南部軟岩區邊坡穩定工法之研究---子計畫五：綠色擋土工法在南部國道與軟岩區邊坡之應用研究(III)

行政院國家科學委員會專題研究計畫 成果報告

子計劃五:綠色擋土工法在南部國道與軟岩區邊坡之應用研

究(3/3)

計畫類別： 整合型計畫 計畫編號： NSC93-2211-E-151-001- 執行期間： 93 年 08 月 01 日至 94 年 07 月 31 日 執行單位： 國立高雄應用科技大學土木工程系 計畫主持人： 許琦 計畫參與人員： 劉慶輝 楊英弘 報告類型： 完整報告 處理方式： 本計畫涉及專利或其他智慧財產權，2 年後可公開查詢

中 華 民 國 94 年 10 月 31 日

行政院國家科學委員會補助專題研究計畫成果完整報告

南部軟岩區邊坡穩定工法之研究-子計劃五:

綠色擋土工法在南部國道與軟岩區邊坡之應用研究

計畫類別：專題研究計畫

計畫編號：NSC93－2211－E－151－001

執行期間：93 年 08 月 01 日至 94 年 07 月 31 日

計畫主持人：

許琦

共同主持人：

計畫參與人員：劉慶輝、楊英弘

執行單位：國立高雄應用科技大學

中華民國 94 年 10 月 31 日

南部軟岩區邊坡穩定工法之研究-子計劃五:

綠色擋土工法在南部國道與軟岩區邊坡之應用研究

許 琦 劉慶輝 楊英弘 國立高雄應用科技大學土木工程系 摘 要 台灣西南部的麓山丘陵區大約有 1400 平方公里的泥岩覆蓋，因為泥岩的組成是 從第三紀末至第四紀初的沉積物所沉積而成，可能含有可溶性鹽類例如硫酸鈉、氯 化鈉及碳酸鈉，造就水土保持及不良工程性質，包括強度低、低滲透性以及親水引 起的回脹、裂縫與侵蝕等問題。因此，在大地工程裡泥岩像" 癌 症 "一樣，每當豪 雨後引發許多重大的地質災害，例如擋土牆倒塌、邊坡侵蝕破害及土石流等。如是， 如何去發展一個適當穩固泥岩邊坡的技術變成一個重要的研究主題。 本研究旨在發展出一個綠色擋土牆的新工法，簡稱GRW，除冀能適當的保護泥 岩邊坡，並評估其施工技術、成本效益及生態工程的友善性。本研究方法主要包含 三個階段： (a) 有關泥岩的力學行為及保護泥岩邊坡處理技術等相關資料之收集和分析，以 建立GRW的設計程序。 (b) 為驗證GRW處理泥岩邊坡成效性，選在泥岩邊坡進行之簡易格網的現地試 驗，用以探討與評估穩定泥岩邊坡，泥岩的植被生長和侵蝕抵抗。 (c) 全尺寸GRW系統工法穩定泥岩坡地之現地試驗，其包括以鋼柱、鏈條和格網 組合而成的工法(簡稱PCG工法)之三種形式擋土牆外，亦包含三種不同方式 之植被護坡工法，俾以探討與分析其施工性、經濟性、生態性以及景觀性。 研究結果顯示 GRW 新工法處理泥岩邊坡在經濟、生態與景觀上比傳統灰色擋 土牆更有效。另外，對泥岩邊坡保護及穩定準則主要應避免泥岩的侵蝕及" 斷腳 "， 而 GRW 係可提供穩定和保護泥岩，甚至其他邊坡之有用技術。 關鍵字：綠色擋土牆、生態工程、泥岩邊坡、現地試驗。

The Technical Treatments on Slope Stabilization for Softrock in Southern

Taiwan－Subproject 5：Developing Application of Green Retaining Wall for

the Slope Stabilization of Softrock in Southern Taiwan

Sheu Chyi Liou Cing-huei Yang Ying-Hung Department of Civil Engineering,

National Kaohsiung University of Applied Sciences

Abstract

The mudstone stratum is mainly exposed in the southwestern foothills with about 1,400 square kilometers in southwestern Taiwan. Because of the mudstone formation belong to sedimentary strata has been deposited from the late Tertiary to the early Quaternary, some of the problem probably includes soluble salts such as Na2SO4, NaCl

and NaCO3, regarding soil and water conservation, and poor engineering properties such

as lower strength and permeability, water-sensitive caused swelling, slaking, cracking, and erosion, etc. As the mudstone look like a "cancer" is making trouble in geotechnical engineering, many serious geologic hazards, for example, collapses of retaining walls, failures and erosion of slope and mudflow, are frequently found after a torrential rain. Therefore, how to develop an appropriate techniques of to be stable the mudstone slopes becomes a significant subject in Taiwan.

In this study, a new construction method of the green retaining wall technology, named as GRW (Green Retaining Wall), was constructed as retaining wall for protecting mudstone slope and developed to enhance constructability, cost-effective and ecological engineering friendly system. The research methodology include three mayor steps:

(a) Data, which about the mechanic behaviors of mudstone material and technical treatment of protecting the mudstone slopes, are collected and analyzed for establishment of the design procedure of GRW system.

(b) To show effective treatment for mudstone slope by means of GRW system, an in-situ test using simple grid-net for stability the slope is performed in mudstone area. Results of field experiment are discussed and evaluated in erosion resistance and vegetation growth.

(c) Three types of full-scale GRW system using the construction method that are a composite of steel pipes, chains and geonets (called as PCG method) are built in field in mudstone area. And three method of slope vegetation protection are set up on the mudstone slope in the same location. Those results are also discussed and analyzed in constructional, economical, ecological and landscape requirements in this research.

Research results show the new GRW technique for treating mudstone slope are actually much more effective than the traditional grey retaining wall in economical, ecological and landscape friendly. In addition, it is the mainly criteria to avoid erosion and “cut-foot”of mudstone slope in slope protection and stabilization works. Therefore, the GRW system may be a useful technique for stabilizing and protecting mudstone slope or even other.

目

錄

中文摘要 --- I 英文摘要 --- II 目 錄 --- IV 表 目 錄 --- VI 圖 目 錄 --- VII 照片目錄 --- VIII 符號說明 --- IX 第一章 前言--- 1 1.1 研究背景--- 1 1.2 研究目的--- 1 1.3 研究方法及流程--- 3 第二章 相關研究--- 5 2.1 泥岩及其特性--- 5 2.1.1 泥岩的地形特性--- 5 2.1.2 泥岩的地質作用特徵--- 6 2.1.3 擋土與植被護坡特性--- 6 2.1.4 泥岩的材料持性--- 6 2.1.5 泥岩邊坡穩定對策--- 8 2.2 穩定工法相關研究--- 9 2.2.1 生態穩定工法相關研究--- 9 2.2.2 其他穩定工法相關研究--- 12 2.3 擋土牆分析方法(建築物基礎構造設計規範，2001)--- 14 2.3.1 擋土牆設計規範--- 14 2.3.2 擋土牆穩定性分析--- 15 第三章 研究方法--- 28 3.1 簡易格網護坡可行性評估--- 28 3.1.1 試驗區及地質概況--- 28 3.1.2 試驗設計--- 29 3.1.3 材料與構法--- 29 3.1.4 成效評估--- 30 3.2 柱鏈網式綠色擋土牆及護坡工法--- 30 3.2.1 柱鏈網式綠色擋土牆工法的理念--- 30 3.2.2 柱鏈網式綠色擋土牆的構法--- 31 3.2.3 泥岩護坡工法的設計理念--- 32 3.2.4 泥岩護坡工法的型態--- 32 3.3 試驗區位及地質概況--- 33 3.4 試驗場地申請--- 33 3.5 試驗設計與分析--- 33 3.6 施工及流程--- 34

3.6.1 機具準備--- 34 3.6.2 施工流程--- 34 第四章 結果與討論--- 52 4.1 目視觀察結果--- 52 4.1.1 立柱變形--- 52 4.1.2 護坡植被--- 53 4.2 現場監測成果--- 54 4.2.1 水位監測--- 54 4.2.2 立柱傾斜變位--- 54 4.3 設計與施工檢討--- 54 4.3.1 設計方面--- 54 4.3.2 施工方面--- 55 4.4 經濟與生態性--- 56 4.4.1 經濟性--- 56 4.4.2 生態性--- 56 第五章 設計與施工規範初擬--- 66 5.1 通則--- 66 5.1.1 理念--- 66 5.1.2 專詞解說--- 66 5.2 工址調查--- 67 5.3 設計--- 67 5.3.1 構材與構法--- 67 5.3.2 分析--- 67 5.4 施工--- 68 5.5 植被綠化--- 69 5.6 維修--- 69 第六章 結論與建議--- 70 6.1 結論--- 70 6.2 建議--- 71 參考文獻 --- 72 附錄一 --- 76 附錄二 --- 78

表 目 錄

表 2-1 調查現象描述--- 18 表 2-2 泥岩室內試驗結果--- 19 表 2-3 泥岩邊坡穩定對策--- 20 表 2-4 邊坡穩定之原理與工法--- 21 表 2-5 山坡地穩定工法之分類表--- 22 表 2-6 生態設計原則--- 23 表 2-7 國內外有關生態工法之名詞及定義--- 24 表 2-8 邊坡工法分類--- 25 表 2-9 台灣地區常見的山坡地災害類型--- 26 表 4-1 柱鏈網式綠色擋土牆及其他式擋土牆施工費及優缺點比較--- 57 表 4-2 近年台灣南部地區雨量統計表（中央氣象局南區氣象中心）--- 58

