坡地社區生態防災工法暫行技術手冊暨解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編)

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(1)坡地社區生態防災工法暫行技術手冊暨解說擋土設施及坡面保護工編 (含參考基本圖彙編). 內政部建築研究所委託研究報告.

(2) 094301070000G1001 GRB : PG9402-0345. 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊暨解說擋土設施及坡面保護工編 (含參考基本圖彙編). 受委託者：淡江大學研究主持人：洪勇善協同主持人：陳榮河研. 究員：方仲欣. 研究助理：陳國賢. 周亦蕙朱志峰. 內政部建築研究所委託研究報告中華民國九十四年十二月.

(3) ARCHITECTURE AND BUILDING RESEARCH INSTITUTE MINISTRY OF THE INTERIOR RESEARCH PROJECT REPORT. Provisional specifications and illustrations of ecological engineering methods for slope protection in hillside residential communities. BY YUNG-SHAN HONG RONG-HER CHEN JONG-SHIN FANG KUO-HSIAN CHEN I-HUI CHOU CHIH-FENG JU. December 20, 2005.

(4) 章節目次. 章節目次章節目次 ................................................................................................ I 表次. ................................................................................................ Ⅲ. 圖次. ................................................................................................ V. 摘要. …………………………………………………………….... X. 英文摘要 ……………………………………………………………… XII 緒論......................................................................................... 1. 1.1 研究緣起與目的.............................................................. 1. 1.2 山坡地的災害類型…...................................................... 2. 1.3 應用生態防災工法的重要性………………………...... 5. 1.4 研究內容與過程.............................................................. 6. 第二章. 名詞釋義................................................................................. 9. 第三章. 坡面保護工之解說與設計…………………………………. 13. 3.1 總則………………………….…………………………. 13. 3.2 植生毯………………………………………………….. 14. 3.3 切枝壓條……………………………………….………. 17. 3.4 加勁椰纖毯…………………………………………….. 19. 3.5 萌芽樁配合抗沖蝕毯………………………………….. 22. 3.6 打樁編柵....…………………………………….………. 25. 3.7 萌芽枝條捆…………………………………………….. 27. 3.8 蜂巢格網……………………………………….………. 29. 3.9 型框噴植…………………………………….....………. 32. 擋土工之解說與設計……………………………………..... 35. 4.1 總則…………………………………………………….. 35. 第一章. 第四章. I.

(5) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊暨解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 4.2 砌石牆………………………………...………………... 38. 4.3 格框牆…………………...……………………………... 53. 4.4 箱籠牆……………...…………………………………... 61. 4.5 地工合成材加勁牆…...………………………………... 75. 4.6 土釘牆………...……………………………………….. 105 第五章. 基本圖說彙編……………………………………………… 145. 第六章. 結論與建議………………………………………………… 159. 附錄一. 第一次專家座談會專家意見................................................ 161. 附錄二. 期中審查專家意見................................................................ 167. 附錄三. 第二次專家座談會專家意見................................................ 173. 附錄四. 聯合研討會專家意見……………………………………… 179. 參考文獻 ………………………………………………….................... 183. II.

(6) 表次. 表次表 1.2.1. 山坡地分類表................................................................... 3. 表 1.2.2. 坡地類型說明表............................................................... 3. 表 3.3.1. 切枝壓條之間距.............................................................. 18. 表 3.5.1. 抗沖蝕毯種類及其耐久性.............................................. 23. 表 3.7.1. 萌芽枝條捆之間距.......................................................... 28. 表 4.1.1. 砌石牆、格框牆與箱籠牆之常用牆高範圍................... 36. 表 4.1.2. 擋土工適用情形.............................................................. 36. 表 4.1.3. 擋土牆牆體穩定之最小安全係數要求.......................... 37. 表 4.2.1. 各類常見石材之單位重一覽表...................................... 39. 表 4.2.2. 各類石材之大小分類...................................................... 40. 表 4.2.3. 石材之尺寸標準.............................................................. 40. 表 4.2.4. 卵塊石設計尺度之許可差範圍...................................... 41. 表 4.2.5. 不同基礎土壤之擋土牆基底摩擦係數參考值.............. 46. 表 4.2.6. 抗傾倒安全係數(FS)OT＝2.0 時，不同牆面坡度及背填土坡度對應之砌石牆高寬比(h/b)一覽表................... 50. 表 4.3.1. 格框牆之混凝土及鋼筋檢驗標準.................................. 57. 表 4.4.1. 鍍箱籠單元及鍍鋅鐵絲之常用尺寸.............................. 64. 表 4.4.2. 箱籠牆參考設計圖表...................................................... 71. 表 4.4.3. 箱籠牆參考設計圖表之二…………………………...... 74. 表 4.5.1. 各折減係數之建議值...................................................... 78. 表 4.5.2. 回填土料各性質要求之建議值...................................... 79. 表 4.5.3. 加勁擋土牆埋置深度...................................................... 82. III.

(7) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊暨解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 表 4.5.4. 加勁擋土牆設計範例之穩定分析結果……………...... 102. 表 4.5.5. 加勁擋土牆設計範例之穩定分析結果……………...... 103. 表 4.5.6. 加勁擋土牆設計範例之穩定分析結果……………….. 104. 表 4.6.1. 土釘工法適用與不適用之地質條件.............................. 106. 表 4.6.2. 竹節鋼筋之標示代號、單位質量、標稱尺度及節之尺度規範............................................................................... 111. 表 4.6.3. 圓鋼棒及竹節鋼棒試驗標準.......................................... 112. 表 4.6.4. 土釘極限拉出阻抗.......................................................... 116. 表 4.6.5. 土釘支撐結構參數.......................................................... 116. 表 4.6.6. pH 值與防蝕處理之對策................................................. 119. 表 4.6.7. 地層的腐蝕標準.............................................................. 120. 表 4.6.8. 土壤腐蝕性分類表.......................................................... 121. IV.

(8) 圖次. 圖次圖 1.4.1. 研究作業流程圖............................................................... 7. 圖 3.1.1. 坡面保護工之適用條件.................................................. 14. 圖 3.2.1. 植生毯穩定工.................................................................. 15. 圖 3.2.2. 植生毯.............................................................................. 15. 圖 3.2.3. 植生毯之施工.................................................................. 16. 圖 3.3.1. 切枝壓條穩定工示意圖.................................................. 17. 圖 3.3.2. 切枝壓條穩定工……...................................................... 19. 圖 3.4.1. 加勁椰纖毯穩定工示意圖.............................................. 19. 圖 3.4.2. 加勁椰纖毯...................................................................... 20. 圖 3.4.3. 加勁椰纖毯穩定工…….................................................. 21. 圖 3.5.1. 萌芽樁配合抗沖蝕網穩定工.......................................... 22. 圖 3.5.2. 抗沖蝕網之材質.............................................................. 23. 圖 3.5.3. 萌芽樁.............................................................................. 24. 圖 3.5.4. 萌芽樁配合抗沖蝕網之施工.......................................... 25. 圖 3.6.1. 打樁編柵穩定工示意圖.................................................. 25. 圖 3.6.2. 打樁編柵穩定工.............................................................. 26. 圖 3.7.1. 萌芽枝條捆穩定工示意圖.............................................. 27. 圖 3.7.2. 萌芽枝條捆穩定工.......................................................... 29. 圖 3.8.1. 蜂巢格網穩定工示意圖.................................................. 29. 圖 3.8.2. 蜂巢格網.......................................................................... 30. 圖 3.8.3. 蜂巢格網穩定工.............................................................. 31. 圖 3.9.1. 型框噴植穩定工示意圖.................................................. 32. V.

(9) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊暨解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 圖 3.9.2. 型框噴植穩定工.............................................................. 33. 圖 4.2.1. 砌石牆標準斷面示意圖.................................................. 38. 圖 4.2.2. 砌石牆植栽布置示意圖.................................................. 39. 圖 4.2.3. 重力式擋土牆之簡化斷面圖.......................................... 43. 圖 4.2.4. 卵石(或塊石)之堆壘法示意圖........................................ 48. 圖 4.2.5. 圖 4.2.6. 抗傾倒安全係數(FS)OT＝2.0 時，不同牆面坡度及背填土坡度對應之砌石牆高寬比關係圖……………...... 抗傾倒安全係數(FS)OT＝2.0 時，不同牆面坡度及背填土坡度對應之砌石牆高寬比(h/b)關係圖…………... 50. 51. 本研究重新檢算表 4.2.6 中當 β=0°及 β=20°時之抗傾圖 4.2.7. 倒安全係數…………………………............................... 52. 圖 4.3.1. 格框牆示意圖.................................................................. 53. 圖 4.3.2. 混凝土格框牆應用實例.................................................. 54. 圖 4.3.3. 表面植生之格框牆.......................................................... 54. 圖 4.3.4. 不同牆高之格框牆示意圖…………………………...... 58. 圖 4.3.5. 格框牆之高度及基底摩擦係數與抗滑動安全係數之. 59. 關係圖………………………………………………...... 圖 4.3.6. 格框牆之抗傾覆安全係數與牆高關係圖…………...... 60. 圖 4.4.1. 箱籠牆示意圖.................................................................. 61. 圖 4.4.2. 箱籠牆應用實例.............................................................. 61. 圖 4.4.3. 箱籠牆植栽配置示意圖.................................................. 62. 圖 4.4.4. 箱籠牆植栽實例.............................................................. 62. 圖 4.4.5. 箱籠結構組成單元示意圖.............................................. 64. 圖 4.4.6 VI. 由填充石材之單位重 γ S 及孔隙率 n 決定外視總體單位重 γ g ............................................................................... 65.

