¶ 建築物基礎構造設計規範｜90年版・歷史版本｜第五章 樁基礎（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：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 五 章 樁 基 礎 5.1 通 則 1. 基 樁 之 支 承 力 因 施 工 方 式 而 異，採 用 打 擊 方 式 將 基 樁 埋 置 於 地 層 中 者，稱 為 打 入 式 基 樁；採 用 鑽 掘 機 具 依 設 計 孔 徑 鑽 掘 樁 孔 至 預 定 深 度 後 ， 吊 放 鋼 筋 籠 ， 安 裝 特 密 管 ， 澆 置 混 凝 土 至 設 計 高 程 而 成 者 ， 稱 為 鑽 掘 式 基 樁；採 用 螺 旋 鑽 在 地 層 中 鑽 挖 與 樁 內 徑 或 外 徑 略 同 之 樁 孔 ， 再 將 預 製 之 鋼 樁 、 預 力 混 凝 土 樁 或 預 鑄 鋼 筋 混 凝 土 樁 以 插 入 、 壓 入 或 輕 敲 打 入 樁 孔 中 而 成 者 ， 稱 為 植 入 樁 。 2. 基 樁 於 垂 直 極 限 載 重 作 用 下，樁 頂 載 重 全 部 或 絕 大 部 份 由 樁 表 面 與 土 壤 之 摩 擦 阻 力 所 承 受 者，稱 為 摩 擦 樁；由 樁 底 支 承 壓 力 承 受 全 部 或 絕 大 部 份 載 重 者 ， 稱 為 點 承 樁 。 3. 基 樁 之 選 擇 及 設 計，應 綜 合 考 慮 地 質 條 件 、 上 部 構 造 型 式 、 載 重 方 式 、 容 許 變 形 、 施 工 可 行 性 、 施 工 品 質 與 環 境 、 檢 測 條 件 等 因 素 審 慎 評 估 之 。 4. 同 一 建 築 物 之 樁 基 礎 設 計，應 儘 量 避 免 混 用 不 同 材 質、施 工 方 法 或 支 承 方 式 之 基 樁；惟 特 殊 之 情 況 經 分 析 對 建 築 物 無 不 利 影 響 者 得 混 用 之 。 5. 若 基 樁 通 過 可 能 液 化 之 地 層 時，則 於 地 震 或 振 動 載 重 下，應 將 可 能 液 化 部 份 之 土 壤 支 承 力 予 以 適 當 之 折 減 或 不 予 考 慮，並 應 適 度 考 慮 液 化 後 土 壤 流 動 所 造 成 之 影 響 。 6. 基 樁 之 設 計 應 能 承 受 基 礎 施 加 之 全 部 載 重，基 樁 間 土 壤 之 支 承 力 一 般 不 予 考 慮。惟 對 於 樁 數 超 過 3 支 以 上 之 摩 擦 樁 樁 基，若 經 確 認 基 礎 與 其 底 面 下 方 土 壤 不 致 發 生 分 離 者，則 基 樁 間 土 壤 之 支 承 力 得 予 考 慮 。 7. 基 樁 設 計 應 考 慮 施 工 可 能 因 樁 身 之 垂 直 度 不 易 控 制、樁 頭 位 置 偏 差 等 原 因 產 生 之 偏 心 影 響 。 5-1
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【 解 說 】 1. 基 樁 之 支 承 力 基 本 上 係 由 樁 身 摩 擦 阻 力 及 樁 底 端 點 支 承 力 兩 種 機 制 所 提 供 ， 支 承 力 之 發 揮 與 基 樁 之 施 工 方 式 有 密 切 之 關 係 ， 依 據 基 樁 施 工 過 程 對 土 壤 之 擠 壓 或 擾 動 程 度 ， 以 及 樁 材 為 預 鑄 或 場 鑄 之 不 同 ， 可 將 基 樁 分 類 為 鑽 掘 式 基 樁 、 打 入 式 基 樁 及 植 入 式 基 樁 三 種 ， 表 -解 5.1-1 為 按 施 工 方 式 之 基 樁 分 類 表 。 表 -解 5.1-1 基 樁 分 類 表 (按 施 工 方 式 ) H 型 鋼 樁 低 位 移 樁 開 口 鋼 管 樁 打 入 式 基 樁 木 樁 閉 口 式 鋼 管 樁 大 位 移 樁 預 鑄 混 凝 土 樁 預 力 混 凝 土 樁 全 套 管 樁 反 循 環 樁 鑽 掘 式 基 樁 衝 擊 樁 預 壘 樁 預 鑽 孔 工 法 植 入 式 基 樁 中 掘 工 法 其 它 工 法 各 種 不 同 施 工 方 式 對 基 樁 支 承 力 之 主 要 影 響 包 括 ： (1) 打 入 式 樁 於 打 擊 過 程 中 產 生 大 位 移 者 ， 因 打 樁 振 動 及 樁 體 貫 入 擠 壓 之 影 響 ， 樁 間 土 壤 若 為 砂 土 層 ， 則 砂 土 將 更 趨 於 緊 密 ， 使 5-2
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樁 群 之 支 承 力 遠 大 於 各 樁 單 樁 支 承 力 之 總 和。圖 -解 5.1-1 為 台 灣 西 南 沖 積 平 原 地 層 中 打 設 P.C.樁 後 CPT-QC 值 明 顯 增 加 之 情 形 。 圖 -解 5.1-1 PC 樁 打 樁 前 後 Qc 值 增 量 之 分 布 5-3
