¶ 建築物基礎構造設計規範｜90年版・歷史版本｜第五章 樁基礎（3／4）
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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圖 -解 5.3-７ 受 水 平 力 作 用 長 樁 應 力 及 變 形 之 理 論 解 比 較 (日 本 土 質 工 學 會 ,1993) 5-34
¶ 原檔第109頁
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5.3.4 負 摩 擦 力 1. 基 樁 四 周 之 地 層 ， 若 可 能 發 生 相 對 於 基 樁 之 沉 陷 位 移 情 形 ， 則 設 計 時 應 檢 討 負 摩 擦 力 發 生 之 可 能 性 與 大 小 ， 並 檢 核 基 樁 之 安 全 性 。 2. 單 樁 所 受 之 負 摩 擦 力 P 應 考 慮 中 立 點 以 上 所 有 負 摩 擦 力 之 總 和 。 fn 3. 中 立 點 位 置 係 依 樁 支 承 地 層 與 樁 四 周 壓 縮 地 層 之 相 對 勁 度 而 定 ， 設 計 時 應 予 檢 討 。 4. 使 用 群 樁 之 情 形 ， 可 考 慮 群 樁 之 相 互 影 響 ， 將 設 計 負 摩 擦 力 予 以 折 減 。 5. 考 慮 基 樁 之 負 摩 擦 力 時 ， 應 按 下 式 檢 討 其 安 全 性 ： (P + P )/ A ≤ σ 式 (5.3-7) fn p sa (P + P ) ≤ (Q + R )/1.2 式 (5.3-8) fn p f 式 內 P = 樁 頂 部 之 長 期 軸 向 荷 重 (tf) P = 中 立 點 以 上 之 負 摩 擦 力 總 和 (tf) fn Q = 樁 端 點 之 極 限 支 承 力 (tf) p R = 樁 身 中 立 點 以 下 之 正 摩 擦 阻 力 (tf) f 2 A = 樁 身 斷 面 積 (m ) p 2 σ = 樁 材 料 之 短 期 容 許 應 力 強 度 (tf/m ) sa 6. 於 考 慮 地 震 力 、 風 力 、 衝 擊 力 、 車 輛 等 短 期 載 重 情 況 時 ， 可 不 計 負 摩 擦 力 之 影 響 。 7. 基 樁 若 使 用 特 殊 表 面 處 理 ， 以 減 低 負 摩 擦 力 時 ， 則 設 計 之 負 摩 擦 力 值 可 依 實 際 量 測 效 果 予 以 折 減 。 【 解 說 】 1. 樁 表 面 之 摩 擦 阻 力 係 因 樁 體 與 地 層 之 相 對 位 移 而 產 生 ， 如 圖 - 解 5.3-8 所 示，當 樁 體 向 下 移 動 之 趨 勢 大 於 土 體 之 下 沉 速 率 時，土 體 對 樁 表 面 可 提 供 一 向 上 之 阻 力 ， 此 阻 力 即 一 般 計 算 樁 支 承 力 時 之 正 摩 擦 力 (positive skin friction)； 而 當 樁 基 周 邊 地 層 ， 因 地 表 填 土 或 抽 取 地 下 水 等 情 形 以 致 樁 周 邊 地 層 發 生 大 量 壓 縮 及 沉 陷 時 ， 地 層 5-35
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之 移 動 趨 勢 大 於 樁 體 下 沉 速 度 ， 此 時 樁 表 面 受 一 向 下 摩 擦 力 作 用 ， 使 樁 軸 向 之 作 用 力 增 加 ， 此 摩 擦 力 即 稱 為 負 摩 擦 力 (negative skin friction)(歐 晉 德 ,1987)。 圖 -解 5.3-8 基 樁 支 承 力 機 制 示 意 圖 (歐 晉 德 ,1987) 2. 負 摩 擦 力 發 生 的 主 要 原 因 大 致 為 ： (3) 基 樁 座 落 於 回 填 土 地 層 中 ， 當 樁 周 圍 之 壓 縮 性 土 壤 受 回 填 土 之 載 重 而 發 生 壓 縮 沉 陷 現 象 ， 導 致 負 摩 擦 力 之 發 生 。 (4) 基 樁 座 落 於 高 敏 感 性 之 黏 土 地 層 中 ， 於 打 樁 過 程 中 ， 樁 體 四 周 土 層 發 生 擾 動 ， 完 工 後 逐 步 壓 密 而 生 負 摩 擦 力 。 (5) 由 於 抽 取 地 下 水 ， 而 產 生 區 域 性 的 地 盤 下 陷 ， 此 現 象 在 正 常 壓 密 或 輕 度 過 壓 密 的 黏 土 地 層 中 最 為 明 顯 。 3. 一 般 人 常 以 為 負 摩 擦 力 只 發 生 於 軟 弱 粘 土 層 中 ， 其 實 並 不 完 全 正 確 ， 只 要 樁 周 邊 地 層 發 生 相 對 於 基 樁 之 位 移 就 有 可 能 發 生 負 摩 擦 力。在 基 樁 工 程 界 中，負 摩 擦 力 問 題 自 1960 年 代 始 受 到 注 意，在 1970 5-36
