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第 三 章 研 究 成 果
現有「建築物基礎構造設計規範」(民國 90 年版) 仍採用工作載重設計法，
以安全係數為主要之設計依據，雖然目前世界各主要國家的工程設計規範均已 逐步走向性能設計化，但考量國內現有規範之架構、以及工程設計經驗與慣例，
目前要將現有規範修正為完全採用性能設計法將會有很大之困難。故本研究之 修訂方向乃決定沿用國內工程界慣常使用之工作載重設計法，惟於各基礎之設 計方法中逐步引入性能設計之觀念，對於不同之設計情況(載重)，規定分析設 計時應考量所設計結構物與基礎之性能需求，針對容許載重與容許位移依設計 載重情況作適度之考量與規定，使其逐步走向性能設計化之方向，以應世界規 範發展之潮流。
針對現有「建築物基礎構造設計規範」(民國 90 年版)之各章節，本研究 採分階段逐章修正，針對現有規範之十章進行修正研擬，修正內容對照表詳見 附錄A，研擬修正完成之規範草案詳見附錄 B，初步研究成果概述如下：
一、 第一章 總則：
本章增訂「1.7 基礎之分析與設計」一節，主要原因乃由於工程實務 中所使用土壤分析模式有時不太正確，許多工程師觀念不甚清楚，認為土 壤的不排水分析可以使用三軸壓密不排水試驗總應力莫耳圓包絡線的強 度參數，以致造成錯誤的分析結果，影響建築物之安全性。有鑑於此，爰 採用大地工程學會規範修正委員會的建議修正版本，在第一章中增訂條文 1.7 節，明確地說明總應力不排水分析必須採用ψ=0 的概念分析。再者，
由於近來有限元素法的分析的進步，土壤的不排水行為亦可使用有效應力 分析法，說明土壤之總應力與有效應力分析法之使用時機。
此外，本章亦增訂「1.8 基礎設計之性能考量」一節，敘述基礎設計 應考量建築物與基礎之性能要求，應考慮在建築物的使用期間，所設計基 礎之受力與變位不超過對應各種設計載重之限界狀態，以能滿足建築物之 安全性、修復性與使用性等各種性能需求。本節僅作原則上之敘述，雖未 規定應做基礎性能設計，但強調基礎設計實應考量性能需求，以順應世界 規範發展之潮流，並符合建築物之各種性能需求。
建築物基礎構造設計規範之修正研擬
二、 第二章 基礎載重：
原有規範「2.4 風力與地震力」一節中之地震力係民國 89 年底頒布之 地震分區，現行「建築物耐震設計規範與解說」已經數次修正改採用均佈 危害度之分析結果，故原有規範之地震力規定已不再適用，本次修正將其 刪除，修正為符合現行「建築物耐震設計規範與解說」(2005)之地震力規 定，使基礎設計所採用之地震力與建築物耐震設計規範一致，上部結構與 基礎之耐震設計才具有一致之規定與標準。
三、 第三章 地基調查：
本章修訂「3.1.3 一般要求」與「3.1.4 特殊要求」兩節，以及增訂「3.1.5 位於地質敏感區基地之地質調查」。
修訂「3.1.3 一般要求」與「3.1.4 特殊要求」兩節的主要原因，乃因 2016 年 0206 美濃地震造成台南市部分地區產生土壤液化災害，而液化嚴 重地區損壞建築物類型主要為四層樓以下一般民眾住宅，均未經確實之基 地調查與土壤液化分析，故為加強未來新建低矮樓房之抗液化安全性，建 議針對具有土壤液化災害潛能之基地須進行土壤液化之調查與分析，故修 正「3.1.3 一般要求」與「3.1.4 特殊要求」兩節之相關內容。
增訂「3.1.5 位於地質敏感區基地之地質調查」的主要原因，乃因應地 質法之實施，依地質法第八條第一項規定，土地開發行為基地有全部或一 部份位於地質敏感區內者，應於申請土地開發前，進行基地地質調查及地 質安全評估；另第 11 條第 1 項規定，依第 8 條第 1 項規定應進行基地地 質調查及地質安全評估者，應於相關法令規定須送審之書圖文件中，納入 調查及評估結果。有鑒於此，應於本規範第三章地基調查中增訂相關規定，
以符合地質法之要求與規定。
四、 第四章 淺基礎：
淺基礎為一般建築物最常使用之基礎型式之一，以往工程設計時較注 重容許承載力之計算，然而淺基礎之工程問題其實在於沉陷問題，故本次 修正主要在於強沉陷分析及可使用之分析模式之規定，以及容許沉陷量之 規定與修正。，主要之修正項目包含下列幾項：
1. 修正 4.3.2 偏心載重基礎之條文
第 三 章 研 究 成 果
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(1). 承受偏心載重之獨立基礎，應依基礎版之剛性，採剛性基礎或柔性基 礎模式分析之。
(2). 承受偏心載重之剛性獨立基礎，需檢核其偏心量大小，長期載重情況 之最大偏心量不得大於基礎版寬度之六分之一，短期載重情況之最大 偏心量不得大於基礎版寬度之三分之一，且應檢核最大載重情況時基 礎版旋轉角對上部結構物之影響。
(3).承受偏心載重之柔性獨立基礎，應建立適當之分析模型計算土壤反力 之分布，檢核各載重狀態下基礎土壤之容許支承力，以及基礎變位對 上部結構物之影響。
2. 修正 4.3.5 安全係數
基礎地層之容許支承力，所用之安全係數下表所示，且其沉陷量必 須小於容許沉陷量而得之。
3. 增訂 4.5.1 建築物淺基礎之分析模式