圖 目 錄

圖 1-1 主要研究流程圖--- 4 圖 2-1 淺基礎示意圖--- 27 圖 3-1 格網式護坡及監測配置平面圖--- 37 圖 3-2 格網式護坡剖面圖--- 37 圖 3-3 索(鏈)網式擋土牆之構法--- 38 圖 3-4 試驗場地之地形分布圖--- 38 圖 3-5 現地試驗擋土牆規劃--- 39 圖 4-1-A 水位監測成果--- 59 圖 4-1-B 試驗期間雨量監測資料--- 59 圖 4-2 A 區之鋼管立柱之傾斜監測成果--- 60 圖 4-3 B 區之鋼管立柱之傾斜監測成果--- 61 圖 4-4 C 區之鋼管立柱之傾斜監測成果--- 62

照 片 目 錄

照片 3-1 簡易格網試驗區試驗當時及目前現況--- 40 照片 3-2 簡易格網試驗區試驗當時及目前植被現況--- 40 照片 3-3 試驗場地之遠照--- 41 照片 3-4 試驗場地位置標示圖--- 41 照片 3-5 試驗場地之近照--- 42 照片 3-6 試驗場地之爪狀雨溝和沖蝕溝--- 42 照片 3-7 試驗場地之正面指界--- 43 照片 3-8 試驗場地之側面指界--- 43 照片 3-9 鋼管立柱孔施工鑽掘情形--- 44 照片 3-10 鋼管立柱孔施工鑽掘完成--- 44 照片 3-11 鐵鍊連結鬆緊器及應力應變計--- 45 照片 3-12 傾斜管安裝情形--- 45 照片 3-13 傾斜管安裝完成--- 46 照片 3-14 預鑄混凝土版塊安置--- 46 照片 3-15 鋼管立柱水平錨定施工--- 47 照片 3-16 鎖鏈安置施工情形--- 47 照片 3-17 填土後鐵鍊外露情形--- 48 照片 3-18 格網安置及固定--- 48 照片 3-19 填土後鐵鍊連結於鋼管立柱之情形--- 49 照片 3-20 預鑄混凝土版格框填土護坡施工正面--- 49 照片 3-21 預鑄混凝土版格框填土護坡施工側面--- 50 照片 3-22 植生毯回包土護坡區--- 50 照片 3-23 施工完成之情形--- 51 照片 4-1 A 區第 2 支立柱變形情形--- 63 照片 4-2 B 區第 14 支立柱變形情形--- 63 照片 4-3 坡面噴植之生長情形--- 64 照片 4-4 丙區域內之土壤已有草長出--- 64 照片 4-5 本試驗區植生多樣性之一例--- 65 照片 4-6 索網式綠色擋土牆之一例--- 65

符 號 說 明

qu：極限支承力(tf/m2) c ：基礎版底面以下之土壤凝聚力(tf/m2) γ1：基礎版底以下 B 深度範圍內之土壤平均有效單位重(tf/m3) γ2：基礎版底以上之土壤平均有效單位重(tf/m3) Df：基礎最低地面至基礎版底深度，如鄰近有開挖，須考慮其影響(m) B：矩形基腳之短邊長度，如屬圓形基腳則指其直徑(m) L：矩形基腳之長邊長度(m) β：載重方向與鉛直線之夾角(°) Nc、Nq、Nr：支承力因數，與土壤摩擦角(ψ)之關係 Fcs、Fqs、Frs：形狀影響因素 Fcd、Fqd、Frd：埋置深度影響因素 Fci、Fqi、Fri：載重傾斜影響因素

一、前

言

1.1 研究背景 台灣係位於西太平洋的小島，由於板塊運動擠壓，土地面積雖少但卻造成 地質地形的複雜性，各種不同的天氣型態都具備，因此每年天然災害特別多如 颱風、豪雨、地震等等，加上人為的不當開發；故每年政府及民間花費在災害 上的損失、搶修復建、災害清除等等之費用至少有新台幣 200 億元以上，災害 修復的權責單位機關有農委會、環保局、林務局、各縣市政府、交通部所屬國 道局及公路總局、鐵路局等機關，每個單位機關都十分盡職地努力做好各項防 災與災後復育的工作，但常因方法、構法、工法不當而事倍功半。 綜觀所有災害之發生及災害所造成之損傷，每每皆是目前人類科技尚無法 預先得知；台灣現有之地質資料十分有限，而且山區面積佔總面積之 70%左右， 隨著經濟發展之需求，人們由平地轉往山區開發，然而人為不當開發破壞之整 治復建，總是受限於開發經費或技術資訊之不足，所以每遇颱風過境之豪雨或 地震發生時，總會發生山坡地滑動、土石坍方、道路中斷、路基下陷流失等等， 造成人民生命及財產極大的損失，推究其原因不外乎，工程之規劃、設計考查 不周、施工不當、技術或成本方面不足等因素。早期之施工技術與專業知識不 成熟，忽略了大自然的反撲力量，更不懂人類必需要與大自然和平共處的重要 性，這些重要的觀念影響著經濟建設與經濟發展的方向與決策。 公路與民生經濟有密不可分的關係，尤其是橫貫公路更是聯絡東部與西部 交通的主要橋樑。本人目前任職甲仙工務段，轄區主要任務為維修養護南部橫 貫公路，南橫公路建造於崇山峻嶺之中，海拔由 200 公尺一路爬升至海拔 2700 公尺，地形十分陡峭又加上邊坡土質極不穩定，故每年之災害特別多，如此惡 劣地形更要特別注重水土保持外，更需要積極發展綠色擋土與護坡工法，以確 保公路邊坡之穩定以及自然生態之維護。換言之，研發綠色擋土與護坡之構法 與工法，以利邊坡穩定和綠化，進而促使自然生態能永續發展，屬實本文主要 研究背景及其動機。 1.2 研究目的 前公共工程委員會郭副主委清江博士時常糾正台灣公路不當開發，使得台 灣面臨下列地質破壞之現象：

1.過多不必要的開挖，使得坡面更加不穩定。 2.水泥噴漿扼殺坡地生態造成景觀嚴重破壞。 3.明隧道將坡面崩塌問題轉移至河川下游。 4.價格昂貴的形框植栽，增加坡面的負荷。 蔡厚男於 2003 年所提道路對陸域與水域之影響指出，由於道路開闢完成後 因人類交通便利，對原生動物造成驚嚇而遷移，很多珍貴的原生植物也因人類 的破壞而消失，因而造成生物及化學改變(Trmbulak ＆ Frissell)。所以郭副主委 於 2004 年致力推動自然生態工法，以致力達到綠色營建之最終極目標。然而目 前生態工法尚屬於推展階段，各項法規與實際不逕相吻合，例如： 1.在災區推廣以工代賑政策是違背政府的採購法。 2.生態工法雖然合乎自然、美觀，但是設計圖說卻難以清楚表示。 3.驗收階段時會計人員無法配合會驗，因而造成工程人員施工困難。 但眾所周知：有工程建設就必須有破壞，有破壞就存有不安，而破壞來自 於力的改變，故能補不安者亦「力」也。換言之，綠色工程係基於「力」與「美」 的結合，並使資源材料之使用以及再生能達到永續不滅之終極目標，絕非現行 於我國之生態工法僅由「美」的觀點出發，而忽略穩定「力」以致使其常淪落 於景觀設計之迷流裡。 有鑒於此，本研究之目的在經由對「柱鏈網式綠色擋土及護坡工法」之研 究，以達成下列目的： 1.少挖少填，盡量不破壞已穩定之坡面。 2.就地取材，盡量不用灰色混凝土材料。 3.全面透水，盡量不使牆背積水而壓牆。 4.植被綠化，盡量不用植生外來種。 5.適才適用，盡量不用重力式或砌卵石式等脆性材料。

6.資源再生材之使用，盡量延長資源的永續生命力。 1.3 研究方法及流程 本研究係以南部泥岩邊坡穩定為研究對象。研究方法主要先蒐集與研析泥 岩相關文獻資料，以了解泥岩地形、材料、構造以及地質作用等特性，進而據 以設計泥岩邊坡穩定和護坡工法，並選擇高雄應用科大燕巢校區進行先期適用 性試驗加以驗證。 從先期適用性試驗評估本文所提工法具有可行性後，則選擇在高雄縣田寮 月世界台 28 線(原 184 線)20k+960 之泥岩地區邊坡進行現地施工及試驗研究， 此試驗目的除驗證土木技師之設計分析成果外，對實地施工可能遭遇問題加以 記錄。另外，由埋設於現地之監測儀器，除用以探討本擋土工法之力學行為外， 對現場監測可能遭遇之困難點亦加以討論。此外，對護坡與植被成效亦以觀察 記錄，以利未來擬定設計與施工規範之参考。 綜合上述，兹將本研究之主要研究流程，如(圖 1-1)所示。

南部泥岩邊坡穩定研究 蒐集與研析泥岩相關文獻資料 了解泥岩地形、材料、構造以及地質作用之特 先期適用性試驗推估本文所提工法之可 設計泥岩邊坡穩定和護坡工法 施工階段 評估階段 規劃設計 缺失檢討 與復建 技術規則 探討 即時監 視構造 機具 準備 草種 選定 工法 確認 地形 勘查 可行 評估 資料 蒐集 處 理 分析 研 判 自 由 噴植 綠 色 擋 土牆 植 生 介質 試 驗 場 地申請 設 計 發 包 立 柱 鎖 鏈 錨 定 格 網 層 疊 板砌 現地施工及埋設監測儀器 探討本擋土工法之力學行為及護坡與植被成效觀察記錄 圖 1-1 主要研究流程圖

