成大老人醫院競圖附錄2 初步地質調查成果 by Forgemind ArchiMedia 準建築人手札網站

國立成功大學醫學院附設醫院老人醫院委託工程專案管理技術服務案地質鑽探及土壤試驗工程報告書

國立成功大學醫學院附設醫院老人醫院委託工程專案管理技術服務案地質鑽探及土壤試驗工程報告書目

錄

一、前言 …………………………………………………………………..……1 1.1 概述 1.2 工作流程及範圍二、基地地質調查………..…………………………………..…………………4 2.1 基地現況 2.2 鑽探孔位及放樣 2.3 鑽探取樣及 SPT 試驗（ASTM D1586-84） 2.4 地下水位量測 2.5 室內試驗工作三、基地地質概況及工程特性.……………..………...………………….…10 3.1 基地地層概況 3.2 土壤垂直水平地盤反力係數 3.3 簡化地層參數 3.4 地下水位狀況四、基礎分析與建議………………….………………………………...……..17 4.1 基礎型式之選擇 4.2 結構載重及基礎型式 4.3 基礎承載力分析 4.4 沉陷量分析 4.5 回脹量推估五、土壤液化分析…….……………….………...……………………...……..24 廣騰工程顧問有限公司

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5.1 概論 5.2 土壤液化之分析方法 5.3 地震力分析 5.4 損害評估六、地下開挖穩定性分析…….……………………………...………………34 6.1 概述 6.2 土壓力分析 6.3 擋土結構物貫入深度檢討 6.4 開挖底部隆起檢討 6.5 開挖底部砂湧之檢討 6.6 地下水上浮力七、基礎施工建議…………….………………………...……………..………46 7.1 開挖工法建議 7.2 擋土結構設計及施工應注意事項 7.3 排水計劃 7.4 安全監測工作八、結論與建議…………….………………………...……………..…………52

圖目錄 1.1、工作範圍及流程圖…………………………………………………...……3 2.1、基地位置圖………………………………………………..……………….8 2.2、鑽孔位置圖…………….……….………………………………..………...9 3.1、AA’地層剖面圖..….……..……………………………...………………...15 3.2、基地距活動斷層距離圖……………………………………..…………...16 6.1、擋土設施之設計流程圖…………………...………………… ………….38 6.2、內撐式擋土設施之側向壓力………………...…………………… …….39 6.3、永久性之地下牆側向壓力分佈圖……………...………………… …….40 6.4、貫入深度分析示意圖………………...…………………………… …….41 廣騰工程顧問有限公司

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6.5、開挖底部隆起之檢討分析圖…………………...………………… …….42 6.6、開挖底部砂湧檢討分析圖…………...…………………………… …….43 6.7、地下水上浮力分析圖…………………...………………………… …….44 6.8、地下水上舉力分析圖…………………...………………………… …….45

表目錄 2.1、鑽探數量統計表……………...…………………………………………..5 2.2、鑽孔及大地電阻座標表…….…………………………………………..5 2.3、地下水位觀測記錄表..…….…………………………………………..6 2.4、土壤力學試驗結果統計表……………………………………………..7 3.1、基地簡化地層參數表………………………………………….……….14 4.1、各影響因素之計算式……………………….……………………...……19 5.1、短週期結構之工址放大係數...……………...…………………………...28 5.2、基地地盤分類計算結果……...……………...…………………………...29 5.3、土壤液化潛能分析…..……………………...…………………………...32 5.4、土質參數折減係數 DE……………………..…………………………...33 5.5、液化潛能指數表…….……………………..…………………………...33 附錄一、鑽探記錄及土壤一般物理性質試驗結果附錄二、力學試驗結果附錄三、大地電阻量測結果附錄四、施工照片

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國立成功大學醫學院附設醫院老人醫院委託工程專案管理技術服務案地質鑽探及土壤試驗工程報告書一、前言 1.1 概述誠蓄工程顧問股份有限公司進行國立成功大學醫學院附設醫院老人醫院委託工程專案管理技術服務案，預計新建地上 12 層、地下 4 層之建築物，為瞭解基地地層狀況，特委託廣騰工程顧問有限公司（以下簡稱本公司）進行基地地質鑽探調查工作，期望藉由此次調查，得以獲知本基地之地層種類、地下水位、地層力學性質、強度參數等特性，俾提供業主於進行分析設計及將來施工時之依據。本報告係依據該基地地質調查結果及相關之學理經驗，加以研判基地地層層次變化分佈、土壤特性及地下水位狀況，並提出初步力學分析結果與基礎設計施工相關建議，以做為規劃設計及施工之參考。

1.2 工作流程及範圍本工作流程如圖 1.1 所示，工作範圍包括： (1) 現場地質鑽探、取樣及試驗。 (2) 現場地質工程師勘查、督導及研判。 (3) 試驗室物理性及力學性試驗。

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(4) 力學性分析及工程建議。 a. 基地地層層次、地下水位及工程特性。 b. 基礎型式承載力、沉陷量及回脹量分析。 c. 側向土壓力分析。 d. 開挖擋土結構型式、穩定性分析及建議。 e. 基礎施工及安全監測系統建議。 f. 其它潛在性工程災害。

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二、基地地質調查 2.1 基地現況本基地位於台南市東區林森路與東豐路交口，基地西側為道路及地上 5 樓、地下 1 樓之建築物，西南側為 1 層建築，其餘 3 側為道路及空地，地勢大致平坦，施工動線尚可，由於基地緊鄰道路，因此基礎開挖設計施工應有周詳之考量，以維道路之公共安全，基地位置請參考圖 2.1。

2.2 鑽探孔位及放樣本基地預計鑽探孔數為 3 孔，另進行 1 處大地電阻量測，孔位配置示意圖如圖 2.2 所示，其深度如表 2.1 所示，孔位座標如表 2.2 所示。現場鑽探孔位，均依據業主與本公司現場工程師於現場踏勘瞭解後共同訂定，並由設計單位認可後施鑽。

2.3 鑽探取樣及 SPT 試驗（ASTM D1586-84）本基地共計施鑽 3 孔垂直孔，採迴水沖鑽法（Rotary Wash Boring）施鑽，原則上每個鑽孔，每隔 1.5 公尺，或於土層變化處，以直徑 2 吋之劈管取樣器（2” Split-spoon Samplars），作一次標準貫入試驗（S.P.T.）並記錄 N 值。取樣方法以 140 磅（63.5 公斤）之落錘置於 30 吋（76 公分）之高度，使其自由落下，夯擊取樣器使其貫入深度達 45 公分止，並分三次記錄每貫穿土層 15 公分之錘擊數；取後兩段 15 公分之錘擊數之和，即為該土樣之 N 值，並由劈管取得之土樣作為土壤一般物理性質試驗及土壤分類之用。本次地質鑽探之成果如表 2.1 所示。

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表 2.1 鑽探數量統計表單向一般大地無圍直接一般卵礫標準度劈管薄管物理鑽探電阻壓縮剪力土層石層貫入壓密取樣取樣性質深度量測試驗試驗鑽探鑽探試驗試驗實驗

鑽孔編號

(m)

(次)

(組)

A-1

30.0 20.1

9.9

A-2

30.0 20.0 10.0

A-3

30.0 26.0

4.0

總計

90.0 66.1 23.9

(m)

表 2.2 鑽孔座標表孔號 A-1 A-2 A-3

X 座標 (TWD97, m) 170405 170491 170419

Y 座標 (TWD97, m) 2544744 2544731 2544688

孔口高程(m) 21.3 21.4 21.3

2.4 地下水位量測鑽孔完成後，於 A-1 及 A-2 孔埋設地下水位觀測井，於 A-3 埋設水壓計，以量測地下水位。由水位觀測得知，本基地在鑽探期間量測到之地下水位約位於地表下 2.42~2.68 公尺處，量測結果如表 2.2 所示。地下水位觀測可能隨季節性之不同而變動，上值僅供參考，非長期觀測無法完全瞭解真正地下水位變動之情形。

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表 2.3 地下水位觀測記錄表

觀測日期天氣孔號 A-1 A-2 A-3

108.1.9

地下水位深度(m) 108.1.16 108.1.30 108.2.13

108.2.25

108.3.4

晴

-2.42 -2.43 -2.51

-2.53 -2.49 -2.58

-2.65 -2.54 -2.60

-2.66 -2.55 -2.68

-2.65 -2.53 -2.64

-2.61 -2.56 -2.63

2.5 室內試驗工作本基地現場鑽探取得之劈管半擾動土樣及薄管未擾動土樣，均送回本公司土壤力學試驗室進行相關之室內試驗，其主要目的係在求取土壤之一般物理性質及工程特性，俾供規劃設計之參考與應用。本次鑽探調查所進行之室內試驗項目包含一般土壤物理性質試驗及力學試驗。 2.5.1 一般土壤物理性質試驗本試驗主要係利用劈管取樣之土樣進行。試驗項目及依據規範如下： 1. 含水量試驗（ASTM D2216）：求取土壤含水量，藉以估算飽和度及乾單位重。 2. 比重試驗（ASTM D854）：求取土壤乾土顆粒比重，藉以計算孔隙比及飽和度。 3. 顆粒分析試驗（ASTM D421 及 D422）：求取土壤顆粒粒徑分布曲線，作為土壤分類、濾層設計、滲透係數推估及液化分析之用。 4. 阿太堡限度試驗（ASTM D4318）：求取土壤液性限度及塑性限度，以為凝聚性土壤分類指數，亦為黏性土壤性質之重要指標。

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5. 土壤分類（ASTM D2487）。 6. 孔隙比及當地密度由計算得之。 2.5.2 力學性質試驗力學性質試驗步驟皆參照美國材料試驗學會標準（ASTM）規定實施。本基地依地層性質進行 3 組土壤直接剪力試驗及 1 組土壤無圍壓縮試驗，試驗結果統計如表 2.3 所示。本基地土壤之鑽探記錄及物理性質試驗結果，如附錄一所示；力學試驗結果如附錄二所示，大地電阻探測報告如附錄三所示，鑽探過程相片如附錄四所示。表 2.4 土壤力學試驗結果統計表孔號

深度 (m)