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(2) 打 設 於 粘 土 層 中 之 P.C.樁 行 為 則 較 為 複 雜 ， 樁 周 附 近 黏 土 受 樁 體 貫 入 擠 壓 及 打 樁 擾 動 之 影 響 而 產 生 超 額 孔 隙 水 壓 ， 此 水 壓 將 隨 時 間 而 逐 漸 消 散 ， 土 壤 強 度 亦 隨 之 粘 土 之 復 原 性 及 壓 密 效 應 漸 遞 恢 復 ， 因 此 粘 土 層 中 打 入 式 基 樁 之 支 承 力 通 常 隨 時 間 增 長 而 昇 高 。 此 外 ， 於 飽 和 粘 土 層 中 密 集 打 設 基 樁 ， 亦 容 易 造 成 鄰 樁 上 浮 之 情 形 ， 若 打 設 完 成 後 未 執 行 檢 測 及 再 次 打 擊 ， 則 可 能 因 樁 底 懸 空 而 失 去 端 點 支 承 力 。 (3) 鑽 掘 式 基 樁 施 工 後 ， 鑽 孔 內 之 碎 屑 將 沉 積 於 孔 底 形 成 底 泥 ， 其 清 理 相 當 費 時 、 費 事 ， 若 因 疏 忽 而 未 加 以 清 除 乾 淨 ， 將 使 得 原 設 計 時 預 期 之 樁 底 端 點 支 承 力 無 法 發 揮 出 來。圖 -解 5.1-2 即 為 Tomlison 所 舉 一 鑽 掘 樁 之 載 重 ~沈 陷 曲 線，圖 中 載 重 未 見 增 加 ， 基 樁 卻 劇 烈 下 陷 的 部 份 即 因 底 泥 未 清 除 乾 淨 所 致 。 (4) 基 樁 底 部 土 層 之 水 壓 若 高 於 鑽 掘 孔 內 之 水 壓 ， 即 可 能 在 基 樁 底 部 產 生 局 部 管 湧 現 象 ， 樁 底 土 壤 受 破 壞 後 將 失 去 端 點 支 承 力 。 台 灣 地 區 之 沖 積 平 原 常 為 砂 與 粘 土 之 互 層 若 採 用 全 套 管 樁 方 式 施 工 時 ， 很 容 易 發 生 此 種 情 形 。 此 外 ， 於 近 山 地 帶 ， 若 地 層 中 有 壓 力 水 層 存 在 ， 則 不 論 是 採 全 套 管 或 反 循 環 之 施 工 方 式 都 很 容 易 發 生 這 種 情 形 。 圖 -解 5.1-2 鑽 掘 樁 底 泥 處 理 不 佳 之 試 樁 曲 線 (取 自 Tomlison,1977) 5-4
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2. 摩 擦 樁 與 點 承 樁 是 工 程 實 務 上 常 用 的 主 觀 分 類 ， 並 無 嚴 謹 的 定 義 。 基 樁 支 承 力 是 由 樁 身 之 摩 擦 力 與 樁 端 土 壤 之 支 承 力 所 提 供 ， 樁 身 摩 擦 力 通 常 在 變 位 量 達 0.5∼ 1%樁 徑 時，即 已 達 極 限 摩 擦 力，而 樁 端 土 壤 極 限 支 承 力 若 欲 完 全 發 揮，其 變 位 量 一 般 則 需 達 10%樁 徑 以 上。通 常 摩 擦 樁 係 指 樁 之 支 承 力 主 要 是 由 樁 身 摩 擦 力 所 提 供 者 ， 而 點 承 樁 係 指 樁 之 支 承 力 主 要 是 由 端 點 支 承 力 所 提 供 者 。 依 台 北 盆 地 之 地 層 構 造 為 例 ， 樁 底 座 落 於 景 美 礫 石 層 之 基 樁 或 盆 地 邊 緣 堅 硬 岩 盤 上 之 基 樁 即 為 典 型 之 點 承 樁 ， 但 是 樁 底 座 落 於 SPT-N 值 較 小 之 松 山 層 中 者 則 屬 於 摩 擦 樁 ； 又 如 台 灣 西 部 平 原 為 砂 與 粘 土 層 次 交 錯 之 沖 積 層 構 造 ， 在 50m 深 度 以 上 少 有 SPT-N 值 大 於 40~50 之 緊 密 砂 層 ， 座 落 於 這 類 地 層 之 基 樁 即 屬 於 摩 擦 樁 。 一 般 而 言 ， 摩 擦 樁 將 隨 著 樁 頂 受 力 增 加 而 逐 漸 下 沉 ， 故 較 無 樁 體 破 壞 之 顧 慮 ， 點 承 樁 則 因 基 樁 端 點 為 堅 硬 地 層 ， 受 力 後 樁 基 下 沉 量 甚 小 ， 故 樁 材 強 度 是 否 足 夠 是 必 須 檢 核 的 要 項 。 3. 不 論 打 入 式 樁 或 鑽 掘 式 樁 之 施 工 都 將 對 周 邊 環 境 產 生 影 響 ， 如 噪 音、振 動、地 層 變 位 等。表 -解 5.1-2 即 為 各 種 基 樁 施 工 時 對 周 邊 環 境 之 主 要 影 響 。 規 劃 、 設 計 時 應 就 周 邊 環 境 條 件 審 慎 選 擇 適 宜 之 樁 種 ， 以 減 少 實 際 施 工 時 之 影 響 或 避 免 因 無 法 施 工 而 臨 時 變 更 樁 種 。 圖 -解 5.1-3 為 一 則 以 Kobe K-45 柴 油 樁 錘 打 設 PC 樁 (樁 徑 50cm、樁 長 33m)時 之 實 際 振 動 監 測 結 果 ， 該 地 位 於 台 灣 西 部 海 岸 之 海 埔 新 生 地 ， 地 層 則 為 典 型 之 砂 與 粘 土 互 相 交 錯 之 沖 積 層 ， 量 測 結 果 顯 示 打 樁 所 引 起 之 地 盤 振 動 可 傳 至 相 當 遠 之 距 離，在 採 用 PC 樁 時 應 特 別 注 意 打 樁 振 動 對 周 邊 環 境 之 影 響 。 5-5