二、相關研究

2.1 泥岩及其特性 許琦(2003)指出﹕泥岩，其軟如泥，其硬如石。台語俗稱海粘土﹔由字意隱 示泥岩屬海中沈積之粘土，因岩化作用而生成的岩石。其與周瑞燉(1973)研究指 出上新世泥岩係在較深的海相環境中沉積，可能是由濁流作用所造成，似有異 曲同工之妙。又因泥岩在乾燥時會產生似洋蔥狀的鱗片，且易受侵蝕而形成土 指，指狀有如核仁，又被稱為海仁土。另外，裸露的泥岩，烈日照射銀白一片， 又彷彿閃閃發亮的白銀，因而又有海銀土之雅號。此外，新鮮泥岩在初雨淋洗 後表面會有白色粉末結晶析出，其味鹹如鹽，故有人稱之謂海鹽土。綜觀海粘 土、海仁土、海銀土或是海鹽土，皆是泥岩台語之俗名，其或因居住於南化、 內門、田寮一帶之先祖俯察大地，耳聞相傳，並衍生出各式諧音之故。但，若 細加品茗，又具深意也。 猶記得在修習許教授的工址調查課程時，其說﹕泥岩若直譯成台語，音似 「乳癌(泥岩)」。說也是巧合，觀之西南部泥岩地形，常因雨水沖蝕而裸露形成 所謂「月世界」之「惡地」，裸露處除寸草不生外，亦常侵蝕、龜裂、回脹與崩 解，因而引致工程災害，真是營建工程或景觀綠化的棘手之「癌」。 據何春蓀(1975)研究發現如癌般之泥岩，其主要出露於曾文溪以南的台南和 高雄兩縣之麓山地帶，而在昔日的不同報告中分別稱之為古亭坑層、南化泥岩 或玉井頁岩等，且這個泥岩系從地下到地面總厚度約有五千公尺，分佈面達更 廣達一千餘平方公里。此裸露之「癌地」，除有月世界地景景觀外，亦縱列大大 小小與各式各樣之泥火山。換言之，西南部泥岩地區不僅地質材料具有形成「惡 地」條件外，活潑不穩定的地質構造亦潛藏著蠢蠢欲動的危險因子。對前者而 言，據地方耆老說：早在日據時代日本人就曾以飛機播種銀合歡，冀加以綠化 外，亦當為農牧、林業等相關資材的生產一環。此或許係日本人想以自然工法 來穩定泥岩邊坡的一步解法，可惜未能畢竟其功。借此前車之鑒，或說明欲以 純植被工法來穩定泥岩(或膠結不佳或破碎不良之軟岩)，似有椽木求魚，海底撈 月之困難。 2.1.1 泥岩的地形特性 從(表 2-1)獲知，泥岩裸坡之坡向以南向坡為裸露最嚴重，東南向次之，北 向坡為最輕微(陳時祖等，1984)、(顏富士、吳秋相，1996)，經判斷後此可能因 南向坡受日照時間最長之故，亦是熱能使泥岩內水分蒸發使然。在裸坡坡度方

面，泥岩因風化、侵蝕、搬運到堆積，各階段所形成裸坡坡度範圍亦很廣，通 常可將之分成緩坡(＜40°)、中間坡(40°~60°)、陡坡(＞60°)(李德河，1992)，而 在這之中以坡度為 50°~70°間最易裸露(顏富士、吳秋相，1996)。在裸坡坡高方 面，泥岩裸坡坡高由 1m~30m 均有，其中以 6~10m 坡高者為最多(顏富士、吳秋 相，1996)。 2.1.2 泥岩的地質作用特徵 地質作用主要由力、水、熱三大因子所摧化。其中因三大因子交互作用引 起之風化與侵蝕作用更是泥岩兩大致命傷。從風化作用而言，在野外調查結果 顯示泥岩中雨水入滲約到地表下 20～40cm(陳時祖等，1984)，但晴天的蒸發量 約 3mm/day，誘使泥岩表面龜裂深約在地表下約 10cm 內，其中以地表下 5cm 內為最嚴重(林俊全，1995)。另外，因為風化使地表龜裂，加速雨水入滲，加遽 泥岩回脹崩解，更帶來每年雨季間約 10cm 以上之侵蝕(陳時祖等，1984)，甚至 高達 20cm 左右(林俊全，1995)。換言之，欲以植被來保護泥岩至少要有深入泥 岩表面約 40cm(=20cm×2) 的錨定物來錨泥岩方能避免被侵蝕，造成種子流失而 失去在泥岩坡面著地萌芽之機會。 2.1.3 擋土與植被護坡特性 根據(蕭榮福等，1993)對泥岩區植生種類研究指出在地種最強者銀合歡，但 葉含羞草素，落葉釋放毒素可毒死植被。尤其銀合歡密度愈高，其下無草被愈 嚴重。此外，最適合含鹽高的泥岩區植被為百慕達草(林昭遠，1997)，但有青葙 競爭時其生長較差(郭張權、林信輝，1998)。 在植生工法方面，據(郭張權、林信輝，1998)調查發現以植生帶工法的植生 覆蓋率最高，但擋土柵配合截留束工法，其植生覆蓋度、入侵植物數量、土壤 保水力最高。另外對肥束網帶工法而言，其植生覆蓋度、入侵植物數量最低， 但對土壤硬度改良最佳。 至於排水工法，宜避免逕流集中，採用客土袋溝或複式草溝等柔性溝優於 混凝土剛性溝(蕭榮福等，1993)。 2.1.4 泥岩的材料持性 依據(表 2-2)所示，可知泥岩主要元素依序為矽、鋁、鈣、鐵、鉀、鈉及鎂 等元素(林宗曾等，1996)。礦物組成則有石英(28.45%)、伊萊石(30.54%)、綠泥

石(28.70%)、方解石(4.52%)、高嶺土(2.81%)、長石(約 5%)、膨脹性粘土相當少 (蔡金郎，1984)。另外林宗曾等(1996)更以 XRD 晶相分析，認為泥岩存有大量 石英(Quartz)、伊萊土(Illite)、部分鋁酸鈣水化物(Cao‧Al2O3‧10H2O)、矽酸鈣 水化物(1.5Cao‧SiO2‧xH2O)以及少量未知晶。根據以上研究成果，認為脹性 粘土，例如蒙脫土是泥岩回脹的主要機理，值當省思！ 至於泥岩在初雨後，表面會析出白色結晶物，經 XRD 繞射儀分析，證實其 為硫酸鈉(許琦等，1999)。林宗曾等(1999)亦曾以半動態溶出試驗，分析泥岩溶 出物種，發現陽離子溶出序為 Na+

>Ca2+>Mg2+>AL3+>K+>Fe3+，而陰離子則為 Cl->SO42-，證明氯離子和硫酸根存在泥岩中。如是或可推測泥岩中之鹽類以氯 鹽和硫酸鹽類為主，而泥岩 PH 約在 7.8～10 間，通常以 8～9 為最常見(蔡錦松， 1984)。 另外有關西南部地區泥岩的基本物性，其孔隙比約為 0.22～0.51，係屬低孔 隙，因而含水空間有限，含水能力亦相當有限。而從粒徑分佈曲線而言，泥岩 主要粒徑包括砂(Sand)、沈泥(Silt)和粘土(Clay)，其中細粒的沈泥(60～80%)和 粘土(16～35%)，而以沈泥粒徑為最多。由於沈泥屬細粒，且又無凝聚力，而極 易侵蝕流失，其或可說是麻煩製造者。 在力學性質方面，由於泥岩因鹽類溶解而破壞顆粒間之膠結構造，除造成 回脹外，亦促使泥岩由硬如石衰變成軟如泥。兹將許琦、劉慶輝(2003)参照相關 文獻資料整理出含水量ω(%)與泥岩的單軸壓縮、直剪和三軸強度之經驗式摘錄 如下﹕ 1.單軸壓縮強度：統計含水量範圍 2﹪≦ω≦32﹪ qu[kg/cm2]=94.5e-0.2 ω ；R2=0.90---(2-1) 2.直接剪力強度﹕統計含水量範圍 11﹪≦ω≦22﹪ 尖峰强度：Φp[°]=177.66e-0.089 ω 、Cp[kg/cm2]=7.63e-0.129 ω ； R2=0.93(0.94)---(2-2) 殘餘強度﹕Φr[°]=112.23e-0.071 ω 、Cr[kg/cm2]=0.098e-0.016 ω ≒0； R2=0.90(0.35)---(2-3)

3.三軸壓縮強度﹕統計含水量範圍 9﹪≦ω≦21﹪ 尖峰强度﹕；Φp[°]=97.33e-0.061 ω 、Cp[kg/cm2]=2.22e-0.090 ω ； R2=0.90(0.98)---(2-4) 殘餘強度：Φr[°]=81.05e-0.057 ω 、Cr[kg/cm2]=1.43e-0.121 ω ≒0； R2=0.91(0.98)---(2-5) 在單軸壓縮強度的迴歸式中，應用到泥岩含水量接近液性限度(平均約 32%) 時，其單軸壓縮强度約僅 0.05kg/cm2_之假設。 另外，在直剪或三軸的迴歸式中，含水量或強度參數 c，Φ值係以區間表示 者，取其中間值進行迴歸分析，對他者具有較大偏差之試驗值則捨去不用。至 於式中 R2_{為強度回歸相關係數平方值而在在括號內者，表示對凝聚力之迴歸結} 果。 泥岩吸水不僅強度降低，且亦因回脹而產生回脹壓。由試驗結果顯示其回 脹壓力在 1.0～3.5kg/cm2_{間，其與初始含水量有關外，通常以 1.0～2.0 kg/cm}2 間居多。由於孔隙緻密，而不易透水，原狀泥岩之透水性約在 2.5×10-7_～8.0× 10-9cm/s 間，透水性極低。 2.1.5 泥岩邊坡穩定對策 整理泥岩的相關調查研究成果，泥岩之所以形成惡地之癌，推測其因屬海 相沉積岩化而成的岩石，在岩化過程中亦包固有硫酸納等可溶解鹽類，而使得 其 PH 值約高達 8~9 外，泥岩遇水時更因可溶解鹽類之溶解，進而使泥岩的組 成顆粒產生回脹與崩解，而造成風化與侵蝕，並容易使植被的種子被帶離坡面 而難以著床發芽，因此植被當然不生，泥岩坡面也必然裸露(許琦、劉慶輝， 2003)。 有鑑於此，許琦、劉慶輝(2003)整理與檢討泥岩的因、物、果之關係與特性 後，提出泥岩邊坡穩定對策如(表 2-3)所示，兹將重點摘要如下： 1.減少溫差與蒸發所造成之表土龜裂：例如設置保水設施。 2.減少泥岩與水接觸時間：例如減少坡長、提高坡度或表面覆蓋等。