A-1 A-2 A-3 A-3

12.50~13.30 15.30~16.05 2.00~2.80 5.00~5.80

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直接剪力試驗 C’ (kg/cm2) 0.09 0.09 0.05

無圍壓縮試驗 φ’ (deg) 35.0 34.9 33.2

qu(kg/cm2) 0.54 -

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圖 2.1 基地位置圖

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圖 2.2 鑽孔位置圖

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三、基地地質概況及工程特性 3.1 區域及基地地質概況根據中國石油公司出版之十萬分之一地質圖台南圖幅（2011）顯示，本基地附近出露地層為現代沖積層，主要以泛濫平原堆積之砂、泥及礫石所組成。另由地調所出版之台灣活斷層條帶地質圖（2010）中，本基地距後甲里斷層約 2.4 公里，距新化斷層約 9.4 公里，故無位於活斷層線上之虞。地層柱狀剖面圖請參考圖 3.1，斷層位置圖請參考圖 3.2。依現場鑽探、試驗及室內試驗結果顯示，於鑽探深度 30.0 公尺以內，主要由砂、粉土等沉積物組成，茲分述如下，以供參考。 (1) 棕黃至灰色粉土質細砂偶夾薄層黏土：本層平均約分佈於地表下 0.0 m~16.2 m，除最上部約 1.2 公尺厚之回填層外，主要由粉土質細砂所組成，其土壤分類主要為 SM，依據現場鑽探試驗及試驗室試驗分析，其平均現地密度 r 為 1.94 t/m3，SPT-N 值平均為 16，孔隙比 e 平均為 0.69，含水量平均為 22.3 %。本層進行 3 組直接剪力試驗，分別得 c’=0.9 t/m2，φ’=35.0°（A-1, T-1）、 c’=0.9 t/m2，φ’=34.9°（A-3, T-1）及 c’=0.5 t/m2，φ’=33.2°（A-3, T-2）。 (2) 灰色粉土質黏土夾薄層細砂：本層於 A-1 及 A-2 孔平均約分佈於地表下 16.2 m~19.2 m，A-3 孔平均則分佈於地表下 16.2 m~26.0 m，厚度差異甚大，主要由粉土質黏土所組成，其土壤分類主要為 CL，依據現場鑽探試驗及試驗室試驗分析，其平均現地密度 r 為 1.90 t/m3，SPT-N 值平均為 7，孔隙比 e 平均為 0.89，含水量平均為 32.9 %，液性限度平均為 32.9 %，塑性指數平均為 14.3 %。廣騰工程顧問有限公司

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本層進行 1 組無圍壓縮強度試驗，得 qu=5.4 t/m2（A-2, T-1）。 (3) 灰色粉土質細砂：本層僅出露於 A-1 及 A-2 孔，平均約分佈於地表下 19.2 m~20.0 m，主要由粉土質細砂所組成，其土壤分類主要為 SM，依據現場鑽探試驗及試驗室試驗分析，其平均現地密度 r 為 1.95 t/m3，SPT-N 值平均為 25，孔隙比 e 平均為 0.69，含水量平均為 22.8 %。 (4) 灰色泥岩夾砂岩：本層於 A-1 及 A-2 孔約分佈於地表下 20.0 m~30.0 m，於 A-3 孔則分佈於 26.0 m~30.0 m，主要由泥岩夾砂岩所組成。依據現場鑽探試驗及試驗室試驗分析，其平均現地密度 r 為 2.18 t/m3，SPT-N 值大於 50，孔隙比 e 平均為 0.44，含水量平均為 17.1 %。

3.2 土壤垂直水平地盤反力係數 3.2.1 土壤垂直地盤反力係數土壤垂直地盤反力係數為土壤於彈性範圍內加載時，其單位面積受加載應力與土壤變形量之比值，一般以現場載重試驗求得，而本案並無規劃施作，無法以現場載重求得，則可利用下列方式概估：

EsB 4 Es K V  0.65 ．．．．Ｖesic (1961) E F I F B(1   2 ) 12

Ｅs：土壤楊氏係數(t/㎡)，黏土層之Ｅs 值採 Bjerrum(1964)適用於正常壓密土壤之建議公式：Ｅs=500×Su，砂土層之Ｅs 值則採Ｅs=280*N Ｂ：基礎分析影響寬度。 μ：土壤柏松比，採卵礫石層μ=0.3，砂土層μ=0.4，黏土層μ=0.5。ＥF：基礎材料之楊氏係數ＩF：基礎斷面之慣性力矩廣騰工程顧問有限公司

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Es B (1   2 ) 另依謝旭昇、程日晟 1996 之建議 ( 地工技術 53 期 P.53) ， Kv 值基本上與 SPT-N 值約略有一正比例之關係( Kv=150N～300N)，其關係可歸納如下表。對於大部份實用目的，前式可近似為K V 

土壤種類

SPT-N 值

Kv 值

0~2 2~4 4~8 8~15 15~30 ＞30

＜500 500~1000 1000~2000 2000~4000 4000~8000 8000

0~4 4~10 10~30 30~50 ＞50 ＞50

＜800 800~2000 2000~6000 6000~8000 ＞8000 8000~10000

粘性土壤極軟軟弱中等堅實堅實極堅實堅硬砂質土壤極疏鬆疏鬆中等緊密緊密極緊密承載層

本基地第 2 次層為黏土層，其平均 N 值為 7，Kv 值建議可採

1750t/m3。 3.2.2 土壤水平地盤反力係數一般水平地盤反力係數是由現場孔內側向載重求得 ( 如 LLT 或

PMT)，亦可藉由標準貫入試驗推估，其公式如下： 1.赤井、高橋公式

Kh＝0.502Ｎ0.37

2.福岡、宇都公式

Kh＝0.691Ｎ0.406

3.3 簡化地層參數依據現場鑽探結果、試驗室一般物理性質試驗及相關學理經驗公式計算研判，經綜合分析，建議本基地簡化地層參數列於表 3.1，以供參考。廣騰工程顧問有限公司

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3.4 地下水狀況本基地在地下水位量測期間量測到之地下水位約位於地表下 2.42~2.68 公尺處，惟因水位係為短期所量測，而非常態水位，故建議臨時性地下水位採地表下 1.0 公尺考慮。惟實際開挖時，若地下水位較分析時為高時，應即刻停工檢討其對整個工程之影響。長期狀況下，假設於豪雨來臨時，地表水排洩不及狀況下，建議仍採位於地表設計。

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表 3.1 基地簡化地層參數表 r (t/m3)

層土壤分類地層深度(m) 次 (USCS)

16 1.94 0.69

0.0~16.2

19.2~20.0

20.0~30.0

ψ’ qu Su C’ (t/m2) (t/m2) (t/m2) (deg)

Kh(1) Kh(2)

(t/m2) (t/m3) (t/m3)

0.7

34.4

5.4

3.0*

25 1.95 0.69

0.0*

35*

7000*

泥岩夾砂岩 50 2.18 0.44

1.0*

35*

1.89 0.89

16.2~19.2 CL、ML (最深至 26.0)

4480*

1400

2130

0.22* 1500*

1031

1523

1652

2553

14000* 2135

3383

*表推估值 Kh(1)為以赤井、高橋公式推出之值 Kh(2)為以福岡、宇都公式推出之值 φ’：有效內摩擦角，採 Peck 經驗公式：φ’=27+0.3N。 Su：不排水剪力強度，採 Peck 經驗公式：Su=0.6N，並視試驗結果及有效覆土壓力大小予以判斷。 E：土壤楊氏係數，採 Bjerrum(1964)適用於正常壓密土壤之建議公式：黏土層Ｅ=(250~500)×Su，砂土層之Ｅ值則採Ｅs=(140~280)*N Cc：壓縮指數，依 Skempton(1944)之經驗公式：Cc=0.009(LL-10)。

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圖 3.1 AA’地層狀柱剖面圖廣騰工程顧問有限公司

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圖 3.2 基地距活動斷層距離圖

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四、基礎分析與建議 4.1 基礎型式之選擇基礎構築之目的在藉適宜之基礎結構將所負載的各式荷重，妥當地傳遞至承載的土層上。選擇基礎的型式時，應考慮結構物形式與機能、荷重類型與大小、土層條件、施工方式、現場環境以及經濟效益等因素。就大地工程而言，基礎形式與土壤相互影響之程度，乃為分析所關切之重點；因而當基礎荷重作用於土層上時，可考量以下準則檢核基礎型式是否恰當：

(1) 基礎土層應具有安全支撐能力－須有適宜之安全係數防止承載荷重之土層產生剪力破壞。

(2) 基礎之沉陷變化在容許範圍內－當土層提供適宜之承載力不致破壞時，荷重造成之基沉陷量或差異沉陷量若過大，則可能使結構物偏移、歪斜、產生裂縫，影響其安全與功能。若上述兩項檢核結果不滿足規範安全要求時，即應考慮其他適宜之基礎型式或進行土壤改良。

4.2 結構載重及基礎型式本基地計劃興建地上 12 層、地下 4 層建築物，開挖深度為地表下 18.1 公尺，初估結構物均佈荷重約為 26.5 t/m2，經初步考量結構載重、結構型態、地層狀況及開挖深度等因素，建議基礎採筏式基礎。筏式基礎除可利用挖除之土重抵消結構載重，使實際傳至土層之淨載重降低，以減少基礎之沉陷量，提高承載之安全性外，尚可使結構物未來之沉陷較為均勻。初步之基礎分析見以下各節，細部之設計則應由設計者依實際結構載重情況重新分析。

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4.3 基礎承載力分析淺基礎以基礎版承載其自身及以上建築物各重載重，支壓於其下之基土，須使載重重心符合基礎版重心，並使其支壓於基土之壓力，不超過其土容許承載力。根據國內最新建築技術規則，考慮形狀修正、土壤種類及地下水之影響，一般淺基礎之極限承載力 qu，可以下式估算：

qu=CNcFcsFcdFci+γ2DfNqFqsFqdFqi+0.5γ1BNrFrsFrdFri （式 4.1） qa=( qu -γ2D)/Fs 上式中：

qu：土壤極限承載力，t/m2。 qa：土壤容許承載力，t/m2。Ｃ：基礎載重正下土壤凝聚力，t/m2。 γ1：基礎載重面以下之土壤平均單位體積重量（如在地下水位以下者，應為水中之重量），t/m3。 γ2：基礎載重面以上之土壤平均單位體積重量（如在地下水位以下者，應為水中之重量），t/m3。