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表 -解 5.1-2 基 樁 施 工 對 周 邊 環 境 之 主 要 影 響 依 基 樁 施 工 方 式 區 分 打 鑽 植 入 掘 入 周 邊 環 境 之 影 響 式 式 式 發 生 原 因 媒 介 物 主 要 妨 礙 樁 樁 樁 1.日 常 生 活 之 妨 礙 ◎ △ 2.生 理 的 影 響 ○ △ 噪 音 大 氣 3.對 公 共 設 施 (學 校、醫 院 等 ) ○ △ 之 妨 礙 4.對 家 畜 生 理 的 影 響 △ △ 1.與 噪 音 1~4 同 ◎ △ 2.地 層 變 動 (沈 陷 、 龜 裂 等 ) ○ ○ 振 動 地 層 3.埋 設 物 損 壞 ○ △ 4.構 造 物 (房 屋、廠 房 等 )之 損 △ △ 壞 1.與 振 動 1~4 同 △ ○ 地 下 水 位 變 動 地 層 或 2.地 下 水 污 染 △ ○ 地 下 水 3.井 水 的 枯 竭 、 污 染 △ △ 1.地 下 水 、 河 川 污 染 、 污 濁 △ ○ 排 水 、 2.周 邊 (道 路、鄰 地 等 )之 污 染 △ ○ 地 層 (下 3.處 理 場 (棄 土 場 )之 妨 礙 △ ○ 污 水 處 理 水 道 ) 4.下 水 道 堵 塞 、 容 量 不 足 △ △ 1.與 振 動 1~4 同 ○ △ 地 層 變 位 地 層 2.交 通 阻 礙 ○ △ 1.對 日 常 生 活 之 妨 礙 ○ △ 塵 埃 、 油 氣 、 2.對 生 理 的 妨 礙 △ △ 大 氣 或 瓦 斯 、 煙 、 惡 3.對 動 、 植 物 之 妨 礙 △ △ 地 層 臭 等 之 擴 散 4.構 造 物 及 其 他 周 邊 之 污 染 ○ ○ 1.交 通 堵 塞 (繞 道 、 危 險 性 增 △ △ 妨 害 交 通 大 等 ) 2.空 氣 污 染 ○ △ 1)各 種 施 工 均 會 發 生 營 業 妨 害 問 題 2)對 周 邊 環 境 影 響 之 程 度 ◎ ： 嚴 重 ○ ： 中 度 △ ： 輕 微 5-6
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圖 -解 5.1-3 PC 樁 打 設 引 致 之 地 表 振 動 監 測 5-7
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4. 工 程 實 務 上 可 能 混 合 使 用 不 同 樁 種 的 情 形 為 ： (5) 樁 基 礎 與 直 接 基 礎 併 用 (6) 摩 擦 樁 與 點 承 樁 併 用 (7) 擴 座 樁 與 傳 統 樁 併 用 (8) 因 岩 盤 面 傾 斜 而 採 用 不 同 樁 長 同 一 建 築 物 若 因 結 構 功 能 、 載 重 不 同 或 其 他 原 因 而 須 使 用 不 同 樁 種 支 承 結 構 物 時 ， 須 分 析 檢 討 建 物 之 安 全 性 ， 尤 其 是 不 均 勻 沉 陷 。 5. 地 震 時 因 土 壤 性 質 改 變 ， 基 樁 承 載 功 能 可 能 因 而 受 損 ， 諸 如 ： (1) 土 壤 中 孔 隙 水 壓 升 高 ， 土 壤 強 度 減 低 ， 基 樁 垂 直 支 承 力 及 水 平 抗 力 都 因 而 減 少 (2) 地 層 受 地 震 影 響 而 下 陷 ， 此 種 沉 陷 通 常 都 是 較 不 均 勻 ， 危 害 度 亦 較 嚴 重 圖 -解 5.1-4 為 土 壤 液 化 後 樁 基 系 統 的 受 力 示 意 圖 。 圖 -解 5.1-5 為 日 本 新 潟 地 區 之 地 震 災 害 統 計 實 例 ， 基 樁 貫 入 承 載 層 愈 深 者 ， 地 震 時 雖 然 土 壤 發 生 液 化 ， 但 其 受 損 程 度 較 輕 微 ， 反 之 ， 貫 入 承 載 層 愈 淺 者 ， 其 受 損 程 度 較 嚴 重 。 又 群 樁 間 土 壤 之 性 質 可 能 因 基 樁 施 工 而 改 變 ， 打 入 式 基 樁 之 樁 間 土 壤 因 緊 密 度 提 高 ， 故 其 液 化 潛 能 將 大 幅 降 低 。 若 為 鑽 掘 樁 ， 則 樁 間 土 壤 緊 密 度 將 略 為 降 低 ， 其 液 化 潛 能 則 可 能 因 基 樁 施 工 而 稍 微 昇 高 。 6. 若 基 礎 面 底 部 與 土 壤 密 接 而 未 分 離 的 情 況 下 ， 作 用 於 基 礎 之 載 重 實 際 上 是 由 基 樁 與 樁 間 土 壤 共 同 承 擔 。 但 是 因 為 土 壤 與 基 礎 面 是 否 密 接 存 在 許 多 變 數 ， 所 以 規 定 摩 擦 基 樁 支 數 超 過 3 支 以 上 ， 且 經 確 認 基 礎 與 下 面 土 壤 不 致 發 生 分 離 者 ， 才 可 考 慮 樁 間 土 壤 支 承 力 之 貢 獻。就 實 務 而 言，土 壤 與 基 礎 底 面 可 能 發 生 分 離 的 原 因 很 多，諸 如 ： (1) 樁 間 土 壤 為 未 經 預 壓 或 夯 實 改 良 的 疏 鬆 砂 土 或 軟 弱 粘 土 (2) 樁 基 礎 附 近 開 挖 或 其 他 施 工 之 抽 水 作 業 導 致 地 下 水 位 下 降 者 (3) 抽 水 活 動 旺 盛 的 沈 陷 地 區 ， 如 台 灣 西 海 岸 之 沿 海 養 殖 區 5-8
