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法規:

第47/96/M號法令

公報編號:

35/1996

刊登日期:

1996.8.26

版數:

1689

  • 核准《地工技術規章》。

葡文版本

相關法規 :
  • 第56/96/M號法令 - 核准《屋宇結構及橋樑結構之安全及荷載規章》--廢止經一九六二年三月一日第19053號訓令延伸至澳門之一九六一年十一月十八日第44041號命令。
  • 第64/96/M號法令 - 核准《鋼筋混凝土用熱軋鋼筋標準》--若干廢止。
  • 第32/97/M號法令 - 核准擋土結構與土方工程規章。
  • 第29/2001號行政法規 - 核准《建築鋼結構規章》。
  • 相關類別 :
  • 基礎設施及工務 - 土地工務運輸局 -
  • 《LegisMac》的法例註釋

    《公報》原始 PDF 版本

    第47/96/M號法令

    八月二十六日

    第一條

    (標的)

    核准附於本法規並成為其組成部分之《地工技術規章》。

    第二條

    (監察)

    土地工務運輸司(葡文縮寫為DSSOPT)及其他促進公共工程之實體,負責監察對《地工技術規章》之遵守,並跟進其執行。

    第三條

    (正在進行之工程及程序)

    《地工技術規章》不適用於該規章開始生效時正在進行之工程及與土地工務運輸司正在處理之發出准照程序有關之工程。

    第四條

    (處罰制度)

    因不遵守《地工技術規章》而適用之處罰制度為補足法規之標的。

    第五條

    (廢止性規定)

    廢止所有與《地工技術規章》之規定相抵觸之法例。

    第六條

    (開始生效)

    本法規公布六十日後開始生效。


    地 工 技 術 規 章

    第一章

    一般規定

    第一條

    標的

    一、《地工技術規章》,適用於樓宇及其他結構之基礎地工計劃。

    二、《地工技術規章》論及地工結構物之強度,穩定性,實用性及耐久性方面之要求。

    三、《地工技術規章》應與《結構安全及荷載規章》結合使用,該規章建立總體安全標準以及確定結構安全度之方法。

    四、《地工技術規章》規定如土壓力等由地基土體產生之作用力之計算原則,在設計中所考慮建築物及土木工程結構物之荷載大小,在《結構安全及荷載規章》中提供。

    五、《地工技術規章》之實施還包括應對所用之施工材料及產品質量之指定,以及現場制作工藝需符合設計原則中之假設。通常與施工實施及工藝有關之原則被認為是最起碼要求,這些要求可能被進一步發展成特殊之建築及土木工程構造物形式及特殊施工方法。

    第二條

    原理及應用法則間之區別

    一、本規章包括原理及應用法則。

    二、原理是建立概念及定義,其要求及分析方法,除非特殊說明,否則也不允許變更。

    三、應用法則是符合原理及滿足其原理要求,通常是被認可法則之例子。

    四、使用與《地工技術規章》規定之應用法則不同之替代法規屬允許,只要該等替代法規被証明符合相應之原理。

    五、應用法則之文本以較小之字體印刷,並以簡寫RA作開頭。

    第三條

    基本條件

    必須審查下列基本條件:

    a)設計所需之數據已被收集、記錄及解釋;

    b)結構物由具有適當資格及經驗之人員設計;

    c)數據收集、設計及施工人員間存在著足夠之連續性及聯繫;

    d)在工場、車間及現場,已提供足夠之監督及質量控制;

    e)施工係由具恰當技術及經驗之人員根據有關標準及說明書進行;

    f)施工材料及產品是按照本規章或相應之材料或產品說明書來使用;

    g)結構物有足夠之保養;

    h)結構物係按計劃所定之目的來使用。

    第四條

    《地工技術規章》所使用之術語

    下列術語在《地工技術規章》中使用:

    a)類似經驗:指與地基相關,已經以文件形式記錄或以其他形式清楚建立之資料,與設計中所考慮之地基,包括同一類之土體及岩體,該等地基將出現相似之地質特性,並包含相似之結構物,地區性所獲得之資料被認為係特別相關;

    b)地基:是指在施工開始前已存在之土體,岩體及回填土體;

    c)結構:除了正常所指之結構概念以外,本規章所指之結構還涉及工程施工期間之回填土體。

    第五條

    單位

    國際單位(S.I.)之應用應符合ISO 1000之要求。

    RA 對地工技術計算來說,推薦使用下列單位:

    ——力 kN,MN
    ——彎矩 kNm
    ——質量容量 kg/m3, Mg/m3, t/m3
    ——容重 kN/m3
    ——應力、壓力、強度 kN/m2, kPa
    ——勁度 MN/m2, MPa
    ——滲透係數 m/s, m/year
    ——固結係數 m2/s, m2/year

