第六章 建議工法
6.2 構造物單元特性
茲說明擬採用各構造物單元之特性如下:
一、土堤
堤防之堤身是以土石為主要材料,即將土石夯打成堤後任原生植 物生長;土石以就地取材為原則,一般限制其最大粒徑不得大於規定 夯實厚度。其雖屬最生態之工法,然因抗沖刷、抗掃流應力弱,故坡 面需加以保護;坡腳工之處理至為重要,可使用樁、框、籠、混凝土 牆等為坡腳工;另於設計上需施行邊坡穩定分析。一般而言,於夯實 最 佳 狀 態 之 土 , 其 摩 擦 角φ 為 25 o ~35 o 、 無 圍 壓 縮 強 度 qu 為 100kN/m2~200kN/m2、割線模數E50為 5MN/m2~25MN/m2。
二、預鑄塊、造型塊
為連結多孔隙混凝土預鋳塊之護岸、護坡工法,藉由接點上特殊 設計之卡榫或螺栓傳遞模組化節塊間之力量;完工後,可於其縫隙間
置沃土或回填卵礫石並加以植生;待植被覆蓋後,可軟化工程構造物 之剛硬感,對於整體河岸生態之復育也有幫助。其特性為:
1. 抗掃流應力強,舖設於土堤表面達保護之效。
2. 為多孔隙預鑄材,品質易控制,減緩流速、淤積土砂、利植生等。
3. 工廠生產、現地安裝,易施工、工期短。
4. 構造單元為串聯式,撓曲性大。
5. 為防止串聯式塊體整體下滑,需穩固護岸、護坡之基礎工以防沖 刷破壞等。
6. 若連接點設計不良,易因流石流木撞擊、掃流應力、曳引力之作 用,而發生節點力破壞,使塊體分離。
7. 為防止因下方土壤流失而使完成面凹陷,須於塊體與土間襯以濾 層材料。
三、蛇籠
蛇籠為於編成六角孔狀之鉛絲長籠中填入石塊之工法,於現地連 接其相連蛇籠網後,填入 10cm∼30cm大之石頭並以鋼絲加固而成。
其特性如下:
1. 為傳統之工法,多孔隙,可為岸頂工、護坡工、護坦工、護床工、
固床工等,用途甚廣。
2. 具防沖刷、減緩流勢、淤積土砂,利植生、撓曲性大之功能。
3. 適用於卵礫石河床,以利就地取材。
4. 由上而下,籠底舖級配料,級配料與土間襯以隔離材。
四、石籠
其組成物料及性質同蛇籠,唯狀呈箱型,高度大於 50cm者稱石 籠,小於 50cm者稱石籠墊。
五、土籠
為於編成六角孔狀之鉛絲箱網中襯織布再填入土之工法,其填土 需以水泥穩定之以增加剛性,水利署第六河川局於泥岩區已有施工案 例。其特性如下:
1. 適用於石材不易取得處。
2. 可為護岸工、擋土工。
3. 利植生、具撓曲性。
4. 為防土壤漏出,需於孔狀箱網中襯織布等材料。
5. 置箱網於卵石或級配料層上,再壓填入水泥穩定土。
6. 因土籠透水性低,需於橫向適當隔距置入縱向石籠,以利排水。
六、混凝土擋土牆
兼具護岸功能之擋土牆乃是當今台灣河川整治之常態性構造 物,可大分成重力式、懸臂式及垛式三種。其特性為:
1. 可為擋土工、護岸工。
2. 適用地區廣、有制式設計規範、品質檢驗法可依循。
3. 具防流石流木、防沖刷之功能。
4. 為剛性構造物,耐久、易管理。
5. 重力式擋土牆身沒配鋼筋,牆身厚大以自身重力擋土,費用較低,
基礎面積大。
6. 懸臂式擋土牆身有配鋼筋,牆身薄較輕,費用較高,基礎面積小。
7. 於懸臂式擋土牆背配置支撐樑者稱垛式擋土牆,可更提昇擋土牆之 抗土壓機能。
8. 不吸收陽光、無孔隙,不利生態及環境,宜少用,或於完成面配置 砌石等多孔隙材。
七、砌石
石材為自然物,以其構築之構造物甚具生態性。其特性如下:
1. 為傳統之工法,多孔隙,可為擋土工、護岸工、固床工等,用途甚 廣。
2. 適用於卵礫石河床,以利就地取材。
3. 具減緩流勢、淤積土砂,利植生、撓曲性大之功能。
4. 若於石間孔隙填充土壤,可加強其穩定性及利於植生。
5. 砌石底部需為剛性基礎,以防沉陷。
6. 砌石與土層間應襯以隔離材,以防土壤流失。
八、土壤水泥堤防
土壤水泥乃是將具最佳含水量之土拌合水泥並夯實之改良土,其 強度及工程性質甚優於無拌合水泥之夯實土(水泥含量aw=0%者)。 如表 4.3 所示般,與aw=0%之土壤水泥試體相較,aw=12%者其無圍 壓縮強度qu提昇 6.80 倍、破壞點應變εf降為 0.48 倍、割線模數E50提 昇 10.6 倍。於 1960~1970 年代,美國墾務局已開始應用土壤改良技
術於土壩坡面及河川護岸之保護工上,研究及實務應用面已趨成熟。
其特性如下:
1. 為已趨成熟之工法,可為擋土工、護岸工、堤防工等。
2. 有制式設計規範、品質檢驗法可依循。
3. 適用土類為(最大粒徑小於 38mm)~(粘土含量小於 30%)之土。
4. 適用處範圍廣,以能就地取材為原則。
5. 具利植生、高強度、抗掃流應力、撓曲性大之功能。
6. 於每一夯實昇層,進土時拌入特定量水泥後攤平,其輾壓作業與品 質檢驗法同一般夯實。
7. 施工性佳、費用低、具耐久性。
8. 於完工面上,舖以沃土植生,植物得以生長。
7. 為防流石流木,可於完工面上舖設預鑄塊、造型塊等。
九、混凝土基礎版
於土籠及石籠底部需舖設鋼筋混凝土版為底座,以防上部構造物 沉陷及多孔隙籠陷入泥土層,並達分散垂直應力使土層可承載上部構 造物之效。另為增強土層之承載力,可加配置樁基礎。因為此構造物 位置於河床最大沖刷深以下,故雖為鋼筋混凝土製品,乃不影響河川 生態性。
十、植生毯
植生毯為以棉線或織物編織成毯內填肥料及草種之物,於土坡面 舖設植生毯以防掃流應力刷落土壤,並達植生綠美化之效。
十一、防陷格框
為防土坡面之土壤被水位升降、掃流應力、地表逕流刷落之物,
隔框可為木、塑膠、混凝土等材質;木為自然材,塑膠具耐久性、柔
度高,混凝土不易變行且耐久,各具特色。
十二、固定樁
為固定預鑄塊、造型塊、蛇籠、植生毯、防陷隔框之柱狀物,其 物類可為土釘、鋼棒、仿木樁、木樁、萌芽樁等。其中視安全性需求,
若能使用萌芽樁較佳,因待其枝條發芽後,莖、葉除具生態、美觀效 果外,也可提供額外之抗侵蝕力。