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圖 -解 5.1-4 地 層 液 化 後 基 樁 之 受 力 圖 被 害 等 級 最 大 沉 陷 量 Ⅰ 0~20cm Ⅱ >20~50cm Ⅲ >50~100cm Ⅳ >100cm 被 害 等 級 建 物 傾 斜 角 Ⅰ 0~ 20′ Ⅱ > 20′ ~ 1° Ⅲ > 1° ~ 2°30′ Ⅳ > 2°30′ 圖 -解 5.1-5 新 潟 市 信 濃 川 沿 岸 地 區 樁 基 礎 受 害 程 度 調 查 結 果 5-9
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(4) 一 般 地 震 即 使 不 致 發 生 液 化 也 會 使 地 層 產 生 壓 縮 及 沉 陷 現 象 (5) 點 承 樁 支 承 之 基 礎 版 易 與 其 下 土 壤 產 生 分 離 現 象 ， 同 樣 是 摩 擦 樁 ， 大 口 徑 長 樁 系 統 較 小 口 徑 短 樁 系 統 容 易 發 生 分 離 現 象 7. 基 樁 施 工 之 垂 直 度 不 易 控 制 ， 一 般 規 範 之 垂 直 度 容 許 值 約 為 1/75~1/200， 樁 頭 中 心 位 置 之 容 許 偏 心 量 約 為 5~10cm， 這 些 偏 心 量 將 使 樁 基 系 統 承 受 額 外 之 力 量 ， 設 計 時 應 予 考 慮 。 由 於 鑽 掘 樁 的 施 工 機 械 日 益 進 步 ， 目 前 使 用 大 口 徑 長 樁 之 情 形 相 當 普 遍 ， 這 類 大 樁 具 有 較 大 之 支 承 力 ， 因 此 ， 採 用 單 柱 單 樁 設 計 之 案 例 日 益 增 多 ， 然 而 不 論 就 載 重 偏 心 、 施 工 誤 差 或 樁 基 施 工 品 質 而 言 ， 此 種 系 統 之 風 險 較 高 ， 應 有 嚴 謹 的 品 管 及 檢 測 措 施 以 確 認 基 樁 品 質 ， 或 是 在 柱 與 樁 基 間 有 勁 度 大 之 基 礎 版 以 分 配 力 量 。 但 就 工 程 實 務 而 言 ， 這 類 大 口 徑 長 樁 ， 一 旦 檢 測 發 現 問 題 ， 也 很 難 有 確 實 可 行 且 有 效 的 補 救 方 法。因 此，設 計 時 仍 應 儘 量 採 用 群 樁 系 統 為 宜， 不 論 對 偏 心 載 重 或 是 施 工 品 質 偏 差 都 較 具 有 較 佳 之 因 應 能 力 。 5.2 基 樁 設 計 原 則 1. 基 樁 須 能 承 受 可 能 發 生 之 垂 直 力 、 水 平 力 、 拉 拔 力 及 負 摩 擦 力 ， 並 考 慮 振 動 載 重 與 地 震 作 用 所 造 成 之 動 態 效 應，其 容 許 支 承 力 應 依 照 第 5.3 節 之 方 法 計 算 之，並 應 依 照 第 5.6 節 之 規 定 設 計 其 樁 體 結 構。 2. 群 樁 基 礎 之 基 樁 間 距 應 不 得 小 於 第 5.4.1 節 之 規 定，並 依 第 5.4.2 節 之 規 定 ， 計 算 群 樁 之 容 許 支 承 力 。 3. 基 樁 應 依 第 5.5 節 之 規 定 推 估 其 變 位 量 ， 其 變 位 量 不 得 導 致 所 支 承 構 造 物 之 損 壞 。 4. 位 於 坡 地 或 岸 邊 之 樁 基 礎 ， 應 檢 核 其 整 體 穩 定 性 。 【 解 說 】 基 樁 的 設 計 流 程 如 表 -解 5.2-1 所 示 ， 在 規 劃 設 計 時 須 針 對 流 程 圖 中 各 要 點 審 慎 評 估 ， 各 要 點 的 詳 細 考 慮 方 式 則 於 以 下 各 節 中 詳 述 。 5-10
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表 -解 5.2-1 基 樁 設 計 流 程 開 始 資 料 收 集 地 層 狀 況 、 土 壤 強 度 性 質 、 設 計 荷 重 情 形 、 施 工 狀 況 調 查 。 包 含 使 用 材 料 、 形 狀 大 小 、 長 選擇基樁形式及材料 度 ， 施 工 方 法 等 之 假 定 。 基樁材料容許應力計算 基樁容許支承力計算 決 定 基 樁 數 目 否 基 樁 配 置 合 適 基 樁 沉 陷 量 計 算 過 量 沉陷量檢核 允 許 無 表 面 負 擦 力 有 負 摩 擦 力 計 算 否 樁 支 承 力 安 全 無 水平力作用 有 否 利 用 直 樁 是 計算基樁水平支承力 計 算 斜 樁 數 目 及 排 列 否 水平承載樁數檢核 安 全 無 承受拉力 是 基 樁 容 許 拉 力 計 算 不 足 承受拉力樁數檢核 足 夠 樁 帽 設 計 樁 基 設 計 圖 完 成 5-11
¶ 原檔第86頁
