土釘物理模型

由於數值分析結果顯示土釘底部回波受灌漿材料影響較大，且 回波頻率與裸露鋼筋完全不同。為驗證數值分析結果，本節以土釘 物理模型進行實測資料比對。

土釘物理模型共 11 組，其中 5 組係於 PVC 管中置入土釘及 漿液，稱圍束鋼筋模型。另 6 組模擬現地實際施工狀況，包含土 層鑽孔、土釘置入及灌漿等步驟，稱土釘模型，施工過程照片參見 附錄一。為瞭解邊界條件對應力波的影響，上述11 組物理模型製 作條件分別由不同土釘長度、漿液包覆狀況、漿液強度、土釘出露 長度等組成，詳見表 3-2。此兩者物理模型均採用 10 號（D32）

竹節鋼筋模擬土釘。圍束鋼筋模型漿液材料為水泥砂漿，水灰比均 採 0.4；土釘模型漿液材料亦為水泥砂漿，水灰比自 0.4 至 0.6。

此外，為進行腐蝕電位檢測，特於裸孔中預埋銅線，一端連接土

（岩）釘底部，另一端出露地表，進行電位量測以了解方法可行性。

物理模型詳細資料概述如下：

表 3-2 土釘模型總表

一、圖3-6 為編號 A 圍束鋼筋模型設計剖面。模型全長為 102cm，

其中鋼筋長度為102cm，埋設於 PVC 管中央，頂端出露 6cm，

且鋼筋底端截面積出露，與 PVC 管齊平。PVC 管長 96cm，

外徑為11.5cm，內徑約 10cm，管厚為 0.8cm。內部採完全灌 漿，漿液水灰比為0.4，並參雜些許細砂，內部無預設空洞。

圖 3-6 土釘模型示意圖-模型編號 A

6公分

102公分

10公分

竹節鋼筋

水泥砂漿 水灰比=0.4

PVC管

二、圖3-7 為編號 B 圍束鋼筋模型設計剖面。模型全長為 108cm，

埋設於PVC 管中，鋼筋長度為 102cm，頂端出露 8cm，PVC 管長100cm，外徑為 11.5cm，內徑約 10cm，管厚為 0.8cm，

且鋼筋底端截面積並未出露，與PVC 管底尚 3cm 距離。內部 採完全灌漿，漿液水灰比為 0.4，並參雜些許細砂，內部無預 設空洞。

圖 3-7 土釘模型示意圖-模型編號 B

8公分

105公分

100公分

10公分

竹節鋼筋

水泥砂漿 水灰比=0.4

PVC管

三、圖3-8 為編號 C 圍束鋼筋模型設計剖面。模型全長為 108cm，

埋設於PVC 管中，鋼筋長度為 105cm，頂端出露 8cm，PVC 管長100cm，外徑為 11.5cm，內徑約 10cm，管厚為 0.8cm，

且鋼筋底端截面積並未出露，與PVC 管底尚 3cm 距離。內部 埋設空寶特瓶，並固定於距離頂端約 43 公分處，形成長度約 15 公分的空洞，漿液水灰比為 0.4，並參雜些許細砂。

圖 3-8 土釘模型示意圖-模型編號 C

8公分

15公分

100公分

10公分

竹節鋼筋

水泥砂漿 水灰比=0.4

PVC管 空寶特瓶

43公分47公分

四、圖3-9 為編號 D 圍束鋼筋模型設計剖面。模型全長為 108cm，

埋設於PVC 管中，鋼筋長度為 105cm，頂端出露 8cm，PVC 管長100cm，外徑為 11.5cm，內徑約 10cm，管厚為 0.8cm，

且鋼筋底端截面積並未出露，與PVC 管底尚 3cm 距離。內部 埋設空寶特瓶，於底端以膠帶將空寶特瓶緊黏貼於鋼筋，形成 長度約16.5 分的空洞，漿液水灰比為 0.4，並參雜些許細砂。

圖 3-9 土釘模型示意圖-模型編號 D

8公分

100公分

10公分

竹節鋼筋

水泥砂漿 水灰比=0.4

PVC管 空寶特瓶

98.5公分16.5公分

五、圖3-10 為編號 E 圍束鋼筋模型設計剖面。模型全長為 112cm，

漿液水灰比為 0.4，埋設於 PVC 管中，鋼筋長度為 105cm，

頂端出露 12cm，PVC 管長 100cm，外徑為 11.5cm，內徑約 10cm，管厚為 0.8cm，且鋼筋底端截面積並未出露，與 PVC 管底尚7cm 距離。漿液水灰比為 0.4，並參雜些許細砂，內部 無預設空洞。

圖 3-10 土釘模型示意圖-模型編號 E

12公分

100公分

10公分

竹節鋼筋

水泥砂漿 水灰比=0.4

PVC管

105公分

六、編號F 土釘模型，竹節鋼筋長度為 3m，埋設於土壤中，鋼筋 頂端出露 10 公分。內部採完全灌漿，漿液水灰比為 0.5，無 預設空洞，但預埋銅線與同軸電纜，其中銅線與鋼筋底端連 接。土釘設計剖面參見圖3-11。

圖 3-11 土釘模型示意圖-模型編號 F

同軸電纜 銅線

竹節鋼筋

水泥砂漿 水灰比=0.5 土層 10公分

10公分

3公尺 3公尺

七、編號 G 土釘模型，竹節鋼筋長度為 3 公尺，埋設於土壤中，

出露10 公分。內部採完全灌漿，無預設空洞，漿液水灰比為 0.4，但預埋銅線與同軸電纜，其中銅線與鋼筋底端連接。底 端以醋酸溶液棉絮包覆造成鋼筋局部腐蝕。土釘設計剖面與 3-11 相同。

八、編號 H 土釘模型，竹節鋼筋長度為 4 公尺，埋設於土壤中，

出露 10 公分。內部採完全灌漿，漿液水灰比為 0.5，但於底 端以膠帶將乒乓球緊黏貼於鋼筋，形成長度約 55 公分的空 洞，且預埋銅線與同軸電纜，其中銅線與鋼筋底端連接。土釘 設計剖面參見圖3-12。

圖 3-12 土釘模型示意圖-模型編號 H

同軸電纜 銅線

竹節鋼筋

水泥砂漿 水灰比=0.5 土層 10公分

10公分

4公尺 4公尺

55公分

乒乓球

九、編號I 土釘模型，竹節鋼筋長度為 4 公尺，埋設於土壤中，出 露 10 公分。內部採完全灌漿，漿液水灰比為 0.5，無預設空 洞，但預埋銅線與同軸電纜，其中銅線與鋼筋底端連接。除底 無部預埋乒乓求外，土釘設計剖面與圖3-12 相同。

十、編號 J 土釘模型，竹節鋼筋長度為 6 公尺，埋設於土壤中，

出露 10 公分。內部採完全灌漿，漿液水灰比為 0.5，無預設 空洞，但預埋銅線與同軸電纜，其中銅線與鋼筋底端連接。土 釘設計剖面參見圖3-13。

圖 3-13 土釘模型示意圖-模型編號 J

同軸電纜 銅線

竹節鋼筋

水泥砂漿 水灰比=0.5

土層 10公分

10公分

6公尺 6公尺

十一、編號K 土釘模型，竹節鋼筋長度為 6 公尺，埋設於土壤中，

出露 10 公分。內部採完全灌漿，漿液水灰比為 0.6，無預設 空洞，但預埋銅線與同軸電纜，其中銅線與鋼筋底端連接。底 端以醋酸溶液棉絮包覆造成鋼筋局部腐蝕。土釘設計剖面與圖 3-12 相同。