填築材料

1.填築土料之選取與基本要求：

填築土料之性質攸關加勁擋土結構安全至鉅，表 2.1 為周南山等 人（2004）依據國內加勁擋土結構設計與施工之經驗，並參考實際破 壞案例，以及考量環境與生態之影響，所建議之填築材料規範值。

台灣目前之加勁擋土結構基於經濟考慮、棄土不易、砂石日漸稀 少及土方平衡、環保要求等因素，常就地取材作為填築土料。除了腐 質土等不宜土料外，幾乎大部分的現地土壤（包括泥岩）均曾應用於 加勁擋土結構。凝聚性土壤作為填築土料，成功之案例固多，亦有不 少失敗之實例，端視阻水、排水設施是否有效及夯實是否確實而異。

此外，凝聚性土壤材料的潛變行為亦是應用上需注意的問題。在設計 時須考慮萬一排水失效，凝聚性土壤因飽和而強度降低之後果，故在

選擇參數時應較為保守。例如凝聚力（c 值）若可能因飽和而喪失時，

即需予以忽略或僅假設一甚小值代替（周南山等人，2004）。

林世偉(2000)以有限元素程式模擬加勁擋土牆動態行為。研究結 果顯示，於牆高較低時，粘土回填料若於最佳狀態夯實，則其牆面變 形、側向土壓力及加勁軸力等，均較砂土所得者為低，惟其遇水弱化 後，則變形量劇增，因此使用粘土作為填築材料時，應注意其夯實含 水量及完工後之截排水設施。

表2.1 加勁擋土結構之填築土料建議規範值（周南山等人，2004）

加勁擋土結構種類

填築土料及配規格

第一類 加勁擋土牆（傾 角≧70°）及屬 極重要結構之 加勁邊坡（Ⅰ）

第一類 加勁邊坡(Ⅰ) 45°＜θ＜70°）

及屬重要結構 之加勁邊坡

（Ⅱ）

第三類 加勁邊坡（Ⅱ）

θ＜45°

最大粒徑（mm） ≦125 ≦125 ≦125

LL（﹪） - - ≦50

PI（﹪） ≦6 ≦15 ≦25

125mm 100 100 100

4.75mm（4 號篩） 20-100 20-100 0-100 0.425mm（40 號篩） 0-60 0-70 0-100 通

過

﹪

0.075mm（200 號篩） 0-20 0-30 0-100

可能符合上述要求 之統一土壤分類

GW、GP、GM、

SW、SP、SM

GW、GP、GM、

GC、SW、SP、

SM

GW、GP、GM、

GC、SW、SP、

SM、SC、ML、

CL 2.夯實土壤之濕陷（Hydrocollapse）：

夯實土壤為築造加勁擋土結構之必要構材，然而在此方面之相關

研究長久以來均較偏重於土壤強度之影響，但在事實上即使是在施工 品質控制良好之情況下，夯實填土仍可能因土壤種類、填方厚度、外 載荷重、土壤含水量及環境變化等因素而發生程度不等的濕陷，因而 對夯實構體或其相關設施可能產生相當嚴重的負面影響（吳淵洵等 人，1997）。

依據吳立炫（2000）之整理，濕陷之定義為於乾燥環境下沉積或 經人工夯實之土壤，於不飽和狀態下因水分之浸入而導致其結構坍 陷，體積產生壓縮之變化。一般的夯實填土，均是在不飽和之狀態下 完成，因此其土壤結構並未經水分充分作用。換言之，土壤的顆粒與 顆粒間仍然是液、氣體共存；而傳統大地工程之觀念亦多認為，夯實 填土完成之後的土體結構並無沉陷上的問題，而較少加以防範，使濕 陷常在大雨之後或完成後處於長期浸水之狀態下發生。

影響濕陷性之主要因素包括土壤種類、浸水前含水量、初始乾密 度、夯實度及所承受的荷重。對夯實土壤而言，受水入浸產生濕陷前 其含水量和夯實度，決定了其日後之濕陷特性，而在填土工程不斷進 行的過程中，其飽和度、土體結構及荷重亦隨之而改變，故有關夯實 過程的改變亦要加以注意（吳立炫，2000；張育維，2001）。