3.減少逕流集中：例如做好排水系統，避免雨水聚積、採用能大面積排 水之擋土牆。 4.減少泥岩回脹及回脹壓力之影響：例如採用錨釘框架，或提高穩定措 施之抗張強度，或減少與泥岩之接觸面。 5.減少坡面侵蝕和表土流失：例如植生網、擴張網、土袋等應用。 6.足夠抵抗泥岩塊體滑動：例如土釘、岩錨或掛釘等之輔用。 7.坡面能植生綠化：例如客土、混播、苗木穴植等植生法。 2.2 穩定工法相關研究 台灣呈狹長地形，加上眾山脈分布其中，因此若需以交通網連結各鄉鎮， 則興建穿越山區之道路及對於既有道路邊坡之穩定維護勢在必行，因此在工程 興建中，如何藉由穩定邊坡(表 2-4)，使穿越坡地之道路或建物達穩定及安全性 便成為首要課題。環顧國內外對於邊坡穩定分析之相關研究及應用可說是琳郎 滿目(表 2-5)，而除了傳統工法外，以在不破壞現地生態所衍生出的生態工法(表 2-6，表 2-7)，及傳統與植生混合工法(表 2-8)，也逐漸為工程及設計單位所重視。 以下針對前人之有關邊坡穩定研究及生態工法相關文獻進行回顧： 2.2.1 生態穩定工法相關研究 拱祥生、林宏達(2003)以不飽和土壤力學的概念，進行植生對邊坡穩定性影 響分析，得到植生厚度及根凝聚力對於邊坡穩定性均有正面幫助之結論，並獲 得植生根系強度及錨定至岩層中的厚度，為掌握植生邊坡工程行為之重要因 素。因此善加利用草本及木本植物的特性，將可使坡地擺脫以往人造材料建造 之單調性，並在相同安全性中，進而獲得美觀性及生態保護性。 曾緯民(2004)以生態工法護岸型式、護岸草本植生密度以及護岸邊坡人為介 入程度等三項因素對於民眾河岸景觀偏好的影響進行研究。其研究結論為： 1.護岸邊坡低度人為介入情況下，「I 型砌石護岸」在低密度以及中密度 的護岸草本植生是受試者最偏好的護岸型式。

2.護岸邊坡高度人為介入情況下「L 型砌石」、「箱籠」在中密度草本 植生之下是受試者最偏好的護岸型式。 3.在受試者背景特性對視覺景觀偏好的影響顯示受試者「是否接受過相 關專業訓練」以及「生態工法認識程度」兩項背景對於護岸景觀偏好 具有影響。 林明江(2004)以生態設計原則為研究方向，藉由比較傳統工法與生態工法， 並回顧發包與驗收制度，探討生態工程發包與驗收時，現行採購發包制度之調 整因應策略，以順利推動生態工法。研究結果顯示，採購法可改善的方向： 1.在主管機關方面，加速建構國內生態工程資料庫，供生態規劃設計時 引用，以提高分析準確性，並做為細部設計參考依據。 2.在採購法令方面，建議將生態工程之調查、規劃、設計與施工以統包 方式辦理招標。 3.建議公共工程會提案修法，建立「生態工程發包與驗收管理辦法」之 採購法子法，做為生態工程推動之專用法規。 李元智(2004)在研究中利用我國目前常用之六種噴植植生工法於南橫公路 140.85 K 處進行植生工法之試驗，藉以探討試驗區內不同噴植植生工法之植生 效益及適當性，其研究結果顯示土壤團粒化劑當作粘著劑及土壤改良劑，配合 加上１cm 厚之木屑堆肥噴植植生工法(TCP)對中高海拔板岩地區道路邊坡草本 類植物生長之成活株數有較好之效果；而厚層之木屑堆肥噴植工法對中高海拔 板岩地區道路邊坡草本類植物生長之成活株數則有較差之效果。 林又青(2003)在研究中除整理國內外有關生態工法之定義、發展及適用範圍 外，並在符合安全、生態保育及經濟之要求下，提供適用於坡趾穩定之生態工 法類型及工法建議設計圖表。研究結果顯示砌石牆工法之設計尺寸，因受石材 強度及石材取得限制，於坡高 3m、4m 且坡度較陡處，無法提供坡趾安全係數 達 1.5 以上，建議改用箱籠牆工法、格框牆工法或採強度較強之石材以發揮較高 之穩定效果。 陳國棠(2004)以砌石生態型構造物工法進行研究，並針對不同粒徑卵石之尺 寸、單位重及其構造物之單位重、孔隙率進行分析，並建議卵石之投影面積估 算公式，以利工程設計參考及後續相關於卵石力學分析用。根據試驗結果。卵

石牆平均孔隙率為 0.378，石籠平均孔隙率為 0.384；並建議了九個卵石投影面 積之估算公式。 何昱昀(2004)以數值模擬方式預測根系加勁土壤的力學行為。經由全尺寸模 擬獲得根系生長角(α)明顯影響了根系加勁的效果。而若在根系斜交坡面的情況 下利用加勁等值層的分析方法來進行穩定模擬則會發生穩定性高估的情況。 張俊斌(2004)以台灣西南部泥岩之不同林相土壤環境特性及其地景變遷為 研究方向，以了解佔泥岩大面積地景之竹林，其不同林相區內土壤理化變異及 典型泥岩土地利用之景觀(地景)生態內涵，並針對泥岩地區之原有造林植物及極 優勢地景(刺竹)，在不同林相之坡面,土壤理化性質之時空變異與特性差異進行 探討。結果顯示不同林相對泥岩地淺層土壤(0-2 公分)理化性質的差異，以植物 營養元素與植生覆蓋因子可充分說明(約佔變異範圍之 62 ﹪)。泥岩試區區中移 動性物質 (交換性鈣、鈉與鎂)明顯較少出現在複層林相處區，而易出現於淋洗、 沖蝕量較大之刺林相保留區與隔叢擇伐區。 蔡宗霖(2003)在研究中將針對生態工法、水土保持兩者之理論與其應用方法 做研究，再利用植生工程之概念配合前人所作相關試驗分析探討植生對堤岸的 作用，最後將現地調查之植生作相關比較分析以驗證植生工程理論。其研究結 果顯示調查區內之原生植物，有部份確實符合水土保持植物材料之需求，並可 知預鑄混凝土護坡不僅符合生態工法之精神，也是將混凝土與自然生態相結合 之最佳實證。 楊仲豪(2004)在研究中針對植物本身具有之工程性質，提供邊坡穩定效益初 步評估。一般而言，不同植物植生所提供之穩定性和植物根系之入土深度及根 本身之拉力強度有很大關係。其研究結果顯示木本植物安全係數提升較草本植 物安全係數提升較有效益，坡高在 3 m 時木本植物有良好之邊坡安全係數提 升，而草本則要選擇根系深度超過 0.6 m 的草類；當坡高在 6 m 時僅可採用木 本植物植生，當坡高在 10m 時單以植生已無法滿足安全係數之提升效益，應配 合其他工法以達邊坡穩定之功效。 李俊祥(2004)在研究中基於生態工法的原則及符合環境要求下，探討邊坡植 生應用於泥岩坡地，另考量邊坡坡高、坡度、物種及不同水態變數下，以「圓 弧滑動」及「平面滑動」兩種破壞形式下分析邊坡穩定效益。其研究結果顯示：

1.在圓弧滑動破壞中，坡高 10m 以下，銀合歡植生坡度 55°以下，白茅 植生坡度 45°以下植生效果良好。平面滑動下，坡高 10m 以下，坡度 60°以下，兩物種植生效果良好。 2.在不同物種植生後穩定性分析方面，研究發現植生後安全係數提升百 分比隨坡高越高而遞減；圓弧滑動下銀合歡植生至多提升 11.51％，白 茅則 7.27％。以平面滑動破壞兩物種至多皆可提升 100％以上。 3.不同水態於植生後穩定性分析，研究後瞭解水位提升對安全係數的減 少百分比隨坡度越大而遞減，兩種破壞形式於坡高 10m 以下，坡度大 於 45°後減少百分比降至 12％。 2.2.2 其他穩定工法相關研究 邱佳琪(2004)以電腦程式 TALREN 97 進行土釘邊坡分析及建立標準化設計 圖，在維持必要安全係數下，達到爭取邊坡緊急修護時效，降低邊坡災損 (表 2-9)所造成之影響。研究結果得知常態下，坡角不論如何變化，土釘邊坡安全係 數隨土釘密度(d)及長度(L/H)之增加而增加，惟其增加之趨勢隨 d 及 L/H 之增加 而呈現不同之趨勢。比較土釘極限拉拔強度對安全係數之影響可知，增加土釘 極限拉拔強度值可以明顯提高土釘邊坡之安全係數。由暴雨分析結果得知，暴 雨狀態之安全係數隨孔隙水壓參數之增加而降低。 黃毓棋(2003)於加勁邊坡穩定分析中，以微軟之 V B.NET 為語言工具，發 展視窗化邊坡穩定分析軟體並進行參數影響分析。而由研究結果顯示，加勁材 間距較加勁材長度對邊坡穩定性之影響為大。而在加勁材的配置方式中，下層 加勁材的長度對邊坡穩定性的影響大於上層加勁材長度的影響。 羅俊宏(2004)於研究中主要即對於土釘擋土結構設計配置之各項影響因素 進行分析，經由分析結果顯示： 1.土釘於邊坡提供最佳安全穩定性之土釘傾斜角度，隨邊坡坡度之減緩 及坡頂傾斜角度而變化。 2.對於穩定性較差之陡坡，則其不論上、中、下層位置皆應配置較長長 度之土釘。 3.潛在滑動面之發展趨勢與邊坡坡角 β及土釘傾角 θ間應有相當之關係。