Df：基礎附近之最低地面至載重面之深度，如鄰近有開挖，須顧及其可能影響，m。Ｂ：基礎載重面之矩形短邊長度，如屬圓形則指其直徑，m。Ｌ：基礎載重面之矩形長邊長度，m。

Nc, Nq, Nr：土壤承載力因素，隨土壤之內摩擦角ψ而異。 Fcs,Fqs,Frs：形狀影響因素。 Fcd,Fqd,Frd：埋置深度影響因素。 Fci,Fqi,Fri：載重傾斜影響因素。上述各形狀、埋置探度及載重傾斜影響因素分別如表 4.1 所示。廣騰工程顧問有限公司

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表 4.1 各影響因素之計算式（Modified from Meyerhof）提供支承力項目凝聚力（c）

超載（q）

土重（γ）

Fqs  1.0

Frs  1.0

   B Fqs  1  0.1  tan 2 45   2   L

   B Frs  1  0.1  tan 2 45   2   L

Fqd  1.0

Frd  1.0

考慮影響項目形狀影響因素

ψ=0 法

（s）

（  10）

ψ=0 法埋置深度影響因素（d）

載重傾斜影響因素（i）

（  10）

B Fcs  1  0.2    1.2 L    B Fcs  1  0.2  tan 2 45   2   L  Df  Fcd  1  0.2    1.5  B   Df Fcd  1  0.2  B

 2 D   tan 45   Fqd  1  0.1 f 2    B

 2 D   tan 45   Frd  1  0.1 f 2    B

       

Fri  1.0

   Fci  1    90 

   Fqi  1    90 

註：當ψ＜10°時使用ψ=0 法，此時形狀與埋置深度影響因素均有上限值。廣騰工程顧問有限公司

 2   tan 45   2  

  Fri  1    

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此外，在下列的情況下可考慮採用筏式基礎較為經濟：

1. 各獨立基腳底面積之和大於建築面積的 50%以上時。 2. 土壤承載力低，其它淺基礎均不適用時。 3. 需藉由基礎版的連續性及剛性減低基底的集中應力，並減少差異沉陷量時。

4. 地層中有洞穴或地質複雜，採用筏式基礎可減少差異沉陷量。 5. 結構物中有精密儀器時，採用筏式基礎可減少差異沉陷量對儀器之影響。

6. 地下水位以下的地下室，需採用具有止水效果的筏式基礎。 7. 需採用浮筏式基礎藉由挖儲除土重以降低基礎載重或提高承載力及降低沉陷量。本基地基礎之深度為 18.1 m，根據表 3.1 之簡化地層參數表，預定建物之基礎將座落於第二層（黏土層）上，基礎型式為筏式基礎，則挖除之土重約為 35.0 t/m2，已大於預估載重，屬完全補償式基礎，故本工程無承載力不足而發生剪力破壞之虞。

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4.4 沉陷量分析土層承受結構物加載後可能形成之沉陷有二種：

(1) 立即沉陷──荷重作用立刻（Bowles 建議零到七天）發生者。亦即土壤在固體積的情況下發生的變形。

(2) 壓密沉陷──由於孔隙水壓消散產生的體積減少與時間有關。立即沉陷可由 Das 建議下列彈性理論公式推求。 Si  q  B 

式中

1  2  IS ES

Si ＝立即沉陷 B ＝基礎最小寬度 Es，μ ＝土壤彈性模數與柏松比 Is ＝影響因素

或以彈性理論直接以下式計算 Si 

H ( z  x  y ) E

z，x，y =ｘ，ｙ，ｚ方向因加載產生之應力增量

上式中對立即沉陷影響最大者為土壤的彈性模數 ES，土壤的彈性模數可由該土層取不擾動土樣在壓密壓力等於有效覆土壓力下進行三軸不排水壓縮試驗得的應力變曲線求得，或以經驗公式估計。本基地採用之 Es 值見表 3.1 所示。廣騰工程顧問有限公司

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壓密沉陷可由單向度壓密試驗結果或應力路徑試驗結果推估。利用單向度壓密試驗結果推估沉陷量可用下列公式 S C   mv ( 或mr ) △P  H pp Cr H P  P C H 或 r log log O PP po 1 e 1 e



CC、Cr ＝壓縮指數及再壓縮指數 △P ＝各土層中點有效壓力增量。

PO ＝各土層中點之原有效壓力 PP ＝各土層中點之預壓密應力。 H ＝每一土層厚度。本基地挖除之土重大於預估結構載重，無再加壓力，故理論上應無壓密沉陷過量之虞。但實際基礎沉陷量應依結構載重、基礎型式及埋置深度審慎分析，以防結構物不均勻沉陷。

4.5 回脹量推估基礎開挖時，開挖底面下之土層因其上方覆土壓力解除或減少，即發生不排水之彈性變形及吸水回脹現象。彈性變形在覆土壓力解除之同時即可發生，而吸水回脹大都發生於粘土層隨著開挖面暴露時間而增加，兩者考慮的方式與沉陷量推估考慮的方式相同，即彈性變形可按推求立即沉陷之公式推求，吸水回脹可根據單向度壓密試驗結果推算即： SH 

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HCs Po log 1 e Po  P 22

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SH = 吸水回脹量

Cs = 體積回脹指數。 P = 各土層中點有效壓力減少值。

推估基礎開挖之回脹有兩種用途：

(1) 預先瞭解基礎開挖之回脹範圍，實際開挖時藉由開挖底面之隆起觀測可研判是否有產生隆起破壞之可能。

(2) 作為基礎施工之參考，若吸水回脹太高則應儘量縮短開挖底面暴露時間。或地下室完成立刻灌水或填礫石以減少回脹量，因為吸水回脹增加的話一方面降低開挖底部粘土土壤的剪力強度，一方面增加結構荷重作用之沉陷量。基礎開挖過程中之解壓回脹量一般將隨開挖過程而逐步調整，故解壓回脹量應非本工程之控制因素，其所注意者為應嚴密注意中間樁隆起狀況，以避免支撐之破壞狀況。

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五、土壤液化分析 5.1 概論飽和非塑性土壤在受到震動後，引起土壤中孔隙水壓力之增高，使有效應力喪失，而產生連續性之變形之狀態，謂之土壤液化現象。根據各學者研究結果，影響液化之因素有下列數項：

1. 土壤之相對密度：相對密度越大者，越不易液化，當 Dr>80% 時，極少可能發生液化，當 Dr<50%時，初始液化與整個液化現象幾乎同時發生。

2. 地表震動強度與震動持續時間。 3. 有效覆土壓力：當 Dr<80%時之土壤，發生液化時之剪應力，隨土壤之圍壓成線性關係，因此乃以動剪應力與最初有效應力之比值作為判斷土壤液化潛能之重要參數，一般土壤抵抗液化之強度係為有效圍壓之函數，故接近地表面土層之土壤較深層土層易於液化，液化現象通常發生於地表下 20 公尺以上者。

4. 過壓密比：一般而言，導致土壤液化所需之剪應力比隨過壓密比之增加而增加。

5. 土壤特性：均勻分佈之中細粒砂質土或細粒沉泥質砂最易發生液化，而級配均勻分佈之土壤較級配優良之土壤易於液化。此外細粒砂土較粗粒砂土易於液化。

6. 土層之排水狀況：孔隙水壓之消散速率，關係到液化是否能發生，其與土壤之滲透性，壓縮性與飽和度有關。

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5.2 土壤液化之分析方法 5.2.1 應進行液化潛能判定之砂土層依據內政部“建築物耐震設計規範與解說＂ ( 100 年 7 月)，符合以下所有三項條件的沖積層飽和砂土層，在地震時可能產生液化現象，應進行土壤液化之判定。

(1) 地表下 20m 以內之飽和砂土層，且地下水位面在地表下 10m 以內。 (2) 細粒土壤含有率 FC 在 35%以下之土層，或 FC 超過 35%，惟塑性指數 Ip 在 15 以下之土層。

(3) 通過率為 50％之粒徑 D50 在 10mm 以下，且 10%之粒徑 D10 在 1mm 以下之土層。 5.2.2 液化之判定液化之評估由液化抵抗率 FL 決定，FL 值小於 1，即判定該土層可能液化。 FL 

R L

L  rd

A0 g  0'

rd  1.0  0.015 x

 0  {rt1hw  rt 2 ( x  hw )} / 10  0'  {rt1hw  rt '2 ( x  hw )} / 10

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其中，

FC ：細粒土壤含有率(%)，為粒徑 75μm 以下土粒之通過質量百分率。 Ip

：塑性指數。

D50 ：有 50%重量之土粒比此細之粒徑(mm)。 D10 ：有 10%重量之土粒比此細之粒徑(mm)。 FL

：液化抵抗率。

：土壤發生液化時之反覆三軸剪力強度比，見 5.2.3 節所述。

L ：土壤因地震起的剪應力比。 rd

：地震時尖峰剪應力比沿深度方向之折減係數。

A ：水平地表加速度。 σo

：總覆土壓力(kgf/cm2)。

σo’

：有效覆土壓力(kgf/cm2)。

：受評估土層距離地表面之深度(m)。

rt1

：地下水位面上方之土壤單位體積重(tf/m3)。

rt2

：地下水位面下方之土壤單位體積重(tf/m3)。

r’t2

：地下水位面下方之土壤有效單位體積重(tf/m3)。

：地下水位之深度(m)。

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5.2.3 反覆三軸剪力強度比反覆三軸剪力強度比 R，依下式計算

0.0882 N a / 1.7 ( N a  14) R 0.0882 N a / 1.7  1.6  10 6  ( N a  14) 4.5

(14  N a )

其中，砂質土

N a  C1 N1  C 2 N1  1.7 

N (  0.7) ' 0

1   C1  ( FC  40) / 50  FC / 20  1 

(0%  FC  10%)   (10%  FC  60%)  (60%  FC ) 

