本章參考國內外相關文獻及本研究過程所得經驗，提出敲擊回 音法應用於埋設土（岩）釘長度檢測標準作業模式，以供參考。
1.0 範圍
1.1 本作業模式係說明敲擊回音法應用於埋設土（岩）釘長度 檢測的試驗方法、步驟與儀器設備等。
1.2 本作業模式適用之土（岩）釘，包含邊坡、地下開挖或隧 道開挖時進行支撐工之土（岩）釘，但不包含接桿式岩釘。
2.0 重要事項
2.1 儀器設備單元應包含敲擊源、接收器、數位類比轉換器、
主機及分析軟體等。
2.2 本試驗方法係於土釘鍵體頂端表面錘擊造成擾動，形成之 暫態應力波向下傳遞，在底部或斷裂位置形成反射波，返 回頂端，由接收器感應表面振動，並記錄成為波形資料。
反射波走時為ΔT，土釘縱波波速為 V，故可計算求得反 射波發生的深度位置（L），參見下式。值得注意的是，
反射波深度位置可能為多處。
L= V ∆T2 .
... (公式一)
2.3 上述深度係用於比較土釘設計長度或已知土層材料變化面
化動面，若無相近深度，則反射波可能來自於內部灌漿不 確實或鋼筋截面積變化位置等。
2.4 若有多筆試驗資料，可藉由波形相似性協助進行研判。
2.5 本檢測方法係於土（岩）釘鍵體出露節面位置進行試驗，
故進行現地試驗前，應儘可能蒐集土（岩）釘設計圖說，
以協助選用設備及資料判讀。對於試驗結果有疑慮時，得 採局部破壞試驗，如拔出試驗，進行驗證。
3.0 試驗目的
3.1 本試驗基本上可作為土（岩）釘埋設長度檢測，並可延伸 作為土（岩）釘斷裂位置、斷面積變化位置及灌漿品質等 檢測。
4.0 方法限制
4.1 現地試驗須於土（岩）釘鍵體截面積進行，故進行檢測前，
需先敲除表面表面保護措施或包覆之噴凝土，使岩釘出 露，並切除局部連接之鋼絲網，再將鋼筋出露截面積以砂 輪機進行修整，以利接收器裝設。
4.2 若有承壓版及螺帽，則須將承壓版及螺帽取下，在拆卸過 程進行之錘擊，不可碰及土（岩）釘。
4.3 鍵體需為鋼棒形式，不可為鋼索（strand）形式，鍵體直 徑必須不小於 2.5cm，需有足夠空間，供裝設訊號接收器 及進行敲擊。鍵體應為一體成形，不可以鋼筋續接器或焊 接方式接桿，鍵體不可彎曲。
4.4 一般最大檢測深度可達約 10m，但在無漿液包覆狀態下，
可達 20m 以上。
4.5 檢測方法內含較多的理論與技術，且須因應現地狀況採取 不同的檢測方式、資料處理方法與判讀技巧，故建議仍由 專業人員進行，以提高資料可信度及準確性。
5.0 儀器設備
5.1 儀器設備單元應包含敲擊源、接收器、數位類比轉換器、
主機及分析軟體等。
5.2 敲擊源：採用可感測鋼珠敲擊器或其他體積小、重量輕之 鋼珠敲擊器或小手錘，以期激發高頻暫態應力波。但須注 意敲擊器面積不可過大，應小於土釘截面尺寸。
5.3 接收器：應為寬頻且高感度位移計、速度計或加速度計。
與土釘表面的接觸面積需足夠小，反映出的訊號電壓與垂 直表面位移（速度或加速度）成正比，且不需使用接合液 增加偶合，並須瞭解接收器自振頻率。
5.4 高速資料擷取卡：電源需可由電池或交流電供應。
5.5 主機：用於儲存資料擷取卡輸出之數位資料，並進行訊號 處理與分析。一般可為筆記型電腦或工業用觸控面板電 腦，電源需可由電池或交流電供應。
5.6 分析軟體：包含資料蒐集及處理等功能，可進行硬體設定、
即時顯示波形記錄及資料處理、分析、列印等功能。
6.0 準備工作
6.1 設備檢查：檢查資料擷取卡電源供應是否充足、主機電源 供應是否充足、訊號連接線是否破損、接頭位置是否鬆 脫、軟體功能是否正常、硬碟空間是否足夠、接收器訊號 是否正常等。
