¶ 建築物基礎構造設計規範|112年版|第七章 擋土牆(1/4)
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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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 。 擋 土 牆 型 式 可 分 為 剛 性 擋 土 牆 及 柔 性 擋 土 牆 兩 類 。 【 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 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 壞 )、塑 性 流 動 破 壞、基 礎 承 載 破 壞。在 動 態 條 件 下,擋 土 牆 可 7-1
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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 板 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 。 (7)牆 背 回 填 土 分 層 夯 壓 時 之 夯 壓 土 壓 力 。 【 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 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 , 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 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 。 7-2
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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 可 依 式 (7.3-2)式 計 算 , 合 力 作 用 點 在 基 礎 板 P o 底 以 上 三 分 之 一 牆 高 ( H )處 。 σ = K ·γ· h 0 0 式 (7.3-1) 2 P = 1/ 2· K ·γ· H 0 0 式 (7.3-2) 式 內 2 σ =單 位 面 積 靜 止 土 壓 力 (tf/m ) o =靜 止 土 壓 力 合 力 (tf/m ) P 0 =靜 止 土 壓 力 係 數 , 其 值 得 依 經 驗 推 估 之 , 但 不 得 小 於 0.5, 如 K 0 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 值 。 K 0 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 布 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 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) 0 (b) 正 常 壓 密 凝 聚 性 土 壤 : K = 0.95 − sinφ′ 式 (解 7.3-2) 0 7-3
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0.5 (c) 過 壓 密 凝 聚 性 土 壤 : K = 0.95 − sinφ′ OCR 式 (解 7.3-3) ( )( ) 0 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)。 0 (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 值 。 0 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 σA,可 依 式 (7.3-3)式 計 算,其 合 力 PA可 依 式 (7.3-4)式 計 算 , 合 力 作 用 點 在 基 礎 板 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 : 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 H c c 代 替 , 而 2c ⎡ φ⎤ o H = H − · tan 45 + 式 (7.3-7) c ⎢ ⎥ γ ⎣ 2 ⎦ 7-4
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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 c c c 效 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 (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 垂直面 θ 牆 背 α h σ A P A H δ H / 3 圖 7.3-1 主 動 土 壓 力 圖 7-5
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【 解 說 】 1. Caquot-Kerisel 土 壓 力 假 設 破 壞 面 為 曲 面,但 其 破 壞 面 與 Coulomb 主 動 土 壓 力 的 破 壞 面 相 當 接 近 。 因 此 Coulomb 主 動 土 壓 力 相 當 接 近 Caquot-Kerisel 主 動 土 壓 力 , 本 節 之 式 (7.3-5)為 Coulomb 主 動 土 壓 力 係 數 。 2. 若 在 砂 土 層 且 高 地 下 水 位,則 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。 若 為 粘 土 則 採 用 總 單 位 重 。 3. 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 。 4. 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 。 5. 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 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 6. 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 σP, 可 依 式 (7.3-9)式 計 算 , 其 合 力 7-6
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PP 可 依 式 (7.3-10) 式 計 算 , 合 力 作 用 點 在 基 礎 板 底 以 上 三 分 之 一 牆 高 ( H )處 。 式 (7.3-9) σ = K ·γ· h P P 1 2 式 (7.3-10) P = K ·γ· H P P 2 其 中 , 為 被 動 土 壓 力 係 數 , 可 從 Caquot-Kerisel土 壓 力 理 論 推 得 K P 或 相 關 圖 表 查 得 。 【 解 說 】 1. Coulomb 被 動 土 壓 力 假 設 破 壞 面 為 平 面 , 但 實 際 的 破 壞 面 為 曲 面 , 使 得 Coulomb 被 動 土 壓 力 高 估 真 正 的 被 動 土 壓 力,其 高 估 的 數 值 隨 著 擋 土 牆 或 擋 土 壁 與 土 壤 間 的 摩 擦 角 增 加 而 增 加。Caquot-Kerisel 土 壓 力 假 設 破 壞 面 為 曲 面 , 因 此 一 般 認 為 Caquot-Kerisel 土 壓 力 能 代 表 真 正 的 土 壓 力,各 種 情 況 之 主 動 與 被 動 土 壓 力 係 數 可 參 考 Caquot- Kerisel(1956)一 書,圖 -解 7.3-1 及 圖 -解 7.3-2 為 轉 錄 自 NAVAL DM7.2 的 圖 , 方 便 查 表 使 用 。 圖 -解 7.3-3 示 擋 土 牆 為 垂 直 , 地 表 為 水 平 狀 況 下 比 較 常 用 之 Rankine, Coulomb 及 Caquot-Kerisel 三 種 KP 估 算 法 之 差 異 。 (歐 章 煜 , 2017)。 2. 若 在 砂 土 層 且 高 地 下 水 位 , 則 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 。 若 為 粘 土 則 採 用 總 單 位 重 。 3. 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。 4. 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。 7-7
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圖 -解 7.3-1 主 動 與 被 動 土 壓 力 係 數 - 牆 背 傾 斜 (DM7.2, 1986) 7-8