    第六條

    符號

    本規章所用之符號符合ISO 3898標準之要求,適用於所有規章之符號在《結構安全及荷載規章》中定義。本《地工技術規章》所使用之符號在附件一中定義。

    第二章

    地工設計基礎

    第一節

    一般規定

    第七條

    設計要求

    一、結構物之設計應符合澳門《結構安全及荷載規章》之規定。

    二、為了建立對地工勘測範圍及質量、計算及施工控制檢查之最基本要求,應明確每一個地工設計之複雜程度,以及對生命財產之風險程度,尤其應注意區別下列事項:

    a)輕型及簡單之結構物以及小型之土方工程,可根據經驗及具質素之地工勘測,從而保証其滿足基本要求,並可忽略對生命及財產之風險(參照本條第四段中之地工分類一);

    b)其他地工結構(參照本條第四段中之及地工分類二及三)。

    RA 對於那些如上所述之地工複雜程度低、風險性低之工程項目,可採用簡化之設計程序。

    三、在確定地工設計要求時,應考慮下列因素:

    a)結構及其單元之性質及尺寸,包括任何特殊之要求;

    b)周圍環境條件(鄰近結構、交通、公共設施、綠化情況、以及危險化學品等);

    c)地基條件;

    d)地下水情況;

    e)地震情況;

    f)環境影響(水文、地表水、沉陷、濕度之季節性變化等)。

    四、為了建立地工設計之要求,介紹三類地工分類,一類,二類及三類:

    根據地工分類對結構物所進行之初步分類,應在地工勘測前進行。該地工分類其後可能更改。地工分類應根據每一階段之設計及施工過程進行審查,甚至作出更改。

    RA 工程項目之各個設計部分可根據不同之地工分類進行處理。不需要把整個工程項目按地工分類中最高一級來處理。

    較高一級地工分類之程序可用來處理比較經濟之設計,或者設計者認為比較合適者。

    五、地工分類一僅包括小型、或相對簡單之結構物:

    a)本類地工結構可根據經驗及具質素之地工勘測,保証基本要求會得到滿足;

    b)可忽略對生命及財產之風險。

    地工分類一之程序,是能夠從類似經驗獲得充足之地基情況,對基礎之設計及施工可直接使用常規之方法來進行。

    地工分類一之程序,僅當在沒有水下開挖時,或者從類似之當地經驗指出,擬採用之水下開挖可直接進行時,才可採用。

    RA 下列是符合地工分類一之結構物或結構物部份之例子:

    a)簡單之一至二層房子及農用建築物,其最大設計柱荷載250kN,最大設計牆荷載為100kN/m,且採用常規擴大基礎或樁基礎形式;

    b)與地面高差小於2米之擋土牆及開挖支撐;

    c)排水工程、管道鋪設等小型開挖。

    六、地工分類二包括常規之結構型式及基礎型式,沒有非一般高風險或地基及荷載方面不尋常或嚴重困難之情況,屬於地工分類二之結構物需要定量之地工數據及分析,以保証滿足基本要求,但可採用一般程序進行工地及室內試驗以及設計及施工。

    RA 下面列舉之符合地工分類二之結構物或結構物部份之例子,常規型式:

    a)擴大基礎;

    b)筏形基礎;

    c)樁基礎;

    d)牆及其他支擋,或保存土體或水體之結構物;

    e)開挖;

    f)橋柱及墩台;

    g)土提及土方工程;

    h)土錨及其他錨固系統;

    i)在硬質、無裂隙之岩體中之隧道,且不牽涉特殊之水密性或有其他特別要求。

    七、地工分類三包括不在地工分類一及二範圍內之結構物或結構物部份。

    地工分類三包括很大型或不尋常之結構物,負有不尋常高風險,或有地基及荷載方面不尋常或嚴重困難情況之結構物。

    八、除了對工程設計負責人員有現行法律之要求外,對設計地工分類二及三建築物之負責人員還有額外要求,即必須是具有足夠地工技術知識及經驗之土木工程師。

    九、地工設計所考慮之每一個情況都需証實沒有超過相應之界限狀態。

    RA 本設計要求可通過下列工作來達到:

    a)採用第十條到第十五條規定之方法計算;

    b)採用第十六條規定之習慣方法設計;

    c)採用第十七條規定之試驗模型或荷載試驗方法;

    d)採用第十八條規定之觀測方法。

    該四種方法可組合一起使用,實踐經驗中經常指出那一套之界限狀態會控制設計,並可通過粗略之控制檢查証實避免其他界限狀態之發生。

    十、應考慮結構及地基土體間之相互作用。

    RA 界限狀態下應考慮材料間之應變相容性,尤其是脆性材料或那些具有應變弱化特點之材料。如超配筋混凝土,密實礫石土、水泥膠結土及具有小殘餘強度之粘土。有必要允許考慮結構及地基土體相對剛度之詳細分析,以防出現結構單元及地基之組合破壞。這方面之例子包括筏式基礎、橫向受荷樁及柔性擋土牆結構。

    十一、建築物應防止地下水滲入,或蒸氣與氣體侵入其內表面。

    十二、儘可能使用類似經驗檢查其設計結果。

    第八條

    設計所考慮之情況

    在地工設計中,設計情況之詳細說明應適當包括:

    a)結構坐落位置處地基之總體適合程度;

    b)包括在計算模式中各區域土體、岩體及施工單元之特性及分類;

    c)岩層平面之傾向;

    d)洞穴或其他地下結構物;

    e)當結構坐落於岩石上或其附近時,應考慮下列因素:

    — 硬夾層或軟弱夾層;
    — 斷層、接頭及裂隙;
    — 充填有軟弱材料之裂隙;

    f)作用力及其組合及荷載情況;

    g)設計所在處,其周圍自然環境,包括:

    — 導致地面幾何形狀產生變化,沖刷、侵蝕及開挖等之影響;
    — 化學侵蝕之影響;
    — 風化之影響;
    — 地下水位變化,包括袪水,可能之洪水及排水系統破壞等之影響;
    — 從地基土體中冒出氣體;
    — 時間及環境對材料之強度及其他特性之影響,例如由動物活動所形成之洞穴;

    h)地震;

    i)由地下開挖或其他原因所引起之地面沉陷;

    j)結構承受變形之允許價;

    k)新建結構對已存在之結構或設施之影響。

    第九條

    耐久性

    在地工設計中,應在設計階段評估內外環境條件,以便評估其對耐久性之影響程度、以及制訂保護方法或選用有足夠抵抗力之材料。

    RA 在地基所使用材料之耐久性設計時,應考慮下列情況:

    a)對於混凝土:

    — 侵蝕性介質,如地下水中之酸性條件或硫酸鹽等;

    b)對於鋼材:

    — 當基礎單元埋置於地基中,而地基具有滲透性,使地下水及氧氣能滲入而產生之化學侵蝕;
    — 暴露於自由水體板樁表面之腐蝕,尤其在平均水位區域內;
    — 埋置於有裂隙或多孔混凝土中之鋼材之腐蝕性侵蝕,尤其是軋制鋼材,其鐵屑作為陰極,鐵屑自由表面作為陽極,產生電解作用;

    c)對於木材:

    — 在氧氣存在情況下,菌類及好氧細菌之作用;

    d)對於人造織物:

    — 紫外線下之老化作用;
    — 溫度及應力之組合作用;
    — 化學退化之副作用。

    第二節

    通過計算進行地工設計

    第十條

    通則

    一、通過計算來進行設計,應符合《結構安全及荷載規章》內,使用分項安全係數法校核相關之界限狀態,該方法包括:

    a)計算模式;

    b)作用力;該作用力可強加荷載或強迫位移;

    c)土體、岩石及其他材料之特性;

    d)幾何資料;

    e)變形、裂縫寬度、振動等之限制數值。

    RA 在地工工程中,對地基條件之認識取決於地工勘測之程度及質量,這些認識及對施工工藝之控制在滿足所有基本要求方面,比準確計算方法及分項安全係數更為重要。

    二、計算模式應敘述所考慮之界限狀態下之地基行為。

    RA 牽涉地基機理形成之界限狀態很容易由此方法檢查,對由變形定義之界限狀態,當使用這方法時,變形應由計算得出,或者用其他方法作出評估。

    三、計算模式組成如下:

    a)分析方法,經常是基於簡化之分析模式;

    b)若有必要,應對分析結果進行更正,以保証設計計算模式之結果準確或安全。

    RA 對分析結果之更正應考慮下列因素:

    a)設計計算模式所依據之分析方法,其結果之不確定程度;

    b)任何與分析方法有關之系統誤差。

    四、當對於某一特殊界限狀態得不到可靠計算模式時,應進行其他界限狀態分析,利用係數確保該界限狀態不可能發生。

    五、計算模式應儘量與以前設計之現場觀測,模型試驗或其他更加可靠之分析方法進行比較。

    RA 計算模式可能由試驗結果及設計要求間之經驗關係所組成,以用來取代分析模型。在這種情況下,相應地基條件下之經驗關係應清楚地建立。

    第十一條

    地工設計中之作用力

    一、任何計算中作用力數值為已知量,在計算模式中,作用力並非未知量。

    二、在任何計算進行以前,設計者應在計算過程中,選擇一些力及強迫位移作為作用力。這些力及強迫位移在某些計算中處理為作用力,而在其他之計算中則不盡然。如下拉力(負摩擦力)及土壓力為這種力之例子。

    RA 對於由結構作用於基礎上之荷載,為了確定基礎設計中所採用之作用力,應分析結構及基礎間之相互作用。

    三、在地工分析中,下列因素可考慮為作用力:

    a)土體、岩石及水體之重量;

    b)地基中原位應力;

    c)自由水壓力;

    d)地下水壓力;

    e)滲流力;

    f)結構物之皒,外力荷載及環境荷載;

    g)超載;

    h)繫留荷載;

    i)卸載或地基開挖;

    j)交通荷載;

    k)由植物、氣候或濕度變化而引起之膨脹及收縮;

    l)由潛變或滑動土體而引起之移動;

    m)由剝蝕,風化、自身密實及溶解而引起之移動;

    n)由地震、爆炸、振動及動力荷載所引起之移動及加速度;

    o)溫度影響;

    P)地錨或支撐所產生之預應力。

    四、應考慮作用力之持續時間,同時注意對土體材料特性產生時間效應之影響,尤其是細顆粒土體之排水特性及壓縮性。

    五、應指明重複作用及強度變化之作用力,以便特殊考慮涉及連續移動、土體液化、地基剛度變化等問題。

    六、應指明高頻率周期性之作用力,以便特殊考慮所涉及之動力影響。

    七、應特殊考慮以靜水壓力作為主要支配力之地工結構,評估其安全度,這是因為如變形、裂隙及滲透性改變等內在侵蝕危險,而可能導致地下水位變化,該水位變化對安全之影響極為重要。