(10) 圖次. 圖 4.4.7. 箱籠結構穩定檢核與應力分析作用力.......................... 68. 圖 4.4.8. 不同牆高之箱籠牆示意圖…………………………...... 73. 圖 4.5.1. 應用於坡地社區邊坡之地工合成材加勁擋土結構之. 75. 型式.................................................................................. 圖 4.5.2. 加勁土壤結構示意圖...................................................... 76. 圖 4.5.3. 地工合成材加勁邊坡...................................................... 77. 圖 4.5.4. 加勁擋土牆之設計流程.................................................. 80. 圖 4.5.5. 加勁擋土牆作用力之分佈.............................................. 84. 圖 4.5.6. 加勁邊坡之設計流程...................................................... 87. 圖 4.5.7. 加勁邊坡之穩定分析...................................................... 88. 圖 4.5.8. 加勁擋土牆施工步驟...................................................... 91. 圖 4.5.9. 加勁擋土結構施工用模板.............................................. 91. 圖 4.5.10. 加勁擋土牆加勁材鋪設長度之設計圖表…………….. 93 加勁擋土牆加勁材鋪設最大垂直間距之設計圖表 95 (H=6 m、Tult=120 kN/m)………………………………. 加勁擋土牆加勁材鋪設最大垂直間距之設計圖表 96 (H=6 m、θ=90°、β=0°)………………………………….. 圖 4.5.11 圖 4.5.12 圖 4.5.13. 加勁擋土牆加勁材鋪設最大垂直間距之設計圖表 (Tult =120 kN/m、θ=90°、β=0°)………………………... 97. 圖 4.5.14. Jewell(1991)設計圖表(ru=0)…………………………... 99. 圖 4.5.15. Jewell(1991)設計圖表(ru=0.25)……………………..... 100. 圖 4.5.16. Jewell(1991)設計圖表(ru=0.5)………………………… 101. 圖 4.5.17. 加勁擋土牆設計範例一之結果………………….……. 102. 圖 4.5.18. 加勁擋土牆設計範例二之結果……………………….. 103 VII.

(11) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊暨解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 圖 4.5.19. 加勁邊坡設計範例之結果…………………………...... 104. 圖 4.6.1. 土釘牆示意圖.................................................................. 105. 圖 4.6.2. 鑽孔灌漿釘構造.............................................................. 107. 圖 4.6.3. 土釘加勁結構設計流程圖.............................................. 118. 圖 4.6.4. 不同腐蝕環境土釘所需犧牲之厚度.............................. 123. 圖 4.6.5. 地工複合物排水帶.......................................................... 126. 圖 4.6.6. 現地土釘拉出試驗設備示意圖...................................... 131. 圖 4.6.7. 現地土釘拉出試驗之潛變曲線示意圖.......................... 132. 圖 4.6.8. 臨界潛變荷重示意圖...................................................... 132. 圖 4.6.9. 坡高 10m 與 20m 設計圖之比較...................................... 135. 圖 4.6.10. 坡度 30°、c =10 kPa 之設計圖表..................................... 136. 圖 4.6.11. 坡度 30°、c =20 kPa 之設計圖表..................................... 136. 圖 4.6.12. 坡度 40°、c =10 kPa 之設計圖表..................................... 137. 圖 4.6.13. 坡度 40°、c =20 kPa 之設計圖表..................................... 137. 圖 4.6.14. 坡度 40°、c =30 kPa 之設計圖表..................................... 138. 圖 4.6.15. 坡度 50°、c =10 kPa 之設計圖表..................................... 138. 圖 4.6.16. 坡度 50°、c =20 kPa 之設計圖表..................................... 139. 圖 4.6.17. 坡度 50°、c =30 kPa 之設計圖表..................................... 139. 圖 4.6.18. 坡度 60°、c =10 kPa 之設計圖表..................................... 140. 圖 4.6.19. 坡度 60°、c =20 kPa 之設計圖表..................................... 140. 圖 4.6.20. 坡度 60°、c =30 kPa 之設計圖表..................................... 141. 圖 4.6.21. 坡度 70°、c =10 kPa 之設計圖表..................................... 141. 圖 4.6.22. 坡度 70°、c =20 kPa 之設計圖表..................................... 142. 圖 4.6.23. 坡度 70°、c =30 kPa 之設計圖表..................................... 142. VIII.

(12) 圖次. 圖 4.6.24. 坡度 80°、c =10 kPa 之設計圖表..................................... 143. 圖 4.6.25. 坡度 80°、c =20 kPa 之設計圖表..................................... 143. 圖 4.6.26. 坡度 80°、c =30 kPa 之設計圖表..................................... 144. 圖 5.1. 基本圖說 - 植生毯........................................................ 146. 圖 5.2. 基本圖說 - 切枝壓條……………………………….. 147. 圖 5.3. 基本圖說 - 加勁椰纖毯…………………………….. 148. 圖 5.4. 基本圖說 - 萌芽樁配合抗沖蝕毯及萌芽枝條捆…… 149. 圖 5.5. 基本圖說 - 打樁編柵………………………………… 150. 圖 5.6. 基本圖說 - 蜂巢格網………………………………… 151. 圖 5.7. 基本圖說 - 混凝土型框植生………………………… 152. 圖 5.8. 基本圖說 - 噴凝土型框植生………………………… 153. 圖 5.9. 基本圖說 - 砌石牆…………………………………… 154. 圖 5.10. 基本圖說 - 格框牆…………………………………… 155. 圖 5.11. 基本圖說 - 箱籠牆………………………………..…. 156. 圖 5.12. 基本圖說 - 地工合成材加勁牆……………………… 157. 圖 5.13. 基本圖說 - 土釘牆…………………………..………. 158. IX.

(13) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊暨解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 摘. 要. 關鍵詞：坡地社區、生態防災工法、擋土設施、坡面保護工一、研究緣起坡地社區的整治，以往常以安全性及經濟性為主要考量，生態環境與景觀常受到忽視。近年來隨著國民生活品質的提升，及生態環境保育意識的覺醒，於是，「生態工法」乃漸受重視。台灣生態工法之觀念與技術的發展過程，類似日本之「近自然河川工法」，仍偏向溪流治理方面的應用，而較缺乏整治坡地社區之相關工法的研究。基於對生態環境及保育的重視，工程整治時各單位也極力朝兼顧環境保育的方向努力；然缺乏相關的設計與技術手冊，致使此工法難於推廣。當此工法應用於群聚密度較高之坡地社區的整治時，更應謹慎分析、界定各種可能採用工法之適用條件與範圍，並釐清採用生態工法時之安全疑慮。因此，考量結構安全、經濟成本與環境生態之生態防災工法，乃逐漸成為防災整治方式的共識。二、研究方法及過程本研究根據九十三年度「既有山坡地社區應用生態防災工法及效益評估之研究」的計畫成果，彙整國內外相關資料，研擬符合生態工法理念之擋土設施與坡面保護工的暫行技術手冊，以供相關技術人員參考應用。本計畫內容主要分成三部分：1.坡面保護工設計方法及解說；項目包含植生毯、切枝壓條、加勁椰纖毯、萌芽樁配合抗沖蝕毯、打樁編柵、萌芽枝條捆、蜂巢格網、型框噴植等的設計方法與解說之擬定。 2.擋土工之解說與設計；包含砌石牆、格框牆、箱籠牆、地工合成材加勁牆及土釘牆等，分別進行通則、材料、分析、設計、施工、檢驗或檢測的解說，及參考設計圖表等之建立。3.基本圖說彙編；擬定各工法施工基本圖、配置原則及注意事項等。. X.

(14) 摘要. 三、重要發現本研究蒐集國內外相關文獻，依據生態工法原則，提出 8 種可應用於坡地社區坡面保護的工法，並條列設計與施工步驟。在擋土工方面則提出 5 類；其中砌石牆與格框牆於石塊間孔隙可配合植栽而提供植物生長與生物棲息的環境。而箱籠牆除生態功能外，屬柔性結構能承受較大的不均勻沉陷。地工合成材加勁牆表層植生容易且具耐震性佳之優點，適用於需較高擋土設施的情況。而土釘牆僅需小規模之修坡，施工機具輕巧，對於生態衝擊輕微，且坡面可結合型框噴植，加速自然環境的營造，適合應用於坡地社區邊坡的補強。四、主要建議事項由本計畫之研究成果顯示，無論是坡面保護工或擋土工皆有多種工法可供應用，惟必須配合適當的地質條件，方能發揮最大功效。在本研究計畫的基礎下，尚有部分研究議題值得探討，茲建議如下： ¾ 立即可行建議： 1. 生態排水設施之建立及施工規範。 ¾. 中長期建議：. 2. 加勁擋土牆與土釘牆的動態分析與設計準則的研擬。 3. 台灣各種地質之土釘極限拉出阻抗資料的彙整與現地試驗。. XI.