對應各種淺基礎型式，應建立適當之分析模式，分析基礎承受載重 與變位之反應曲線，供基礎設計使用。解說中列舉對應各種基礎型式的 分析模式如圖-解 4.5-1 所示，包括：(a).固定基礎模式；(b).獨立基礎模 式；(c).格子梁基礎模式；(d).柔性基礎分析模式；(e).連體力學模式。
此外，亦增加樁筏共構基礎分析模式之應用與解說，如圖-解 4.5-2 所示。
4. 增訂 4.5.3 淺基礎之沉陷分析
建築物載重所引致基礎及其下土層之沉陷量，應分別針對長期(持續) 載重與短期(臨時)載重情況計算之，用以評估建築物是否發生有害之裂縫，
或影響其使用功能。增訂本節之目的在於說明沉陷分析時應針對所採用載 重狀況進行適當之沉陷分析。
5. 修正 4.5.4 容許沉陷量
主要修正建築物及基礎變形角之計算方式如圖 3-3 所示，另增加基礎 設計時對容許沉陷量應注意之工程問題。
長期載重 短期載重
(含中小地震)
設計地震⁄
最大考量地震
3.0 2.0 1.2
建築物基礎構造設計規範之修正研擬
圖-解 4.5-1 直接基礎的各種分析模式
圖-解 4.5-2 樁筏共構基礎分析模式
第 三 章 研 究 成 果
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圖-解 4.5-4 建築物總沉陷量、差異沉陷與變形角之定義
五、 第五章 樁基礎：
主要修正項目概述如下：
1. 調整「5.1 通則」與「5.2 基樁設計原則」的內容，原規範這兩條之條 文過長，且內容層次不清，不易掌握樁基礎之設計原則，因此本次修 訂時將兩條內容合併並重新整理，分成七條，其中5.1 節為「通則」，
分別為「5.1.1 適用範圍」、「5.1.2 基樁承載機制」「5.1.3 基樁分類」、
「5.1.4 基樁施工對環境之影響」，5.2 節為「基樁設計原則」，分別 為「5.2.1 載重分擔」、「5.2.2 基本設計原則」、「5.2.3 特殊設計考 量」。修正後之內容層次清晰，規定清楚明確，敘述完整，更適合於 工程設計使用。
2. 修正「5.3.1 單樁容許垂直支承力」
主要修正垂直支承力安全係數為
建築物基礎構造設計規範之修正研擬
其中，樁周摩擦力之安全係數予以降低，而樁底支承力之安全係 數則予以提高，乃基於近年來基樁載重試驗之結果均顯示前者較可靠，
而後者則較不可靠，故作此修正。
同時亦修正以貫入試驗公式推估基樁極限支承力之計算公式為
其中，關於植入樁之計算公式，乃參考之日本日本鐵道基礎構造 物設計標準(RTRI, 2012)而作修正。目前植入樁之應用逐漸普遍，此項 修正對工程應用極為重要。
此外，增列條文第4 點為：由樁載重試驗決定基樁極限支承力時，
應利用試樁資料求取各土層之樁周摩擦阻抗曲線(t-z 曲線)，以及樁底 承載力曲線(q-w 曲線)，據以計算基樁之容許支承力。另增列條文第 5 點為：如施作樁底灌漿時，應審慎評估樁底灌漿之有效性，或以樁載 重試驗決定樁底承載能力。
3. 修正「5.3.2 單樁拉拔力」
主要修正垂直支承力安全係數為
其中，樁周摩擦力之安全係數予以降低，乃配合前項壓力樁全係數 所作之修正。此外，亦增加解說之內容，說明基樁承受拉拔力作用時 之反應特性，這對拉力樁之設計與應用極為重要。
4. 修正「5.3.4 側向支承力」
支 承 力 推 估
載 重 狀 況 方 法
樁 載 重 試 驗 支 承 力 推 估 公 式
FS1 FS2 FS1 FS2
常 時、短 期 (含 中 小 地 震 ) 1.67 2.5 2.5 3.5
設 計 地 震、最 大 考 量 地 震 1.33 1.8 1.8 2.5
第 三 章 研 究 成 果
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主要修正解說之內容，加入最新之研究成果與性能設計之觀念，
修正後之內容已包含以往之彈性分析，並延伸至彈塑性分析，使分析 模式包含土壤非線性效應，以應極限載重設計之需求，適用於設計地 震與最大考量地震之設計考量。
5. 修正「5.5.1 單樁沉陷量分析」
修正條文為：單樁受垂直載重作用所引致之沉陷量得依據地盤之彈 塑性變形理論推算之。解說中說明非線性溫克分析模型之應用，如下 圖所示
6. 修正「5.5.容許變位量」
放寬基樁之容許側向變位量，修正解說為：對於群樁基礎之容許 水平變位量，在常時與短期載重情況下，一般以限制在彈性變位量內 為原則，因此除非上部構造物對變位量有非常嚴格之要求，否則容許 水平變位量為樁基礎本身所控制；依據載重試驗結果，單樁基礎彈性 變位量多在樁徑之1%或 1.5 公分以內。至於在設計地震情況下，考量 基礎修復之困難度，群樁基礎之容許水平變位量應限制在基礎系統之 降伏點範圍內，或以5cm 為限。在最大考量地震情況下，群樁基礎之
放寬基樁之容許側向變位量，修正解說為：對於群樁基礎之容許 水平變位量，在常時與短期載重情況下，一般以限制在彈性變位量內 為原則，因此除非上部構造物對變位量有非常嚴格之要求，否則容許 水平變位量為樁基礎本身所控制；依據載重試驗結果，單樁基礎彈性 變位量多在樁徑之1%或 1.5 公分以內。至於在設計地震情況下，考量 基礎修復之困難度，群樁基礎之容許水平變位量應限制在基礎系統之 降伏點範圍內，或以5cm 為限。在最大考量地震情況下，群樁基礎之