劉晏喬(2003)以實驗室研發之有限元素分析程式考量多段式無厚度界面元 素，且假設土體為彈性體。在假設不同幾何土體破壞機制條件下，藉此模擬凝 聚性土體內部之極限抵抗能力，以及相關穩定分析和漸進式破壞行為。其所獲 得之結論為在破壞機制問題上，土體內部的塑性破壞情形乃沿著既定之幾何滑 動面逐漸破壞而達到全面性的破壞，且數值計算結果與極限分析理論最小上限 值觀念相符合。 溫郁菁(2003)以 Newmark 位移法探討自然邊坡在地震作用力下的曲面形破 壞。其分析結果得知，臨界加速度部分，圓弧形破壞與對數螺旋形計算結果一 樣。在不考慮凝聚力時，曲面形破壞又與平面形破壞臨界加速度十分接近，故 在分析不同破壞型態下的位移量時，都可以位移係數考量即可。而在位移係數 部分，分析曲面形破壞時，位移係數與邊坡傾角、摩擦角成反比與穩定數成正 比。 劉文良(2004)以品質、經濟、環保三方面進行探討，利用原有建築物及公共 工程打除運至合法棄土場之混凝土塊，取代卵塊石作為生態工法複合式擋土牆 之可行性，其研究結果顯示： 1.打除後之混凝土碎塊，其比重(2.25)與卵塊石(2.58)約略相等，在應用 於重力複合式擋土牆內之填充料中屬於優質回填材料。 2.運棄堆置於合法棄土場之混凝土碎塊，若加以篩選再利用於石籠內之 回填材料，其施工成本為 400 元/m3，若採用砂石場之卵塊石回填於石 籠內之施工成本為 650 元/m3_{，故以混凝土碎塊進行複合式擋土牆之石} 籠內回填材料可節省約 40%之成本。 3.以廢棄之混凝土碎塊再利用於複合式擋土牆之石籠內之回填材料，除 可將營建剩餘材料再利用外，並可減少對生態環境造成之破壞。又其 內部因亦可供生物棲息空間而不受干擾，符合自然生態工法所追求與 生物共存的目標。 吳俊鈴(2001)以目前治山防災政策所面臨之問題(包括相關法規之探討、河 川流域整體治理面臨之問題等)進行研究。其獲得之結論主要有： 1.山坡地應積極恢復森林覆蓋，加強集水區保育及水土保持工作。 2.落實治山防災整體治理計劃。

3.災害防治由民眾共同重視及積極參與。 4.加強進行各相關單位之整合與培訓工作。 5.整合不同組織的品質管理制度，並實施工程品質評鑑。 6.工程應詳實慎重設計，並檢討改善招標制度。 7.加強治山防災工程資料分析與建置。 8.充分引進國外工程技術與治理經驗、觀念，並研擬適合國情之危險區 劃定及崩坍、土石流治理規範準則與法令。 陳素芬(2003)在研究中主要以北二高隧道洞口邊坡處理型式，及橋下空間之 利用為實證研究對象，並以問卷調查方式瞭解民眾及專業人員對於隧道洞口邊 坡處理型式及橋下空間利用之看法，以考量應用於國道東部公路建設上。其調 查結果顯示，國道公路常用邊坡保護型式依其適用性、優缺點與生態環境配合 度探討結果中，以格梁護坡、噴穩定土及格框護坡之植生復育情形可達到生態 工法之復育成效。在橋下空間利用方面，90%以上的受訪者認為橋下空間設計 時，須考量地方特色及景觀美化。 蔡再傳(2004)運用「層級分析法(AHP)」從事專家問卷調查，經統計分析並 計算各決策層面及評估準則之權重，作為道路邊坡工程生態工法之綜合評估依 據，並分別就生態、環境、經濟等三個層面之效益作評估分析。另收集山區道 路邊坡工程採用生態工法的實際案例，以檢驗本研究所建立綜合評估方法的正 確性，最後提供分析結果給決策者進行策略釐定之參考。 2.3 擋土牆分析方法(建築物基礎構造設計規範，2001) 2.3.1 擋土牆設計規範 1.擋土牆型式選擇應考慮之條件： (1)擋土牆構築之目的及功能。 (2)擋土牆之重要性及其行為之可靠性。 (3)基地之地質、地形、地層構造及地下水因素之適用性。 (4)擋土牆施工方式及難易度。 (5)擋土牆周邊既有構造物及管線設施之安全性。

(6)擋土牆用地之限制。 (7)工程造價之經濟性及工期長短。 (8)擋土牆對周邊景觀及環境之衝擊及影響程度。 2.擋土牆設計應考慮之重點： (1)對於作用於擋土牆之靜態及動態側向土壓力，需依牆體斷面幾何形 狀及尺寸、牆身前後土岩體性質及分佈、牆身前後地表規則性及坡 度、牆體與土岩體間互制行為特性等條件，研判並考慮採用適用該 狀態土壓力之計算方法。對於作用於擋土牆之水壓力，亦需視地下 水狀況及排水濾層之設置方式，考量其計算方式。 (2)擋土牆牆體及整體穩定性需針對各項可能破壞型式採用適用之方 法分析其安全性。在靜態條件下，擋土牆可能之破壞型式包括：傾 覆(前傾或後傾)破壞、滑動破壞(淺層或深層全面破壞)、塑性流動破 壞、基礎承載破壞。在動態條件下，擋土牆可能之破壞型式包括： 牆背或牆基土壤液化導致破壞，牆體前後動態側壓力增量造成傾覆 或滑動破壞。 (3)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，以及剪力榫之檢核等。 2.3.2 擋土牆穩定性分析 1.牆體滑動 擋土牆抵抗滑動之安全係數，於長期載重狀況應大於 1.5，於地震 時應大於 1.2。安全係數之計算原則為： (1)在計算擋土牆抵抗滑動之安全係數方面，若擋土牆無設置止滑榫， 則被動土壓力多不計入；若擋土牆設置止滑榫，則被動土壓力得予 計入。由於牆前被動土壓力是否完全發揮端視牆體滑動變位量，因 此考慮牆前被動土壓力需在牆體產生較大變位時方能完全貢獻，因 此計入檢核之牆前被動土壓力宜折減 50%。 作用於牆被之側壓力 牆底摩擦力 作用於牆前被動土壓力 安全係數  

(2)擋土牆設置止滑榫者，其可能滑動破壞面假設在止滑榫底端，在計 算牆底之摩擦力方面應對止滑榫前後分別採土壤內摩擦角及牆體 底面與土壤間摩擦角。 2.牆體傾覆 擋土牆抵抗傾覆之安全係數，於長期載重狀況時應大於 2.0，於地 震時應大於 1.5，安全係數之計算原則為： (1)在計算擋土牆抵抗傾覆安全係數方面，通常牆體前被動土壓力不予 計入，水壓力及上浮力需視地下水位及牆背排水設施配置而作適當 地考量。考慮地震狀況時，須將動態主動土壓力增量計入。 (2)對於多階配置之擋土牆，需檢核各階擋土牆抵抗傾覆之安全係數。 對於柔性自重式擋土牆之蛇籠擋土牆及框條式擋土牆，除檢核牆體 抵抗對牆底前趾傾覆之安全係數外，尚需考慮檢核牆體上部抵抗傾 覆之安全係數。 3.基礎承載力分析 基礎地層之容許支承力，應依使用條件及載重狀況按所列公式計 算極限支承力扣除基礎底面以上荷重，而得淨極限支承力後，除以安 全係數後，再加上基礎底面以上荷重，且其沉陷量必須小於容許沉陷 量而得之。建築物基礎支承長期載重之安全係數不得小於 3，考慮短期 性載重如地震、風力及積雪等，容許支承力得予提高百分之五十。 淺基礎之極限支承力應根據基地調查及土壤試驗結果，依下式估 計之(圖 2-1)：

qu=cNcFcsFcdFci+γ2DfNqFqsFqdFqi+0.5γ1BNrFrsFrdFri---(2-6)

4.整體穩定性 擋土牆設計時應檢核沿擋土牆底部土層滑動之整體穩定性，其安 矩 對牆前趾產生之傾覆力 矩 對牆前趾產生之抵抗力 安全係數

全係數於長期載重狀況時應大於 1.5，於地震時應大於 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。 當擋土牆承載土層內存在軟弱土層時，除檢核牆體抵抗滑動及傾 覆之安全係數之外，尚需檢核沿擋土牆底部深層土壤滑動之可能性， 檢核其最小安全係數應符合上列規定，其檢核方法可參考相關之邊坡 穩定分析方法。若擋土牆座落於岩層或岩層上之覆蓋土層時，則除檢 核牆體抵抗滑動及傾覆之安全係數外，需檢核擋土牆底部沿土岩層介 面滑動或沿岩層弱面滑動之安全係數。 5.土壤液化評估 擋土牆設計時應評估牆背面土壤及牆基礎下方土壤在受地震作用 時之液化潛能，並研判其對牆體穩定性之影響，必要時應採行適當之 防制措施。 經土壤液化潛能評估結果，擋土牆之牆背土壤或承載土壤於地震 時抵抗液化之安全係數低於安全要求時，可考慮採用地層改良、深基 礎或結構加強等方式處理。