(15) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊暨解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). ABSTRACT Keywords: hillside residential communities, ecological engineering method, retaining structures, superficial protection of slopes. Safety and economic are the major concerns in renovation of slopes located in old hillside residential communities.. However, improvements. of living standard in Taiwan nowadays call forth people’s attention to the preservation of ecological system prior to, during, and post- construction of enhancing works.. Hence, based on previous study in exploring the. feasibility of slope stability techniques, provisional specifications and illustrations of ecological engineering methods in improving the stabilities of existed slopes under the prerequisite of ecological and environmental protections are proposed in this project. The primary objectives of this research work include the following topics: (1) Specifications and illustrations of various retaining structures. (2) Specifications and illustrations for protection methods of slope faces. (3) Design charts for retaining structures based on typical soil types in Taiwan. (4) Compilation of the graphic displays for basic design methods.. XII.

(16) 第一章. 第一章. 緒論. 緒論. 1.1 研究緣起與目的台灣地理位置與自然環境特殊，颱風與地震頻仍，加以地形陡峻、易引發土石流與坡地災害，此等天然災害經常造成重大經濟損失與人員傷亡。近十年來由於台灣產業快速發展，大規模山坡地社區的開發達到高峰，然而許多工程對於選址、邊坡穩定設計、水土保持規劃等常不夠嚴謹，所產生意外災害型態也愈趨複雜，每當雨季或颱風夾帶大量降雨，常常導致山坡地崩塌及土石流等災害，嚴重性及損失對民眾之影響不容忽視。我國對於災害的問題一向非常關心，政府相關部門也積極從事災害防治工作，歷年來投入相當多的人力與資源於防災業務上，防災科技研究亦逐年增多。自民國 86 年 11 月「防災國家型科技計畫」以及 92 年 11 月「國家災害防救科技中心」成立以來，天然災害防治研究已漸趨整合，並陸續將成果落實應用於災害防救實務工作。台灣約 74%面積為山坡地，在經濟發展之下，人為的開發因而必須向山區延伸，當住宅開發漸漸往山坡地移動時，甚多交通、水利、電力等設施亦往山坡地興建，建物愈多則安全問題便更加突顯，使得諸多土木設施興建與山坡地有密切之關係。概觀一般山坡地建設，擋土工程是基本且實際的方法，內容除採傳統修坡、止滑樁、各種形式擋土牆及格樑外，近幾年也逐漸採用加入抗張材的施工法(加勁工法)，使得施工方式之選擇更加多元，也因此對於不同需要而衍生出各種不同的擋土施工方法，更須仔細評估各擋土措施對工程所造成之效益，有關此部份已於前期研究「既有山坡地社區應用生態防災工法及效益評估之研究」(洪勇善等人，2004a)進行探討與分析，本期研究則著重於各擋土設施及坡面保護工之解說與設計。隨著國民生活品質的提升，及生態環境保育意識抬頭，「生態工法」(ecological engineering methods)逐漸成為共識。生態工法基本上 1.

(17) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 是遵循自然法則，在工程中考量自然與人類的共存共榮。台灣生態工法之觀念與技術的發展過程，也與國外相同，仍偏向溪流治理方面的應用，而較缺乏坡地社區整治之相關生態防災工法的依據。位居建築密集之坡地社區，保護對象較一般護岸與道路邊坡為多，此時更應以安全為首要，生態為導向方為上策，故生態防災工法可視為「以安全為基礎、生態為導向，藉以減少周遭生態環境之衝擊，而達到生態與防災目的之工程方法」。因此，坡地社區整治與維護除了應深切體認「生態、安全、經濟」三項重點考量外，更應該落實生態防災工法之精神方可有效抑止災害威脅擴大。由於生態保育觀念逐漸受到重視，工程整治時各單位也極力朝兼顧環境保育之方向努力；然相關的設計與技術手冊缺乏。有鑑於此，內政部建築研究所規劃本期研究朝向擬定坡地社區生態防災工法暫行技術手冊，解說擋土設施及坡面保護工，以及進行參考基本圖之彙編。經建研所依據採購法辦理評選，選擇過去具有此方面學術經驗之淡江大學團隊承辦本項計畫。. 1.2 山坡地的災害類型一般而言，山坡地的範圍具有標高與傾斜度之特徵，在此範圍內之山坡地利用與平地應有所區別。從建築學的觀點，山坡地的利用必須合乎人類生活條件的需求，才能增進人類生活環境的品質。而從經濟學的觀點，山坡地是都市外圍的邊際土地，其開發投資必須有一定之效益，否則應以保育為重。就法律規章方面，山坡地的定義分見於「水土保持法」、「山坡地保育利用條例」、以及「山坡地開發建築管理辦法」(內政部營建署， 1997)，符合下列情形之一者劃定為山坡地： ● 標高在一百公尺以上者。 ● 標高未滿一百公尺，而其平均坡度在百分之五以上者。. 2.

(18) 第一章. 緒論. 此外，山坡地之界定亦應以當地政府公告為基準，有關坡度的分級詳見表 1.2.1 所示。表 1.2.1 山坡地分類表分類平坦地極緩坡緩坡中坡陡坡極陡坡. 坡度(%) <5 5~15 15~30 30~45 45~100 >100. 分級一級坡二級坡三級坡. 適合開發對象大規模住宅建設高級別墅住宅階梯住宅. 備註開發成本低需注意水土保持成本及危險度高. 四級坡. 不得開發. 不得開發. (張石角，1989；水土保持技術規範，2003) 山坡地社區即為設立於山坡地的住宅社區，因此山坡地的開發工程較一般平地工程更容易發生災變，且在坡地施工完成後，往往仍存在危險性。台灣山坡地由於環境地質的複雜而呈現相當的脆弱性，在開發行為中易產生建築破壞之坡地如表 1.2.2 所示。表 1.2.2 坡地類型說明表坡地類型. 說明. 災變破壞案例汐止林肯大郡、台順向坡地脆性破壞、人民傷亡易產生。北虎山破壞規模大，且時程長，易造成台北外雙溪中央崩積土坡社區、中部梨山地房屋龜裂。區紅土台地中央較安定，但在台地紅土坡地與平地界面之陡坡或大侵蝕溝林口台地嘉寶村之邊坡則很不安定。除考慮建築本身穩定外，周遭邊泥岩坡地西南部泥岩地區坡之安定性也需注意。規模中等，滑動多屬漸進式或緩米蘭山莊、頂好花填方坡地慢破壞，人員傷亡少，但財產損園新城、白雞山莊失大。數量多但規模較小，較少受到注陡坡風化土、風化陡坡或懸崖下方意。岩特別發達之地谷口沖積扇(土石銅門社區、郡坑豪大雨時易受土石流攻擊。流區) 口、豐丘 (整理自洪如江，1998) 3.

(19) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 山坡地災害可分為自然因素與人為因素，而人為因素導致坡地災害就發生原因分類，可概分為以下四大類(整理自廖瑞堂，1998)： 1. 地表排水或地下排水不良所引起的坡地災害坡地社區的開發，在設計階段沒有妥善規劃地表及地下水排水措施，亦或根本沒有將排水部分列入規劃與設計中詳加考量，而直接在排水路徑上進行大規模之整地工作，此類排水不良所引起之坡地災害往往佔大多數，而造成規模大小不等之沖蝕溝或崩塌、掏空等破壞。 2. 以建築結構物做為擋土構造所造成的災害由於地形的關係，山坡地之建築物在靠山的一側，常需以擋土護坡加以擋土，以克服地形之高差；但山坡地社區開發若直接利用建築結構物本體作為擋土設施，則可能造成建築物之破壞。 3. 滑動規模或破壞模式判斷不當傳統重力或半重力式擋土牆僅能適用於淺層滑動或無明顯滑動之邊坡保護，當地質有明顯弱面存在時，傳統之擋土牆護坡即不適用。欲瞭解破壞規模及滑動深度，借助更精確的觀測系統及地質調查是十分必要的。 4. 軟弱地盤高填方區構築擋土牆在軟弱地盤上之高填方擋土牆常發生破壞，其可分為兩部分；一部份是由高填方區下方地盤之承載力不足或沈陷量過大所導致的破壞，另一部份是擋土護坡本身設計斷面或強度不足所產生。如係地盤承載力不足，則可採用各種地盤改良方法以提高地盤承載力及減少沈陷量。上述這些災害發生原因中，由於發生之機制不同，所需的防範方式及處理對策也不盡相同。. 4.