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年 代 中 ， 由 於 大 型 工 程 之 逐 漸 增 加 ， 在 地 盤 下 陷 較 嚴 重 的 區 域 如 曼 谷 、 東 京 等 區 域 或 黏 土 層 極 厚 的 區 域 如 瑞 典 、 挪 威 、 芬 蘭 等 ， 因 負 摩 擦 力 而 發 生 基 樁 失 敗 案 例 ， 負 摩 擦 力 問 題 乃 受 到 相 當 重 視 。 根 據 研 究 顯 示 ， 基 樁 所 受 負 摩 擦 力 之 大 小 及 範 圍 受 下 列 因 素 影 響 ， 諸 如 ： (1) 基 樁 四 周 及 端 點 下 方 地 層 種 類 之 影 響 － 包 含 地 層 之 壓 縮 性 、 強 度 、 基 樁 四 周 地 層 與 樁 端 點 下 方 地 層 之 相 對 勁 度 等 。 (2) 超 加 載 重 (surcharge) 或 地 下 水 位 變 化 之 情 況 － 包 含 超 加 載 重 施 加 的 時 間 及 速 率 、 相 對 於 基 樁 施 工 之 時 、 地 下 水 位 洩 降 的 範 圍 及 水 位 上 下 之 變 化 程 度 。 (3) 基 樁 本 身 之 性 質 － 包 含 基 樁 材 料、形 狀、群 樁 的 配 置 及 間 距 等 。 以 上 各 因 素 均 可 能 影 響 負 摩 擦 力 發 生 的 範 圍 以 及 大 小 ， 近 年 來 ， 此 類 研 究 資 料 已 逐 漸 增 多 ， 如 圖 -解 5.3-9 係 日 本 國 鐵 (1978)之 實 測 結 果 ， 顯 示 樁 長 變 化 及 端 點 支 承 地 層 不 同 時 ， 其 所 得 之 負 摩 擦 力 值 具 相 當 之 變 化 (歐 晉 德 ,1987)。 圖 -解 5.3-9 基 樁 負 摩 擦 力 觀 測 結 果 (日 本 國 鐵 ,1978) 台 灣 西 部 濱 海 地 區 ， 有 許 多 因 超 抽 地 下 水 而 發 生 嚴 重 沉 陷 之 區 5-37
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域 ， 或 因 抽 砂 回 填 而 可 能 發 生 長 期 沉 陷 之 新 生 地 區 ， 在 這 些 地 區 的 樁 基 礎 並 不 一 定 會 受 負 摩 擦 力 之 作 用 ， 大 致 與 下 列 因 素 有 關 ， 須 仔 細 評 估 ： (a) 基 樁 承 載 方 式 (b) 樁 長 與 抽 取 地 下 水 之 深 度 (c) 填 土 與 基 樁 施 工 之 先 後 次 序 及 時 間 差 (d) 地 層 沉 陷 速 率 4. 基 樁 表 面 摩 擦 力 之 產 生 ， 乃 在 於 地 層 與 樁 體 間 發 生 相 對 位 移 ， 在 基 樁 受 垂 直 力 作 用 時 ， 壓 縮 土 層 與 樁 體 間 之 相 對 移 動 趨 向 因 受 樁 端 點 阻 力 之 影 響 ， 於 樁 身 上 之 某 深 度 位 置 ， 自 樁 體 位 移 小 於 土 體 位 移 之 現 象 轉 換 成 樁 體 位 移 大 於 土 體 位 移 ， 亦 即 於 此 位 置 ， 樁 體 與 土 層 間 不 具 相 對 位 移，此 點 稱 為 中 立 點 (neutral point)，如 圖 -解 5.3-8(b) 所 示 於 中 立 點 以 上 部 份 ， 樁 身 承 受 負 摩 擦 力 作 用 ， 而 中 立 點 以 下 部 份 之 樁 身 則 承 受 正 摩 擦 力 作 用 。 中 立 點 大 致 位 於 壓 縮 地 層 中 樁 長 的 百 分 之 六 十 六 至 百 分 九 十 七 之 位 置 ， 視 壓 縮 土 層 與 樁 端 點 地 層 間 之 相 對 勁 度 而 異 ， 如 貫 入 岩 盤 中 之 點 承 樁 ， 其 中 立 點 則 接 近 樁 底 端 ， 負 摩 擦 力 幾 乎 在 全 部 樁 身 表 面 發 生 ， 若 樁 係 穿 過 壓 縮 層 而 進 入 較 緊 密 砂 層 中 ， 則 中 立 點 位 置 約 在 壓 縮 層 與 砂 層 界 面 上 方 若 干 距 離 ， 因 此 若 將 負 摩 擦 力 的 發 生 長 度 考 慮 為 基 樁 在 壓 縮 層 中 之 全 長，通 常 偏 於 保 守，日 本 建 築 學 會 之「 建 築 基 礎 構 造 設 計 規 準 同 解 說 」 (1974)中 即 建 議 中 立 點 深 度 (L ) 為 ： n (1) 摩 擦 樁 及 局 部 點 承 樁 (端 點 貫 入 阻 力 N 值 小 於 20 之 情 形 ) L = 0.8L 式 (解 5.3-10) n (2) 點 承 於 砂 土 或 砂 礫 土 層 基 樁 L = 0.9L 式 (解 5.3-11) n (3) 點 承 樁 於 岩 盤 或 極 堅 實 黏 土 層 (土 丹 )之 基 樁 L = 1.0L 式 (解 5.3-12) n 5-38