表 2-1 調查現象描述(許琦、劉慶輝，2003) 現象 特性描述 参考文獻 裸坡坡向 南向坡比東南向比西南向比其他向嚴重，而以北向坡最少(S>SE>SW>Others)。 陳 時 祖 等 (1984) 、 顏 富 士 、 吳 秋 相 (1996) 裸露坡大部份約在(36o_～55o_{) 陳時祖等(1984)} 緩坡(30o_～40o_{)、陡坡(60}o_～80o_{) 林俊全(1995)} 緩坡(<40o_{)、中間坡(40}o_～60o_{)、陡坡(>60}o_{) 李德河(1992)} 裸坡坡度 最易裸露坡度(50o_～70o_{)﹔一段坡(<40}o_{，佔 73%)、上陡下緩(>85}o _/<45o_，佔 16%)、下陡上緩(>50o/<40o，佔 12%)。 顏富士、吳秋相 (1996) 地 形 裸坡坡高 1-5m(10%) 、 6-10m(33%) 、 11-15m(24%) 、 16-20m(16%) 、 21-25m(11%) 、 25-30m(4%)、30-35m(1%)，其中以 6-10m 為最多。 顏富士、吳秋相 (1996) 一個雨季超過 10cm。 陳時祖等(1984) 7.94cm/年。 郭張權等(1998) 侵 蝕 _侵蝕深度 紋溝脊部﹕21cm/年、紋溝側坡﹕12.7cm/年、紋溝底部﹕9.9cm/年、沖積坡﹕ 16.1cm/年。 林俊全(1995) 龜裂深度 龜裂(地表下約 5cm)、密合裂隙(5-10cm)、無裂隙(10cm 以上)。 林俊全(1995) 入滲深度 水入滲至地表下 20～40cm。 陳時祖等(1984) 地 質 作 用 風 化 蒸發量 3mm/day。 林俊全(1995) 可植被坡，但有再裸露(<40o_{)、自然裸坡(45}o_～65o_{)、陡坡，但頂有覆蓋者有可} 能為回綠坡(>75o₎ 顏富士、吳秋相 (1996) θ>35o_{，無法植生、θ<30%植物自然入侵容易、30%<θ<60%初期人工植被、} θ>60%植物難侵入。 邱創益、葉慶龍 (1989) 坡度 理想植生坡度 1:1.5～1:2(33.7o_～26.56o_{) 蕭榮福等(1993)} 在地種最強者銀合歡，葉含羞草素，落葉毒死植被可能。 最常見草種有牧地狼尾草、孟仁草、百慕達草和龍爪茅。 蕭榮福等(1993) 種類 最適合含鹽高的泥岩為百慕達草。 林昭遠(1997) 種法 混播植生法﹕山鹽菁、番石榴、青葙及賽芻豆生長較好，百慕達、百喜草受青 葙競爭生長較差，相思樹和黃野百合初期生表較差。 苗木穴植法﹕鐵刀樹和長穗木存活率高，大葉桃花心木存活率低。 郭張權、林信輝 (1998) 植 生 工法 植生帶法：植生覆蓋度最高。 擋土柵配合截留束法﹕植生覆蓋度、入侵植物數量、土壤保水力最高。 肥束網帶法：植生覆蓋度、入侵植物數量最低，但土壤硬度改良最佳。 郭張權、林信輝 (1998) 保護工法 單純植生(θ<35o_{)、土木＋植生(27}o_<θ<60o_{)、土木(θ>60}o_{)，植被困難。} 李德河等(2002) 擋 土 與 植 被 護 坡 排水工法 客土袋溝、複式草溝。 蕭榮福等(1993)

表 2-2 泥岩室內試驗結果(許琦、劉慶輝，2003)

性質 取樣點 試驗結果 参考文獻

滾水平泥火山 SiO2(63.49%)、Al2O3˙Fe2O3(21.53%)、CaO(2.71%) 林讚生(1943)

組

成

元

素 _旗山 SiO_Na 2(48.27%)Al2O3(17.23%)、CaO(6.04%)、Fe2O3(5.90%)、K2O(4.67%)、

2O(4.25%)、MgO(2.72%)、CuO(0.39%)、SrO(0.09%)、MnO(0.06)、 ZnO(0.05%)、NiO(0.02%) 林宗曾等(1996) 西南部 石英(28.45%)、伊萊石(30.54%)、綠泥石(28.70%)、方解石(4.52%)、高 嶺土(2.81%)、長石(約5%)、膨脹性粘土相當少。 蔡金郎(1984) 晶 相 （ 礦 物 ） _旗山 石英(Quartz)、伊萊石(Illite)、鋁酸鈣水化物（CAH10）、矽酸鈣水化物 （CSH）。 林宗曾等(1996) 西仔灣 西仔灣泥岩8～9 李德河等(1994) 泥火山 烏山頂泥火山7.87～9.18、滾水坪泥火山8.26～8.30 林昭遠(1997) 西仔灣 西仔灣泥岩8.24～8.44 蔡錦松(1984) PH 值 玉井 玉井9.6～10 莊長賢(1976) 滾水平泥火山 SO3(0.12%)、Cal(0.46%) 林讚生(1943) 化 學 性 質 溶 出 旗山 陽離子﹕Na +

>Ca2+>Mg2+>AL3+>K+>Fe3+ 陰離子﹕Cl-_>SO 4 2-林宗曾等(1999) 單軸抗壓強度 q_u[kg/cm2]94.5e0.2﹔ω：含水量(%) 直接剪力強度   2 0.129 089 . 0 63 . 7 ] / [ 66 . 177 ] [      e Cp kg cm e o p 、 ， 0 098 . 0 ] / [ 23 . 112 ] [  0.071 2  0.016       e cm kg C e _r o r 、 三軸壓縮強度   2 0.090 061 . 0 22 . 2 ] / [ 33 . 97 ] [      e Cp kg cm e o p 、 ， 0 43 . 1 ] / [ 05 . 81 ] [  0.057 2  0.121       e cm kg C e r o r 、 由作 者参 考 李德 河 等 (1994) 和 其 他資 料歸 納 分析 之經驗式 西仔灣 1.92～3.50kg/cm2 蔡錦松(1984) 楠梓 1.39 kg/cm2(應變控制法)、2.88 kg/cm2(不同壓力法) 李德河等(1989) 東山 1.1 kg/cm2（不同壓力法） 李德河(1989) 力 學 性 質 回 脹 壓 力 旗山 1.1～1.3 kg/cm2（不同壓力法） 許琦等(1999) 烏山頭 1.8×10-8cm/s 揚金在(1975) 玉井 2.5×10-7～1.8×10-8 cm/s 莊長賢(1975) 西仔灣 1.78×10-8～3.14×10-8_{cm/s 李德河等(1984)} 透 水 係 數 旗山 2.06×10-8～8.14×10-9_{cm/s 鄭志鴻(1996)} 滲 透 水 性 飽和入滲率 釋加園(3.22mm/hr)、芭樂園(3.01mm/hr)、竹林(16.58mm/hr)、滾水平泥 火山(<1mm/hr) 林昭遠(1997)

表 2-3 泥岩邊坡穩定對策(許琦、劉慶輝，2002) 環境作用 現象描述 影響 對策 蒸發 泥岩因水分蒸發，而發生 收縮龜裂。 植被難生長。 1.保水設施。 2.自動澆水設備。 熱 溫差 晝 夜 溫 差 ， 而 生 球 型 風 化。 水滲裂縫通道和 儲存，加速風化 和增加水壓力。 表面覆蓋。 溶解和解 離 吸(浸)水使泥岩鹽類融出 破壞顆粒間膠結物，而產 生回脹和崩解。 1.破壞邊坡穩定 措施。 2. 造 成 顆 粒 崩 解。 1. 措 施 能 抗 回 脹 壓 力。 2. 泥 岩 與 水 接 觸 時 間少或不接觸。 侵蝕 地表逕流使泥岩表土侵蝕 和流失。 1.侵蝕溝綿密。 2.表土流失，植生 養分不足，並加 速泥岩風化。 1. 有 效 截 排 水 工 法：如客土袋溝、 複式草溝。 2.避免逕流集中。 水 入滲 低透水性和入滲率，導水 效率差，且少有地下水。 1.植被養生用水 成本大。 2.擋土牆排水管 阻塞。 1.客土植被，蓄雨水 備用。 2. 用 較 全 面 性 排 水 工法。 重力 節理構造或薄夾層存在於 泥岩地層，易受重力影響 而不穩定。 順向坡化的大塊 體滑動。 1.輔以地錨或岩釘。 2. 小 龜 裂 可 用 框 架 加岩釘。 水壓 滲入節理或裂隙中的水， 產生水壓力，推動土塊下 滑。 1. 加 速 泥 岩 風 化。 2.增加水壓力，減 少 有效 抗剪強 度。 1.填灌裂縫。 2.加鋪覆蓋物，減少 入滲水。 力 回脹壓 吸 水 回 脹 而 產 生 解 離 壓 力。 推移或破壞穩定 措施。 1. 提 高 穩 定 措 施 之 抗張強度。 2. 減 少 穩 定 措 施 與 泥岩接觸面積。

表 2-5 山坡地穩定工法之分類(拱祥生、林宏達，2003) 型式 分類 型式 分類 落石防護措施 電氣化學工法 明挖覆蓋 離子交換工法 隧道 地盤改良工法 注入工法 避開工 橋工 EPS 工法 噴植法 砌石擋土牆 植生帶法 蛇籠擋土牆 草苗植生法 土釘工法 草皮舖植法 加勁擋土牆 打樁編柵 格床式擋土牆 固定框法 懸臂式擋土牆 噴漿護坡 扶臂式擋土牆 坡面保護工 自由格梁 錨拉式擋土牆 地表排水 抗滑基樁擋土牆 地下排水 垂直抽水井 水平集水管 集水井 排水工法 排水廊道 擋土工法

表 2-8 邊坡工法分類(拱祥生、林宏達，2003) 方法分類 常用工法 傳統工程方法 土釘工法、懸臂式擋土牆、扶臂式擋土 牆、錨拉式擋土牆、抗滑基樁、地錨工法、 噴漿護坡 植生方法 噴植帶法、植生帶法、草苗植生法、草皮 舖植法、打樁編柵、切枝壓條法、整坡植 栽法、開挖鑽孔植栽 工程、混合方法 砌石牆、箱籠牆、格框擋土牆、加勁擋土 牆、格框噴植法、土釘混合噴植法、連續 纖維補強土、地工合成材配合植生工法、 地工防蝕模袋、