(20) 第一章. 緒論. 1.3 應用生態防災工法之重要性隨著經濟發展，人文社經活動必然從飽和的都市社區，逐漸往鄰近的山坡地遷移。因此適度的開發利用山坡地，應為未來都市發展趨勢；惟開發過程中，必須兼顧生態環境，降低與自然界衝突，才能在和諧的自然環境中提昇生活品質。生態防災工法將以往傳統防災工法僅注重安全防災思維中加入生態環境保育的理念；於規劃設計時，除考量生態基礎外，也應妥善檢討工法的安全性與工程設施的經濟性，並訂定生態防災工法應用範圍及目的，並於生態、安全與經濟之間取得最佳平衡點。以下即對生態、安全與經濟三項考量要素進行說明。 1. 生態考量若施工地區為保全對象較少的社區時，應考量工程構造物之負面效應。設計規劃時，盡量在安全考量無虞的前提下，將社區周遭生態環境調和，並納入工程設計考量之中。此時如何善用當地土砂、植生等材料，以及如何降低施工過程及完工結構對當地生態之衝擊，進而達到當地環境保護、生態復育、永續經營及再生，將是首要課題。 2. 安全考量若施工地區有特定之保護對象、重要的維生體系，或特殊地點時，安全將是優先考量。尤其台灣地形陡峻、人口稠密，便不能不提升安全性的考量。設計規劃時須依穩定性評估、擬定安全係數及力學檢算等分析為依據，土、砂、水泥、鋼筋等工程材料為主要使用材料。然若能善加利用施工現場或附近現存的塊石、木材等天然資材，配合植生並輔以有利生物棲息生長之人造資材等多樣性材料，則可降低工程構造物之視覺衝擊。 3. 經濟考量除生態及安全考量外，設計時亦應注意工程設施之經濟性，以 5.

(21) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 避免資源過度浪費。然而，推廣到山坡地土地開發規劃及評估時，應就土地開發之必要性與程度，環境保育及所需建構之防災設施進行整體評估，及投資效益的分析。. 1.4 研究內容與過程穩定邊坡的工程方法繁多，應選擇對生態衝擊較小之工法，以符合生態防災之原則。因此，本計畫基於 93 年度「既有山坡地社區應用生態防災工法及效益評估之研究」，(洪勇善等人，2004a)，計畫中所建議較符合生態原則的擋土工與坡面保護工，進行擬定設計方法與解說。由於生態工法涵蓋的範圍及領域很廣，因此本計畫之內容並不包含規劃時期之生態調查，及施工後之生態復舊、生態評鑑及維護管理等作業，而主要以工法分析為重點，選擇對生態衝擊較小之施工方式。報告內容共分為六章，其中第二章為名詞釋義，針對各章節相關之專有名詞彙整解釋。第三章說明坡面保護工之應用與設計，包含植生毯、切枝壓條、加勁椰纖毯、萌芽樁配合抗沖蝕毯、打樁編柵、萌芽枝條捆、蜂巢格網及型框噴植等植生護坡工法，針對坡度、坡高與穩定性等要求，提出各方法適用之條件、設計與施工。第四章則針對所建議之擋土工，包含為砌石牆、格框牆、箱籠牆、地工合成材加勁牆及土釘牆等五類，分別進行解說、分析、設計、施工、檢驗或檢測，以及參考設計圖表等。另外，針對工程人員所需之設計與施工，依據前述章節彙編基本圖說，包含構造物基本尺寸、施工注意事項與適用範圍，以利參考，此部份於第五章。最後，於第六章將本研究之成果，整理做成結論。本研究於執行過程中，首先成立工作小組，成員包括有此專長之學術界人員與實際參與生態防災工法設計之專家，含研究助理共計六位。依據專長劃分負責的內容，以分工合作方式撰寫各章節，然後定期舉行工作小組討論會，逐一檢討內容並擬定具可行之暫行技術手 6.

(22) 第一章. 緒論. 冊。因工作小組成員有限，為恐報告有所缺失，也透過兩次專家座談會方式徵詢專家意見。此外，亦經由業主單位之期中與期末審查會，聽取各方意見，修正研究成果，以求技術手冊之完整性、正確性與可接受性。研究作業流程如圖 1.4.1。圖 1.4.1 研究作業流程圖. 7.

(23) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 8.

(24) 第二章. 名詞釋義. 第二章名詞釋義 1. 丁條：組合格框牆之短梁中，與坡面方向垂直者。 2. 土釘加勁：為加強邊坡穩定或補強擋土結構物之現地加勁施工法，主要利用土釘與周圍土體產生之握裹力，增加整體土壤的抗剪強度及邊坡穩定性。 3. 土釘密度：每平方公尺內所含土釘數量，隨陡峭程度、地層構造及安全性需求而不同。 4. 土釘傾角：土釘設置與水平方向之夾角，因灌漿需要一般往下傾斜 10°~30°。 5. 切枝壓條：將切下的可萌芽枝條，交錯埋置於槽溝中，待發芽後植生即能遍佈邊坡。此方法可降低坡面逕流速度、攔截泥砂土石，增加坡面穩定性。 6. 打樁編柵：於平行坡面之方向以一定間隔打設木樁、木條或其他材質製成的樁，木樁之間再以竹片或樹枝編柵，或綁以地工合成材、鐵絲網等所製成之柵欄結構。具有減緩坡面逕流速度或分散逕流，而降低逕流沖蝕力，及攔截土砂之功能。 7. 加勁材：鋪設於土壤之中，藉由加勁材與土壤間之摩擦力及互鎖力，以提升整體土壤強度之材料。 8. 加勁椰纖毯：以椰殼纖維為基材，表層及中間再以聚丙烯網予以固定及加勁所形成之複合層。將加勁椰纖毯固定於噴覆草種之土壤表面，可防止土壤沖蝕，減緩水流速度，保護植生之目的。 9. 地工合成材：使用於大地工程之高分子聚合物所製成之柔性材料的統稱，包括地工織物、地工膜布、地工格網、蜂巢格網等。. 9.

(25) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 10. 地工合成材加勁擋土結構：係利用地工合成材為加勁材及回填土料逐層所構築的擋土結構物。其中牆面坡度≧70°者，稱加勁擋土牆，牆面坡度<70°者則稱加勁邊坡。 11. 防蝕套管：波紋狀之塑膠材質，裝設於抗張材與孔壁間，再予以灌漿防止抗張材之鏽蝕。 12. 型框噴植：以場鑄式鋼筋混凝土或噴凝土配合鋼絲網與錨筋施做成桁樑框架，再於框架空間內放置植生袋或噴植草種，形成連貫性坡面保護結構。 13. 砌石牆：利用石塊逐層堆疊，藉由石塊間的摩擦力及牆體本身自重，提供抵擋水平土壓力之阻抗能力，屬於重力式擋土結構。 14. 格框牆：又稱格籠牆、格床牆或框格牆，為縱橫交錯的短梁 (俗稱丁條、順條)組合而成之框架結構，內部填充土壤或石塊，構築成為重力式擋土結構。 15. 添加劑：添加於水泥漿中之材料，常用早強劑、緩凝劑、減水劑、無收縮劑等，依據不同目的選擇所需的添加劑。 16. 萌芽枝條捆：將具有發芽能力之植物枝條包捆成束，並以木樁或活木樁固定於土溝中，其上再覆蓋土壤所形成坡面保護結構。待枝條生長完成後即具有穩定邊坡及降低逕流速度等功能。 17. 堆壘式：或稱乾砌式，為砌石牆施工方式之一，靠石材本身之自重及互嵌效應達到穩定的功效。 18. 植生毯：為聚乙烯(PE)或聚丙烯(PP)所製成之波紋片狀多孔立體地工合成材料，平鋪於坡面上並回填土壤，具抗沖蝕及強化植物根系的功能。. 10.

(26) 第二章. 名詞釋義. 19. 萌芽樁：取自原生植物或適應當地環境物種之活樹枝，其直徑為 1.25~4 cm，長為 60~90 cm，初期具有固定抗沖蝕網之功能，後期則長成灌木或喬木，具強化邊坡穩定及水土保持等功能。 20. 順條：組合格框牆之短梁中，與坡面方向平行者，稱之。 21. 蜂巢格網：係以高密度聚乙烯(HDPE)板片，經加工程序製成之立體網格結構。蜂巢格網具良好土壤圍束作用，可穩定表層土壤及提高承載力。常用於植生綠化、邊坡擋土牆、路基、崩塌地整治等。 22. 箱籠牆：以鍍鋅鋼線或鍍鋅加 PVC 編成長方形空籠，填入卵塊石堆築而成之擋土牆，屬於重力式擋土結構之一。 23. 漿砌式：為砌石牆施工方式之一，係以水泥砂漿黏結石材，使其組合成連續牆體。. 11.


