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Department of Construction Engineering, CYUT

大地工程導論

Created by 林商裕 94.10.4 Modified by 賴俊仁 95.9.19

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目 錄

1-1 前言

1-2 大地工程探勘 1-3 大地工程試驗 1-4 大地工程監測 1-5 深開挖工程 1-6 基礎工程

1-7 邊坡穩定與保護工程 1-8 地盤改良

1-9 隧道工程

1-10 大地環境

1-11 大地資訊

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1-1 前言

大地工程分成大地工程探勘、大地工程 試驗、大地工程監測、地盤改良、深開 挖工程、基礎工程、邊坡穩定與保護工 程、隧道工程、大地環境與大地資訊等 十個項目。

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1-2大地工程探勘

‹

工程地質測繪、遙測、地球物理探勘、鑽探、開挖、

現場試驗等皆是大地探勘應用之方法。

‹

地表的工程地質測繪可以提供計畫相關地形、地層分

析、岩性、地質構造以及水文等資料，鑽探則是被應 用最廣泛的方法 。

‹

遙測技術，1989年最早應用於北宜高速公路工程的路 廊評選 。

‹

在現地試驗方面，標準貫入試驗(SPT)在台灣使用的歷 史已經非常悠久，圓錐貫入試驗(CPT)於1980年代被引 進台灣，傍壓儀(PMT)的使用歷史也有20年以上 。

‹

地球物理探勘方法是非破壞式之探勘方法，優點甚

多 。

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地表探勘之方式

‹ 傳統測量儀器

‹ 航空照片

‹ 衛星遙測

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航空照片

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SPOT衛星影像

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衛星看台灣

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數位高程圖

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立體影像飛行模擬

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地下探勘之方式

‹ 鑽探取樣

‹ 地下開挖

‹ 地球物理探勘

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一般鑽機

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車載型鑽機

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劈管取樣

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薄管取樣

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岩心取樣

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標準貫入試驗(SPT)

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圓錐貫入試驗(CPT)

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圓錐貫入試驗(CPT)

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921斷層槽溝開挖

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地球物理探勘

‹ 地電阻法

‹ 地磁場法

‹ 雷達波法(透地雷達GPR)

‹ 電磁波法(時域反射儀TDR)

‹ 應力波法

¾折射震測法

¾波速井測法

¾表面波法

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地電阻法之應用範圍

‹ Characterize subsurface hydrogeology

‹ Determine depth to bedrock/overburden thickness

‹ Determine depth to groundwater

‹ Map stratigraphy

‹ Map clay aquitards

‹ Map salt-water intrusion

‹ Map vertical extent of certain types of soil and groundwater contamination

‹ Estimate landfill thickness

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地電阻法之應用範例

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地電阻法之應用範例

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地磁法之應用範圍

‹ Locate abandoned steel well casings

‹ Locate buried tanks and pipes

‹ Locate pits and trenches containing buried metallic debris

‹ Detect buried ordnance

‹ Map old waste sites and landfill boundaries

‹ Clear drilling locations

‹ Map basement faults and geology

‹ Investigate archaeological sites

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地磁場法之應用範例

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地磁場法之應用範例

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透地雷達GPR之應用範圍

‹

Locate and delineate underground storage tanks (metallic and nonmetallic)

‹

Locate metallic and nonmetallic pipes and utility cables

‹

Map rebar in concrete structure

‹

Map landfill boundaries

‹

Delineate pits and trenches containing metallic and nonmetallic debris

‹

Delineate leach fields and industrial cribs

‹

Delineate previously excavated and backfilled areas

‹

Map shallow groundwater tables

‹

Map shallow soil stratigraphy

‹

Map shallow bedrock topography

‹

Map subsurface voids and cavities

‹

Characterize archaeological sites

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透地雷達GPR之應用範例

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電磁波法之應用範圍

‹

Locate buried tanks and pipes

‹

Locate pits and trenches containing metallic and/or nonmetallic debris

‹

Delineate landfill boundaries

‹

Delineate oil production sumps and mud pits

‹

Map conductive soil and groundwater contamination

‹

Characterize subsurface hydrogeology

‹

Map buried channel deposits

‹

Map geologic structure

‹

Conduct groundwater exploration

‹

Locate conductive fault and fracture zones

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電磁波法之應用範例

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應力波法之應用範圍

‹ Earthquake site response

‹ Liquefaction analysis

‹ Soil compaction control

‹ Pavement evaluation

‹ Mapping subsurface stratigraphy

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折射震測法之應用範例

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折射震測法之應用範例

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波速井測法之應用範例

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SASW法之原理

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SASW法之應用範例

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1-3 大地工程試驗

‹ 大地工程室內試驗可以約略的分成兩大類來 看，第一類是屬於大地工程材料(material element)單元工程性質之試驗，第二類則是大 地工程物理模型(physical modeling)試驗。

‹ 單元試驗之目的在於確定岩石或土壤之力學性 質。

‹ 中央大學於1990年代中期建立全國第一座也是

唯一之離心機試驗裝置，如今已能進行靜態之

模型試驗。學術機構在過去10年間其他關於模

型試驗之發展包括模型擋土牆用來進行橫向土

壓力或加勁土壤結果行為之研究。

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1-4大地工程監測

‹ 監測之對象包括深開挖以及隧道工程 等。

‹ 監測之內容包括地層橫向移動(傾斜儀)、

相對位移(伸張儀)、沈陷、深開挖或其他 擋土結構系統之受力(壓力元)與孔隙水壓 等。

‹ 自動化連續之監測，數據必須做長距離 之傳輸，以及具有事先訂定之預警機 制。

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1-5深開挖工程

‹

都會區由於可資利用的建地範圍有限，大型建築物需

要的停車空間均只有住下發展，因此深開挖成了超高 層建築的一個特色。

‹

深開挖工程造成損鄰的案件層出不窮，最早的深開挖

工程設計只考慮擋土結構的安全，但在電腦科技發達 之後，分析的工具可以採用監測系統量測結果作為回 饋分析之依據 。

‹

深開挖工程的技術已累積有30年以上的經驗，深開挖 工程之災變仍時有耳聞，究其原因，以往是因地質調 查不確實，設計因缺乏規範而失當，現在則以人為之 疏忽居多，如施工不當、設計者未了解採用方法之原 意等為主。

‹

深開挖的經驗在國際上幾乎僅次於日本。

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1-6基礎工程

‹ 主要可概分為淺基礎與深基礎。

‹ 土木工程建設所運用深基礎之型式甚 多，如圍堰、沉箱及基樁等。

‹ 全套管基樁於十二項建設之北二高工程 引進，主要用以克服卵礫石層及堅硬之 岩盤，植入式基樁亦在反循環樁底污泥 處理不易、全套管基樁費用太高、及打 擊貫入式基樁易造成振動、噪音問題等 因素下，逐步受到採用。

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1-7 邊坡穩定與保護工程

‹ 我國於邊坡穩定工法方面之演進推展概為:削 坡、格框、坡趾加重、地錨與岩錨、加勁工 法、土釘、植生與生態工法。

‹ 邊坡穩定與保護工程技術經驗之累積，近年來 工程師察覺更應逐步重視排水處理，如梨山地 滑整治工程引用排水廊道、集水井等工法克服 排水問題。

‹ 對於邊坡基礎地層之穩定工，如台中地區工程 近期採用之石灰固結工法。

‹ 對環保與生態景觀之重視、預防重於冶療、避

免大挖大填之設計理念、柔性擋土設施之運

用。

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1-8 地盤改良

1-9 隧道工程

1-10 大地環境

1-11 大地資訊

參考文獻

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