    八、應考慮下列事項對水壓力之影響:

    a)自由水水位或地下水水位;

    b)鑑於自然排水或人工排水之將來維修問題,自然排水或人工排水之有利或不利影響;

    c)由下雨、洪水、水管破裂或其他方式造成水量增加;

    d)由於植物生長或植物消失所引致水壓之變化。

    九、對於有嚴重後果之界限狀態(通常為極限狀態),水壓力及滲透力之設計數值應能代表在極端情況下發生之最不利數值。對於沒有那麼嚴重後果之界限狀態(通常為使用界限狀態),設計數值應為正常情況下出現之最不利數值。

    RA 注意可能會導致不利水位險情之發生,應考慮如匯水面積之變化,由於堵塞引致減弱排水能力之可能性。

    除非証明有足夠之排水系統以及保証其維修,否則需要假定地下水位會上升至地面標高之極端情況。在一些情況下,這可作為偶然荷載來處理。

    十、設計應分別用相應之A,B,C情況進行校核。

    RA 引入A,B,C情況以便保証結構及地基之穩定性,並有足夠強度。

    十一、表一中所示之皒力及可變荷載之分項安全係數值,通常用於校核常規型式結構物及基礎,在基本荷載組合情況作用下之極限狀態。在不尋常之高度風險或非常困難之地基條件或受荷條件下,應考慮更嚴格之數值,在偶然荷載組合作用下,所有荷載之分項安全係數值應為1。

    表一:基本荷載組合下,極限狀態分項安全係數

    情況 荷載 地基土特性(γm
    皒(γg 變化荷載(γq
    不利情況 有利情況 不利情況 tanφ' c' cu qc1)
    A 1,00 0,95 1,50 1,1 1,3 1,2 1,2
    B 1,35 1,00 1,50 1,0 1,0 1,0 1,0
    C 1,00 1,00 1,30 1,25 1,6 1,4 1,4

    1) 土或岩石之抗壓強度

    RA 對於地基特性,A,B,C 情況採用不同之分項安全係數,參見表一及第十二條內容。

    很清楚,三種情況中有一種情況對設計是最危險,沒有必要對其他情況進行計算。但是,不同情況可能對不同設計部分產生危險。

    情況A僅與浮力問題有關,在這些問題中,靜止水壓力將會為主要之不利荷載,表一中所示之數值僅在此情況有效。對於浮力問題,最合適為採用相對較低之安全係數及較為安全之設計假定,最常用是利用結構解決方法(例如溢水處理),而不是採用較不安全之設計假定及較大之設計安全度。

    情況B通常對基礎及擋土結構中之結構單元之強度設計產生危險,情況B與那些不涉及結構材料強度之情況不相關。

    情況C通常在如土坡穩定等問題係危險,該等問題不涉及結構單元之強度,情況C通常對基礎或擋土結構中結構單元之尺寸係危險,有時亦與結構構件之強度有關。若在校核中不涉及地基強度,情況C就不相干。

    結構材料及地基土之設計強度在同一情況中不必都得到充分發揮。

    在設計結構單元如基腳、樁、擋土牆等時,應引入相應之分項安全係數 γsd

    十二、永久荷載應包括結構自重,非結構單元自重,以及那些由地基土體、地下水及自由水引起之作用力。

    RA 在計算情況B之設計壓力時,表一所示之分項安全係數適用於特徵土壓力。特徵土壓力包含特徵水壓力以及相關特徵地基特性及特徵地面荷載所產生之應力所組成。

    情況B中,若合力影響為不利情況,在擋土牆兩邊之所有永久特徵土壓力值應乘以1.35,如總合力影響為有利,乘以1.00。這樣,所有特徵土壓力就處理成從單一來源所定義。

    在一些情形下,對特徵土壓力採用分項安全係數法之設計數值,可能會導致不合理,甚至實際上不可能之情況。在這些情況下,表一所示之荷載分項安全係數可能會處理成模式係數,然後這些係數直接加至從特徵土壓力推導出之影響力中(即指結構內力及彎矩)。

    在計算情況C之設計土壓力時,表一所示之分項安全係數適用於特徵土體強度及特徵地面荷載。

    十三、對於使用界限狀態之審查,除特殊指定者外,所有皒及可變荷載,應使用分項安全係數1。

    十四、地基土及地下水所引起之作用力設計值也可採用分項安全係數法以外之其他方法得到。表一所示之分項安全係數指出,在大多數情況下常規設計被認為具有適當安全度。當不採用分項安全係數法時,這些應作為獲得所需安全度之指引。

    RA 若審核極限狀態之設計數值為直接評估,這些設計值應如此選擇,以便做到更不利之數值是極端不可能引致極限狀態出現。

    設計值之直接評估尤其適合於那些荷載或荷載組合,該等荷載數值顯然在表一中是不可能得到。

    第十二條

    基土特性

    一、基土特性設計值Xd或可由下列公式,從基土特徵值Xk獲得:

    Xd = Xk
    γm

    式中γm 為地基土體特性安全係數,或者由直接評估獲得。

    二、土及岩石特性特徵值之選擇應根據室內及工地試驗結果進行。應考慮試驗量測到之特性及下列因素控制地工結構性能之土及岩石特性之間之可能差別。如:

    a)裂隙之存在,可能於試驗及地工結構間起不同作用;

    b)時間效應;

    c)所試驗土體或岩石之脆性或延展性。

    RA 應採用轉換係數將須由室內及工地試驗結果轉換成被認為代表地基土體及岩石性能之數值。

    三、土體及岩石性能特徵值之選擇應考慮下列因素:

    a)地質及其他背景資料,如得自以前工程之數據;

    b)性能數值之變化性;

    c)考慮界限狀態所控制及地工結構性能所影響之地基範圍;

    d)施工工藝對人工填築或改良土體之影響;

    e)施工活動對現場地基性能之影響。

    四、在選擇土體或岩石參數特徵值時,應謹慎估計影響界限狀態出現之數值。

    RA 在界限狀態下控制地工結構性能之地基範圍,通常比土體或岩石試驗之範圍大很多,因此,控制參數通常為某一地基範圍或體積之平均數值。特徵值為該平均值之謹慎估計。

    控制地基範圍可能也取決於所支承結構之性能。例如:當考慮支承於幾個擴大基腳之建築物之承載能力極限狀態時,如建築物不能夠抵抗局部破壞,其控制參數為基腳下各個獨立地基範圍基土之平均強度。反之如建築物有足夠之強度及剛度,則控制參數可能為建築物下整個地基範圍或部份地基範圍之平均值。

    可採用統計方法來選擇地基參數特徵值,此方法容許使用已驗正有關基土特性之類似經驗。

    如採用統計方法,特徵值之獲得應為更差之數值而控制界限狀態之發生計算概率不大於5%。

    五、特徵值可能係小於最或然值之低數值,或者是大於最或然值之高數值,每次計算都應使用獨立參數之低值及高值之最不利組合。

    六、特徵值之選擇應考慮幾何數據及計算模式之不確定性,但允許直接採用或用於計算模式中之情況不在此限。

    七、基本荷載組合作用下極限狀態之校核,表一所列A,B,C情況所給之地基特性分項安全係數數值,通常適用於常規設計情況下相同情況荷載之分項安全係數。

    在偶然荷載組合情況下,所有地基特性之分項安全係數數值應為1。

    八、對於那些土體強度起不利作用之極限狀態,所採用之γm值應小於1。

    RA 可採用由小於高特徵值除以小於1之γm係數而成之設計值來考慮界限狀態時土體強度之發揮程度。

    九、根據土體強度參數、打樁公式或荷載試驗所確定之樁承載力之分項安全係數在第六章中敘述。

    十、對於使用界限狀態,所有γm係數值均應為1。

    十一、地基特性之設計值也可用分項安全係數法以外之方法獲得,表一所設定之分項係數值指出,認為對常規設計有適當之安全程度,當不採用分項係數法時,可作為獲得所需之安全程度指引。

    RA 當直接評估極限狀態設計值時,設計值之選擇應保証更不利數值為極不可能影響極限狀態之出現。

    第十三條

    結構材料之設計強度

    結構材料之設計強度性能及結構單元之設計抗力應按照與材料有關之規範或標準計算。

    第十四條

    幾何數據

    一、幾何數據包括地面標高、坡度、水位、土層界面標高、開挖標高、以及基礎形狀等。

    二、若幾何數據之變化不重要,可在材料性能或作用力設計值之選擇中考慮,在其他情況下通常建議直接考慮這些不確定因素。

    三、對於有嚴重後果之界限狀態,幾何數據之設計值應代表可能會在實踐中遇到之最不利數值。

    第十五條

    移動之限制值

    一、對個別移動之限制值,是指在該數值處可能會發生極限狀態或使用界限狀態。

    二、在基礎設計時,應建立基礎移動之限制數值。

    RA 可能需要考慮之基礎移動包括沉降、相對(差異)沉降、轉動、傾斜、相對撓曲、相對轉動、水平位移及振動。

    三、限制移動之設計值應取得所支承結構設計者同意。

    四、選擇限制移動設計值應考慮下列因素:

    a)定明允許移動值之可靠程度;

    b)結構類型;

    c)施工材料類型;

    d)基礎類型;

    e)地基類型;

    f)變形模式;

    g)擬建結構之用途。

    五、應評估基礎之差異沉降及相對轉動,以保証這些位移不致引起極限狀態或使用界限狀態之發生,如所支承結構產生過大裂縫或產生門開合困難。

    RA 開式框架、閉式框架、承重磚牆或連續磚牆之最大允許相對轉動不可能一致,但可能約在1/2000至1/300範圍,以防止在結構中出現使用界限狀態。對許多結構物來說,1/500之最大相對轉動為可接受。可能引致極限狀態之相對轉動大約為1/150。

    對於有獨立基礎之常規結構,總沉降高達50mm,相鄰柱間差異沉降高達20mm通常可以接受,只要相對轉動在允許範圍以內、且不引起進入結構內之使用問題或引起傾斜,或可接受更大總沉降及差異沉降。