0  C2   ( FC  10) / 18

(0%  FC  10%)  (10%  FC ) 

礫質土

N a  1  0.36 log10 ( D50 / 2)N1 其中，

：反覆三軸剪力強度比。

：由標準貫入試驗所得之 N 值。

：以有效覆土壓力 1kgf/cm2 等值換算求得之 N 值。

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：考慮土壤粒度影響之修正 N 值。

C1,C2 ：與細粒土壤含有率相關之 N 值修正係數。

5.3 地震力分析依據內政部“建築物耐震設計規範與解說＂ ( 100 年 7 月)，台南市東區之 SDS 及 SMS 分別為 0.7 及 0.9，無需考慮近斷層效應。震區中小地震時之水平加速度係數 A=0.4SDSG/4.2 ，震區設計地震時之水平加速度係數

A=0.4SDSG，震區最大地震時之水平加速度係數 A=0.4SMSG，在中震時，液化抵抗率不得小於 1.0；而在強震時，容許產生液化，但建築物必須設置相當基礎（譬如樁基礎），並檢核液化後之安全性。一般工址區域之工址短週期係數 SDS 及最大考量水平譜加速度係數

SMS 依下式計算： SDS=Fa*SDS*NA

； SMS= Fa*SMS*NA

其中 NA 為近斷層考量因子， Fa 為放大係數。本基地無需考慮近斷層效應，其設計及最大地震之 NA 均為 1.0。 5.3.1 工址放大係數工址放大係數 Fa 可依工址之平均 N 值判斷並進行地盤分類後，並依下表求得。表 5.1 短週期結構之工址放大係數 Fa（線性內插求值）地盤分類

震區短週期水平譜加速度係數 Ss(SDS 或 SMS)

Ss≦0.5

Ss=0.6

Ss0.7

Ss0.8

Ss≧0.9

第一類地盤

1.0

第二類地盤

1.1

1.0

第三類地盤

1.2

1.1

1.0

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5.3.2 地盤分類用於決定工址地盤放大係數之地盤分類，除臺北盆地區域外，餘依工址地表面下 30 公尺內之土層平均剪力波速 VS30 決定之，取代原本用來進行地盤分類之 TG 值。其中，VS30≧270 m/s 者為第一類地盤(堅實地盤)；180 m/s ≤ VS30< 270 m/s 者，為第二類地盤(普通地盤)；VS30<180 m/s 者，為第三類地盤(軟弱地盤)。工址地表面下 30 公尺內之土層平均剪力波速 VS30 依下列公式計算：

其中，di 為第 i 層土層之厚度(m)，滿足

=30 m。Vsi 為第 i 層

土層之平均剪力波速(m/sec) ，可使用實際量測值，或依下列經驗公式計算：黏性土層：

砂質土層：

其中，Ni 為由標準貫入試驗所得之第 i 層土層之平均 N 值；qu 為第 i 層土層之單壓無圍壓縮強度（kgf/cm2）。本基地地表下地層為砂夾薄層黏土及岩層，經計算本基地之平均剪力波速及地盤分類如表 5.2 所示。表 5.2 基地地盤分類計算結果孔號 A-1 A-2 A-3

平均剪力波速(VS) 234.8 224.5 217.3

地盤分類第二類地盤第二類地盤第二類地盤

依計算結果，本基地屬第二類地盤。廣騰工程顧問有限公司

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5.3.3 設計、最大地震力係數及液化潛能分析依表 5.1 及 5.2，其放大係數 Fa 均取 1.0，NA 均取 1.0，則 SDS=Fa*SDS*NA

=1*0.7*1=0.7；SMS= Fa*SMS*NA =1*0.9*1=0.9，計算得本基地之震區中小地震時之水平加速度係數 A=0.4SDSG/4.2=0.067g，震區設計地震時之水平加速度係數 A=0.4SDSG=0.28g ，震區最大地震時之水平加速度係數

A=0.4SMSG=0.36g。經檢核，本基地基礎下之土壤在最大及設計水平加速度下，其抗液化安全係數部份小於 1，具液化潛能。液化潛能分析結果請參考表 5.3。

5.4 損害評估發生土壤液化現象之地盤，其損害程度隨液化土層之深度、厚度及液化程度而定，其評估方法為液化潛能指數之計算。

Iwasaki et al. (1982)提出以液化潛能指數 PL (Liquefaction Potential Index)來評估土壤化之嚴重程度，其定義如下所示： 20

PL  0 F ( z )W ( z )dz

PL=液化潛能指數，介於 0~100 之間 Z=地盤深度(m)，考慮之深度範圍為 0~20m F(z)=抗液化係數，介於 0~1 之間，以下式估計： F(z)=1-FL

若 FL >1，則 F(z)=0

W(z)=深度權重係數，以下式計算： W(z)=10-0.5z 廣騰工程顧問有限公司

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Iwasaki et al. (1982)根據日本地震案例之研究，定義地盤液化之損害程度可分為三級，如下所示：

PL>15

嚴重液化

5<PL<15

中度液化

PL<5

輕微液化

對於強震下具液化潛能之基地，應視基地之地層特性、結構物型式及其重要性，進行地層改良或將土質參數折減，進行耐震設計，以免地震時發生土壤液化引致之災害。土質參數折減如表 5.4 所示。經檢核，本基地基礎下之土壤在最大及設地震水平加速度下，其抗液化安全係數部份小於 1，具液化潛能，液化潛能指數請參考表 5.5。在最大地震下之液化潛能指數介於 2.92~20.45 之間，屬輕微及嚴重液化；在設計地震下之液化潛能指數介於 0.11~9.17 之間，屬輕微及中度液化。因本大樓基礎開挖深度為 18.1 公尺，故 0~18.1 公尺之液化層已挖除，重新計算其液化潛能指數在設計及最大地震下均為 0，均屬不液化。建議以土質參數折減進行結構物耐震設計即可，Kv 不必折減，Kh 折減係數可採 2/3。

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表 5.3 土壤液化潛能分析成功大學附設老人醫院深度 (m) 1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5 15 16.5 18 20

rt (t/m3) 2.03 1.97 2 1.92 1.94 1.91 1.89 1.94 1.96 1.81 1.88 1.95 2.05

土壤分類 SM SM SM SM SM SM SM SM ML SM CL ML SM

地下水位：-2.4

N值

38 46 41 45 47 49 44 47 51 46 85 66 45

7 12 13 16 19 21 22 25 11 20 6 13 40

0.308 1.194 0.705 1.566 2.849 3.668 2.117 3.672 0.290 0.582 0.288 0.361 7.692

成功大學附設老人醫院深度 (m) 1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5 15 16.5 18 20

rt (t/m3) 1.82 1.92 2.05 2 2.04 1.83 1.91 1.93 1.87 1.81 1.82 1.85 1.84

土壤分類 SM SM SM SM SM SM SM SM SM SM CL CL ML

地下水位：-2.4

N值

27 35 34 40 37 46 39 36 47 45 81 85 61

5 7 10 11 14 16 15 17 19 21 7 7 11

0.241 0.283 0.323 0.351 0.408 0.735 0.370 0.373 0.653 0.698 0.301 0.305 0.282

成功大學附設老人醫院深度 (m) 1.5 3 4.5 6 7.5 9 10.5 12 13.5 15 16.5 18 20

rt (t/m3) 2.06 1.92 1.83 1.93 1.92 1.98 1.93 1.94 1.88 2.02 2.13 1.85 2

土壤分類 SM SM SM SM SM ML SM SM SM CL SM CL CL

N值

28 33 35 44 46 53 49 50 49 82 36 87 81

12 10 13 18 20 15 22 24 24 15 25 4 5

0.630 0.354 0.547 3.180 3.998 0.836 3.239 3.768 2.398 3.522 0.589 0.246 0.247

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孔號：A-2

中小地設計地最大地中小地設計地最大地中小地震設計地震最大地震震A 震A 震A 震L 震L 震L FL FL FL 0.067 0.28 0.36 0.065 0.274 0.352 3.67 1.00 1.00 0.067 0.28 0.36 0.087 0.365 0.469 3.24 0.78 0.60 0.067 0.28 0.36 0.095 0.399 0.513 3.38 0.81 0.63 0.067 0.28 0.36 0.099 0.414 0.533 3.54 0.85 0.66 0.067 0.28 0.36 0.100 0.419 0.539 4.07 0.97 0.76 0.067 0.28 0.36 0.101 0.424 0.545 7.24 1.73 1.35 0.067 0.28 0.36 0.101 0.423 0.544 3.65 0.87 0.68 0.067 0.28 0.36 0.100 0.419 0.538 3.72 0.89 0.69 0.067 0.28 0.36 0.099 0.414 0.532 6.60 1.58 1.23 0.067 0.28 0.36 0.098 0.409 0.526 7.14 1.71 1.33 0.067 0.28 0.36 0.096 0.402 0.517 3.13 0.75 0.58 0.067 0.28 0.36 0.094 0.394 0.507 3.24 1.00 1.00 0.067 0.28 0.36 0.091 0.382 0.492 3.08 0.74 0.57

地下水位：-2.5

孔號：A-1

中小地設計地最大地中小地設計地最大地中小地震設計地震最大地震震A 震A 震A 震L 震L 震L FL FL FL 0.067 0.28 0.36 0.065 0.274 0.352 4.70 1.13 1.00 0.067 0.28 0.36 0.085 0.357 0.458 14.00 3.35 2.60 0.067 0.28 0.36 0.094 0.392 0.504 7.52 1.80 1.40 0.067 0.28 0.36 0.098 0.410 0.527 15.95 3.82 2.97 0.067 0.28 0.36 0.100 0.418 0.538 28.47 6.81 5.30 0.067 0.28 0.36 0.101 0.421 0.541 36.40 8.71 6.77 0.067 0.28 0.36 0.101 0.421 0.541 21.03 5.03 3.91 0.067 0.28 0.36 0.100 0.416 0.535 36.85 8.82 6.86 0.067 0.28 0.36 0.098 0.410 0.527 2.95 0.71 0.55 0.067 0.28 0.36 0.097 0.405 0.521 6.00 1.44 1.12 0.067 0.28 0.36 0.095 0.398 0.512 3.03 0.72 0.56 0.067 0.28 0.36 0.093 0.389 0.500 3.88 0.93 0.72 0.067 0.28 0.36 0.089 0.374 0.481 86.01 20.58 16.01

