作者

林三賢

摘要

多山的台灣地區，擋土牆隨處可見。雖然擋土牆常被歸屬於附屬或雜項工程之一部分，然其重要性並不亞於其他主建物。唯有擋土設施發揮其擋土功能，方能確保整體工程之穩定性與安全性。擋土牆雖係工程師們所熟悉且最常設計或施工之工程項目，然而，每年之颱風季節或是地震時，擋土牆遭受破壞或毀損之案例仍是層出不窮。因此，實有必要更深入討論有關擋土牆之側向土壓力，耐震設計，施工以及排水等問題。尤其是，在新材料日新月異的今天，由於各種新材料之開發應用於擋土設施，其整體行為或是設計之考量，均是工程師們有興趣的焦點問題。有鑑於此，本期針對以上所提幾個問題，邀請國內幾位專家、學者們著文作更深入探討。
談到擋土牆，首需注意到的即是土壓力問題，陳榮河教授首先針對Rankine，Boussinesq，Coulomb及Prandtl四個土壓力理論，加以闡述以及比較各理論之相互差異性。
鑑於國內921大地震時有多處加勁擋土結構遭受破壞，李維峰博士與黃亦敏先生特別探討加勁擋土牆之地震設計與研發，除介紹了美國FHWA與NCMA等規範有關動態行為之分析、考慮與設計細節外，並於文中檢討了加勁擋土牆之動態反應之研發理想與瓶頸，並建議了國內未來從事相關研發工作之可行方向。
設計理論之實現有賴於正確與良好之施工，賴世屏、劉家男與郭勝雄先生特別針對地工合成材料加勁擋土牆備製材料與施工前審查、施工材料特性、施工步驟與監造所需注意事項分別作了詳細之討論與說明。
方明朗先生則介紹了北宜高速公路沿線採用擋土牆之案例，並分別討論了牆形式之考量背景、設計理念、穩定分析方法、材料規範，以及工程內容與施工情況，本文值得公共工程採用加勁擋土結構如何考量時之參考。
張瑞仁、謝孟達及王柏雁先生則提供了採用連續壁配合扶壁作為擋土結構以處理砂礫土層中大面積開挖之實際案例以供讀者們參考。
擋土結構之排水系統佈置與設計係擋土設施發揮功能及穩定性上重要考量因素，原係邀請李煜舲教授針對擋土牆之排水系統型式與設計實務上作深入之探討，而李教授則以較具學理的方式考慮了牆背後排水層厚度與長度、水力傳導係數和土壤孔隙率等，藉由理論分析結果探討土壤內部之水壓、水力梯度、孔隙水壓和流量等變化，以提供為設計參數之用。本文極為有趣，應值得工程界先進們加以探討。
余明山、王鴻基及鍾毓車先生針對打樁工程可能引致之振動整理了相關法規，提供讀者對振動量如何評估以及防治對策之參考。
除了以上7篇專文論述外，配合本期“擋土牆”之專輯，另有兩篇與擋土牆相關之技術短文之報導。楊賢德先生提供其個人所遇有關一懸臂式擋土牆補強案例，考慮牆身加高同時於牆趾前開挖之工作經驗與讀者朋友們分享。此外，林三賢與葉樹機先生則簡介Ito與Matsui(1975)所提考慮排樁後為水平邊坡及Wang與Yen(1974)所推導考慮排樁後為斜面邊坡之擋土排樁所受側向力之計算式提供讀者們參考。
綜言之，由以上幾篇文章之介紹，本期有關”擋土牆”主題之文章包含了土壓力理論之探討，地工合成材料加勁擋土牆之耐震設計、施工步驟以及規範之研究，涵蓋設計、施工方法、材料規範等內容已完工或正建構中之加勁擋土牆案例，以及排水系統之討論案等，均是與擋土結構息息相關之最重要或是最新課題。所提供這些文章，希望讀者們於讀後能有所回響，能與這些作者們相互討論，以提昇與擋土牆之各項新技術。

