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第 四 章 結 論 與 建 議 第一節 結論

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,以因應世界 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,研究成果概述如下:

一、第一章 總則:

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,在第一章中增訂條文 1.7 節。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。

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:

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」。

建築物基礎構造設計規範之修正研擬

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 要在於強調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。

五、第五章 樁基礎:

調整「5.1 通則」與「5.2 基樁設計原則」,以及修正「5.3.1 單樁容 許垂直支承力」、「5.3.2 單樁拉拔力」、「5.5.1 單樁沉陷量分析」與「5.5.

容許變位量」內容。

六、第六章 柱狀體基礎:

本章為此次修訂時修正幅度最大的部分,除修正原有沉箱基礎之相關內 容至「6.2 沉箱基礎」(共 15 條)外,並增訂「6.1 通則」、「6.3 井式基礎」、

「6.4 箱型連續壁基礎」等三節,修正後之內容已趨大致完整,適合未來工程 設計之使用。

七、第七章 擋土牆:

本章主要修正被動土壓力,以及增列柔性擋土牆之設計原則等。

八、第八章 深開挖工程:

近年來,國內深開挖工程之設計與施工技術進步很多,本章檢討修正使 包含已廣泛應用之扶壁、地中壁與地盤改良等項目;另亦應增加鄰房保護之規 定。

九、第九章 地質改良:

增訂各種地質改良方法如加密法、地層固化法、灌漿工法等之設計原則。

十、第十章 土壤液化:

針對 2016 年 0206 美濃地震造成台南市部分地區產生土壤液化災害,行 政院指示應盡速頒佈全國土壤液化潛勢圖,故亟須盡速修訂現有規範之相關內 容。本次修訂之內容主要包括:(1)液化評估方法,建議採用本土性雙曲線(HBF) 法、NCEER(1997)與 AIJ(2001)法;(2)增加液化沉陷之評估法;(3)修正液化 土質參數折減之相關規定;(4)增訂液化耐震設計章節,使修正後之內容包含 分析與設計,內容更加完整。

第 四 章 結 論 與 建 議

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第二節 建議

建議一

進行「建築物基礎構造設計規範修正草案」審查:立即可行建議 主辦機關:內政部營建署

協辦機關:內政部建築研究所、財團法人中華民國大地工程學會 本研究計畫所完成之「建築物基礎構造物設計規範」修訂草案具有很大 幅度之修正,比起民國 90 年頒布之「建築物基礎構造物設計規範」版本,內 容大幅增加,應可符合工程界設計之需求,且研究成果經中華民國大地工程學 會規範委員會審查,並已於台北與台南分別舉辦公開說明會,蒐集各方意見再 加修正,使修訂之規範能更臻完善、更能配合現況需求,以符國內基礎設計分 析之需要。由於變動幅度較大,建議將修訂完成之新版本草案整本提送內政部 營建署審查,以更新現有之「建築物基礎構造物設計規範」,早日頒布供工程 界使用。

建議二

舉辦「建築物基礎構造設計規範修正草案講習」:中長期建議 主辦機關:內政部營建署

協辦機關:內政部建築研究所、財團法人中華民國大地工程學會 本所後續將與中華民國大地工程學會審慎檢視各界反映意見,並妥適納 入修正草案內容,及持續協助營建署辦理研究成果推廣講習。

建築物基礎構造設計規範之修正研擬

參 考 文 獻

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參 考 文 獻

1. 內政部(2001),「建築技術規則」,營建雜誌社出版。

2. 內政部營建署(2005),「建築物耐震設計規範」。

3. 內政部營建署(2001),「建築物基礎構造設計規範」,中華民國大地工程 學會,台北。

4. 社團法人日本建築學會(2001),「建築基礎構造設計指針」。

5. 社團法人日本道路協會(JRA)(2012),「道路橋示方書同解說-IV 下部構 造篇」。

6. 社團法人鐵道總合技術研究所(RTRI)(2012),「鐵道構造物等設計標準同 解說-基礎構造物」,丸善出版社。

7. 社團法人日本土質工學會(1993),「樁基礎設計法同解說」。

8. 社團法人日本地盤工學會(2006),「基於性能設計概念的樁礎構造物設計 原則」,地盤工學會基準,JGS 4001-2004。

9. 陳正興等(2009),「公共工程性能設計準則之研究」,行政院公共工程委 員會專案研究計畫,研究報告0970302。

10. 陳正興、黃俊鴻(2016),「基礎性能分析」,地工叢書之十一,財團法人 地工技術研究發展基金會發行。

11. 陳正興等(1999),「基礎構造設計模式合理化之探討」,內政部建築研究 所研究報告。

12. 陳正興等(2005),「土壤液化對交通結構物之影響及液化潛能評估方法與 災害分析模式之研究」,交通部科技顧問室。

13. 邱俊翔、陳正興(2005),「側向載重樁之溫克地盤反力模數」,中國土木 水利工程學刊,第17 卷,第 2 期,頁 311-320 (2001)。

14. CEN (1997), “ENV 1997-1 Eurocode 7 Geotechnical Design, Part 1, General Rules,” ENV version.

15. Building Seismic Safety Council (2003), .FEMA-450, “Recommended provisions for seismic regulations for new buildings and other structures Part1:

Provisions,” Washington DC, Building Seismic Safety Council, National Institute of Building Sciences.