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表 -解 5.2-2 計 算 基 樁 支 承 力 時 之 考 量 要 點 上部結構所容許之變形 基樁之垂直支承力 依樁體本身強度所能提供之垂直支承力 基樁的垂直支承力 地 層 所 能 提 供 之 垂 直 支 承 力 上部結構所容許之變形 基樁之側向支承力 依樁體本身強度所能提供之水平抵抗力 基樁的側向支承力 地層所能提供之側向支承力 依樁體本身強度所能提供之抗拉拔力 基樁之抗拉拔力 地層所能提供之抗拉拔力 (註)樁體之強度包含樁帽、基樁之接樁處及樁尖之強度 建 築 物 之 各 種 載 重 或 外 力 經 由 基 礎 傳 遞 至 樁 基 礎 時 ， 由 基 樁 及 其 周 圍 土 壤 共 同 承 擔 ， 這 些 載 重 包 括 垂 直 壓 力 、 水 平 力 及 拉 拔 力 ， 設 計 時 須 考 慮 檢 核 之 項 目 包 括 樁 基 礎 之 變 形 量 、 土 壤 之 容 許 支 承 力 及 樁 體 強 度 之 容 許 值 等 。 表 -解 5.2-2 為 基 樁 設 計 時 應 檢 核 之 項 目 。 基 礎 受 長 期 載 重 時 ， 群 樁 基 礎 之 配 置 應 視 荷 重 之 分 佈 情 形 以 配 樁 ， 儘 量 使 各 樁 承 受 均 等 的 載 重 為 原 則 。 若 基 樁 間 距 較 大 而 樁 帽 的 厚 度 小 於 樁 徑 時 ， 分 析 時 應 考 慮 樁 帽 之 可 撓 性 ； 若 基 樁 間 距 較 小 時 ， 則 群 樁 基 礎 中 各 樁 間 之 相 互 影 響 行 為 十 分 顯 著，因 此，無 論 就 基 樁 種 類 、 施 工 及 設 計 上 來 考 量，基 樁 之 間 距 原 則 上 應 大 於 樁 徑 之 2.5 倍，若 有 可 能 則 應 儘 量 大 於 3 倍 樁 徑 ， 以 減 小 群 樁 效 應 。 有 關 群 樁 基 礎 基 樁 間 距 之 相 關 規 定 詳 第 5.4.1 節 之 說 明 ， 群 樁 之 容 許 支 承 力 應 依 第 5.4.2 節 之 規 定 計 算 。 位 於 坡 地 或 岸 邊 之 基 樁 設 計 ， 應 考 慮 邊 坡 之 穩 定 性 問 題 ， 基 樁 雖 能 抑 制 邊 坡 滑 動 之 趨 勢 ， 但 基 樁 亦 同 時 承 受 邊 坡 滑 動 之 推 力 ， 基 樁 深 度 若 未 能 貫 穿 可 能 滑 動 面 ， 則 基 樁 可 能 隨 著 邊 坡 滑 動 而 產 生 整 體 移 位 之 情 形 。 5-12
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此 外 ， 位 於 坡 地 或 岸 邊 之 樁 基 礎 ， 因 受 地 表 面 傾 斜 之 影 響 ， 設 計 時 必 須 考 慮 基 樁 受 上 坡 面 載 重 之 影 響 ， 並 檢 核 下 坡 面 土 壤 之 承 載 能 力 。 當 地 盤 為 水 平 時 ， 水 平 方 向 地 盤 反 力 係 數 可 視 為 一 定 值 ， 但 在 傾 斜 地 盤 面 的 基 樁 則 應 依 實 際 之 設 計 條 件 將 水 平 方 向 地 盤 反 力 係 數 適 度 調 整 ， 以 反 映 地 盤 面 傾 斜 之 影 響 。 對 承 受 側 向 作 用 力 之 基 樁 而 言 ， 地 表 面 附 近 之 地 盤 水 平 阻 抗 能 力 對 基 樁 受 力 時 之 反 應 具 有 很 大 之 影 響 ， 分 析 時 應 特 別 考 慮 地 表 面 附 近 土 壤 性 質 之 變 異 性 ， 以 及 可 能 受 其 他 工 程 施 工 挖 除 之 影 想 。 1995 年 日 本 阪 神 大 地 震 時 ， 神 戶 地 區 沿 海 岸 邊 及 人 工 島 曾 發 生 極 嚴 重 的 土 壤 液 化 ， 地 盤 因 而 產 生 側 向 流 動 之 現 象 ， 致 使 鄰 近 岸 邊 的 樁 基 礎 發 生 破 壞 ， 造 成 極 嚴 重 之 損 害 ， 如 圖 -解 5.2-1 所 示 ， 因 此 對 於 岸 邊 樁 基 礎 之 設 計 ， 應 針 對 結 構 物 之 重 要 性 及 土 壤 抗 液 化 能 力 做 特 別 之 考 量 。 圖 -解 5.2-1 阪 神 地 震 鄰 近 岸 邊 之 樁 基 礎 破 壞 案 例 (山 肩 邦 男 ,1996) 5-13
¶ 原檔第88頁
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5.3 容 許 支 承 力 5.3.1 單 樁 容 許 垂 直 支 承 力 1. 單 樁 之 極 限 垂 直 支 承 力 包 含 由 樁 周 表 面 提 供 之 摩 擦 阻 力 及 由 樁 底 端 點 提 供 之 支 承 力 ， 分 別 可 依 靜 力 學 公 式 、 貫 入 試 驗 公 式 、 樁 載 重 試 驗 、 動 態 分 析 等 方 法 推 估 之 。 