第三章 研究方法

每逢豪雨成災，土石橫流，大夥又會說﹕都是生態工法惹的禍！生態工法係現 今政府的最愛，但又難獲得大眾的認同。究其因，似乎因現行於我國之生態工法僅 由「美」的觀點出發，而較少考量「力」的作用，失敗是當然兒！。因為眾所周知﹕ 有建設就必須有破壞，有破壞就存有不安，而破壞來自於力的改變，不安亦來自力 的不平衡，故能補不安者「力」，能保平衡者亦「力」也。換言之，「力」與「美」 的融和，方是穩定地質，又能兼顧生態美學之正道。基於此理念，本研究將具有力、 美兼顧之工法定義為「綠色工法」。 基於「綠色工法」之定義，本研究擬定綠色擋土工法必本於： 1.少挖少填，盡量不破壞已穩定之坡面。 2.適材適用，盡量不用灰色混凝土材料。 3.全面透水，盡量不使牆背積水而壓牆。 4.植被綠化，盡量不用植生外來種。 5.資源再生材之使用，盡量延長資源的永續生命力。 6.物種不滅，盡量不破壞原生物種的自然平衡。 據此「綠色工法的六大理念，並參考泥岩特性以及其穩定方法之研究，本文擬 定研究方法係首先對泥岩的簡易式格網護坡進行可行性試驗評估，再對柱鏈網式綠 色擋土工法進行現地試驗，以探討本工法之規劃、設計、施工、維護管理等可能遭 遇之問題以及解決討對策，俾供擬定設計與施工之參考規範，以利工程界參考。 3.1 簡易格網護坡可行性評估 3.1.1 試驗區及地質概況 本試驗區係位於高應科大燕巢校區，因第一期雜項工程整地所挖出之邊坡如(照 片 3-1)所示，其坡向約 N60o_～70o E，坡角在 50o～60o_{間。由於坡面上寸草不生且有} 明顯之侵蝕溝，顯示此處無任何防護之邊坡持續受到雨水與重力的環境作用，而使 泥岩顆粒崩解、侵蝕溝密集、表土流失及加速風化等現象發生。從現地調查，邊坡

表面之風化層深度約為 10 公分，10 公分下方則為新鮮之泥岩層，而裸露面積約為 1500m2。另外在邊坡頂部之大窩細砂岩層則有多次楔形崩壞。 3.1.2 試驗設計 許琦等(2003)研究指出，一般均認為泥岩的理想植生坡度在 1：1.5～1：2(33.7o ～26.56o )，且在坡度大於 35o時無法用純植生方式來保護泥岩坡。另外，亦有人認 為當坡度大於 60o_{時，無論採用何種土木擋土工法，植被均相當困難，但也有人認} 為當坡度大於 75o_{，而且頂部有覆蓋者，則邊坡有可能回綠。} 有鑒於泥岩裸坡以坡度為 50°~70°間最容易發生，因此許琦等(2003)在檢討泥岩 的因物果模型後，初步規劃出簡易格網泥岩護坡工法，並配合環境永續之願景，選 用尿布為保水及保護材，冀能保護泥岩免於被侵蝕外，亦期能利用其吸水性，以利 提供多點兒植被所需之水份。 本簡易格網試驗護坡工法之特點約有(許琦等，2003)﹕ 1.輕格框(角鋼)替代預鑄或場鑄格框，減少框架自重。 2.掛釘可依泥岩滑動塊體之規模，選用掛釘、岩釘或岩錨。 3.以尿布為保水及保護材，可達成資源再利用之目標。 4.配合鍍鋅格網，可減少雨打擊力和土粒流失，亦有利於坡面穩定。 5.排水系统採用尿布及鍍鋅格網之複式柔性溝。 3.1.3 材料與構法 許琦等(2003)在先期適用性試驗所設計之簡易格網式綠色擋土牆如(圖 3-1)所 示，共計三個試驗區，即Ⅰ區為自然邊坡，也就是不施作任何擋土設施，此區將作 為泥岩邊坡沖刷量之對照組。Ⅱ區則是將邊坡表面之風化層去除，之後依序在新鮮 泥岩表面鋪上尿布、客土包、草種、草皮，最後用鋼網將所有材料固定。Ⅲ區則是 與Ⅱ區大同小異，主要的差異如(照片 3-2(a)及照片 3-2(b))所示，Ⅱ區使用尿布防水 保濕，而照片(3-2(b))顯示Ⅲ區則是沒有加入尿布層，直接將客土包置於新鮮泥岩上 方，並將探討尿布對於泥岩邊坡植生之功效。此外，在三個試驗區上方設置降雨模 擬設施，在下方各架設電導度計、荷重計和超音波儀，用以量測雨水入滲量和坡面 侵蝕量（圖 3-1、圖 3-2）。

3.1.4 成效評估 有關本試驗之尿布吸水、蒸發特性以及電導度計、荷重計和超音波儀所量測模 擬雨水入滲量和坡面侵蝕量等現地試驗結果，請參閱許琦等(2003)研究報告。本節 成效評估僅就該試驗之成果以及近二年來對試驗區之觀察摘述如下﹕ 1.試驗顯示以尿布當為保水與護坡之工區(Ⅱ區)，其下泥岩雨水入滲量最 少，受溫差影響亦最小，而且植被成長優於無尿布區(Ⅲ區)，地表逕流 水亦最乾淨，但單位雨量的侵蝕量與裸露泥岩差不多，而稍大於無尿 布區，其可能係施工不良造成逕流集中之故。 2. 從 試 驗 區 的 追 踪 觀 察 發 現 本 試 驗 採 用 之 鍍 鋅 擴 張 格 網 因 僅 薄 薄 0.3mm，且於試驗後半年內即有部份銹蝕，其因可能由於泥岩含有氯和 硫酸鹽類等成份，易使鍍鋅土石籠網或鍍鋅格網等因與溶解鹽類接觸 而使之銹蝕，而影響構造物使用期齡。 3.比較本試驗區二年前完工一個月以及歷經近二年來豪大雨之浸洗後之 (照片 3-2)，可發現鄰近坡地已發生嚴重崩壞，尤其未做任何護坡之工 區(Ⅰ區)之裸露泥岩坡面被嚴重侵蝕外，而造成外圍護框被坡頂滑下土 塊已嚴重擠壓破壞，而設有簡易格網護框工區(Ⅱ、Ⅲ區)則完好無缺。 由此可驗證本文所提出之簡易格網護坡具有成效，亦可說明本文泥岩 邊坡穩定工法之推論應有可行性。 4.此簡易格網式護坡工法所使用的材料計有鐵框、角鋼、尿布、鐵釘、 客土包、有機栽培料、草種、鐵絲及鐵網等材料，初估每坪所使用的 材料費約為新台幣 200 元，價格並不高，且又能達到生態及環保的要 求，故此護坡工法確有其可行性。然而整體言之，本工法可減少泥岩 坡面的侵蝕量以及其防護工程之建造成本外，且有較易於施工之優點。 3.2 柱鏈網式綠色擋土牆及護坡工法 3.2.1 柱鏈網式綠色擋土牆工法的理念 傳統擋土牆包括重力式、懸臂式等牆面灰色一片難以植被而毫無生態功能，而 目前最常採用石籠擋土設施，卵(塊)石取得不易，且為取得卵(塊)石，未施作生態擋 土牆前，已先破壞原有生態環境，且石籠石料堆積較厚，植生及物種受限且泥岩含 鹽類成份，鍍鋅土石籠網會因鹽類溶解而使土石籠網銹蝕影響構造物使用期齡。另

一常用且具生態功能擋土牆為加勁擋土牆，但加勁擋土牆因埋入加勁材較長適合填 土區施作，在挖方區則需大挖土方(許琦，2004)。 如前所言，綠色工法的六大理想，而衍生本工法的設計理念如下： 1.少挖少填：採用立柱當鏈、網的支撐構件，並作為建擋土牆基礎，因 而勿須大量開挖破壞已穩定之坡面。 2.適材適用﹕以鏈網當等抗張材料取代抗張力較差之「灰色混凝土材 料」。 3.全面透水﹕就地取材回填，且牆面為格網較易達成全面透水，以改善 混凝土牆排水不良造成牆背積水壓牆之情事。 4.植被綠化﹕網格牆面具有植被生長空間而達成牆面綠化以及改善灰色 牆面之不良景觀。 5.資源再生材之使用﹕可應用尿布、爐渣、廢電桿或木材等資材，以達 成資源的永續生命力。 6.物種不滅﹕綠化牆面可引來各式物種而達成盡量不破壞原生物種的自 然平衡規律。 3.2.2 柱鏈網式綠色擋土牆的構法 本研究係採用許琦(2004)所研發之「立柱鏈網式綠色擋土牆施工法」進行泥岩 邊坡擋土牆現地試驗，其構法主要由﹕1.立柱、2.鏈以及 3.網格等抗張材所構成，如 (圖 3-3)所示。本工法能用於泥岩地區，蓋因泥岩地質堅硬提供立柱之穩定，可減少 土方開挖及基礎施工費，降低混凝土使用量，且立柱鏈網式綠色擋土牆植生容易， 可造成植、生物多樣性。 柱鏈網式綠色擋土牆，於牆背盡可回填現地挖方材料，植生面填以借土壤土， 或採用現地土質拌合有機土提供植生材料，日後因土壤微生物循環生成即可長期提 供植生物共存之環境機制(許琦，2004)。

