地質結構調查方法-直接調查法

1.3.1 標準貫入(Standard Penetration Test)

在大地工程之地質鑽探中，標準貫入試驗 N 值用於研判地層之軟弱或緊密程度，

可說是應用最廣、資料最豐富且最為經濟之調查手段之一。其中包括:落錘(63.5 kgf)、

重錘落距76 cm，取樣管外徑 5 cm，N 值為貫入試驗貫入土層 30 cm 所需的打擊次 數。試驗儀器包括鑽探機具、鑽桿及劈管等(圖 1.2)。

圖 1.2 標準貫入試驗儀器。(a)試驗儀器外觀。(b)劈管取樣器及鑽桿(陳彥儒，

(1) 標準貫入 N 值(N value of Standard Penetration Test)

1.3.2 簡易貫入(Cone Penetration Test)

簡易貫入屬於圓錐貫入的其中一種方式，為探測地下土壤空間分佈的方式，其簡

可概分為兩類(呂宗烜、梁偉立，2014):Type 1 的𝑁_ℎ 值隨深度並沒有明顯的垂直變 化；Type 2 的𝑁_ℎ隨深度變化而有所起伏，可以看出地下土壤隨深度變化，可能有 硬度較大的土層或石塊交錯(表 1.1)。而 Type 2 很有可能影響土壤岩層交界面位置 之判斷。

至今，簡易貫入試驗常被用來進行地下資訊的調查，例如探測土壤厚度及土壤岩 層交界面的調查(Yamakawa et al.,2010；呂宗烜、梁偉立，2014)，或進行土壤性質 的分類、土壤液化議題等相關研究(Robertson,1990;Juang et al.,2003；溫彥霖，2008；

劉鎮愷，2008)。過去有研究結合簡易貫入計及土壤水分儀 TDR(Time Domain Reflectometry)，組成一複合型儀器 CPMP(Combined Penetrometer-Moisture Probe)，

可同時觀測土壤貫入阻抗及土壤體積含水率，進而得出不同深度的土壤貫入阻抗 及土壤含水率的關係(Yamakawa et al.,2010)，為簡易貫入延伸之應用。

表 1.1 貫入阻抗型態分類(呂宗烜、梁偉立，2014)。

1.3.3 鑽探法(Boring；Drilling)

土壤鑽探為單點式的破壞性調查方式，除了可以探測土壤厚度外，亦能夠進行採 樣用以判斷地下地質的垂直結構變化。鑽探方法根據其使用的鑽頭機器設備、機械 操作方式及現地地質環境狀況如地下水的位置、是否為崩積土、岩層破碎程度等，

而有沖洗法(wash boring)、螺鑚法(auger drilling)、衝擊法(percussion)以及旋轉法 (rotary drilling)等方法，以下為四種方式之簡單介紹(黃玉麟，2005)：

(1) 沖洗法(wash drilling)

(4) 旋轉法(rotary drilling)

旋鑚法則為地質鑽探中最普遍採用的方式。係利用鑚機以高速旋轉方式，配合各種 不同目的之鑽頭以及高壓水流在鑚進之同時將岩屑沖出地表，其鑽探深度可達數 百公尺。

其中，螺旋法及及沖洗法主要以取樣器取樣或實施貫入試驗，較適用於土壤的調 查；衝擊法利用鑽頭的快速地上下振動，達到快速鑽探的目的，但對於土層擾動過 大，不適合進行鑽孔採樣工作；而旋轉法則是目前地質鑽探使用最為頻繁的手段。

圖 1.3 手鑽儀器(郭佳韋，2013)。

1.3.4 試坑挖掘(Test Pitting)

土坑挖掘，是利用人工或者機械的方式挖掘探坑、探井、豎井等，以便直接觀察 岩土層垂直結構的天然狀態分佈，以及不連續面、軟弱帶、各層之間的接觸關係，

常用於重大工程的探勘。

依據不同目的，所挖掘的項目也不同。探坑是垂直向下挖掘的土坑，較淺者稱作 試坑，其深度一般為1~2 m，不過依據不同地區也會有不同的深度及組成形狀。試 坑換句話來說是用來觀測較淺地區的剖面組成，通常挖掘至揭露岩盤位置，用以觀

察地下土壤組成的情形，進而得知土壤厚度，亦常用來採取未受擾動的土壤樣本。

表 1.2 直接調查方式的優劣比較。 分別是土體及母岩密度(bulk density)，^∂h