單 樁 之 極 限 垂 直 支 承 力 與 容 許 垂 直 支 承 力 得 依 下 列 公 式 估 算 ： Q = Q + Q = f A + q A 式 (5.3-1) u s b s s b b Q Q Q u s b Q = = + 式 (5.3-2) a FS FS FS 1 2 式 內 Q ＝ 單 樁 之 極 限 垂 直 支 承 力 (tf) u Q ＝ 單 樁 之 容 許 垂 直 支 承 力 (tf) a Q =樁 表 面 摩 擦 阻 力 (tf) s Q =樁 底 端 點 支 承 力 (tf) b FS, FS1, FS2,＝ 樁 總 垂 直 支 承 力 、 表 面 摩 擦 阻 力 與 端 點 支 承 力 之 安 全 係 數 ， 其 值 按 表 5.3-1 所 列 規 定 ， 惟 對 於 長 樁 或 鑽 掘 樁，樁 端 支 承 力 之 安 全 係 數 應 視 容 許 沉 陷 量 及 施 工 品 質 酌 予 提 高 2 f ＝ 樁 表 面 摩 擦 阻 力 (tf/m ) s 2 A ＝ 樁 身 之 表 面 積 (m ) s 2 q ＝ 樁 端 之 極 限 支 承 壓 力 (tf/m ) b 2 A ＝ 樁 端 之 斷 面 積 (m ) b 表 5.3-1 垂 直 支 承 力 安 全 係 數 支 承 力 推 估 方 法 樁 載 重 試 驗 支 承 力 推 估 公 式 載 重 狀 況 FS FS1 FS2 平 時 2 3 3 地 震 時 1.5 2 2 5-14
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2. 以 靜 力 學 公 式 推 估 基 樁 極 限 支 承 力 時 ， 得 參 考 以 下 方 式 推 估 ： (1)樁 表 面 之 摩 擦 阻 力 2 f = c + Kσ′ tanδ (tf/m ) 式 (5.3-3) s a v 式 內 2 c ＝ α cu 為 土 壤 與 樁 身 之 附 著 力 (tf/m ) a α＝ 對 cu 之 經 驗 折 減 值 ， 與 土 壤 強 度 、 樁 長 、 樁 徑 及 施 工 方 法 等 有 關 ， 一 般 介 於 0.25~1.0 之 間 2 c ＝ 沿 樁 身 之 平 均 土 壤 不 排 水 抗 剪 強 度 (tf/m ) u K ＝ 側 向 土 壓 力 係 數 ， 與 土 壤 及 基 樁 施 工 方 法 有 關 2 σ′ ＝ 有 效 覆 土 壓 力 (tf/m ) ν δ＝ 樁 身 與 土 壤 間 之 摩 擦 角，與 土 壤、基 樁 材 料 及 施 工 方 法 等 有 關 ， 一 般 約 為 土 壤 內 摩 擦 角 之 1/3~2/3 土 層 如 為 粘 性 土 壤 ， 則 上 式 之 後 項 不 計 ； 如 為 砂 質 土 壤 ， 則 前 項 不 計 。 (2)樁 端 點 之 極 限 支 承 壓 力 * * * 2 q = cN +σ′ N + 0.5γDN (tf/m ) 式 (5.3-4) b c v q γ 式 內 ∗ ∗ ∗ N 、 N 、 N =支 承 力 因 數 ， 其 值 與 土 壤 性 質 、 基 樁 施 工 方 c q γ 法 及 貫 入 承 載 層 深 度 等 有 關 (參 見 解 說 ) 2 c ＝ 樁 底 部 土 壤 之 凝 聚 力 (tf/m ) 2 σ′ ＝ 樁 端 點 之 有 效 覆 土 壓 力 (tf/m ) ν 3 γ＝ 土 壤 之 有 效 單 位 重 (tf/m ) D ＝ 樁 身 之 有 效 直 徑，如 係 擴 座 基 樁，其 底 部 有 效 直 徑 不 得 超 過 樁 身 直 徑 之 兩 倍 (m) (3)砂 質 地 層 中 ， 基 樁 之 表 面 摩 擦 力 及 端 點 支 承 力 ， 應 根 據 土 層 之 相 對 密 度 、 地 下 水 位 深 度 、 樁 徑 及 基 樁 施 工 方 法 ， 適 當 考 量 臨 界 深 度 效 應 ， 或 根 據 樁 載 重 試 驗 結 果 考 量 之 。 3. 以 貫 入 試 驗 公 式 推 估 基 樁 極 限 支 承 力 時 ， 得 參 考 以 下 方 式 推 估 ： 5-15
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(1)以 現 場 標 準 貫 入 試 驗 N 值 推 估 基 樁 支 承 力，僅 限 用 於 砂 性 土 層， 此 時 樁 表 面 之 摩 擦 阻 力 f ， 及 樁 端 點 之 極 限 支 承 力 q 得 依 表 s b 5.3-2 所 列 推 估 之 。 2 表 5.3-2 基 樁 最 大 表 面 摩 擦 阻 力 及 端 點 極 限 支 承 力 (tf/m ) 施工法 植 入 式 基 樁 打入式基樁 鑽掘式基樁 支承力 預鑽孔工法 中 掘 工 法 f N / 3(≤ 15) N / 3(≤ 15) N / 5(≤ 15) 1.5 s q 30N 7.5N 25N 25N b 註 ： 表 中 N 值 均 採 樁 端 點 上 方 4 倍 樁 徑 範 圍 內 土 壤 平 均 N值 與 樁 端 下 方 1 倍 樁 徑 範 圍 內 土 壤 平 均 N值 之 平 均 值 ， 其 值 均 不 得 超 過 50。 (2)對 於 樁 底 座 落 於 礫 石 層 或 堅 硬 岩 盤 中 之 基 樁 ， 其 端 點 支 承 力 可 依 載 重 試 驗 結 果 或 當 地 經 驗 推 估 之 。 (3) 如 係 底 端 開 口 之 打 入 式 基 樁 ， 應 考 慮 土 栓 效 應 ， 對 端 點 支 承 力 作 適 當 之 修 正 。 【 解 說 】 1. 