6.2 資料蒐集：蒐集土（岩）釘相關資料，包含地質調查資料、
設計圖、竣工圖、施工記錄、照片及相關資料等。
6.3 現地勘查：根據上述資料蒐集結果，進行必要之現地勘查 工作，以瞭解土（岩）釘現況及適合進行探查之範圍。
7.0 試驗步驟
7.1 土釘波速標定：藉由已知長度的土（岩）釘，進行土釘回 波試驗並反算波速；或由參考文獻資料、數值分析結果提 供合理 土釘波 速。 一般鋼 材波速約為 5800 至 5950 m/sec，但鋼筋波速可能自 4800m/sec 至 5200m/sec，含 碳元素鋼筋波速可能稍低。
7.2 受漿液及土層包覆影響，土（岩）釘波速將低於裸露鋼筋 波速。案例研究結果顯示，在漿液水灰比約為 0.4 至 0.6 間，土（岩）釘回波速度約 3480m/sec，可作為工址應用 波速參考值。
7.3 儀器設備組裝及暖機：將敲擊器、接收器、主機等單元連 接，打開電源進行測試，並進行施測參數設定，包含數位 資 料 個 數 （Sample No. ）及採 樣時 間 間距（ Sample Interval）。
7.4 資料個數與採樣時間間距之乘積即為記錄時間，必須遠大 於土（岩）釘反射波走時，方能記錄較多週期的重覆反射 波，將利於資料處理及研判。另資料個數較多或採樣時間 間距較小均將提高檢測結果解析度，惟資料處理速度較 慢，亦較耗費記憶體。
7.5 將接收器放置於土釘表面，並輕壓接收器使其與土釘接
觸，再以鋼珠敲擊器進行敲擊。敲擊時必須注意接觸點必 須位於土釘表面，且不可碰及接收器，參見照片 5-1。
照片 5-1 敲擊回音法試驗過程
7.6 檢查波訊並儲存正常波形資料。若波形持續發生不正常現 象或無法正常記錄，則可能為高速資料擷取卡電源供應不 足，須進行電池更換。若接收波形資料強度微弱，可採較 大敲擊器進行試驗或於資料處理時進行資料疊加。
7.7 重複以上試驗步驟，一直到三次波形資料內容一致，即完 成試驗。
8.0 計算方法
8.1 繪製敲擊波形與接收波形記錄。
8.2 檢視波形正確性及完整性，必要時可進行疊加（stacking）
及濾波（filtering）以增加真實訊號強度。
8.3 挑選接收波形記錄中重複出現反射波，如圖 5-1 中標示 R1、R2與R3之尖端位置，並計算各位置之時間間距，再
求取平均值（ΔT）。
圖 5-1 時間域回波資料
0 1000 2000 3000 4000 5000 6000
TIME (µs) -5
-2.5 0 2.5 5
INTENSITY (voltage)
R1
R2
R3
8.4 依公式一計算土（岩）釘長度。
8.5 必要時進行頻率域分析，以力學導納方法（詳 9.0）進行 長度分析。
9.0 力學導納方法
9.1 將回波記錄經快速傅利葉轉換至頻率域，挑選特徵振幅出 現之頻率位置，見圖5-2 中 f1至f13。
圖 5-2 頻率域回波資料
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30
FREQUENCY (KHz) 0.0001
0.001 0.01 0.1 1
NORMALIZED AMPLITUDE
f1
10.2 基地概況：包含土（岩）釘所在平面位置圖、蒐集到之 相關地質調查資料、設計圖、竣工圖、施工記錄、照片及 相關資料等。
10.3 儀器設備。
10.4 檢測步驟。
10.5 現地試驗說明、試驗過程照片及資料處理。
10.6 檢測結果與判識
10.7 結論與建議或其他重要事項說明。