3.2.3 泥岩護坡工法的設計理念 從回顧有關泥岩研究結果得知：泥岩邊坡坡面易因力、水、熱三因子之交互作 用而產生龜裂、回脹、崩解、侵蝕以及崩壞，而且又因孔隙小，保水能力差，除因 豪雨而無法蓄留植物種子及所需養份外，即使勉強附着亦難生長存活。因此，本試 驗泥岩護坡工法設計之理念為﹕ 1.首要避免泥岩地表面遇雨回脹崩解、沖刷流失，且應於泥岩表面覆蓋 一層 15 公分厚之表土，除提供坡面保護及植生介質外，亦可作為阻絕 回脹崩壞之泥岩細顆粒被水帶出之濾層。 2.由許琦等(2003)簡易格網護坡試驗成果，並參考泥岩風化和侵蝕速率之 野外調查成果，較理想泥岩護坡工法必須輔以岩釘來固定格框或格 網，且其長度至少在 55cm(=20cm×2＋15cm)以上。此外，若有楔形塊 體或風化層滑動之慮則應設計岩釘或岩錨穩定之 3.泥岩含有鹽類，護坡構材應具有防銹或不銹蝕之性能，因此採用加勁 格網替代鍍鋅格網。 4.做好排水規劃，避免地表逕流集中。 5.坡脚保護，避免坡脚受侵蝕而產生「斷脚」情形。 3.2.4 泥岩護坡工法的型態 基於上述之設計理念，本試驗採用三種護坡型態，包括： 1.預鑄混凝土板格柵，柵板外以#4 鋼筋×長約 55cm，每隔 1.0m 錨釘一支， 且在柵內直接填入壤土植生。 2.使用植生毯外包覆加勁格網回包客土，除將土由下往上逐層回包使土 壤直接接觸泥岩地質外，並每隔 50cm 錨固一支#4 鋼筋。 3.直接植生，即直接在裸露泥岩噴植植被。

3.3 試驗區位及地質概況 隨著環保意識的提升，為落實綠建築及生態工法於泥岩地區之公共建設指標， 所選定之試驗地形需具備其代表性，因此經一系列勘察選定於台 28 線：20k +960 田 寮鄉古亭村泥岩邊坡，如(照片 3-3、照片 3-4)所示。轄管為屏東林區管理處旗山事 業區第 106 林班地，現況為標準泥岩之惡地地形，其試驗場地以及等高線變化如(圖 3-4)所示。其所選定之試驗場地坡長約為 25M，坡面約成 45°，坡高約 6M(照片 3-5)， 表面全裸露。在土質性質方面顆粒間膠結性疏鬆，透水不良，遇水成軟滑粘稠狀， 並有爪狀雨溝和沖蝕溝，為標準之「癌地形」(照片 3-6)。 3.4 試驗場地申請 經調查後，為界定土地試驗場地及處理水土保持施工範圍，向屏東林區管理處 申請簡易水保，並由督導單位高雄縣政府水保課進行督導，並現場辦理會勘，恐有 不實指界或擅用他人土地權益，或在施工中因地界不明而發生糾紛之法律責任。會 勘時以黃色警示帶繫樁標示(照片 3-7、照片 3-8)。 3.5 試驗設計與分析 選定試驗工區以及土地使用同意後，即請土木技師依據柱、鏈、網構法以及現 場泥岩性質、土壤與結構力學原理等進行「柱鏈網式綠色擋土牆及護坡」現地試驗 的設計分析工作。計算分析結果如附錄一所示，設計成果如(圖 3-3)所示。試驗內容 分類如下﹕ 1.立柱鐵鍊垂直錨定擋土牆(含植生毯面牆)×9m。 2.立柱鐵鍊水平錨定擋土牆(含植生毯面牆)×9m。 3.立柱鐵鍊固定式擋土牆(加勁格網牆面)×10.5m。 4.植生毯回包土護坡×40m2。 5.預鑄混凝土板格框填土護坡×45m2。 6.直接噴植植生×50m2。

3.6 施工及流程 3.6.1 機具準備 在機具準備方面，因本試驗目的之一即期望能以較簡便之方式進行工法之建 置，因此捨棄重機械參與施工，整個擋土牆施作過程僅採用輕型怪手及人工方式進 行擋土牆之施作。 3.6.2 施工流程 在施工流程中，於進行工址調查後，本研究之施工步驟如下﹕ 1.鑑界﹕會同相關單位確立現址之同意用地地界。 2.放樣﹕依設計圖，並對照現地之座標位址後，將設計圖對應之孔位予 以放樣標記。 3.鑽孔﹕以手持式混凝土鑽心機鑽孔，孔徑 18cm×孔深 1m，共計 19 孔。 4.立柱埋置﹕將工廠預先加工及鍍鋅鋼管立柱共十九根，依序以順時針 方向埋入現地(照片 3-9、3-10)，調整平直不傾斜後填入水泥砂漿加以 穩固確實。 5.監測儀器安裝﹕在完成立柱埋置後，將傾斜管、水位管及應力應變計 (照片 3-11)分別埋裝於第 3、10 及 15 鋼管立柱中(照片 3-12、3-13)， 並確認安裝結果是否可正確獲得所需資料。 6.錨鏈架設﹕由於試驗設計將現地試驗分為六個區域進行施工(分別為 擋土牆三區及邊坡防護三區)，其擋土牆三區分別為﹕ (1)PC 版錨定區(A 區)﹕本區為第 1 至第 7 根(0K+00~0K+09)鋼管立柱 範圍，全程 9m(=6@150 cm)，如(照片 3-14)所示。其施作方法係先 將區域依設計圖劃分為若干區塊，接著將預鑄混凝土版塊(五塊，其 尺寸為長 60 cm*寬 60 cm*厚 15cm)安置於基底位置，並將鋼鎖鏈 另一端以鬆緊器鎖定於鋼管立柱(其位置位於由上至下 1.2m 之位 置)。 (2)PC 水 泥 柱 水 平 錨 定 區 (B 區 ) ﹕ 本 區 為 第 7 根 至 第 13 根

(0K+09~0K+18)鋼管立柱範圍，全程亦為 9m(=6@150 cm)。本區之 架錨施工步驟為先將其施工區依設計圖分為若干區塊，接著將鋼鎖 鏈固定於水平 PC 水泥柱(照片 3-15)後，將其安置於預定位置，並將 鋼鎖鏈另一端以鬆緊器鎖定於鋼管立柱(照片 3-16、照片 3-17)。 (3)鋼管固定錨定區(C 區)﹕本區係從第 13 根至第 19 根（0K+18~0K+27） 鋼管立柱的範圍，全程亦約為 9m（=6@150 cm）。其步驟首先為於 該區鋼管立柱後方進行鑽孔，接著將長 1m 之混凝土柱插入土中 75cm，接著將鋼鎖鏈固定於混凝土柱後，將鋼鎖鏈另一端以鬆緊器 鎖定於鋼管立柱。 7.加勁格網安置﹕在各鋼管立柱中每隔 40cm 放置鏈條，並調整水平向中 央垂距約略相等，以利回填後壁面被擠凸之一致性。接著將加勁格網 (照片 3-18)所示整件以鐵件附掛於鋼鎖鏈上，而形成格網牆。 8.填土壓實﹕將鋼管立柱與邊坡間以怪手予以填土並輕加壓實，(照片 3-19)所示。回填過程中分別監測立柱傾斜及受力變形等情況。 9.護坡施作﹕邊坡防護亦分三區，分別為﹕ (1)預鑄混凝土版格柵填土護坡區(甲區)﹕本區約從 1 至第 7 根鋼管立 柱範圍所對之泥岩坡面，其施工步驟首先將設計區域予以劃分成若 干區域，接著將預鑄混凝土板塊以不同高程插入土中，最後並填土 而成如(照片 3-20)所示。 (2)加勁格網含植生毯回包土護坡試驗區(乙區)﹕本區約在擋土 B 區所 對應之坡面，本區護坡之施工步驟為先將植生毯加工成所需尺寸 後，在將土壤包裹於其中，並以階梯狀放置於邊坡上，如(照片 3-21) 所示。 (3)直接植生區(丙區)﹕本區為甲區右側之裸露泥岩坡(照片 3-22)所 示，其施工步驟為將植物之種子隨機噴灑於土層表面。 為讓本試驗區達成預期「綠色」目標以改善「灰色」擋土牆及泥岩坡 面世界，經與植栽專業人員討論後選定草種主要有百慕達草、百喜草、律 柏草、羅滋草、賽芻豆及赤桉等六項進行植生，草種選擇原則請參考附錄 二。

10.澆水養護﹕在施工完成後，另設置水桶連接洒水器並定時於坡面上洒 水，每天兩次，其執行期間為一年。整體完工初期情況如(照片 3-23 所示)。

圖 3-1 格網式護坡及監測配置平面圖(許琦等，2003) 圖 3-2 格網式護坡剖面圖(許琦等，2003) 2 m 0.5 m 1 m 1 m 2 m 2 m

Ⅰ區

Ⅱ區

Ⅲ區

雨量計 超音波計 電導度計 降雨噴頭 侵蝕量計 角鋼 鍍鋅格網 新鮮泥岩層 現地草皮 草種 填隙土 客土包 尿布 鋼網 新鮮泥岩層 現地草皮 草種 填隙土 客土包 鋼網 (a)II 區剖面圖（尿布+土包+鋼網） _(b)Ⅲ區剖面圖（土包＋鋼網）

圖 3-4 試驗場地之地形分布圖 圖 3-3 索(鏈)網式擋土牆之構法

照片 3-1 簡易格網試驗區試驗當時及目前現況(許琦等，2003) 照片 3-2 簡易格網試驗區試驗當時及目前植被現況(許琦等，2003) (a) 當時現況 (2003.07) (b)目前現況(2005.06) (a) 當時情況(2003.07) (b)目前情況(2005.06) Ⅱ Ⅲ Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅲ

照片 3-3 試驗場地之遠照

照片 3-5 試驗場地之近照

照片 3-7 試驗場地之正面指界

照片 3-9 鋼管立柱孔施工鑽掘情形

照片 3-11 鐵鍊連結鬆緊器及應力應變計

照片 3-13 傾斜管安裝完成

照片 3-15 鋼管立柱水平錨定施工

照片 3-17 填土後鐵鍊外露情形

照片 3-19 填土後鐵鍊連結於鋼管立柱之情形

照片 3-21 植生毯回包土護坡區(乙區)