決 定 單 樁 極 限 垂 直 支 承 力 之 方 式 ， 以 現 場 樁 極 限 載 重 試 驗 法 最 為 直 接。但 在 實 務 上，由 於 設 計 階 段 初 期 必 須 考 慮 地 層 變 異、基 樁 種 類 、 樁 徑 、 樁 長 選 擇 等 ， 難 以 藉 由 樁 載 重 試 驗 結 果 決 定 各 型 基 樁 之 支 承 力 ， 因 此 必 須 利 用 靜 力 學 公 式 或 經 驗 方 法 推 估 基 樁 之 支 承 力 。 至 於 基 樁 施 工 階 段 則 可 藉 由 打 樁 動 力 公 式 、 動 力 學 分 析 法 及 樁 載 重 試 驗 等 方 式 驗 證 設 計 階 段 所 推 估 之 支 承 力 。 由 於 樁 基 礎 之 承 載 行 為 與 施 工 方 式 、 樁 體 材 料 類 別 、 地 層 變 異 性 等 具 有 密 切 之 關 係 ， 以 致 各 種 支 承 力 推 估 或 決 定 結 果 各 具 不 同 程 度 的 準 確 性 及 可 靠 性 。 因 此 ， 設 計 時 加 諸 於 各 樁 體 之 載 重 ， 必 須 考 慮 適 當 之 安 全 係 數 ， 以 涵 蓋 各 種 之 不 確 定 性 (包 括 載 重 本 身 )以 及 可 能 的 風 險 ， 以 提 高 安 全 性 。 5-16
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單 樁 之 極 限 支 承 力 是 由 樁 周 表 面 提 供 之 摩 擦 阻 力 及 由 樁 底 端 點 提 供 之 支 承 力 所 共 同 組 成 ， 但 是 其 發 揮 機 制 通 常 是 由 樁 表 面 周 摩 擦 阻 力 先 發 揮 至 極 限 狀 態 ， 待 樁 基 位 移 量 達 到 相 當 程 度 時 ， 樁 底 端 點 支 承 力 才 會 達 到 極 限 狀 態 ， 亦 即 兩 部 份 的 極 限 承 載 不 會 同 時 發 生 。 因 此 當 樁 基 礎 承 受 的 載 重 處 於 安 全 承 載 狀 況 時 (荷 重 小 於 容 許 支 承 力 )，樁 表 面 與 樁 底 面 所 提 供 的 阻 抗，分 別 佔 其 極 限 值 之 比 率 大 小 並 不 相 同。換 言 之，倘 樁 基 礎 的 垂 直 支 承 力 安 全 係 數 採 用 單 一 數 值 時， 實 際 上 該 數 值 並 不 是 樁 表 面 摩 擦 阻 抗 真 正 的 安 全 係 數 值 ， 亦 非 代 表 樁 底 承 載 阻 抗 的 安 全 係 數 大 小 。 故 而 ， 若 考 慮 樁 基 礎 支 承 力 之 實 質 阻 抗 組 合 狀 況 ， 基 樁 垂 直 支 承 力 計 算 時 所 採 用 之 安 全 係 數 ， 應 將 樁 表 面 摩 擦 阻 抗 及 樁 底 面 承 載 阻 抗 之 安 全 係 數 予 以 分 開 考 量 ， 並 分 別 採 用 不 同 的 安 全 係 數 值 較 為 合 理 (周 功 台 ， 1992)， 表 -解 5.3-1 彙 整 多 種 規 範 對 安 全 係 數 所 做 之 規 定 。 為 求 設 計 考 量 單 純 化 及 計 算 簡 便 ， 目 前 國 內 估 算 樁 基 礎 垂 直 支 承 力 所 採 用 的 安 全 係 數 ， 仍 以 採 單 一 數 值 較 為 普 遍 ； 惟 隨 著 各 類 工 程 之 推 動 ， 樁 基 礎 承 載 機 制 的 各 項 研 究 必 將 更 趨 完 整 ， 為 求 得 經 濟 且 安 全 之 設 計 ， 並 保 留 設 計 規 範 之 彈 性 ， 本 規 範 中 則 將 樁 端 支 承 力 及 樁 表 面 摩 擦 力 之 安 全 係 數 分 別 出 來 ， 但 由 於 國 內 尚 缺 乏 完 整 充 足 之 樁 載 重 試 驗 資 料 ， 無 法 完 全 確 定 國 內 之 地 質 環 境 及 施 工 條 件 下 之 樁 基 礎 支 承 力 發 揮 情 形 ， 因 此 當 樁 基 礎 的 極 限 支 承 力 係 依 理 論 或 經 驗 公 式 推 估 計 算 而 得 ， 則 永 久 性 樁 基 礎 樁 端 支 承 力 與 樁 表 面 摩 擦 力 之 安 全 係 數 目 前 均 制 定 為 3.0，若 樁 基 礎 載 重 屬 短 期 性 載 重 者 (如 地 震 或 風 力 等 )， 其 安 全 係 數 可 用 2.0。 此 外，基 樁 若 屬 臨 時 結 構 或 承 受 短 期 載 重 時，其 安 全 係 數 可 採 2.0； 又 若 樁 基 礎 之 極 限 垂 直 支 承 力 係 經 由 適 當 數 量 之 現 場 載 重 試 驗 求 得 時，永 久 性 樁 基 礎 容 許 支 承 力 安 全 係 數 則 可 調 整 為 2.0，承 受 短 期 載 重 或 臨 時 結 構 之 樁 基 礎 則 可 採 1.5 設 計 。 倘 樁 基 礎 的 極 限 垂 直 支 承 力 係 依 動 力 打 樁 經 驗 式 推 估 而 得 ， 則 應 視 其 公 式 所 具 之 不 確 定 性 大 小，採 用 適 宜 的 安 全 係 數，通 常 為 3.0~6.0，其 值 隨 公 式 推 演 來 源 之 不 同 而 異 ， 採 用 6.0 者 居 多 。 5-17