(28) 第三章. 第三章. 坡面保護工之解說與設計. 坡面保護工之解說與設計. 坡面易受到沖蝕，尤以裸露土壤為甚，其結果不僅導致土石流失，造成環境問題(土壤涵養水分功能降低、土壤沃度降低、排水系統阻塞、自然水體淤積等)；更可導致邊坡穩定性降低，造成坍塌破壞，甚至引發土石流災害。故保護坡面土壤，避免土壤沖蝕，對坡地社區乃至於環境品質皆甚為重要。造成坡面土壤沖蝕之主要營力為水流，而水流沖蝕之影響因子有坡度、坡高與坡長、坡面土壤抗沖蝕性、流入坡面之逕流量及流速，其中坡度、坡高與坡長，可採修坡之工程方法，達到降低坡度，或使成台階方式，以降低坡高與坡長；流入坡面之逕流量及流速，則可由坡頂及坡面排水等工法加以控制。本章各種坡面保護工主要目的即在於增加坡面土壤抗沖蝕性，以達到減少甚至避免土壤沖蝕之目的。邊坡保護工可利用植生方法、工程方法或兩者相互配合，以穩定坡面土壤，避免土壤遭受沖蝕，或強化坡面土壤強度，以增加抵抗沖蝕之能力。以下就生態工法應用於坡面保護工常見的方法，針對材料、設計與施工等加以說明。. 3.1 總則坡面保護工法眾多，各工法皆有其適用條件、範圍及優缺點，如依據現地地形、地質及環境等條件，據以選擇合適的工法，不僅可使工程發揮最佳的功能及經濟效益外，更可與週遭環境取得和諧平衡。本章主要針對坡度大於 3H：1V(18°)之土壤邊坡，主要以生態工法為主，一般工法為輔，應用於坡面保護及抗沖蝕，其合適之工法有： 1. 植生毯 2. 切枝壓條 3. 加勁椰纖毯 4. 萌芽樁配合抗沖蝕毯 13.

(29) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 5. 打樁編柵 6. 萌芽枝條捆 7. 蜂巢格網 8. 型框噴植在一般情況下，各工法之適用條件詳如圖 3.1.1 所示，依此可選擇一較適宜之工法，而各工法詳細之設計與施工，說明於下。圖 3.1.1 坡面保護工之適用條件坡度. <3H：1V. 無. <2H：1V. <1H：1V. 植生樹枝材料. 沖蝕程度. 有. <0.4H：1V. 坡高. 坡高. 坡高. 中等. 嚴重. 穩定速度要求. 邊坡穩定性高. 低. 萌芽枝條捆. 蜂巢格網. 型框噴植混凝土. 型框噴植自由型. 緩. 打樁編柵. 抗沖蝕毯萌芽樁配合. 加勁椰纖毯. 毯. 切枝壓條. 生. 中. 快. >10m. >5m. <5m 植. 覆蓋、植生. 至於坡度小於 18°之土壤邊坡，可採覆蓋(如鋪稻草蓆、樹枝或碎木片)及一般植生(如植生帶鋪植、挖穴客土噴植、直接噴植+鋪稻草蓆)等工法，此處不予贅述。. 3.2 植生毯 3.2.1 通則 14.

(30) 第三章. 坡面保護工之解說與設計. 植生毯為 PP 或 PE 所製成之波狀立體片狀地工合成材料(圖 3.2.1)，將植生毯平鋪於坡面上並回填土壤，於植生未長成之初期，具有穩固坡面表層土壤的功能，故具抗沖蝕之能力；當坡面植生完成後，此立體網格可強化植物根系，使植生狀況更為良好，並使坡面表層整體更趨於穩定，且因其耐久性極佳(高度抗分解或抗老化)，故可提供坡面土壤永久性的抗沖蝕功能。此保護工具重量輕、施工容易、耐久性極佳、土壤保護性強等優點，故適用範圍廣。而 PP 或 PE 材質之地工合成材料，在一般情況下，耐各種環境條件(如氧化、水解、溫度、輻射、生物及陽光等)之性能極為良好，故對環境之長期影響極輕微。圖 3.2.1 植生毯穩定工. 3.2.2 材料植生毯(圖 3.2.2)之重要性質如下：厚度：20~25 mm 單位重：340 g/m2 抗張強度：3.5 kN/m(應變為 20%時) 尺寸：每卷尺寸為 2 m×25 m 圖 3.2.2 植生毯. 15.

(31) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 3.2.3 設計 1. 坡頂需設錨定溝，其深度與寬度至少為 20 cm。 2. 網毯與網毯間之重疊長度至少需為 10 cm，重疊部份應以錨定鋼筋間隔 1 m 固定之。 3. 網毯須以間距 1~2 m(視坡度及坡面土壤狀況而定)之錨定鋼筋固定於坡面。. 3.2.4 施工施工步驟如下： 1. 坡面整理，移除植物殘根及突出土石，使之平整。 2. 將網毯一端置於坡頂錨定溝內，以錨定鋼筋(間隔 1 m)加以固定後，並回填土方。 3. 展開網毯卷材，由上往下使其平整鋪設在坡面上。 4. 網毯片之間重疊寬度應至少為 10 cm，重疊區域並以鋼筋釘(ㄧ般呈ㄇ型，典型尺寸為深 200 mm、寬 100 mm)固定之。 5. 回填覆土，可於覆土混以植物種子或表面噴灑植物種子等方式，加強植生(圖 3.2.3)。. 圖 3.2.3 植生毯之施工. 植生毯錨定 16. 施工完成之植生毯.

(32) 第三章. 坡面保護工之解說與設計. 3.3 切枝壓條 3.3.1 通則沿著等高線挖掘槽溝，將切下之可萌芽枝條，交錯埋置於槽溝中，待發芽後植生即能遍佈邊坡(圖 3.3.1)。此方法可降低坡面逕流速度、攔截泥砂土石，亦可將長坡變成一系列短坡，減少土壤流失量。而交錯堆疊之植物枝條亦提供加勁的功能，增加坡面穩定性。此外，水份可沿枝條向坡面排除，降低坡體內之水壓力。此法適合於坡度小於 27°(2H：1V)之短坡(坡高小於 5 m)或輕度沖蝕之開挖坡或回填邊坡。此外，對於坡面有大量之鬆軟土壤或須客土以修復受侵蝕之地區，此法亦頗為合適。然對於沖蝕嚴重地區及土壤為緊密堅硬等之坡面，較不適用。圖 3.3.1 切枝壓條穩定工示意圖. 1.5~3.0m. 1/4. 最小 10°. 3/4 最小 0.5m. (Morgan and Rickson, 1995). 3.3.2 材料由原生樹種(紅楠、香楠、土肉桂、茄苳、血桐、九芎、黃槿、相思樹、莿桐、台灣欒樹、鳥榕、樟樹、烏心石、白雞油、山棕、水柳、台灣櫸等)或適應當地環境之樹種，在適當季節期間(生長時期之前)切下枝條而得，枝條直徑約為 1.5~3 cm。 17.

(33) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 3.3.3 設計 1. 層與層的間距約 1.5∼3 m，與坡度及邊坡穩定性有關，如表 3.3.1 所示；而邊坡底部之間距可較小。 2. 枝條長度至少為 75 cm，埋置深度至少為 50 cm，傾斜度(與水平面夾角)為 10°~20°。表 3.3.1 切枝壓條之間距坡度(H：V). 切枝壓條之間距濕邊坡. 乾邊坡. 2：1~2.5：1. 1.5. 1.5. 2.5：1~3.5：1. 2.0. 2.5. 3.5：1~4：1. 2.5. 3.0. 3.3.4 施工 1. 若有足夠空間，可先進行修坡，降低其坡度或使其成階梯狀。 2. 沿著等高線挖掘槽溝，槽溝深度至少約 50 cm，但亦避免過度開挖。 3. 將切下之可萌芽枝條，交錯埋置於槽溝中，枝條約需 3/4 長度埋置於土壤中，故在枝條佈置好後即覆蓋土壤，並適度夯實。 4. 往上邊坡之方向移至下一槽溝位置，重複步驟 2 及 3 方式施工(圖 3.3.2)。 5. 因所選用之植栽大多屬木本植物，故須較厚之表土層方能提供適合之生長環境。 6. 植物根系尚未生長之前，應有適當的養護措施(如稻草敷蓋、定期灑水、柵欄圍籬等)，以避免植栽尚未發揮功效便遭受破壞。. 18.

(34) 第三章. 坡面保護工之解說與設計. 圖 3.3.2 切枝壓條穩定工. (Gray and Sotir,1996). 3.4 加勁椰纖毯 3.4.1 通則加勁椰纖毯乃以椰纖為基材，表層及中間再以聚丙烯網予以固定及加勁所形成之複合層。此毯具高孔隙率及彈性佳之特性，可提高沖刷面植物生長率。加勁椰纖毯固定於噴覆草種之土壤表面，經草種之生長，以形成草根、加勁椰纖毯、土壤三者結合的連續面，達到防止土壤被沖蝕，減緩水流速度，保護植生之目的(圖 3.4.1)。圖 3.4.1 加勁椰纖毯穩定工示意圖 1~2m >20cm 加勁椰纖毯錨筋 (間隔 1~2m). 加勁椰纖毯. 回填土壤. 錨筋錨定詳圖. 椰纖毯為椰子纖維所製成，當鋪於坡面之初期，具有保護坡面土壤之功能，當坡面植生完成後，坡面土壤結構更趨穩定，而其吸水、 19.