作者

吳建國

摘要

承總編輯之邀請，為以「擋土牆」為專輯主題之本期「地工技術」撰寫贈言，敝人深感榮幸而欣然允之。
土木建設乃國家發展與提升國家競爭力之礎石，近年來，為改善國內民生之生活品質與提升國家之競爭力，政府投注了大量經費於公共工程建設，舉凡高速鐵路、高速公路、捷運系統、機場、核能發電廠、水庫、垃圾掩埋場、濱海地區填海造地以及碼頭與港灣等等。這些重大工程均有大地工程師們之參與規劃、設計與施工始克為功，也因此，這些工程之成功，大地工程師們居功爵偉。
在這些建設的同時，國內於最近幾年亦發生了幾個重大的災害，例如：台北縣汐止林肯大郡事件，賀伯颱風，921集集大地震，以及象神颱風所造成的汐止地區大淹水等等，這幾個事件的主要原因固為天災，事後之調查卻亦顯示有人為疏忽或疑似偷工減料而造成之跡象。個人相信這些疏失都是工程師們無心所造成，然而，這幾個災害均造成人民生命與財產的損失，以及造成每個受難者家屬難以抹滅的傷痛，我想這些都不是大家所樂見的。
土木工程常為百年大計的建設，工程品質的提升，工程師們有其責無旁貸的重責大任。建設帶來了民生進步與社會繁榮，唯有工程品質保證上獲得落實，減少人為災害發生，方能更確保人民生命財產的保障，並奠定國家建設之基礎，這些當然係乎工程師們的堅持。
本期為討論「擋土牆」為主題的專輯，雖係常見之附屬小工程，然唯有擋土發揮功能就能擋的住災害。「地工技術」已是國內公認最具地工朋友參考價值的專業刊物，願「地工技術」的永續經營，堅持創立之理想與目標，達世界一流之地工技術。

英文篇名

THEORIES OF EARTH PRESSURE IN LIMIT EQUILIBRIUM

作者

陳榮河

關鍵字

土壓力、擋土牆、破壞面、極限平衡

摘要

本文介紹四種極限平衡狀態之土壓力理論，即Rankine、Boussinesq、Coulomb、及Prandtl，除了將各理論之假設及適用範圍加以闡述外，並將各理論所推導得之土壓力分佈、土壓力方向、破壞面之幾何形狀等加以說明；所考慮之參數包括：土壤單位重、超載、土壤之剪力強度參數、及牆背之摩擦角等。另外，並比較各法之差異，同時也對土壓力之延伸應用加以說明，以了解土壓力理論應用之廣泛性。

英文摘要

This paper introduces four earth pressure theories in limit equilibrium, I.e., Rankine, Boussinesq, Coulomb, and Prandtl. The assumptions of the theories and their application are described. Besides, from each theory, the developed earth pressure distribution and earth pressure direction, as well as failure surface are introduced. The parameters considered in the theories include the unit weight of soil, surcharge, the shear strength of soil, the friction angle of wall, etc. The differences between these theories are compared. These earth theories can also be extended to other applications, such as the bearing capacity of shallow foundations. Hence, the application of the theories is wide.

英文篇名

SEISMIC DESIGN OF MECHANICALLY STABILIZED EARTH WALLS AND RECENT DEVELOPMENT

作者

李維峰、黃亦敏

關鍵字

加勁擋土牆、擬靜態分析、擋土牆動態設計

摘要

雖然目前有許多證據顯示加勁擋土牆在地震作用下比傳統擋土結構具備更佳之抗震能力，但在國內由於受限於相關設計及施工規範尚未制定完成，工程界對使用加勁擋土牆仍然缺乏信心。本文第一部份參考美國FHWA與NCMA的相關設計規範介紹加勁擋土牆動態設計分析的原理、考量及細節，主旨在說明其實加勁擋土牆的設計十分簡易，且不脫傳統土壤力學的範疇，第二部份則在介紹加勁擋土牆動態反應的研發現況及瓶頸，並提出國內未來從事相關研發工作的方向與重點。希望藉由本文使國內工程界對加勁擋土牆應用與設計能有更進一步的認識。

英文摘要

Although many field evidences have shown that mechanically stabilized earth walls (MSEW) possess etter seismic resistance than conventional retaining structures, some geotechnical engineers in Taiwan are not comfortable in using and designing MSEW system. Main reason for such situation is that official design and construction specification or guidelines have not been well developed yet. The first part of this paper presents theory, considerations, and details of the seismic design of MSEW based on the manuals published by FHWA and NCMA. The authors try to illustrate that seismic design of MSEW is based on nothing but basic soil mechanics. In the second part of this paper, the authors also summarize the recent research progress of seismic response analysis of MSEW system. Discussions and suggestions of future research are also described. The purpose of this paper is to upgrade the design and to promote the application levels of MSEW in Taiwan.