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表 -解 5.3-1 基 樁 長 期 容 許 垂 直 支 承 力 安 全 係 數 之 比 較 F F 規 範 名 稱 f b FS 日 本 建 築 基 礎 打 入 式 3 3 3 構 造 設 計 指 針 鑽 掘 式 0.1D/3cm≧ 3 2 3 日 本 道 路 橋 點 承 樁 － － 3 示 方 書 摩 擦 樁 － － 4 日 本 國 鐵 建 造 物 打 入 式 3.33 3.33 － 鑽 掘 式 3.33 1.67 － 設 計 標 準 ( Q / Q ≦ 0.6) b u 1.67~3.33 (0.6< Q / Q ≦ 1) b u 日 本 港 灣 設 施 － － ≧ 2.5 技 術 基 準 AASHTO － － 1.9~3.5* 加 拿 大 － － 3 (靜 力 學 公 式 ) 基 礎 工 程 規 範 4 (N 法 ) 註 ： *為 與 地 質 條 件 、 分 析 法 、 靜 力 試 樁 等 施 工 控 制 條 件 之 完 整 性 有 關 。 Q 為 樁 端 極 限 支 承 力 ， Q 為 基 樁 極 限 垂 直 支 承 力 。 b u 2. 靜 力 學 公 式 主 要 乃 依 據 極 限 平 衡 理 論 推 導 而 得 ， 由 於 基 樁 之 支 承 力 與 基 樁 種 類 、 施 工 方 式 及 地 層 條 件 有 關 ， 力 學 機 制 十 分 複 雜 ， 無 法 單 純 經 由 理 論 公 式 求 得 ， 因 此 現 行 各 規 範 都 涵 括 地 域 性 經 驗 在 內 。 樁 身 表 面 極 限 摩 擦 力 之 計 算 ， 除 了 需 考 慮 地 層 之 種 類 外 ， 尚 須 考 量 基 樁 之 施 工 方 式 ， 施 工 方 法 將 影 響 樁 身 周 圍 土 壤 之 擾 動 程 度 、 夯 實 程 度 、 側 向 力 分 布 及 摩 擦 角 等 。 摩 擦 力 之 承 載 機 制 可 分 成 粘 土 層 及 砂 土 層 分 別 討 論 如 下 ： (1) 粘 土 層 5-18
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於 粘 土 層 中 ， 樁 之 摩 擦 阻 力 可 由 土 壤 與 樁 身 間 之 表 面 附 著 力 c 來 估 計 ， 即 a f = c =αc 式 (解 5.3-1) s a u α為 經 驗 折 減 值 ， 附 著 力 的 大 小 視 土 壤 本 身 之 不 排 水 剪 力 強 度 與 基 樁 施 工 方 式 而 定 ； Tomlinson(1957, 1970 及 1971)綜 合 整 理 78 組 承 載 於 粘 土 層 中 之 打 入 式 基 樁 ， 認 為 α值 之 變 化 範 圍 極 大 ， 主 要 與 粘 土 之 不 排 水 剪 力 強 度 與 基 樁 埋 置 深 度 有 關 ， 其 變 化 趨 勢 如 圖 -解 5.3-1 所 示 。至 於 粘 土 層 中 之 場 鑄 基 樁 ， 由 於 施 工 過 程 中 對 地 層 並 無 擠 壓 作 用，且 經 常 採 用 穩 定 液 排 土，故 其 α 值 較 低 ， Skempton(1959)更 直 接 建 議 α值 之 變 化 自 0.3 至 0.6 之 間 ， 通 常 可 採 0.45。 (2) 砂 質 地 層 對 砂 性 地 層 而 言 ， 樁 身 摩 擦 阻 抗 的 發 生 係 由 土 壤 與 樁 身 間 之 摩 擦 力 所 造 成 ， 故 其 一 般 式 為 f = Kσ′ tanδ 式 (解 5.3-2) s v 其 中 δ 角 為 樁 身 與 土 壤 間 之 摩 擦 角 ， 主 要 受 土 壤 與 基 樁 材 料 所 控 制，一 般 介 於 1/ 3φ~ 2 / 3φ之 間； K 為 側 向 土 壓 力 係 數，隨 地 層 性 質 、 地 層 初 始 應 力 、 基 樁 施 工 方 式 與 地 下 水 位 高 低 等 而 有 所 變 化 ， Vesic(1977)即 指 出 ， K 值 於 鑽 掘 式 基 樁 略 小 於 或 接 近 靜 止 土 壓 力 係 數 K 值 ， 於 H 型 或 開 口 式 鋼 管 樁 等 低 位 移 打 入 式 基 樁 ， K 值 則 略 大 於 鑽 掘 式 基 樁 ， 但 很 少 超 過 1.5， 但 對 於 如 PC 樁 等 大 位 移 打 入 式 基 樁 ， K 值 即 有 可 能 趨 近 於 被 動 土 壓 力 係 數 K 值 ； NAVFAC DM7.2(1982)對 側 向 土 壓 力 係 數 有 一 完 整 建 議 值 p 如 表 -解 5.3-2。 樁 端 點 支 承 力 理 論 主 要 係 根 據 淺 基 礎 支 承 力 理 論 之 延 伸 而 得 ， 依 不 同 假 設 之 樁 底 破 壞 面 型 式 則 可 分 析 出 不 同 之 支 承 力 因 素，並 可 歸 納 為 五 種 破 壞 模 式，如 圖 -解 5.3-2 (日 本 土 質 學 會 ， 1993)。 樁 端 點 之 極 限 支 承 壓 力 之 求 法 ， 其 一 般 式 為 ： 5-19