(35) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 保濕之功能，更為底層種子提供良好的生長環境，促進草種快速萌芽。其埋置於土壤一段時間後，會因生物分解而腐化，並轉為有機物質使土壤肥沃，故不僅不會對現地生態環境造成衝擊，更有助於植生之成長，因此為一良好之生態工法材料。加勁椰纖毯保護工適用於中等坡度抗沖蝕之用，而因其具柔性，故可鋪設於不平整坡面。此外，亦可應用於整地之植生綠化及土地復育。. 3.4.2 材料乾燥狀態下椰纖毯(圖 3.4.2)性質如下(Rathmayer 與 Komulanein， 1992)：單位面積重量：66.4~67.8 g/m2，厚度：正向應力為 20 kPa 時為 4.63~4.86 mm 破壞應變：24.6 %~28.7 % 抗張強度：1.74 kN/m~1.89 kN/m。圖 3.4.2 加勁椰纖毯. 3.4.3 設計 1. 坡頂及坡趾皆需設錨定溝，其深度與寬度至少為 20 cm。 2. 網毯與網毯間之搭接長度至少需為 10 cm，搭接部份應以錨定鋼 20.

(36) 第三章. 坡面保護工之解說與設計. 筋間隔 1 m 固定。 3. 網毯須以間距 1~2 m(視坡度及坡面土壤狀況而定)之錨定鋼筋固定於坡面。. 3.4.4 施工施工步驟如下： 1. 整理鋪設面，使之平整，且加以壓實。去除樹根、石塊等雜物，並填平原地面之縫隙及凹洞部份。 2. 在坡頂平台上及坡趾附近，挖掘 20 cm 以上深度之溝道，用以固定網毯。若鋪設面表土質不佳，可採覆土加以改良。 3. 自坡頂溝道起撒佈草種後，鋪設網毯，溝道內之網毯應以錨定鋼筋每隔 1 m 加以固定後，並回填土方。鋪設時上方之網毯應覆蓋於下坡之網毯上，搭接長度至少為 10 cm。 4. 網毯鋪設至坡趾之溝道內後，將網毯截斷，並固定於坡趾溝道內。固定後，回填土方並予以適當夯實。 5. 鋪設面之網毯應在適當間距，以錨定鋼筋固定，使網毯能與鋪設面完全密接(圖 3.4.3)。 6. 植生養護，直至全區覆草率達 70%以上。圖 3.4.3 加勁椰纖毯穩定工. 21.

(37) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 3.5 萌芽樁配合抗沖蝕毯 3.5.1 通則抗沖蝕毯是一種平面或三維結構的水土保持之天然材料或地工合成材料所製成，此抗沖蝕毯可有效吸收及減少降雨能量，減緩逕流之流速，而有效的防止肥料、土壤或種子之流失，並具有坡面覆蓋(材質為天然材料時)或加勁(材質為地工合成材料時)之功能，而穩定坡面土壤，增強植生綠化效果，改善生態環境(圖 3.5.1)。而一定間隔打入坡面之萌芽樁(灌木或樹木之活樹枝)，初期具有固定抗沖蝕網之功能，而後期則長成灌木或喬木，具強化邊坡之穩定性及水土保持等功能。適用於坡度大於 18°(3H：1V)~45°(1H：1V)之坡面保護，如坡度小於 18°，則採覆蓋或植生，較具成本效益。圖 3.5.1 萌芽樁配合抗沖蝕網穩定工示意圖抗沖蝕毯邊坡坡面樁入土深度約 90cm 萌芽樁(樁徑 1.5~4cm). 樁間距 60~90cm. 3.5.2 材料抗沖蝕毯之材質(圖 3.5.2)可分兩類：一類為地工合成材料，其型式有平面格網結構及三維立體結構；一類為天然材料，如稻草、麥桿、椰纖等可自然生物分解之材料，其種類如表 3.5.1 所示。而萌芽樁則為取自原生植物或適應當地環境物種之活樁，其直徑為 1.5~4 cm，長 22.

(38) 第三章. 坡面保護工之解說與設計. 為 60~90 cm，如圖 3.5.3 所示。並可使用鋼絲或鋼筋製成之ㄇ型釘來代替萌芽樁。表 3.5.1 抗沖蝕毯種類及其耐久性材料. 耐久性. 高強度聚丙烯網. 0.5~1 年. 稻草毯+單層針織網. 1年. 稻草毯+雙層針織網. 1年. 70%稻草+30%椰纖+雙層針織網. 2年. 椰纖毯. >4 年. 黃麻纖維網. 100~150 天. 合成纖維加勁毯. >10 年. 圖 3.5.2 抗沖蝕網之材質. 高強度聚丙烯網. 黃麻纖維毯. 椰纖毯 23.

(39) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 圖 3.5.3 萌芽樁 1.25~4cm 平切 1/4~1/3 之樁長. 60~90cm. 2/3~3/4 之樁長. 斜切. 3.5.3 設計萌芽樁打設間距約為 0.6~0.9 m。施設密度約為 2~3 枝/m2。. 3.5.4 施工施工步驟如下： 1. 整平坡面，清除危石及植物殘株等凸出物。 2. 由上坡向下坡方向平鋪抗沖蝕網，使之緊貼於地面。卷與卷之間的重疊寬度至少 10 cm，並以木樁或ㄇ型釘(釘長 20 cm、寬 5 cm) 固定於坡面上。 3. 如坡長超過單卷長度，則上方抗沖蝕網須覆蓋於下方抗沖蝕網之上，其重疊長度至少為 30 cm。 4. 以垂直坡面方向將萌芽樁插入邊坡中，且應使其芽苞向上。 5. 將萌芽樁 2/3 長度置入土中(長度為 60~90 cm)，於施作完成後將樁周邊土壤壓實(圖 3.5.4)。 6. 當施設時若有裂開之萌芽樁，嚴重者應將其移除及置換；小部份裂開者，應鋸掉裂開部分避免腐爛。此外，宜搭配原生植物或複層喬灌木，以達植生目的。對於堅硬土層，可以用鐵棍先行敲出 24.

(40) 第三章. 坡面保護工之解說與設計. 一孔或預先鑽孔，以便於萌芽樁貫入。圖 3.5.4 萌芽樁配合抗沖蝕網之施工. 3.6 打樁編柵 3.6.1 通則於坡面上略沿等高方向，以一定間隔打設萌芽樁、木樁、木條或其他材質製成的樁，萌芽樁之間再以竹片或樹枝編柵，或綁以地工合成材或鐵絲網；亦有於地面先放置稻草綑或椰纖籠(條)，再打入萌芽樁予以固定(圖 3.6.1)。此法製成之柵欄結構除了可減緩坡面逕流速度或分散逕流，以降低逕流沖蝕力，達到保護坡面之功能，亦具有攔截土砂之功能，可避免土石流失及混濁逕流造成環境之汙染問題。而待枝條發芽後，其莖、葉除具美觀效果外，也可提供額外之抗沖蝕力。此法適用於坡度 45°以下之填方坡面、挖方坡面、及崩積土或淺層崩塌坡面。為生態工法中最常使用之一種坡面保護工(圖 3.6.2)。圖 3.6.1 打樁編柵穩定工示意圖竹片編柵或其他材料樁. 30cm. 樁. 60cm. α <45 ° 30~50cm. 與坡面垂直. 垂線 α /2. 25.

(41) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 圖 3.6.2 打樁編柵穩定工. 竹片. 稻草綑. 椰纖籠. 地工合成材. 3.6.2 材料編柵之材料可為竹片、樹枝、地工織物、稻草(麥桿)綑、椰纖籠等。木椿可採用枯木樁，或萌芽力強之黃槿、榕樹、雀榕、鳥榕、九芎等萌芽木椿。. 3.6.3 設計 1. 一般每排椿之距離以 1~3 m，椿距以 30~50 cm 為原則。如編柵材質為地工合成材，則樁距最大可為 1.5 m。唯建議以天然材料為佳。 2. 稻草綑一般尺寸為長 60 cm、直徑 45 cm。. 3.6.4 施工施工步驟如下： 1. 施工前需略為整平坡面及消除蝕溝，清除危石及植物殘株，並依坡地形狀及地質狀況於坡頂及坡面構築截水溝。 26.