孔號：A-3

中小地設計地最大地中小地設計地最大地中小地震設計地震最大地震震A 震A 震A 震L 震L 震L FL FL FL 0.067 0.28 0.36 0.065 0.274 0.352 9.62 2.30 1.79 0.067 0.28 0.36 0.085 0.357 0.459 4.14 0.99 0.77 0.067 0.28 0.36 0.095 0.398 0.512 5.74 1.37 1.07 0.067 0.28 0.36 0.100 0.416 0.535 31.95 7.64 5.95 0.067 0.28 0.36 0.101 0.424 0.545 39.40 9.43 7.33 0.067 0.28 0.36 0.102 0.425 0.546 8.22 1.97 1.53 0.067 0.28 0.36 0.101 0.423 0.544 32.01 7.66 5.96 0.067 0.28 0.36 0.100 0.418 0.538 37.63 9.01 7.00 0.067 0.28 0.36 0.099 0.414 0.532 24.23 5.80 4.51 0.067 0.28 0.36 0.097 0.405 0.520 36.38 8.70 6.77 0.067 0.28 0.36 0.094 0.393 0.506 6.26 1.50 1.17 0.067 0.28 0.36 0.092 0.386 0.496 2.66 1.00 1.00 0.067 0.28 0.36 0.089 0.372 0.478 2.77 0.66 0.52

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表 5.4 土質參數折減係數 DE 反覆三軸剪力強度比 R

抗液化安全係數

地表面下深度

R≦0.3

0.3<R

0≦z≦10

0.0

1/6

10<z≦20

1/3

0≦z≦10

1/3

2/3

10<z≦20

2/3

0≦z≦10

2/3

1.0

10<z≦20

1.0

FL≦1/3

1/3< FL≦2/3

2/3< FL≦1.0

表 5.5 液化潛能指數表孔號最大地震 PL 設計地震 PL

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A-1 3.76 2.26

A-2 20.46 9.17

A-3 2.92 0.11

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六、地下開挖穩定性分析 6.1 概述基礎開挖面穩定問題，包括有擋土設施貫入深度不足而於其內外二側之側向壓力之作用下造成擋土設施向內擠壓的問題；開挖面下方粘土層剪力強度不足產生隆起問題；開挖面底下之砂質土壤因擋土設施內外側地下水位不等，而產生的砂湧問題；開挖面底下不透水土層下方之透水土層水頭，較開挖面內之水頭為高時，此不透水層可能產生之上舉破壞問題。擋土設施之設計順序如圖 6.1 所示。

6.2 土壓力分析基礎開挖之擋土結構承受之側向壓力可分為有效土壓力，水壓力，地表超載重及地震力等項，其大小及分佈型態決定於地下水位面，土壤單位重，土壤剪力強度，開挖深度等因素，而就結構設計之需應分二階段考慮，一為施工期間之臨時性擋土設施之側向壓力，一為永久性地下牆的側向壓力。臨時性擋土設施之側向壓力，僅需考慮開挖期間的短期狀況，可依據彈塑性分析模式所得結果或 Terzaghi-Peck 之視側壓力分配(如圖 6.2)所得結果，取較大者為設計之土壓力值。在應用 Terzaghi-Peck 之視側壓力分配時，必須注意以下條件：

(1) 擋土採用鋼鈑樁隔板之類柔性擋土牆，以順打方式開挖及加設支撐。

(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，廣騰工程顧問有限公司

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Peck and Mesri，1996)，此圖表仍未更改。視側壓力分佈圖不適用之地層包括 c- 土壤，例如粉土質粘土與粘土質粉土等台灣最常見之土壤。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涵蓋。本基地由於開挖深度 18.1 米，故不適用視側壓力分佈圖以計算臨時檔土設施之側向壓力。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，支撐系統之支撐反力亦可依據彈塑性分析所得之支撐反力結果，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。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。垂直超載重採 2.0

t/m2，地下水採地表下 1.0 公尺設計。永久性擋土結構物，則應考慮長期之地下水位變化，擋土結構物之允許位移量及可能發生之載重作用，則土壓力應以靜止土壓力係數加以計算。地下水位採用位地表計算，以鄰房及交通狀況為超載重，地震力參考台北捷運局土木工程設計手冊附錄 A，因地震所引致之動土壓增量在最大設計地震(MDE)條件下取為 0.08625rH (t/m2)。建議永久性之地下牆側向壓力如圖 6.3。

6.3 擋土結構物貫入深度檢討擋土設施向內擠進係由於開挖面外主動土壓超過開挖面內之被動土壓使擋土設施向開挖面內側擠進而造成開挖底面地盤之破壞，圖 6.4 為防止擋土設施底部向內擠壓之貫入分析圖。本基地開挖深度為 18.1 公尺，假設最低階支撐位於開挖面上 3.0 公尺，經計算在 A-1 及 A-2 孔附近，當擋土壁廣騰工程顧問有限公司

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貫入至基礎下 3.4 公尺（擋土壁總長度為 21.5 公尺）時，其安全係數為 1.63，大於 1.5，OK；在 A-3 孔附近，當擋土壁貫入至基礎下 13.9 公尺（擋土壁總長度為 32.0 公尺）時，其安全係數為 1.65，大於 1.5，OK。

6.4 開挖底部隆起檢討有關開挖底部隆地檢討，其原理如圖 6.5 所示。本基地擋土牆已貫入至岩盤以下，故理論上應無底部隆起之虞。

6.5 開挖底部砂湧之檢討有關砂湧可能性之檢討，其原理如圖 6.6 所示。本基地擋土牆已貫入至岩盤以下，故理論上應無砂湧之虞。

6.6 地下水上浮力地下水上浮力通常由調查期間量測的地下水位推估，但應考慮全年季節性變化，其原理如圖 6.7。本基地於鑽探期間量測到地下水位約位於地表下 1.0 公尺，但考慮長期以地下水位在地表分析，故地下水上浮力為 18.1

t/m2，其預估建物載重為 26.5 t/m2，安全係數為 1.46，故無上浮力過大之虞。在結構設計時，對上浮力之應力應考慮平時水位調查之準確性以及長期性的變化而採用極限設計並給與適當的安全係數，以涵蓋其影響。安全係數通常不小於 1.05。

6.7 地下水上舉力開挖底面下方土層中，如有不透水層且承受壓力水頭者，應檢討開挖過程中此不透水層抵抗上舉破壞之安全性。其計算公式如下，上舉力水壓檢核如圖 6.8 所示。

FS=tihi/Uw1.2 廣騰工程顧問有限公司

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式內 ti=不透水層底面以上之各土層土壤總單位重(t/m3)

hi=不透水層底面以上之各土層厚度(m) Uw=透水層頂部之水壓力(t/m2) 因本基地擋土牆已貫入至岩盤以下，故理論上無上舉力過大之虞。

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開

設

始

計

條

件

擋土牆斷面之設定擋土牆支保工之設定入土深之設定補助丄法之設定

路面覆工之設計

NO 支持力之檢討

OK NO

入土深對於土壓水壓之安定檢討

OK NO

擋土牆斷面之檢討

OK 土質砂質土

boiling 之檢討

heaving 之檢討 OK OK

 承架  之檢討擋土牆之保工   地錨

擋土設施變位之檢算完

成

圖 6.1 擋土設施之設計流程圖廣騰工程顧問有限公司

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0.65KARh (a) 砂質土層

0.25H

0.75H

rH-4Su (b)軟弱至中等堅實黏土層(0.12kg/cm2＜Su＜0.5kg/cm2)

0.25H

0.5H

0.25H

0.2rH-0.4rH (c)堅實黏土層(Su≧0.50kg/cm2) 圖 6.2 內撐式擋土設施之側向壓力廣騰工程顧問有限公司

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深度︵ M ︶ 16.2

12.06 t/m2 14.70 t/m2

19.2

土壓力

19.2 t/m2

水壓力

3.02 t/m2

地震力

1.0 t/m2

超載力

圖 6.3 永久性之地下牆側向壓力分佈圖

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最下階支撐

La D

Pa Pp

Fs 

Pp  Lp  1.50 ( Pa  La )  Ms

式內：

Pa：最下階支撐以下之外側壓力合力(t/m) La：Pa 作用點距最下階支撐之距離(m) Ms：擋土設施結構之允許彎矩值(t-m/m) Pp：開挖底面以下之內側作用側壓力之合力(t/m) Lp：Pp 作用點距最下階支撐之距離(m)

圖 6.4 貫入深度分析示意圖

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

X '  2  a Su ( X ' d  ) Mr 0 Fs    1 .2 x' Md w 2 q

最下階支撐

dφ x

X’ Su

式內： Mr：抵抗力距(t-m/m) Md：傾覆力距(t-m/m) Su：黏土之不排水剪力強度(t/m2) X`：半徑(m) W：開挖面以上，於擋土設施外側之 X`半徑寬度內，土壤與地表上方載重(q)之重量和(t/m) a 

 2

圖 6.5 開挖底部隆起之檢討分析圖廣騰工程顧問有限公司

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Fs 

 sub ( D 1  2 D 2 )  1 . 50 w  H w

式內： γsub：砂質土壤之有效單位重(t/m3)

D1：擋土設施外側之地下水位距開挖底面之距離(m) D2：擋土設施之貫入深度(m) rw：地下水之單位重(t/m3) ΔＨｗ：擋土設施內外兩側地下水之水頭差(m)

△Hw

D2 γsud

圖 6.6 開挖底部砂湧檢討分析圖

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Γw‧D

圖 6.7 地下水位上浮力分析圖

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Fs 

 

 w

H

 h

 1.2

ti = 不透水層底面以上之各土層土壤總單位重(t/m3) w = 地下水之單位重(t/m3) Hw = 透水層力水壓之壓力水頭(m) hi = 不透水層底面以上之各土層厚度(m) h1

t1

t2 Hw

圖 6.8 上舉水壓檢討廣騰工程顧問有限公司

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七、基礎施工建議 7.1 開挖工法建議基礎開挖之設計，須針對地層情況，排水問題，施工振動噪音影響，基地地界線，鄰近結構物情況及其基礎型式，工程費等問題，加以考慮慎選擋土設施。一般深開挖常用之擋土結構有四種型式：1.主樁橫版條工法、

