緩坡可減低反射及沖刷。1：3不透水堤可比直立堤
減少20~50%之沖刷深，堆石堤幾乎無明顯沖刷甚致可能有
淤積。此外沖刷深度亦與堤趾水深h波高Hs比h/Hs有密切關
4 - 18
第 128 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
係，就直立堤言，約於h/Hs≒2.0時沖刷最深，大或小於h/Hs
≒1.25沖刷均減低，而另於h/Hs≒0時又變深。小尖銳度之
波浪作用下最大刷深量h/Hs≒2.0。由此可知無基礎保護工
或堤腳未伸入沖刷深度以下，將導致堤趾部份崩潰乃至堤
結構之破壞。
2. 護坦長度
陡坡堤之護坦長度不短於2倍波高，緩坡堤之護坦則至
少與波高相同，B.E.B建議拋石堤護坦應深入底床下
1.0H~1.25H，舖石塊外坡應深入1.2H~1.5H。
3. 基礎重量
基礎保護工材料之重量必需足以抵抗波力，可引用
Hales與Houston(1983)、van der Meer(1988)進行計算，而依
護基高與堤趾水深比決定者，可由Holes與Houston(1983)、
CIRIACUR(1991)所提方法推估，以下摘要說明各基礎重
量推估方法。
(1) Hales與Houston(1983)
H b B p 2 / 3 B p 2 / 3 B p 2 / 3 A ( ) 20( ) 20( ) (4.1.17)
D50 Ls Ls T gh
式中：
Δ：塊體相對密度γr /γw -1，γr為被覆塊單位體
積重，γw為水單位體積重
Hb：碎波波高
Ls：淺海波波長 T gh
A：常數(17.5~28.5)。若為17.5表示保守值，護坦厚
度至少塊石兩層厚，一般多採20估算。
Bp：堤趾保護工延伸長度
4 - 19
第 129 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
h：堤前水深
D50：中值粒徑
T：波浪週期
(2) van der Meer(1988)
H s 6.1 (4.1.18) .0 15 4.0 h D50 ( N od )
H s
其中，Nod = 2代表損害尚可接受，Nod > 2代表嚴
重災害
式中：
Δ：塊體相對密度γr /γw -1，γr為被覆塊單位體
積重，γw為水單位體積重
Nod：與表層位移量有關常數
Hs：有義波高(=H1/3 )
h：堤前水深
D50：中值粒徑
(3) CIRIACUR(1991)
建議依護基高與堤趾水深比決定
水深比(ht / h) Hs /(r / 1)D50
0.5 3.3
0.6 4.5
0.7 5.4
0.8 6.5
ht：護基高
h：堤前水深
Hs：有義波高(=H1/3)
4 - 20
第 130 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
ρr：粒徑單位重
ρ：水單位重
D50：中值粒徑
二、基礎保護工
1. 堤前基礎工：
(1) 混凝土基礎工：
尺寸1.0m×1.0m，埋藏深度至少1.0m，如果基礎工
下方有拋石支撐，就不需要至少1.0m的埋藏深度。拋石
支撐頂部寬2到5m，高至少兩層拋石。此外，拋石必須
考慮被覆材和基礎土壤的流失。
圖4.1.6 混凝土基礎例
圖4.1.7 混凝土基礎配合拋石
(2) 樁基礎:
與傾斜式樁基礎結合，一般用在平時水位較高處。
4 - 21
第 131 頁
本頁文字（可複製、可搜尋）
設定樁長度與直徑時考慮耐震、經費等因素。水泥基礎
尺寸至少1.0m×1.0m，不需確保埋藏深度。樁長度至少
3m，直徑至少0.2m，深入水泥基礎至少0.2m。如圖4.1.8
所示，A型樁頂部在地面下，設定樁深度為3m，B型由
於樁頂在地盤上，需由應力計算結果設定樁長度。
A型 B型
圖4.1.8 配合樁基礎
2. 堤後基礎工:
水泥基礎尺寸為1.0m×1.0m，在考慮潰堤後侵蝕狀況
下，埋藏深度至少1.0m。如果並用樁基礎工，樁長度至少
3m，直徑至少0.2m。如果由堤後侵蝕深度決定樁長度，原
則上為侵蝕深度加1m。
板樁
圖4.1.9 堤後基礎工型式
4.1.5 內坡[9],[10],[18]
內坡設計表層材料以採用粘土、土砂等自然材料，並以植生綠化為原
則，表層下宜有過濾層或地工布。
4 - 22