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上 式 中 之 L， 對 摩 擦 樁 而 言 ， 代 表 全 部 樁 長 ， 對 其 他 樁 而 言 ， 代 表 樁 頂 至 壓 縮 土 層 底 部 界 面 之 長 度 。 5. 計 算 負 摩 擦 力 之 方 式 有 很 多 種 ， 歐 晉 德 (1987)曾 做 有 系 統 之 整 理 ， 甚 具 參 考 價 值 。 若 以 有 效 應 力 法 估 算 則 可 依 下 式 計 算 f =σ′ K tanδ = βσ′ 式 (解 5.3-13) n v f v 2 式 中 ， f = 樁 身 負 摩 擦 力 (tf/m ) n K =土 壤 側 壓 係 數 δ =土 壤 與 基 樁 表 面 間 之 有 效 摩 擦 角 (度 ) f 2 σ′ =地 層 之 有 效 覆 土 壓 力 (tf/m ) v 上 式 中 ， β為 無 單 位 之 係 數 ， 其 值 大 小 不 僅 與 地 層 特 性 有 關 ， 亦 受 基 樁 施 工 方 式 之 影 響，打 入 式 基 樁 之 β值 即 較 鑽 掘 式 基 樁 為 大。表 - 解 5.3-7 及 表 -解 5.3-8 分 別 為 Garlanger(1974)及 日 本 鋼 管 樁 協 會 (1978)針 對 不 同 地 層 所 做 之 建 議 值 。 表 -解 5.3-7 β建 議 值 (Garlanger,1974) 土 層 β 粘 土 0.2 -0.25 粉 土 0.25 -0.35 砂 土 0.35 -0.50 表 5.3-8 β建 議 值 (日 本 鋼 管 樁 協 會 ,1978) 土 層 砂 含 量 (%) β 粘 土 及 粉 土 20 以 下 0.2 -0.25 砂 質 粘 土 及 粉 土 20-50 0.25 -0.35 砂 質 土 (N<10) 50-70 0.35 -0.50 5-39
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圖 -解 5.3-10 摩 擦 力 fn 與 N 值 之 關 係 (日 本 鋼 管 樁 協 會 ,1978) 此 外，日 本 鋼 管 樁 協 會 (1978)亦 統 計 負 摩 擦 力 與 標 準 貫 入 試 驗 N 值 之 關 係 如 圖 -解 5.3-10， 據 此 ， 砂 土 層 之 負 摩 擦 力 可 依 下 式 計 算 N 2 f = 3 + (tf/m ) 式 (解 5.3-14) n 5 式 中 N 為 基 樁 周 邊 地 層 之 平 均 SPT-N 值。值 得 注 意 的 是 在 台 灣 西 岸 高 液 化 潛 能 地 區 ， 或 因 擔 心 液 化 問 題 ， 或 為 增 加 基 樁 側 向 支 承 力 之 需 求 ， 有 些 設 計 理 念 會 在 樁 基 週 邊 施 以 深 層 夯 實 之 地 層 改 良 ， 使 樁 基 週 邊 之 SPT-N 值 大 幅 提 高 ， 這 類 情 況 下 若 週 邊 土 壤 發 生 相 對 於 基 樁 之 向 下 位 移 時 ， 基 樁 承 受 之 負 摩 擦 力 亦 將 大 幅 提 高 ， 檢 核 負 摩 擦 力 安 全 性 時 ， 應 以 改 良 後 之 SPT-N 值 或 採 較 高 之 β值 計 算 。 6. 在 基 礎 設 計 中 ， 安 全 係 數 的 選 擇 與 設 計 參 數 的 可 靠 性 有 關 ， 包 含 載 重 的 精 確 度 ， 以 及 地 層 強 度 的 變 化 範 圍 ， 在 考 慮 負 摩 擦 力 之 場 合 ， 安 全 係 數 之 選 擇 較 一 般 情 況 略 為 複 雜 。 當 基 礎 具 負 摩 擦 力 作 用 之 可 能 性 時 ， 設 計 上 可 分 別 考 慮 採 用 部 份 安 全 係 數 或 整 體 安 全 係 數 ， 目 前 工 程 界 普 遍 採 用 者 為 整 體 安 全 係 數 ， 即 如 下 式 所 示 ： (P + P ) ≤ (Q + R )／FS 式 (解 5.3-15) fn p f 5-40