結構系統

板樁式碼頭係打設板樁及回填土組成，主要利用海側之被動土壓 力及拉桿來抵抗陸側之主動土壓力及殘留水壓力。板樁之材料為鋼 材、鋼筋混凝土、預力混凝土、木材等。由於鋼板樁之容許應力較大、

成品亦可得較大之斷面係數，可用於水深較深之碼頭，因此目前鋼板 樁較為常用。板樁式碼頭主要特性有(1)施工設備比較簡單，工程費較 省。(2)多數場合不需作水下基礎工程，因此施工迅速。(3)牆體極輕，

富彈性，耐震性強，可容許適當之不均勻沈陷。(4)原地層水深較深時，

板樁打設後，如未回填及錨碇設施未放妥時，波浪來襲容易損壞。(5) 鋼板樁於水中易腐蝕，耐久性較重力式差，所以宜採用陰極防蝕法，

或依腐蝕程度採用較大斷面。

通常為了支撐至於碼頭之設備機具，可以打如直樁或斜樁，用以 分擔所承受之重力垂直力。板樁式碼頭按型式，可分為自立式、錨碇 式，臺灣地區各港之板樁碼頭中，以錨碇式板樁碼頭最為常見，其為 靠板樁埋入海底之被動土壓與後拉之錨碇設施形成之結構物，結構形 式如圖2.8 所示。

圖 2.8 板樁式碼頭標準斷面示意圖 資料來源：參考文獻^[24]

2.3.4 土壤液化評估

港灣構造物性能設計法所採用之簡化分析法與傳統設計所採用之 分析方法類似，但設計原理完全不同，傳統設計法將地震力以一等效 之靜態側向力施加於結構主體上，以確保結構主體在所考量之設計外 力作用下，具有一定安全餘裕(以安全係數F_S表示)之安定計算來確定結 構之細部設計；性能設計法雖然在第二階段驗證採用類似擬靜力分析 方法，但其設計原理是以確保在各等級地震力作用下，結構主體之反 應滿足預期之性能要求，即計算所得之性能參數值不超過預定性能可 接受標準值。例如：若以板樁位移或沉陷量等作為性能參數，在性能 設計法中，需要計算板樁位移或沉陷量，並與所建立之性能可接受標

準做比較，以確定所預期之性能是否滿足標準。一些研究已根據統計 數據之回歸分析，建立了位移指標與傳統設計法中安定計算的安全係 數間之相關性經驗公式，依據表2-7 所列非液化工址板樁式碼頭變位參 數與耐震安全係數之經驗關係式，並利用所得之耐震安全係數F_S，可 推估最大水平位移d(cm)、沉陷量s(cm)及正規化水平位移d H(%)等。

將所求得之碼頭變位以及拉桿與板樁之應力狀態，與板樁式碼頭性能 可接受標準(如表 2-6)相互對照檢核，即可判定結構物之性能是否滿足 可接受標準。

對於該類碼頭在具有液化潛能工址之位移量，Iai^[3]之案例分析統計 出：在規範設計地震力作用下，對非液化、僅壁體後局部背填土液化、

壁體後包括錨碇設施在內之背填土全部液化、背填土與基礎土壤均液 化等四類工址(如圖 2.9 所示)，正規化位移d H分別為：0~5 %、5~15 %、

15~25 %與 25~50 %，這些參數可用來粗略估算水平位移之大小範圍。

在1.5~2.0 倍規範設計地震力作用下該水平位移之統計尚未取得。

表 2-7 非液化工址板樁式碼頭變位參數與安全係數之關係

變位參數 經驗公式 相關係數 標準偏差

最大水平位移d(cm) d 1.634.9













圖 2.9 板樁式碼頭工址填土可能液化狀態 資料來源：參考文獻^[8]

2.3.5 初步設計

板樁式碼頭之初步設計可採等級I 地震之性能要求做設計標準，依 據板樁式碼頭在等級 I 地震作用下所須滿足的性能可接受標準，按表 2-7 經驗公式反算得到的安全係數 F_S值，再用傳統之靜力設計法進行 穩性分析，即先前所述之簡化分析，目的是先將板樁尺寸與配重算得 一初步的結果，方可進行後續的性能驗證檢核；關於簡化分析法的詳 細說明請參閱2.4.1 節。