英文篇名

PRACTICE OF MSE WALLS CONSTRUCTION USING GEOSYNTHETICS REINFORCEMENT

作者

賴世屏、劉家男、郭勝雄

關鍵字

地工合成材料、加勁擋土牆、面版、加勁材料、填築土料

摘要

施工是設計理想的展現，如果沒有正確的施工，即使是再高水準的設計，也只是紙上談兵罷了。但是要如何施工？依據什麼標準？此時一套良好的施工規範就相當重要。因此一項成功的工程施作，包括加勁擋土牆在內，將會要求一套完善且製作良好的材料及施工規範，以供作為營造廠商與工地監造人員之間，關於施工指導及工程要求的溝通依據。低劣的規範通常會導致營造廠商與業主代表的爭議。最常發現的問題是，同樣的加勁擋土牆系統卻採用不一樣或不適合的規範。本文並非提出一套完整的加勁擋土牆材料與施工規範，供讀者立即沿用。而是僅就地工合成材料加勁擋土牆備製其材料與施工規範時，所必需注意的事項一一說明。

英文摘要

A successful MSE Walls project will require sound, well-prepared material and construction specifications to communicate project requirements as well as construction guidance to both the contractor and inspection personnel. Poorly prepared specifications often result in disputes between the contractor and owner representatives. A frequently occurring problem with MSE systems is the application of different or unequal construction specifications for similar MSE system. Users are encouraged to utilize a single unified specification that applies to all systems, regardless of the contracting method used. The construction and material requirements for MSE systems are sufficiently well developed and understood to allow for unified material specifications and common construction methods. Guide construction and material specifications are presented in this paper for the most common types of construction.

英文篇名

DESIGN AND CONSTRUCTION OF REINFORCED RETAINING WALLS FOR TAIPEI – ILAN EXPRESSWAY

作者

方明朗

關鍵字

北宜高速公路、加勁擋土牆

摘要

北宜高速公路路工段行經風景優美之深山及溪谷，路堤段因地形及考量原有之山區公路景觀而大量採用造形美觀之加勁擋土牆。
本文主要在說明北宜高速公路採用加勁擋土牆之考量背景、設計理念、穩定分析方法、材料規範、工程內容及施工情形，供工程界同業參考。

英文摘要

Road works of Taipei-Ilan Expressway, cut through precipitous mountains and deep stream valleys, employed large amount of aesthetic reinforced retaining walls due to considering topography and natural beauty of the landscape.
In this paper, brief descriptions of employment background, design philosophy, methods of stability analysis, terial specification, content of works, and the construction of the reinforced retaining walls are presented.

英文篇名

ASSESS OF THE EXCAVATION PLAN OF A LARGE-AREA FOUNDATION ON GRAVALLY SANDY SOIL

作者

張瑞仁、謝孟達、王柏雁

關鍵字

砂礫土層、地下室開挖、連續壁、扶壁

摘要

砂礫土層因級配組成可使其摩擦角較粉質砂土為高，但因無法確知級配特性的效應，在估算摩擦角時仍多採用較保守的數值。砂礫土層也是滲透性良好的地層，進行地下室開挖與基礎工程時，開挖工法之規劃必需考慮基地內外抽水的影響。在大面積基礎工程，必需詳加考量安全措施工法之可行性。由於基地幅員廣大，結構體多採分區構築，各分區間界面之整合，同時進行結構與開挖施工，是工程管理上一大挑戰。本文就南部砂礫地層上，一廣達近40000平方公尺的基地，工法規劃與施工過程，所面臨的相關問題，作一說明。該基地一側長約350m且與約70棟3層樓建築相鄰，採用連續壁配合扶壁為全區擋土結構，使基地內得以形成無支撐開挖環境。從此一實例得知，砂礫土層之強度依據其級配特性可有更合理之估算；自監測結果觀察，此類型擋土措施在砂礫土層中，能發揮良好的擋土效果，滿足安全維護及工作性的要求。