依據吳淵洵等人（1997）之研究，濕陷之產生是由土壤組成及結 構、含水量、夯實度和荷重等因素交互作用所造成。所有夯實填土均

可能產生不等程度的濕陷且一般而言，細料含量愈多，濕陷性愈大。

濕陷大致隨夯實時之含水量及夯實度之減少，夯實後荷重之增加而增 加。抑止濕陷之產生必須將所有影響因素納入考量，僅控制其中單一 因素並無法完全成功，惟由研究可知含水量及夯實度是影響濕陷之最 主要因素。相關試驗研究亦已證實，提高夯實含水量及夯實度即可有 效降低砂質土壤產生濕陷之可能（吳振福，1999；吳立炫，2000；張 育維，2001）。目前有關濕陷之量测方式，依據吳立炫（2000）之說 明，可參照 ASTM D5333 之規定，將預定含水量之重模試體，於壓 密儀中依序施加至預定垂直應力後，再將水浸入試體。針對水浸入前 後造成試體體積產生的變化，定義濕陷指數（I_e）及濕陷潛能（I_c）。

濕陷指數(I_e)：當所受的荷重應力依序加載到達 200 kPa 時，此 時試體因浸水而產生體積上的變化，即定義為濕陷指數I_e。在工程上 可藉由濕陷指數的大小而加以分類以供量化濕陷程度的描述（表 2.2）。

濕陷潛能(I_c)：土壤在依序受到各級荷重應力時，因浸水而產生 體積的變化，量化土壤在不同荷重下因水的浸入而產生濕陷的程度。

依據表2.3 可由濕陷潛能分類其嚴重性。

I_c 之 計 算 方 法 如 下 ：

 

^%

100

0 100

0 

 

 

 

 

 



d d d d d d

I

^{f i f i} … … (2-6)

其 中

d=測 微 計 讀 數 ， mm

d₀=設 定 接 觸 應 力 （ seating stress） 時 的 測 微 計 讀 數 h₀=初 始 試 體 高 度 ， mm

d_i=施 加 至 預 定 應 力 後 ， 浸 水 前 的 測 微 計 讀 數 ， mm d_f=施 加 至 預 定 應 力 後 ， 浸 水 後 的 測 微 計 讀 數 ， mm (d_f-d₀)/h₀=施 加 至 預 定 應 力 後 ， 浸 水 前 的 應 變

(d_f-d₀)/h₀=施 加 至 預 定 應 力 後 ， 浸 水 後 的 應 變 濕 陷 潛 能 亦 可 以 下 式 表 示 ：

(%) 100

0





 



 

h

I

_c

h

………..（ 2-7）

Δh＝ 浸 水 後 試 體 高 度 的 改 變 h₀＝ 試 體 初 始 高 度

或 以 孔 隙 比 之 方 式 表 示 ：

(%) 1 ₀ 100



 







 

e I

_c

e

………..…..（ 2-8）

Δ e＝ 浸 水 後 改 變 的 孔 隙 比 e₀＝ 初 始 (重 模 試 體 )孔 隙 比

表 2.2 濕 陷 指 數 的 分 類 （ 吳 立 炫 ， 2000）

濕 陷 程 度 濕 陷 指 數 Ie，%

正 常(None) 0

輕 微(Slight) 0.1 至 2.0 輕 度(Moderate) 2.1 至 6.0 輕 度 嚴 重(Moderate Severe) 6.1 至 10 嚴 重(Severe) >10

表2.3 土壤濕陷可能性分級標準（吳立炫，2000）

濕 陷 潛 能 I_c (%) 嚴 重 性

0 – 1.0 安 全

1.0 – 5.0 略 有 危 險 5.0 – 10 危 險 10. – 20 高 度 危 險

I_c

..>

20 極 度 危 險

在文檔中 中 華 大 學 碩 士 論 文 (頁 50-55)