16. ICC (2006), International Building Code (IBC 2006), International Code Council, Whittier, CA.

17. Joint Research Center (2008), “THE EUROCODES: IMPLEMENTATION AND USE”.

18. Japan Society of Civil Engineers (JSCE) (2003), “Principles, guidelines and terminologies for structural design code drafting founded on the performance

建築物基礎構造設計規範之修正研擬

based design concept ver.1.0 (code PLATFORM ver.1.0)”.

19. International Standard ISO2394(1998),General principles on reliability for structures.

20. Japanese Geocode 21(2006), Principles for Foundation Designs Grounded on a Performance-based Design Concept, Japanese Geotechnical Society.

21. Chang, Y.L. (1937), “Discussion on lateral pile-loading test by Feagin,”

Transactions, ASCE, Paper 1959, pp.272-278.

22. Hetenyi, M. (1946), Beams on Elastic Foundations, University of Michigan Press, Ann Arbor, Mich.

23. Hsiung, Y. M., Chen, S. S. and Chou, Y. C. (2006), “Analytical Solution for Piles Supporting Combined Lateral Loads”, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, ASCE, Vol. 132, No.10, p.1315-1324.

附 錄 A「 建 築 物 基 礎 構 造 設 計 規 範 」 修 訂 內 容 對 照 表

附 錄 A

「 建 築 物 基 礎 構 造 設 計 規 範 」 修 訂 內 容 對 照 表

「建築物基礎構造設計規範」修訂內容對照表

「建築物基礎構造設計規範」修訂內容對照表

「建築物基礎構造設計規範」修訂內容對照表

2017/6/26

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【解說】

作用於直接基礎、樁基礎、柱狀 體沉箱基礎及綜合基礎之各種載 重及土壤反力,如圖-解 1.5-1 所 示。各種基礎之斷面及配筋須足 夠承受上述外力作用,而基礎尺 寸須足以使基地土壤所承受之垂 直力與水平力小於土壤之容許支 承力,基礎之變形應小於基礎之 容許變形量。

一般樁基礎考慮由基樁承受 基礎上方全部的載重,將其傳遞 至深層堅硬地盤,但在堅硬地盤 極深的情況下,增加樁長並不合 經濟原則,故近年來亦有採用將 基礎載重分由樁與基礎版底及周 圍土壤共同分擔的綜合基礎方式 進行設計,惟分析所採用之樁與 地盤之彈簧係數,目前並無確切 之準則可依循,使用時應經審慎 分析並證明其安全性。

殊需求有關。

一般樁基礎考慮由基樁承受基礎上方全部的載重,

將其傳遞至深層較堅硬地盤,但在較堅硬地盤極深的情 況下,增加樁長並不合經濟原則,故近年來亦有採用將 基礎載重分由樁與基礎版底及周圍土壤共同分擔的綜 合基礎方式進行設計,惟分析所採用之樁與地盤之彈簧 係數,目前並無確切之準則可依循,使用時應經審慎評 估分析並證明其安全性。

「建築物基礎構造設計規範」修訂內容對照表

「建築物基礎構造設計規範」修訂內容對照表

2017/6/26

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工之可行性及安全性等,妥為規 劃設計。

1.5 — — 1-5

第一章 通則

>>1.7 基礎分析之土壤應力模式

基礎分析設計時,針對基礎承受之各種設計載重特性及 加(減)載作用狀況,必須先研判基礎地層所受應力及排 水狀態。原則上,排水狀態必須採用有效應力分析,不 排水狀態應採用不排水狀態下之有效應力或總應力分 析。

【解說】

地層排水、不排水或部分排水狀態與其所承受之載重特 性、應力狀態及土壤透水性相關,工程師需依現場基礎 地層構成情況與地層材料應力行為研判適宜之分析方 式。有效應力分析係將土壤與孔隙水視為二個相位材料 而進行分析。有效應力排水分析時,應依據排水狀態計 算孔隙水壓力,並需使用土壤的有效應力參數(如強度 參數c、),即可進行分析。不排水狀態採有效應力 分析時,除了使用土壤的有效應力參數外,尚須計算孔

地層排水、不排水或部分排水狀態與其所承受之載重特 性、應力狀態及土壤透水性相關,工程師需依現場基礎 地層構成情況與地層材料應力行為研判適宜之分析方 式。有效應力分析係將土壤與孔隙水視為二個相位材料 而進行分析。有效應力排水分析時,應依據排水狀態計 算孔隙水壓力,並需使用土壤的有效應力參數(如強度 參數c、),即可進行分析。不排水狀態採有效應力 分析時,除了使用土壤的有效應力參數外,尚須計算孔

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