英文摘要

Gravelly sandy soil has largle friction angel than general silty sand because of the well-graded effect. But due to lack of proper estimation of this effect, friction angle of gravelly sandy soil is usually calculated conservatively. With high permeability, the influence of pumping should be considered in the excavation plan in gravelly sandy soil. For the large-area foundation work, the workability of the excavation and construction method should be assessed very carefully. This paper will discuss some of the problems encountered during excavation process in gravelly sandy soil, in a site with an area of about 40,000m2 in southern Taiwan. There are 70 buildings along the eastern perimeter of this site about 350m in length. Using a slurry wall with a buttress structure as the retaining system will allow the excavation work to proceed without installation of inner struts. This practical case study shows the shear strength of well-graded gravelly sandy soil will be calculated more properly. Such a kind of retaining structure works well to fill both the workability and safety requirements.

英文篇名

THE NUMERICAL ANALYSIS OF RETAINING WALL DRAINING

作者

李煜舲

關鍵字

汲水孔、排水層、水力傳導係數、有限元素分析、流線網

摘要

關於擋土牆排水設施功能之研究，其影響因素包含牆背後排水層之厚度與長度、水力傳導係數和土壤孔隙率等，藉由分析結果探討土壤內部之水頭、水力梯度、孔隙水壓和流量等變化量，以期提供設計參考之用，即為本文主要的研究目的。研究內容包含以有限元素分析程式模擬土壤排水之流線網分析，並解決三種排水設施之邊界值問題，包括牆身汲水孔排水法、貼牆直立式排水層加上牆身汲水孔排水法，以及水平式排水層法等。經由數值計算與分析結果得知，採用水平式排水層法能獲得較大之排水範圍，並能提供低水頭和高排水量之功能，其中排水層長度為主要影響因素；最後，提出三種排水設施參考用之孔隙水壓設計建議值。

英文摘要

The influence of retaining wall draining facility on drainage is investigated in this research. The effects of retaining wall draining are taken into account the draining blanket, coefficient of hydraulic conductivity and soil porosity. The object of this study is related to the flow of water through soil that includes the head drop, hydraulic gradient, pore water pressure and flow rate. The finite element program is utilized to simulate the boundary value problem of retaining wall draining facility that includes three kinds of drainage facility, weep holes, weep holes with vertical draining blanket, and weep holes with horizontal draining blanket. According to results obtained, if the wall-back water level is quite high, horizontal draining blanket has the effort on reducing the water level and can drain more water. Finally, the values of pore pressure for the design of three kinds of drainage facility are proposed.

英文篇名

VIBRATION IMPACT EVALUATION AND MITIGATION MEASURES FOR PILE DRIVING

作者

余明山、王鴻基、鍾毓東

關鍵字

打樁振動、容許振動量、振動防治對策

摘要

振動是打擊式樁基礎施工過程中一項令人困擾之問題，打樁伴隨產生之顯著振動常招致鄰近居民之抱怨，嚴重時甚至造成房屋、設備毀損，因此打樁振動之影響評估與相關防治對策之研擬，為採行打擊式基樁前必要之評估程序。我國環保署刻正致力於相關振動法規之制定，但尚未頒佈。因此，從事設計或現場施工的工程師常感無所遵循。本文即整理各國法規及專家對允許振動量之規定或建議，並就打樁工程可能引致之振動量評估及工程技術上可行之振動防治對策，作一介紹，期供工程界同仁參考。

英文摘要

Vibration associated with pile driving activities, during the construction operations, is frequently annoying the nearby neighbors and causes damages on surrounding buildings or interference with the operation of sensitive equipment. Therefore, the assessment of vibration impacts and mitigation measures should be identified before pile driving. However, there is no local regulation or code available for designers and engineers at this moment. In this paper, several codes and standers associated with vibration criteria and feasible measures for vibration evaluation and mitigation are introduced for reference.

作者

楊賢德

摘要

作者

林三賢

摘要

作者

高秋振

摘要