2.版樁工法、3.排樁式擋土工法、4.地下連續壁。施工方法如圖 8.1 所示，茲概述如下： 1. 主樁橫版條工法係在預定擋土設施線上，每隔一定之間隔，打入鋼軌（或工型鋼，Ｈ型鋼）為主樁，於開挖作業進行中，在主樁間嵌入木製嵌枝（橫枝條），並於其背後填土，構成擋土壁。本工法使用材料採購容易，施工簡單迅速，成本低。惟不適用堅實含有卵礫石，透水性佳，可能發生隆起之地盤，且打入主樁時會產生噪音與振動，不適於市區施工，而止水性低須另行考慮排水工法。 2. 版樁工法係連續打入鋼版樁而構成擋土壁之工法，本工法鋼板樁係工廠製品，其強度，品質，接縫精度可靠性高，水密性佳，較無水及土砂流入之顧慮，惟噪音振動大，非常堅硬之地盤不易打入，剛性較排樁式擋土及地下連續壁為小，撓度也較大。 3. 排樁式擋土工法本工法係將場鑄混凝土樁或預鑄混凝土樁連續施工而於地下構築而成之擋土壁，本工法噪音振動較小，故對鄰接構造物地盤影響較小，可自由調整樁之長度，且砂漿，混凝土係加壓滲入地盤，故對地盤具有補強止水廣騰工程顧問有限公司

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效果。但在卵礫石層施工不易，故不適合作為結構物之永久性壁體。 4. 地下連續壁得在地下開挖某一長度之深槽，深槽內插入鋼筋籠，注入混凝土，構築一連續鋼筋混凝土牆壁之工法。本工法低振動，低噪音，壁體剛性大，變形小，故周圍地盤不致沉陷，地下埋設物不致受損，適合市區內施工；止水效果適合所有地盤，且壁厚及配筋不受限制，可為地下本體結構物使用，惟開挖機具大型，移動性較差。使用皂土穩定液，需具備良好的施工管理及慎密的地質調查，因此工程費較一般工法為高。本基地基礎開挖深度為 18.1 公尺，故擋土設施建議採用連續壁配合 H 型鋼內支撐工法及抽或止排水工法。施工應注意防止坍孔、混凝土品質、單元接縫及鋼筋籠之吊放，H 型鋼之內支撐則施加 50%~80%之預力，注意轉折點附近支撐之安排，防止局部崩坍。

7.2 擋土結構設計及施工應注意事項茲針對一般擋土壁結構於設計及施工中應注意之重點概述如下：

1. 分析模式：本基地土層並非緊密堅實建議採用目前已常用之彈塑性分析模式，以涵蓋開挖面下淺層土層之低強度性質之影響。

2. 土壤性質及層次變化：應考慮各開挖階段，選用適當之參數，且不同之土層參數加以分析，以瞭解其影響。

3. 擋土結構變形行為與土壓力變化：應視鄰近結構物之現況及擋土結構本身之勁度，擬定變形量，基本上以不影響鄰近結構物之安全為要，本基地鄰近道路及結構物應詳加調查其基礎型式訂定允許變形量。此外若允許變形量限制嚴格則牆背之土壓力趨近於靜止土壓力之狀態，設計時不可忽略。廣騰工程顧問有限公司

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4. 地下水壓之變化：應考慮地下開挖期間每階段開挖底面下地下水位降低之影響，且施工時應量測開挖面外側地下水位監測井之地下水位水壓計之變化，檢討原設計。

5. 施工過程之支撐型態及預壓影響：支撐施工均須先施加約 50%～ 80%之預壓力，且支撐佈置有角撐斜撐等可能產生應力集中，均應考慮其影響。

6. 地表沉陷量之計算：應利用擋土結構分析之結果，並考慮以往實際經驗，計算擋土結構開挖對鄰近地表之影響範圍及地表可能產生之沉陷量，用以評估鄰近結構物是否須加以保護措施（如托基、地質改良等）。

7. 鄰房保護措施建議可採微型樁、托基或地盤改良等工法。本工址開挖深度達 18.1 公尺，故針對保護鄰房部份應分兩個方向，即減小震動與受土壤之短期主動 45o 破壞面影響的住宅應於施工前先行保護。基於此，施工前應調查出有哪些鄰房位於短期主動 45o 破壞面內，範圍涵蓋開挖邊界往外一個擋土設施的長度，在此區間內的房舍不僅於施工前應先行委託技師公會辦理現況調查，亦應於施工前做好保護工作，常用的鄰房保護的方法有 CCP 托基樁、微型樁等，其中以 CCP 托基樁最為常用。無論是 CCP 托基樁、微型樁其長度應穿過短期主動 45o 破壞面下至少 2m 才能發揮作用。此外若採 CCP 托基樁，當灌注至接近地表下 2m 時應減壓，避免過大的壓力反而損及鄰房的基礎。

8.本工程由於採擋土工法，相當於在地下植入若干擋水牆，阻擋並改變地下水的流向，原本基地地下水該往低處排，擋土壁體的阻隔迫使地下水改道，延緩排水時間及減少流水斷面，萬一豪雨時，滲入的地下水來不及消散積至地表可能造成積水，引發民怨，故基礎施工時應將基地週遭排水系統納入考量，臨時排水系統應估廣騰工程顧問有限公司

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算整體區域的最大排洪量。

7.3 排水計劃基礎開挖深度在地下水位以下時，應視需要設置排水設施，以避免因地下水的滲流，產生危害，確保開挖作業之安全。排水作業需針對地層之地下水位，透水性，水量等進行充分的檢討，必要時實施現場抽水試驗以決定適合之排水施工方法。一般而言開挖作業的排水方法有重力排水原理的集水坑排水法、明渠排水、暗渠排水、深井排水及西姆式深井排水法；強制排水原理的點井排水、真空深井排水、真空吸引排水、電氣滲透排水法等。以上各種排水工法，除暗渠排水，真空吸引排水法及電氣滲透排水法屬較特性之排水法適用性較小外，他工法均應視不同之情況，相互配合使用，完成開挖之排水作業。本基地基礎開挖深度為 18.1 公尺，地下水位位於地表下 1.0 公尺，建議可採行點井、深井或真空抽水井，使地下水位降低至開挖面下 1.0 公尺，降水設施深度須達開挖面下 1.0 公尺，另外應注意開挖頂部地表之排水，防止流入工區。若發現有地表下陷，鄰房道路發生裂縫等異常現象時，則應隨即採用灌漿等緊急補救措施。

7.4 安全監測工作基礎開挖作業，雖可事先以力學方法分析計算，擬定施工計劃選定施工方式，擋土設施等，但可能由於鑽探資料不足，研判不正確，地質特殊變化，天候環境，人為因素等原因而於施工時在周圍地盤產生沉陷，造成鄰近建築物不等沉陷傾斜裂縫，地下電力、電信、瓦斯，自來水管線破損等危害，不僅造成業主居民之糾紛，而且修復費用高昂，阻礙工程進度。為將此危害防患於未然，可利用安全監測系統，依開挖深度、土層構造及土壤性質、地下水位、水壓及水流情況、施工期長短、擋土結構型式、支撐型式、開挖及支撐步驟、施工困難度及四周環境等因素決定監測項目，廣騰工程顧問有限公司

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如開挖區四周之土壤側向及垂直位移、開挖區底部土壤之垂直及側向位移、鄰近結構物之垂直與側向位移傾斜、開挖影響範圍內之地下水位及水壓、擋土設施之受力與位移及支撐系統之受力與變形，以瞭解工程施工導致之變化，並於必要時，做為緊急應變補強措施之依據，，並可回饋原設計、修正施工計劃。根據以往建築工程施工時，往往因基礎施工不慎，造成擋土設施損壞導致開挖面滑動，甚至引起附近鄰房損壞或道路下陷致糾紛及停工而造成不必要之損失，為確定開挖面之安全建議採用下列之監測儀器，依靠足夠之安全監測系統，充份維護基礎開挖及鄰近結構物設施安全。建議裝設之各項監測儀器及目的如下所示：

(1) 傾斜變位觀測系統安裝傾斜儀（INCLINOMETER）觀測套管於壁體內或壁體外之土層內，用以觀測開挖過程中壁體內外土層的側向變位情形。

(2) 支撐應力觀測系統按裝支撐應變計（STRAIN

GAGE）於內支撐鋼樑上，量測

支撐系統所受之軸荷重；以瞭解開挖過程中，鋼樑所受荷重是否在安全範圍內，不致產生破壞或挫屈（BUCKLING）。

(3) 地下水位/水壓觀測系統於開挖區外裝設地下水位觀測井或水壓計以觀測開挖過程中，地下水位變化情形。

(4) 沉陷量觀測系統於鄰近建築牆上及路面適當位置，埋設沉陷觀測釘，開挖過廣騰工程顧問有限公司

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程中以水準儀量測其下陷量。

(5) 建物傾斜觀測系統裝設於鄰近重要結構物上，以傾斜儀量測開挖期間鄰房傾斜狀況。

(6) 擋土壁應力觀測系統裝設於擋土壁體內，用以量測開挖期間擋土壁體應力變化狀況。一般常裝設鋼筋計。

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國立成功大學醫學院附設醫院老人醫院委託工程專案管理技術服務案地質鑽探及土壤試驗工程報告書

八、結論與建議 1. 依現場鑽探、試驗及室內試驗結果顯示，於鑽探深度 30.0 公尺以內，地層大致分為 4 層，即(1) 棕黃至灰色粉土質細砂偶夾薄層黏土、(2) 灰色粉土質黏土夾薄層細砂、(3) 灰色粉土質細砂及(4) 灰色泥岩夾砂岩所組成。地下水位臨時性建議為地表下 1.0 公尺，暴雨期地下水位則建議採位於地表設計。