(42) 第三章. 坡面保護工之解說與設計. 2. 萌芽樁應保持新鮮，打樁時須保護椿頭，不使打裂，裂開部分需鋸掉，以免影響其萌芽能力。 3. 萌芽樁需打入坡內 60 cm，而露於地面之萌芽樁長度至少為 30 cm。 4. 如萌芽椿不足時，可以其他雜木椿混合使用。編製柵網時，最上端需用鐵絲扭緊，以防脫落。 5. 亦可在欲保護之邊坡上鋪設稻草蓆等材料增加抗沖蝕能力。. 3.7 萌芽枝條捆 3.7.1 通則將具有發芽能力之植物枝條包捆成束，並以木樁或萌芽樁固定於土溝中，其上再覆蓋土壤保護枝條，待生長完成後即具有固定不安定之土石、降低逕流速度等機能(圖 3.7.1)。沖蝕量較大處可先行於坡面上鋪設麻或椰纖等製成之抗沖蝕毯，與活枝條捆一同施做即可。此法適用於當地具有足夠植材，可提供植生枝條之邊坡(坡度小於 45°)、崩積土坡、淺層崩塌坡面及地表沖蝕區域等處。圖 3.7.1 萌芽枝條捆穩定工示意圖邊坡坡面. 萌芽枝條綑. 萌芽樁木樁. 3.7.2 材料由適應當地環境之樹種，在適當季節期間(生長時期之前)切下枝 27.

(43) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 條而得，枝條長度為 1.5~3 m、直徑約為 1~3 cm，以枝條生長方向ㄧ致之方式，每隔 30 cm 以細繩捆綁，緊實綁紥成捆，其直徑多為 15~20 cm，長度一般為 1.5~9 m，視現況而定。. 3.7.3 設計萌芽樁長 60~100 cm，間距為 60~100 cm，埋設時使其與水平面夾 45°~60°。枝條捆之間距，依坡度及坡面土壤狀況而定(表 3.7.1)：表 3.7.1 萌芽枝條捆之間距坡度(H：V) 1：1 1：1 ~ 2：1 2：1 ~ 3：1 3：1 ~ 4：1 < 4：1. 萌芽枝條間距(cm) 黏性土壤非黏性土壤 100 60~100 100~120 60~100 120~150 100~120 150~180 120~150 180~240 150~200. (Sotir and Fischenich, 2001). 3.7.4 施工施工步驟如下： 1. 萌芽枝條捆和萌芽樁準備完成後，應立即施設。 2. 從下邊坡之坡底開始，沿著等高線挖掘，溝的寬度一般為 30~50 cm，深度為 20~30 cm，且應比萌芽枝條捆大 5~10 cm。 3. 打設木樁或萌芽樁，使其直接穿透萌芽枝條捆並貫入固定於坡面上，其間距為 60~100 cm。在萌芽枝條捆銜接處或重疊處應額外打設木樁，並使木樁之頂端和已施設完成之萌芽枝條等高。 4. 須使萌芽樁緊靠活枝條綑的下方，且貫入之位置是在木樁位置之間。而萌芽樁須高出萌芽枝條捆約 5~10 cm。 5. 當枝條捆及萌芽樁鋪設完成後，則以土壤回填於溝內，並適時夯實(圖 3.7.2)。 28.

(44) 第三章. 坡面保護工之解說與設計. 6. 如坡度小於 27°(2H：1V)時，可於枝條捆枝間鋪設如稻草等敷蓋物﹔如坡度介於 27°~ 34°(1.5H：1V)之間，則可加鋪黃麻纖維網﹔ 如坡度介於 34°~ 45°(1H：1V)之間，則可在放置枝條捆之前先鋪設抗沖蝕毯。圖 3.7.2 萌芽枝條捆穩定工. 3.8 蜂巢格網 3.8.1 通則蜂巢格網係以高密度聚乙烯(HDPE)板片，經加工程序製成之立體網格結構。依工程設計之要求，選擇適當之網格厚度與尺寸，鋪設時須完全拉撐，經鋪設、錨定、填土、循序組立完成，再進行植生工程，施工簡單快速(圖 3.8.1)。蜂巢格網具良好土壤圍束作用，故有穩定表層土壤之功能。蜂巢格網坡面保護工，適用在中等陡坡及崩積土或淺層崩塌坡面等之抗沖蝕保護。然應用於岩坡時，植生之根系無法深入，且水無法入滲而於蜂巢格網底部與岩坡坡面間流動，易導致蜂巢格網發生滑落現象，故此法較不適用於岩坡。圖 3.8.1 蜂巢格網穩定工示意圖錨定長度 L a≧ 75cm. 蜂巢格網鋼筋客土植生客土植生. 蜂巢格網. ≧ 25cm 鋼筋. 29.

(45) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 3.8.2 材料蜂巢格網為 HDPE 材質，厚度 5~20 cm。展開後寬度為 2~3m，長度為 6~12m，網格尺寸為 20 cm×24 cm~40 cm×49 cm(圖 3.8.2)。圖 3.8.2 蜂巢格網. 3.8.3 設計蜂巢格網於坡頂處錨定於溝槽內之長度至少為 75 cm；而坡趾處之錨定長度至少為 1 m。設計時蜂巢格網之穩定分析，需考慮下列三種安全係數： 1. 抵抗蜂巢格網內部及上方等土壤重量所產生之下滑，此安全係數至少為 1.3。 2. 抵抗蜂巢格網節點破壞之安全係數，至少為 1.5。 3. 抵抗錨定端拉出破壞之安全係數，至少為 1.5。. 3.8.4 施工施工步驟如下： 1. 整平坡面，並移除植生及碎石等。 2. 平貼坡面鋪設，須完全拉撐，不得有摺曲產生。如有需要可先鋪設一層地工織物(具排水及隔離土壤之功能)。 3. 以直徑約為 13 mm 之竹節鋼筋，折彎成ㄇ型或 J 型插入錨定，錨 30.

(46) 第三章. 坡面保護工之解說與設計. 定之間距依現地地質狀況及工程師認可，每平方公尺錨定至少 2 處，錨定深度至少為 25 cm。 4. 因每一單元組側向(短向)具有同材質之卡榫槽構造，單元組與相鄰元組之結合，須以直徑約 13 mm 之竹節鋼筋直接插入卡榫槽內錨定，錨定入土深度須為 25 cm 以上。 5. 填土時須自下坡面往上回填，填土高度須約高於蜂巢格室 1~2 cm。蜂巢格網經鋪設、結合、錨定、填方、鋪灑混合草仔、表面覆蓋植生棉毯、灑水養生、循序完成(圖 3.8.3)。 6. 依施工規範之規定，常鋪灑百慕達、百喜草、黑麥草之混合草種，並於表面覆蓋植生棉毯。植生坡面於施工期間，每天須至少灑水二次，連續養護二個月，以達到確實之綠化效果及抗沖蝕之效。圖 3.8.3 蜂巢格網穩定工. 蜂巢格網固定. 蜂巢格網植生狀況. 31.

(47) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 3.9 型框噴植 3.9.1 通則型框可以場鑄式鋼筋混凝土或噴凝土配合鋼絲網與錨筋施做成桁樑框架，再於框架空間內放置植生袋或噴植草種或砌卵石，形成連貫性坡面，此工法兼具穩定保護及植生綠化之功能(圖 3.9.1)。型框本身具有支撐其內之植生袋或土石材料功能，避免土壤流失，進而可促成其間之植生繁茂生長。此種工法施工快速，綠化及坡面透水效果較傳統之噴漿護坡佳。此外，型框亦可配合土釘等工法穩定邊坡。此法適用於坡面岩質風化速度較緩，且坡面起伏較大或不規則之邊坡。亦可用於坡面表層有滑落現象、開挖面屬薄層砂頁岩互層或其它岩層者、逆向坡、或層面傾角較小等之邊坡。預鑄鋼筋混凝土格樑因施工問題，較適用於坡度小於 45°之坡面，而場鑄混凝土格樑則不受此限。噴凝土配合鋼絲網與鋼筋所形成之自由型格框，因施工較容易，故適合坡度 45°∼68°(0.4H：1V)之較陡邊坡。圖 3.9.1 型框噴植穩定工示意圖植生包或土壤表面舖鋼絲網. 型框. 植生包(長軸垂直坡面). 排水孔 2”PVC 管鋼筋止滑釘型框. 正視圖. 植生包剖面圖. 3.9.2 材料型框採用噴凝土方式構築，可隨著邊坡地勢噴灑成框，框內噴植草種或植生基材，抗沖蝕效果良好，又稱為自由型框。混凝土型框亦可採用預鑄混凝土(預鑄型框)及現場澆置混凝土， 32.

(48) 第三章. 坡面保護工之解說與設計. 預鑄格樑之材質有 RC 預鑄框、PE 預鑄框及鋼製預鑄框。. 3.9.3 設計坡度小於 45°者，採鋼筋混凝土型框﹔坡度 45°∼68°之較陡邊坡者，則採噴凝土配合鋼絲網或鋼筋之自由型框。. 3.9.4 施工 1. 修坡完成後，進行放樣。 2. 打設錨筋，並綁紮鋼筋及組立模板或鋼絲網。 3. 澆注混凝土或噴凝土(圖 3.9.2)。 4. 格框內填沃土或植生包植草，而為防止植生包因坡面雨水沖刷而位移或粒料流失，植生包除堆置應求緊密外，若坡度超過 1：1(V： H)或雨水沖刷較為嚴重之坡面，可輔以打設木樁或鋼筋、或以格網(鋼絲網、地工格網)覆蓋等將植生包緊固於坡面上。型框若係於現場澆置之鋼筋混凝土樑，隨坡面起伏構築，並於適當間距(1~2 m)設置錨釘，錨定深度至少 1 m，並依坡面狀況及實際需要調整之。圖 3.9.2 型框噴植穩定工. 自由型框. 混凝土型框. 33.


