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檢討與分析

第二章 法規及文獻分析

第四節 檢討與分析

第四節 檢討與分析 一、我國建築技術規則之規定

有關建築物應退縮斜坡底邊之安全距離,依據我國建築技術規則有關規定共 有下列五種公式可供比較探討:

(一) 建築技術規則建築設計施工編第 262 條第一項第二款第二目,係規定平面型 地滑波及地區不得作為建築用地,其公式及示意圖如下所示,

θ tan 2 D= H

圖 2-4 建築技術規則平面型地滑示意圖

(1) 理論假設探討:

此公式依據張石角(1997)之研究結果此公式之理論假設,應係假定邊坡 崩滑主要是由滑落幾何關係所決定,並未考慮崩落滑動之動能影響,故

可由圖 2-5 做一說明,而根據幾何關係顯示 依三角型函數關係

D

= H φ

tan ,則可推得

φ tan

D= H

推測應係考慮滑動力可能無法推動土體衝移 D 距離,則取其一半距離計算,則 得下式:

tanθ H θ 2 2

1 tan

D= H × =

(a) (b)

圖 2─5 不同角度平面型崩滑假設圖

根據上述有關退縮距離計算此公式,如邊坡滑動弱面傾角越小時,則其 滑動後影響範圍愈大,反之邊坡滑動弱面傾角越大時,其滑動影響範圍 愈小(如圖 2-5 所示)。但此公式忽略了邊坡滑動弱面傾角越小時,於同 一高程下,滑動距離愈長,抗滑力作用長度亦愈長,則滑動之動能則愈 小,而波及作用區域應愈小,故此一公式所描述之物理現象有檢討空間。

(二) 建築技術規則建築設計施工編第 264 條

有關第264 條 3 項公式,依李咸亨(1999)之研究,其理論推導係基於 Rankine 理論主動破壞面推得破壞面位置,再進而推求影響範圍,而擋土牆背面或有

第一章 緒 論 第二章 法規及文獻分析

載重時,則利用 Boussniesq 應力分佈求取破壞面位置,基本以264 條之 1(擋 土牆上方無構造物載重者)公式

(

1 tanφ

2 +

H

D

)

,如φ=45 度,則最小退縮 距離需為1H,與日本有關規定比較似乎尚屬合理,但此一數值會隨著坡角增 加,而增加坡角近乎垂直時,退縮距離已至無限大,明顯不合理,如以邊坡 破壞與坡角之關係而論,過陡之邊坡由於風化無法在坡面大量堆積,故其破 壞多屬淺層破壞,甚至僅為落石災害,故崩落之後影響範圍應隨坡角增加而 增加,然當達到一定角度後,應反而有下降趨勢方屬合理。而以264 條之二 規定而論。

⎥⎦

H2

Q

⎡ + +

≥ 2

tan

2 1 r

D H

t

θ

除上述討論問題外,退縮距離會隨荷重而增加,便有商榷空間,因荷重增加 會使擋土牆增加破壞風險,然不應增大破壞後波及範圍。

(三) 建築技術規則建築設計施工編第 265 條

此規定係為提高居住環境之品質,規定建築物與擋土設施之間的距離,以保 持通風和採光的最低標準,因規定之距離很小,不合安全之要求,故不做其 理論假設探討與合理性分析。

二、日本規定建築物退縮邊坡安全距離之探討

日本建設省係針對坡高H≧5m、坡角大於 30 度之邊坡,其邊坡上下 H 範圍 內若建造房屋,則因坡下基礎開挖或坡頂增加重量,會助長誘發災害,故規定為 崩塌危險區域,而邊坡上下 2~3H 範圍內則仍是災害發生時波及之危險區域之警 示區。

三、張石角研究探討

張石角(1989)所進行之研究雖有各種不同情形下山崩災害波及區劃定準則

(如表 2-1 所示),但於有關緩衝區之設置規定則建議採用下列公式。

S=Hdcosθ

此公式之問題與前述有關建築技術規則第 262 條平面型地滑之退縮距離公 式一樣,認為崩滑傾角越小時可能之滑移距離會越大,崩滑傾角越大時可能之滑 移距離會越小。

四、陳宗禮研究探討

陳該資料之最大距離 2H 與日本陡坡地崩坍危險區域之指定範圍基準之規定 2H~3H 相近似,由於係屬經驗公式,不做探討。

綜合上述討論及說明,空間有關建築技術規則之規定於一定坡角範圍內

(300~600),其規定尚屬合理,但當坡角趨於極端值時(如 0 度,或 90 度)所需 退縮距離便趨於不合理,以 262 條而言,當坡角趨於 0 度時,所需退縮距離為無 限大,然此一狀況下,264 條之一所需退縮距離為 0。而以趨勢而言 262 條所需 退縮距離係隨坡角增加而減少,而 264 條卻是退縮距離隨坡角增加而增加,如圖 2-6 所示。檢討此一現象原因,無論 262 條或 264 條之規定均涉及山坡地幾何關 係作為理論分析之基礎,故當坡角趨於 0,度或 90 度時便有極端值現象出現,

解決此一問題之作法,有些研究者建議,增定角度適用之限制,例如當坡角小於 30 度,262 條之計算即以 30 度為準,而當坡角大於 60 度時,264 條之計算角度 概以 60 度為之,此一規定誠然可以解決上述極端值現象出現,但基本理論上互 相扞格之問題並未獲得解決;而美日等國採用經驗直接訂定退縮距離,雖無此一 現象出現,但又有可能出現過於保守問題。針對此一問題,較為理想之作法應進 行有關數值分析工作,經過大量案例計算後,得出退縮距離與坡角間之變化趨 勢,再作為有關規定之基礎,應屬較為可行之作法。

而傳統數值分析所採用之有限元素法或有限差分法均屬連體力學範疇,無法 模擬破壞後之大變形運動行為,本研究擬採用不連續變形分析法作為數值分析之 工具。

第一章 緒 論

0 5 1 0 1 5 2 0 2 5 3 0 3 5

0 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 角 度

H

第 2 6 2 第 2 6 4

第二章 法規及文獻分析

圖 2-6 建築技術規則第 262 條及 264 條之 1 退縮距離隨坡角變化之關係

第一章 緒 論

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