2. 本基地計劃興建地上 12 層、地下 4 層建築物，開挖深度為地表下 18.1 公尺，初估結構物均佈荷重約為 26.5 t/m2，經初步考量結構載重、結構型態、地層狀況及開挖深度等因素，建議基礎採筏式基礎。筏式基礎除可利用挖除之土重抵消結構載重，使實際傳至土層之淨載重降低，以減少基礎之沉陷量，提高承載之安全性外，尚可使結構物未來之沉陷較為均勻。

3. 本基地基礎之深度為 18.1 m，基礎型式為筏式基礎，則挖除之土重約為 35.0 t/m2，已大於預估載重，屬完全補償式基礎，故本工程無承載力不足而發生剪力破壞之虞。

4. 本基地挖除之土重大於預估結構載重，屬完全補償式基礎，理論上應無壓密沉陷過量之虞。但實際基礎沉陷量應依結構載重、基礎型式及埋置深度審慎分析，以防結構物不均勻沉陷。

5. 基礎開挖過程中之解壓回脹量一般將隨開挖過程而逐步調整，故解壓回脹量應非本工程之控制因素，其所注意者為應嚴密注意中間樁隆起狀況，以避免支撐之破壞狀況。

6. 經檢核，本基地基礎下之土壤在最大及設地震水平加速度下，其抗液化安全係數部份小於 1，具液化潛能，液化潛能指數請參考表 5.5。在最大地震下之液化潛能指數介於 2.92~20.45 之間，屬輕微及嚴重液化；在設廣騰工程顧問有限公司

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計地震下之液化潛能指數介於 0.11~9.17 之間，屬輕微及中度液化。因本大樓基礎開挖深度為 18.1 公尺，故 0~18.1 公尺之液化層已挖除，重新計算其液化潛能指數在設計及最大地震下均為 0，均屬不液化。建議以土質參數折減進行結構物耐震設計即可，Kv 不必折減，Kh 折減係數可採 2/3。

7. 本基地開挖深度為 18.1 公尺，假設最低階支撐位於開挖面上 3.0 公尺，經計算在 A-1 及 A-2 孔附近，當擋土壁貫入至基礎下 3.4 公尺（擋土壁總長度為 21.5 公尺）時，其安全係數為 1.63，大於 1.5，OK；在 A-3 孔附近，當擋土壁貫入至基礎下 13.9 公尺（擋土壁總長度為 32.0 公尺）時，其安全係數為 1.65，大於 1.5，OK。

8. 本基地擋土牆已貫入至岩盤以下，故理論上應無底部隆起之虞。 9. 本基地擋土牆已貫入至岩盤以下，故理論上應無砂湧之虞。 10. 本基地考慮長期以地下水位在地表分析，故地下水上浮力為 18.1 t/m2，其預估建物載重為 26.5 t/m2，安全係數為 1.46，故無上浮力過大之虞。

11. 本基地基礎開挖深度為 18.1 公尺，擋土設施建議採用連續壁配合 H 型鋼內支撐工法及抽或止排水工法。施工應注意防止坍孔、混凝土品質、單元接縫及鋼筋籠之吊放，H 型鋼之內支撐則施加 50%~80%之預力，注意轉折點附近支撐之安排，防止局部崩坍。

12. 本基地基礎開挖深度為 18.1 公尺，建議可採行點井、深井或真空抽水井，使地下水位降低至開挖面下 1.0 公尺，降水設施深度須達開挖面下

1.0 公尺，另外應注意開挖頂部地表之排水，防止流入工區。若發現有地表下陷，鄰房道路發生裂縫等異常現象時，則應隨即採用灌漿等緊急補救措施。

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13. 為確保地下開挖基礎施工及鄰房安全，應建立監測系統並注意觀測值之變化，以控制施工之進行。監測儀器之維護及施工記錄均須謹慎行事，但觀測分析研判之正確性端賴於專業人員之經驗及素養，建議應聘請專業地質或大地人員到場監控。

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附錄一鑽探記錄及土壤一般物理性質實驗結果

鑽名稱： Project：地點： Location 深度 M

柱狀圖 Log

探

及

試

BORING

AND

成大老人醫院孔號： Hole No：

擊

樣

數 N

號 No

地

層

說

Description

報

TESTING

地面標高： Elevation 地下水位： Ground water Table

A-1

明

驗

分

顆粒

分析

類

卵石

砂

告

表

DATA m

鑽探時間： Date of Boring 試驗時間： Date of Testing

沉泥黏土

含水量 W

液性限度 LL (%)

塑性限度 PL (%)

塑性指數 PI (%)

當地密度 t

24.2

19.7

22.0

107.12.24 108.02

比重 Gs

空隙比 e

2.03

2.67

0.64

1.97

2.67

0.63

2.00

2.67

0.63

回填 1

1.20 7

S-1

S-2

S-3

2 3

棕黃色粉土質細砂

4 5 6

5.30 灰色粉土質粘土 5.60 16

S-4

23.3

1.92

2.67

0.72

S-5

20.8

1.94

2.67

0.66

S-6

18.9

1.91

2.67

0.66

S-7

22.9

1.89

2.67

0.74

S-8 T-1

26.2

1.94

2.67

0.74

S-9

25.2

1.96

2.68

0.71

S-10

12.40 SM 灰色粉土質粘土 13.00 ML 灰色粉土質細砂夾粉土及粘土夾層 SM 15.90

15.4

1.81

2.67

0.70

S-11

37.5

1.88

2.69

0.97

S-12

27.8

1.95

2.68

0.76

S-13

灰色粉土質粘土 CL 17.00 灰色粉土質細砂夾粉土夾層 18.30 ML 灰色粉土質粘土 19.00 灰色粉土質細砂 SM 夾粉土夾層 20.10

18.5

2.05

2.67

0.54

7 8

灰色粉土質細砂夾粉土及粘土夾層

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

鑽名稱： Project：地點： Location 深度 M

柱狀圖 Log

探

及

試

BORING

AND

成大老人醫院孔號： Hole No：

擊

樣

數 N

號 No

S-14

地

層

說

Description

TESTING

分

顆粒

分析

類

卵石

砂

21 22 23 24 灰色泥岩夾砂岩 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 30

100

S-15

30.00

報

地面標高： Elevation 地下水位： Ground water Table

A-1

明

驗

NO Sample

告

表

DATA m

鑽探時間： Date of Boring 試驗時間： Date of Testing

沉泥黏土

含水量 W

液性限度 LL (%)

塑性限度 PL (%)

塑性指數 PI (%)

當地密度 t

17.6

2.15

107.12.24 108.02

比重 Gs

空隙比 e

2.68

0.47

鑽名稱： Project：地點： Location 深度 M

柱狀圖 Log

探

及

試

BORING

AND

成大老人醫院孔號： Hole No：

擊

樣

數 N

號 No

地

層

說

Description

報

TESTING

地面標高： Elevation 地下水位： Ground water Table

A-2

明

驗

分

顆粒

分析

類

卵石

砂

告

表

DATA m

鑽探時間： Date of Boring 試驗時間： Date of Testing

沉泥黏土

含水量 W

液性限度 LL (%)

塑性限度 PL (%)

塑性指數 PI (%)

當地密度 t

21.4

19.5

107.12.28 108.02

比重 Gs

空隙比 e

1.82

2.67

0.78

1.92

2.67

0.66

回填 1

1.00 5

S-1

S-2

S-3

4.50 SM

20.7

2.05

2.67

0.57

S-4

25.0

2.00

2.67

0.67

S-5

24.2

2.04

2.67

0.62

S-6

19.2

1.83

2.67

0.74

S-7

27.1

1.91

2.67

0.78

S-8

12.10 SM 灰色粉土質粘土 12.60

23.5

1.93

2.67

0.71

S-9

24.3

1.87

2.67

0.77

S-10 T-1

15.10 SM

23.3

1.81

2.67

0.82

S-11

38.1

1.82

2.68

1.04

2 3

棕黃色粉土質細砂

4 5 6 7 8 9

灰色粉土質細砂夾粉土及粘土夾層

10 11 12 13 14 15

灰色粉土質細砂夾粘土夾層

16 灰色粉土質粘土夾細砂夾層

17 18

S-12

33.9

1.85

2.69

0.95

S-13

19.40 灰色粉土質細砂 ML 20.00

27.0

1.84

2.68

0.83

19 20

鑽名稱： Project：地點： Location 深度 M

柱狀圖 Log

探

及

試

BORING

AND

成大老人醫院孔號： Hole No：

擊

樣

數 N

號 No

S-14

地

層

說

Description

TESTING

分

顆粒

分析

類

卵石

砂

21 22 23 24 灰色泥岩夾砂岩 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 30

100

S-15

30.00

報

地面標高： Elevation 地下水位： Ground water Table

A-2

明

驗

NO Sample

告

表

DATA m

鑽探時間： Date of Boring 試驗時間： Date of Testing

沉泥黏土

含水量 W

液性限度 LL (%)

塑性限度 PL (%)

塑性指數 PI (%)

當地密度 t

17.3

2.16

107.12.28 108.02

比重 Gs

空隙比 e

2.68

0.46

鑽名稱： Project：地點： Location 深度 M

柱狀圖 Log

探

及

試

BORING

AND

成大老人醫院孔號： Hole No：

擊

樣

數 N

號 No

地

層

明

Description

報

TESTING

地面標高： Elevation 地下水位： Ground water Table

A-3

說

驗

分

顆粒

分析

類

卵石

砂

告

表

DATA

3.0 m

鑽探時間： Date of Boring 試驗時間： Date of Testing

沉泥黏土

含水量 W

液性限度 LL (%)

塑性限度 PL (%)

塑性指數 PI (%)