(50) 第四章. 第四章. 擋土工之解說與設計. 擋土工之解說與設計. 4.1 總則坡地社區之邊坡坡度較大時，應施築擋土措施；而為顧及生態景觀等考量，應多使用具孔隙的重力式擋土結構。重力式擋土結構可避免大量使用鋼筋混凝土，又可利用土石或天然材料，對整體環境衝擊較小。此式結構的孔隙可提供發根植物或枝條於土體內成長，且亦可作為生物棲息的場所，以達到保護生態環境，綠美化景觀的目的。本章節以擋土工之解說與設計為重點，說明各擋土結構設計方式、適用範圍及條件限制等。選定之擋土構造物包括砌石牆、格框牆、箱籠牆、地工合成材加勁牆及土釘牆，其中砌石牆、格框牆與箱籠牆主要係依牆身自重維持穩定，而地工合成材加勁牆與土釘牆皆屬採用土壤加勁方式作為擋土結構。若依牆身容許變形程度的不同，又可區分為剛性擋土牆與柔性擋土牆，尤其是箱籠牆與地工合成材加勁牆，較適用於土層有較大沉陷或不均勻沉陷之情形。格框牆則對於丁條方向之不均勻沉陷較為敏感，故應用時需特別注意基礎地層之處理。土釘牆則與一般擋土結構需先挖掘整地後再由下往上堆疊的施工方式不同，而是直接針對現有邊坡加勁，施工方式常由上往下設置土釘。上述擋土工各有其適用性與優缺點，如重力式擋土牆的特點是結構簡單、施工方便、能夠就地取材，通常適用於中、低高度的擋土措施，單階常用高度如表 4.1.1 所示；各擋土工之適用情形如表 4.1.2。一般而言，擋土牆的設計應考量邊坡整體穩定、擋土牆牆體穩定及擋土牆結構安全，有關作用力及其計算可參考「建築物基礎構造設計規範」(內政部營建署，2001）第七章之相關規定。關於邊坡整體穩定分析，設計者應依岩土條件、潛在滑動面之破壞型式等，選用適當之分析方法，充分檢討擋土牆所處邊坡之整體穩定性。至於擋土牆之結構安全，一般對於剛性擋土牆而言，應核算擋土牆結構體之斷面應力，包括牆身及基礎版之彎矩應力、剪應力等；惟工程經驗顯示，對於常用高度範圍內之砌石牆及箱籠牆等重力式擋 35.

(51) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 土牆，極少因牆身變形過大而致破壞的情形，因此一般可無需核算其牆體結構安全。有關於擋土牆之牆體穩定，應檢核滑動、傾覆(或稱翻轉）及基礎承載力，其安全係數至少應滿足表 4.1.3 之規定。表 4.1.1 砌石牆、格框牆與箱籠牆之常用牆高範圍. 砌石牆. 常用石材粒徑. 常用單階高度. 30 cm~90 cm. ≤3 m. 結構穩定主要與砌石間之摩擦角或石徑大小有關。. 備. 註. 格框牆. 10~30 cm. ≤4~6 m. (1) 此處係指混凝土格框牆。 (2) 採用石材粒徑以其不會由格框間隙漏失為原則。. 箱籠牆. 10~35 cm. ≤3~5 m. (1) 石材粒徑約為網目孔徑之 1.5-2.0 倍。 (2) 鐵線之耐久性是設計之重要考量。. 註：當牆高超過表中常用高度時，設計者應審慎進行安全檢核。. 表 4.1.2 擋土工適用情形擋土工單元項目砌石牆. 格框牆. 箱籠牆. 適用情形（1）當地大塊石材充裕時。（2）保護坡趾沖刷。（1）邊坡坡度過大時或當地具有充裕石材時適用，比砌石工法具穩定成效。（2）以木格框而言，對於生態景觀具有較佳效益，但強度較混凝土格框低，於坡地社區不建議採用。（3）保護坡址。（1）社區邊坡坡度過大。（2）只有小尺寸石材時，箱籠牆可為砌石牆之替代方法。（3）排水為首要之土質邊坡坡址處。（1）坡度較陡之邊坡。. 地工合成材加勁牆（2）施工工趾小或擋土牆構築高度較高之處。（3）可應用於較軟弱之基礎或差異沉陷較大之處。土釘牆. 36. （1）崎嶇不平之邊坡或工作地點狹小之處。（2）地質材料強度較弱，坡度 30°以上之邊坡。.

(52) 第四章. 擋土工之解說與設計. 表 4.1.3 擋土牆牆體穩定之最小安全係數要求「建築物基礎構造設計規範」參考章地震時節. 最小安全係數破壞型態牆體滑動牆體傾覆基礎容許承載力. 整體穩定. 安全係數. 平常時. 作用於牆前之被動土壓力 + 牆底摩擦力作用於牆背之主動水平土壓力. 1.5. 1.2. 對牆前趾產生之抵抗力距對牆前產生之傾覆力距. 2.0. 1.5. 基礎容許承載力. 3.0. 2.0. 第四章. 通過擋土牆底部土層之滑動破壞面，其安全係數於常時載重狀況時應大於 1.5，於地震時須大於 1.2，考慮最高水位狀況之安全係數應大於 1.1。惟考慮最高水位狀況時，可不同時考慮地震狀況。. 1.5. 1.2. 第七章. FS =. FS =. 第七章. 必須強調，雖然擋土牆的設計應考量使用中之最不利狀況進行設計，然而使用期間也要加強管理，避免出現因使用超出設計條件而使擋土牆發生損壞，例如控制牆背填土表面的超載、避免坡趾覆土流失等。. 37.

(53) 坡地社區生態防災工法暫行技術手冊曁解說擋土設施及坡面保護工編(含參考基本圖彙編). 4.2 砌石牆 4.2.1 通則砌石牆之應用，可提供多孔隙之環境供生物生長棲息，亦可於石塊孔隙間填土植生，皆有利於生態與景觀。近幾年於國內之應用相當普遍，尤其是應用於邊坡坡址保護，通常高度限制不大於 3 m；當採用之石材粒徑較大時，偶或有高至 5、6 m 者，常見斷面及相關設計條件示意如圖 4.2.1。. 圖 4.2.1 砌石牆標準斷面示意圖. 2 平坦背填坡，坡面不透水且具斜度以利排水. 1. V:H=1:2 或更平坦. 卵塊石之長徑應垂直坡面 1~2 常用牆高≦3 m. 6. 回填透水濾料，細粒料含量<5%，可採用河溪流疏濬挖出之碎石，緊鄰砌石牆之石塊進行回填。回填寬度至少 2.5 m 已穩定原土層開挖坡面，可鋪設濾層。回填粒徑<2.5 cm 之清洗碎石。排水管上方至少覆蓋 15 cm 厚，下方至少鋪 5 cm 厚。. 埋置深度≧30 cm. 混凝土基座. 排水管管徑至少 10 cm，斜度至少需 1%。管身應鋪設濾層。. 砌石牆為利用石塊逐層堆疊，藉由石塊間之摩擦力及牆體本身之自重，阻抗牆背之土壓力作用，以達保護坡趾、減少坡面沖蝕之目的。構築砌石牆時，石塊之長軸應垂直坡面，並置於下方石塊間之凹陷處，每一石塊至少需有三點支承於下方石塊。構築砌石牆之石塊最好採用角狀石塊，角狀突起能夠相嵌，以提供抗移動之阻抗；相對地，圓形石塊因易沿某一點轉動而不建議採用。砌石牆之植生，可於砌石間孔隙植生，或將植生覆蓋在牆頂的土壤中，如圖 4.2.2 所示。砌石牆配合植生之優點包括：(1)比僅使用單 38.

(54) 第四章. 擋土工之解說與設計. 一工法的外觀更為自然，(2)可以促進坡趾處植物生長，(3)植物根系可以將岩石連結在一起，以降低局部剪力破壞。圖 4.2.2 砌石牆植栽布置示意圖. 枝條. 砌石. 砌石牆正視圖. 4.2.2 材料 1. 石材砌石可為天然之塊石或採石場生產之石材，材質應具有抗風化、不易碎裂、不易溶蝕及強度(硬度)高之特性。一般而言，砌石牆係依靠牆身之自重以維持穩定功能，故宜採用密度較高之石材，典型石材單位重示如表 4.2.1，各類石材之大小分類則如表 4.2.2 所示。表 4.2.1 各類常見石材之單位重一覽表石材種類. γs (t/m3). 玄. 武. 岩. 2.9. 花. 岡. 岩. 2.6. 硬石灰岩. 2.6. 砂. 岩. 2.3. 軟石灰岩. 2.2. 凝. 1.7. 灰. 岩. 39.