當地密度 t

18.9

21.5

21.3

22.3

107.12.05 108.02

比重 Gs

空隙比 e

2.06

2.67

0.54

1.92

2.67

0.69

1.83

2.67

0.77

1.93

2.67

0.69

回填 1

1.00 12

S-1 T-1

S-2

S-3 T-2

2 3

棕黃色粉土質細砂

4 5 6

5.40

S-4 灰色砂質粉土

7 20

S-5

24.4

1.92

2.67

0.73

S-6

8.80 灰色粉土 9.30 ML

25.0

1.98

2.68

0.70

S-7

25.3

1.93

2.67

0.74

S-8

22.6

1.94

2.67

0.69

24.5

1.88

2.67

0.77

12.20 SM 灰色粉土質粘土 12.90 灰色粉土質細砂 S-9 13.90 SM 灰色粉土質粘土含貝類 S-10 15.40 CL

25.0

2.02

2.68

0.66

S-11

13.7

2.13

2.66

0.42

S-12

35.7

1.85

2.69

0.97

S-13

24.2

2.00

2.68

0.66

8 9 10 灰色粉土質細砂

11 12 13 24 14 15

灰色粉土質細砂

16 17

17.50 18 19 20

灰色粉土質粘土含貝類夾細砂夾層

鑽名稱： Project：地點： Location 深度 M 21

柱狀圖 Log

探

及

試

BORING

AND

成大老人醫院孔號： Hole No：

擊

樣

數 N

號 No

S-14

S-15

地

層

說

Description

報

TESTING

地面標高： Elevation 地下水位： Ground water Table

A-3

明

驗

分

顆粒

分析

類

卵石

砂

告

表

DATA

3.0 m

鑽探時間： Date of Boring 試驗時間： Date of Testing

沉泥黏土

含水量 W

液性限度 LL (%)

塑性限度 PL (%)

塑性指數 PI (%)

當地密度 t

39.3

37.3

27.1

27.8

16.5

107.12.05 108.02

比重 Gs

空隙比 e

1.84

2.69

1.03

1.86

2.69

0.98

1.99

2.68

0.71

1.88

2.69

0.82

2.24

2.68

0.40

22 灰色粉土質粘土含貝類夾細砂夾層

23 24

S-16

S-17

25 26

26.00 48

S-18

27 灰色泥岩夾砂岩 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 30

100

S-19

30.00

NO Sample

附錄二力學試驗結果

DIRECT SHEAR TEST REPORT Test Type ： DS Normal Stress,  ,ksc:

0.53

1.06

2.11

Shear Stress,  ,ksc:

0.44

0.85

1.56

2.5

Shear Stress,

ksc

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0 0.0

0.5

1.0 1.5 Normal Stress, ksc

2.0

2.5

(Note: ksc=kgf/cm 2)

T-1

Sample No. Nat. Moist, % Wet Den., t/m Diameter,

Height ,

26.7

Depth, m :

12.50-13.30

1.92

Spe. Gravity, GS = 2.65

2.00

Void Ratio c, kg/cm

A-1

6.15

cm 2

Bore Hole No. :

Tested

0.75 0.09

Soil Type :

優美工程顧問有限公司 U Mei Engineering Consultants Co.



, deg.

35.0

by : WIEN

Checked by : DAVID Date :

108.01.18

國立成功大學醫學院附設醫院老人醫院委託工程專案管理技術服務地質鑽探調查

備註：由於試驗樣品非由本公司備製，故試驗結果僅對樣品負責。

DIRECT SHEAR TEST REPORT Test Type ： DS Normal Stress,  ,ksc:

0.53

1.06

2.11

Shear Stress,  ,ksc:

0.45

0.83

1.56

2.5

Shear Stress,

ksc

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0 0.0

0.5

1.0 1.5 Normal Stress, ksc

2.0

2.5

(Note: ksc=kgf/cm 2)

T-1

Sample No. Nat. Moist, % Wet Den., t/m Diameter,

Height ,

19.6

Depth, m :

2.00-2.80

1.90

Spe. Gravity, GS = 2.64

2.00

Void Ratio c, kg/cm

A-3

6.15

cm 2

Bore Hole No. :

Tested

0.66 0.09

Soil Type :

優美工程顧問有限公司 U Mei Engineering Consultants Co.



, deg.

34.9

by : WIEN

Checked by : DAVID Date :

108.01.18

國立成功大學醫學院附設醫院老人醫院委託工程專案管理技術服務地質鑽探調查

備註：由於試驗樣品非由本公司備製，故試驗結果僅對樣品負責。

DIRECT SHEAR TEST REPORT Test Type ： DS Normal Stress,  ,ksc:

0.53

1.06

2.11

Shear Stress,  ,ksc:

0.40

0.74

1.44

2.5

Shear Stress,

ksc

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0 0.0

0.5

1.0 1.5 Normal Stress, ksc

2.0

2.5

(Note: ksc=kgf/cm 2)

Sample No. Nat. Moist, % Wet Den., t/m Diameter,

Void Ratio c, kg/cm

5.00-5.80

24.9

Depth, m :

1.91

Spe. Gravity, GS = 2.65

2.00

cm 2

A-3

6.15

Height ,

Bore Hole No. :

T-2

Tested

0.73 0.05

Soil Type :

優美工程顧問有限公司 U Mei Engineering Consultants Co.



, deg.

33.2

by : WIEN

Checked by : DAVID Date :

108.01.18

國立成功大學醫學院附設醫院老人醫院委託工程專案管理技術服務地質鑽探調查

備註：由於試驗樣品非由本公司備製，故試驗結果僅對樣品負責。

UNCONFINED COMPRESSION TEST REPORT Date:

108.01.18

1.2

Axial Stress, ksc

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0 0.0

2.0

4.0 6.0 Axial Strain, %

8.0

10.0

12.0

(Note: ksc=kgf/cm 2)

Sample No.

T-1

Nat. Moist, % Wet Den., t/m Diameter,

Height ,

Void Ratio qu, kg/cm c, kg/cm

Bore Hole No. : A-2

33.0

Depth, m :

15.30-16.05

1.79

Spe. Gravity, GS =

2.72

7.26

Liq.

Limit,

LL =

53.2

14.80

Pla.

Index,

PI =

27.1

1.02 2

Soil Type :

優美工程顧問有限公司 U Mei Engineering Consultants Co.

0.54

Tested by :

0.27

Checked by : DAVID

Date :

108.01.18

國立成功大學醫學院附設醫院老人醫院委託工程專案管理技術服務地質鑽探調查

備註：由於試驗樣品非由本公司備製，故試驗結果僅對樣品負責。

附錄三大地電阻量測結果

大地電阻探測

一、電探方法直流電阻法係在地表經由一對電極(電流極 A 與 B)通直流或極低頻交流電流於地下，建立起地下人為電場，由於不同岩層具不同之導電性，電流在地下造成之電流密度分佈亦不同，而在地表呈現不同之電性反應( 如地表各點電位變化 )，故在地表上利用一對電極(電位極 M 與 N)量測電位差之變化，可估算地下地層導電性，進而推論地層之岩性及形貌。地電探測儀器如圖 1 所示。理論上，地表通入地下之電流強度、電位極間的電位差值及電流極與電位極間的相對位置，可寫成如下之關係式： V 

I 2

 1 1   1 1        AM BM   AN BN 

(1)

式中： V 為電位極間的電位差，為介質的電阻率，I 為通入地下的電流強度， AM、BM、AN 及 BN 為電流極、電位極間之距離。式(1)可改寫成： a  K

V I

(2)

式中：K 稱為幾何因子，與電流極間之相對位置有關，為幾何補償項。後一項為電位對電流歸一項。上式之推導乃假設地下是一電性均質半空間介質。但實際上，地下電性地層多非均質半空間介質。因此，由 (2)式計算出的電阻率稱為視電阻率a (Apparent Resistivity)，通常視電阻率不代表地下各電性地層的實際電阻率，而是代表在此種電極排列情形下所有電性地層的綜合效應。當電流極間之展距增加，其視電阻率變化將反應深部地層的特性，因此愈大展距可探測愈大深度。若將視電阻率與半展

距的關係利用電子計算機作逆推計算處理，即可求得地下各電性地層之實際電阻率及厚度，進而推定地下岩層特性、含水狀況等。本測勘野外電極排列方式採施蘭柏吉對稱排列法，即兩電位極在內側，兩電流極在外側，以中心對稱配置。其兩電流極展距之半通稱為半展距以 AB/2 表示之，兩電位極展距之半則以 MN/2 表示之。

二、資料解析電探資料處理程序如下： (A) 建立野外觀測資料檔。 (B) 自動一維逆推解釋。 (C) 繪製解釋結果。 (D) 地質匹配解釋。

三、電探結果地層的電阻率與地層組成礦物、顆粒度大小、組態以及地層之含水量及水的鹽度有關。一般而言，地層的電阻率與地層的顆粒度大小、含水量及水的鹽度關係較重要。因此可用地層的電阻率來研判地層的岩性、含水量及含鹽度，或探測地層內的異常構造。電阻率與對應岩性關係如圖 2。本次探測共完成 1 處垂直式地電阻探測(E1)。半展距 400 公尺，探測深度約為 20 公尺。電探資料之解析，因等值效應之關係，並無唯一解，故通常需參考直接鑽探資料，使解釋結果更趨正確。各測點視電阻率曲線及一維逆推解釋成果如圖 3。

圖 1 地電探測儀器及施測示意圖

(a)

(From OYO Corporation) (b)

(From

)

圖 2 電阻率與對應之岩性關係分佈圖

E1 1000.0

Apparent Resistivity (ohm-m)

Final Model Observed Apparent Resistivity

100.0

10.0

1.0 0.1

1.0

10.0

100.0

Half Spacing (m)

層次

深度 (m)

1 2 3

0.0-0.5 0.5-4.6 4.6-20.0

導電率地質解釋電阻率 Resistivity Conductivity (m-ohm) (ohm-m) 回填/表土 148.1 0.00067 細砂(乾燥) 303.9 0.00329 細砂/粉土(濕潤) 14.2 0.0758

圖 3 E1 垂直電探視電阻率曲線及其一維逆推成果

現場工作照

照片 1

照片 2

照片 3

照片 4

附錄四施工照片

A-1 施工前

A-2 施工前

A-1 施工中

A-2 施工中

A-1 施工後

A-2 施工後

A-3 施工前

A-3 施工中

A-3 施工後

成大老人醫院競圖 附錄2 初步地質調查成果

成大老人醫院競圖附錄2 初步地質調查成果