    上述關於限制沉降之指引適用於常規結構,這些指引不適用於那些超常規之建築物或結構物,或那些荷載強度很不均勻之建築物或結構物。

    六、差異沉降之計算應考慮下列因素:

    a)地基特性隨機或系統之變化;

    b)荷載分佈;

    c)施工方法;

    d)結構剛度。

    RA 對於大多數地基情況,包括沖積土、粉土、黃土、回填土及殘積土,應考慮由於場址範圍地基特性變化而引起差異沉降因素之可能性。

    第三節

    其他方法進行地工設計

    第十六條

    習慣方法設計

    一、在那些得不到計算模式或沒有必要之情況下,可採用習慣方法避免界限狀態。這包括約定及較保守之設計細節,以及對材料、制作工藝、防護及維護程序之控制及對說明書之要求加以注意。

    RA 習慣方法設計可用於那些如第四條所定義之類似經驗,即沒必要使用設計計算之情況。該法也可用於那些直接計算通常不適合之情況,如對抗霜凍作用及化學侵蝕或生物侵蝕之耐久性之保証。

    二、習慣方法設計通常應局限於地工分類一。

    第十七條

    以荷載試驗及實驗模型試驗進行設計

    只要考慮下列特點,荷載試驗或實驗模型試驗之結果可用來驗証設計:

    a)試驗及實際施工之間地基條件之差別;

    b)時間效應,特別是試驗歷程比實際施工加載歷程更短之情況下;

    c)模型比例之影響,尤其是採用小型模型時,應考慮應力水平及顆粒大小之影響。

    RA 可在實際施工之試樣、足尺模型、或小比例模型中進行試驗。

    第十八條

    以觀測方法進行設計

    一、由於地工性能之預估經常是比較困難,所以有時可適當採用觀測方法,在觀測方法中,在施工期間設計可得到檢討。當採用本方法時,在施工以前,應滿足下列全部四個要求:

    a)應建立性能之允許範圍;

    b)應評估可能之性能範圍,並表明實際性能在允許範圍內是個可接受之概率;

    c)應設計一個揭示是否實際性能在允許範圍以內之觀察計劃,觀察應能在最初階段清楚知道其結果,並可以最短時間間隔,允許成功進行意外處理。儀器之反應時間以及分析結果之程序應能迅速反映系統之可能進展;

    d)應設計一套當監測顯示其性能超過允許範圍時可能會採用之意外處理計劃。

    二、施工期間,觀察應按計劃進行,若有必要,應進行額外觀察或替換觀察。觀察結果應在適當階段進行評估,且於有必要時,意外處理計劃應進行運作。

    第四節

    地工設計報告

    第十九條

    假定、數據及計算

    一、在安全度及使用性驗算中之一些假定、數據、計算及其結果應在地工設計報告中記錄。

    RA 地工設計報告之詳細程度有很大不同,取決於設計之類型。對於簡單設計,通常指地工分類一,可能一張紙就足夠。報告應參考地基勘測報告第四十一條至第四十三條及其他內容更詳細之文件,通常應包括下列內容:

    a)場址及其周圍情況之敘述;

    b)地基條件之敘述;

    c)推薦施工方法之敘述,包括作用荷載;

    d)土體及岩石之設計值,包括適當之判斷;

    e)敘述所使用之規範及標準;

    f)允許風險程度之敘述;

    g)地工設計計算及圖紙;

    h)施工期間需要檢查、需要維護或觀察之內容提示。

    二、地工設計報告為具有足夠地工技術知識之土木工程師之職責。

    第二十條

    監督、觀察及維修

    一、地工設計報告應適當包括監督及觀察計劃,在施工期間需要檢查或施工以後需要維修之項目應在報告中清楚指出。當在施工期間已進行所需要之檢查時,檢查結果應記錄於報告附件中。

    RA 涉及監督及觀察時,地工設計報告應說明下列情況:

    a)每一組觀測或量測之目的;

    b)所需要監測之結構部分以及進行觀測之項目;

    c)測讀頻率;

    d)評估結果之方法;

    e)進行結果比較之數值範圍;

    f)施工結束後繼續監測之時間周期;

    g)進行量測及觀測、解釋獲得之結果、以及觀察及維修設備之負責單位。

    二、前述段落合適之情況下,應提供予業主/客戶包括已完成結構之監督、觀察及維修要求內容之手冊。

    第三章

    地工數據

    第一節

    一般規定

    第二十一條

    總則

    地工資料應經常進行仔細收集、記錄及解釋。這些資料包括場址之地質、地形、地震、水文及場址之歷史等資料,並要對地基土體之變化情形進行評述。

    第二十二條

    規劃及執行

    一、地工勘察之規劃應考慮擬建結構物之施工及使用要求。地工勘測範圍應隨著勘測工作之進展而獲得新之資料,進行不斷檢討。

    二、常規野外勘測及室內試驗之進行,及其報告應符合國際間認可之標準及推薦方法。應報告與這些標準有所偏差及有額外試驗要求之處。

    三、應記錄取樣、運輸及儲存程序,在解釋試驗結果時,應考慮這方面之影響。

    四、必須由有足夠地工技術知識之土木工程師負責規劃地工勘測,跟進工地及實驗室工作,並對所獲得之地工資料作出評估。

    第二節

    地工勘測

    第二十三條

    總則

    地工勘測應提供施工現場及其周圍地基土及地下水情況之所有資料,以便對主要地基特性進行適當敘述,以及對在設計計算中所採用之地基土參數特徵值進行可靠評估。

    RA 當勘測特點內容與結構物之地工分類相關時,在勘測過程中應儘早確定影響地工分類之地基條件。

    下列情況適用於地工分類一:

    a)最起碼要求是所有設計假定應在監督期間最後確定;

    b)勘測工作應包括施工現場目測以及測坑、貫入試驗或縲杆鑽探。

    地工分類二及三之勘測通常應包括下列可能重疊之三方面內容:

    a)初步勘測(見第二十四條);

    b)設計勘測(見第二十五條);

    c)控制勘測(見第四十八條及第四十九條)。

    第二十四條

    初步勘測

    初步勘測應包括下列內容:

    a)評估場址之總體適合程度;

    b)作出相關不同場址之比較;

    c)估計擬建工程可能會引起之變化;

    d)規劃設計及控制勘測,包括鑒別可能對結構物性能有顯著影響之地基範圍;

    e)如存在時,確定借土區域。

    RA 下列內容應考慮包括在初步勘測內:

    a)工地踏勘;

    b)地形測量;

    c)水文學,尤其是孔隙水壓力分佈;

    d)鄰近結構及開挖工程之檢查;

    e)地質,地工圖以及記錄;

    f)附近先前之地工勘測及施工經驗;

    g)航測地圖;

    h)原有地圖;

    i)地震資料;

    j)任何其他相關資料。

    第二十五條

    設計勘測

    一、設計勘測應包括下列內容:

    a)提供永久工程及臨時工程之適當及經濟之設計所需要之資料;

    b)提供規劃施工方法所需要之資料;

    c)能夠鑒別施工期間可能出現之任何困難。

    二、設計勘測應用可靠方法鑒別及擬建結構相關,或受施工影響之地基之所有性質及特性。

    三、在開始最終設計以前,應建立影響結構能力以滿足其性能標準之參數。

    RA 下列內容應考慮包括在相關地基之設計勘測內:

    a)地質分層;

    b)各相關地基土之強度特性;

    c)各相關地基土之變形特性;

    d)通過地基剖面之孔隙水壓力分佈;

    e)滲透情況;

    f)地基土可能之不穩定性;

    g)地基土之壓實性能;

    h)地基土及地下水可能之侵蝕性;

    i)地基土改良之可能性。

    四、為了保証設計勘測包括所有相關之地層,尤其應注意下列地質特點:

    a)洞穴;

    b)岩石、土體或回填材料之退化;

    c)水文地質之影響;

    d)斷層、接頭及其他不連續點;

    e)潛變土體及岩體;

    f)膨脹性土及岩石,以及坍陷性土及岩石;

    g)廢棄材料或人造材料之存在。

    五、常規勘測方法之適當組合可用來鑒別地基土體之工程地質特徵,這些勘測方法包括根據普遍接受,或標準化之程序所進行,通常為可獲得之商業試驗。

    RA 常規試驗通常應包括原位試驗,鑽孔及室內試驗,當採用物探或/及其他間接方法時,通常需進行鑽孔,以便判別使用這些方法而獲得之土層資料。若對場址處之工程地質情況很熟悉,可省略這種鑽孔。

    六、勘測工作至少應穿過估計與工程相關之地層,在該地層以下之土層,對結構物之特性不會有實質影響。

    七、勘探點間之距離及勘探深度應根據區域之地質情況、地基條件、場址大小及結構類型選擇。

    RA 下列情況適用於地工分類二之勘測:

    所有工程,最小應有一個勘探點,包括物探或鑽孔。

    如結構物覆蓋面積大,勘探點可網格點佈置,勘探點間之相互間距通常應為20-40m。在均勻土體條件下,鑽探點或基坑可部分由貫入試驗或地質物探代替。

    對於墊板基礎及條形基礎,在所考慮之基礎底板標高以下之物探或鑽探深度通常應在基礎單元寬度之一至三倍之間,一些鑽探孔通常應勘測至更深處,以便估計沉降情況及可能出現之地下水問題。

    對於筏式基礎,通常現場試驗或鑽孔深度應等於或大於基礎寬度.除非在該深度範圍內遇到基岩。

    對於回填區域或路堤,起碼勘測深度應包括所有那些對沉降有重要影響之壓縮性土層。勘測深度可僅限於某一標高,使該標高以下土層所產生之沉降小於總沉降之10%。勘探點間之距離通常應在50m-200m之間。

    對於樁基礎,鑽探、貫入或現場試驗通常應勘探基土情況至能夠保証安全之深度。通常指樁尖下五倍樁身直徑處。但是,也存在需要更深物探或鑽探深度之情況。鑽探深度大於矩形樁群短邊寬度,由群樁所形成之基礎樁尖標高以下算起,也可能為必要。

    八、應建立勘測期間所作用之地下水壓力,也應建立可能影響地下水壓力之任何自由水體之極限標高,也應記錄勘測期間自由水位情況。

    RA 下列內容適用於地工分類二之勘測:

    孔隙水壓力分佈之勘測通常包括:

    a)鑽孔內及豎管中水位之觀察;水位隨時間之波動;

    b)場址處水文地質方面之估算,包括如承壓水位或靜止水位,或潮差變化等特性。

    為了評估開挖基槽之隆起情形,應調查孔隙水壓力至基槽開挖底面以下,至小一倍低於地下水位開挖深度處。在上層土體容重較小之情況下,可能需要調查至更深處。

    九、應建立任何現場附近袪水或吸水井之位置及吸水能力。

    十、對於那些大型或不尋常建築物,以及含有不尋常風險之構築物,或相當困難複雜之地基條件或加荷條件之情況下,勘測程度應起碼滿足上述所指定之要求。

    RA 下列情況適用於地工分類三:

    經常需要或在需要時應進行額外及更多特定勘測。

    當採用特定或不常用之試驗程序時,試驗程序及試驗解釋應存檔。此外,還應附上該等試驗之參考資料。

    第三節

    地工參數之評估

    第二十六條

    總則

    一、在設計計算中所用之地工參數可將土體、岩石及岩體之特性定量化,這些地工參數應從工地,室內試驗及其他相關數據中推導得出。這些步驟應像考慮界限狀態那樣,進行適當解釋。

    RA 所有試驗都應按照已發表之澳門標準進行。若某一試驗不存在相應之澳門標準時,建議採用ASTM標準。

    在下列關於評估地工參數之要求中,僅涉及最常使用之室內及野外試驗。只要類似經驗已証明其適用性,可使用其他試驗。

    二、為了建立可靠地工參數值,應考慮下列內容:

    a)許多土體參數並非真正是常數,而是取決於諸如應力水平,變形模式等因素;

    b)在解釋試驗結果時,應考慮一些已公佈之資料,在適當地基條件下作出適當試驗;

    c)試驗程序應包括足夠數量之試驗,以便提供設計所相應之各種參數之推導及變化數據;

    d)各參數值應與相應已發表之數據,以及當地經驗及 一般經驗比較。如存在時,也應考慮參數間已建立之相關關係;

    e)當可獲得時,應該分析大比例現場試驗及施工全比例量測之結果;

    f)當可獲得時,應該檢查多於一種試驗類型之試驗結果之相關關係。

    第二十七條

    基土之描述

    一、在解釋其他試驗結果以前,應鑒別土及岩石之特性及其基本成份。

    二、材料應進行目測並應根據已認可之術語描述,且應進行工程地質評估。

    RA 除了上述目測以外,下列特點可用於其鑒別目的:

    a)對於土體:

    —顆粒大小分佈情況;
    —顆粒形狀;
    —顆粒表面粗糙程度;
    —相對密度;
    —容重;
    —自然含水量;
    —Atterberg限值;
    —碳酸化物含量;
    —有機質含量。

    b)對於岩石:

    —礦物成份;
    —岩石成因;
    —含水量;
    —容重;
    —孔隙率;
    —聲波速度;
    —快速吸水率;
    —膨脹;
    —水解耐久指數;
    —單軸抗壓強度。

    由單軸抗壓試驗所獲得之強度可對岩石進行分類。但也可採用如點荷試驗等更簡單之試驗程序。

    第二十八條

    容重

    一、容重之確定應有足夠準確度,以便建立從該值導得之作用力之設計數值。

    二、當採用試驗確定容重時,應考慮自然或人為所產生之變化,或分層之影響。

    RA 只要知道土之類型及級配,砂土及礫石土之現場容重可以從如貫入試驗,或者能夠指示土體強度之觀測方法等試驗結果,獲得足夠準確之評估。

    第二十九條

    相對密度

    相對密度應表達為根據標準室內試驗程序所定義且相對於非粘性土最鬆散及最緊密狀態之密實程度。

    RA 土體相對密度之直接量測,可通過準確量測之現場密度,及根據標準參考試驗而獲得之室內試驗容重值,通過比較獲得。土體相對密度之間接量測方法可從貫入試驗獲得。

    第三十條

    夯實度

    夯實度應表示為土體乾容重及從標準夯實試驗而獲得之最大乾容重之比值。

    RA 最常用之夯實試驗係與不同標準之夯實能量相應,標準夯實試驗及修正夯實試驗,夯實試驗也給出最佳含水量,即在某一夯實能量,土體最大乾容重時之含水量。

    第三十一條

    粘性土之不排水剪切強度

    在評估飽和細顆粒土體不排水剪切強度Cu時,下列特點很重要,應予考慮:

    a)土體在原位時及試驗時之應力差別;

    b)土樣之擾動情況,尤其是從鑽孔中所獲得之室內試驗土樣;

    c)強度之各向異性,尤其在低塑性粘土中;

    d)裂隙,尤其在硬粘土中,試驗結果可能僅代表裂隙 或完整土體之強度,上述兩者均可能控制其工地性能,試樣大小可能是很重要;

    e)速率影響,進行太快試驗會導致較高強度;

    f)大應變影響,大多數粘土在受到很大應變時,在預先形成之滑動面上失去其強度;

    g)時間影響,土體被有效地排水所需之時間,取決於其滲透性、自由水體之獲得及土樣之幾何形狀;

    h)土樣之不均一性,如粘土試樣中含有礫石或砂土;

    i)飽和度;

    j)用來從試驗結果,尤其是現場試驗中推導不排水剪切強度之理論之可信度。

    第三十二條

    土體之有效剪切強度參數

    一、在評估有效剪切強度c'及φ' 時,應考慮下列特點:

    a)問題所涉及之應力水平;

    b)現場確定容重之準確程度;

    c)取樣時之擾動情況。

    二、c'及φ' 值僅能在所估計之應力範圍內可假定為常數。

    三、當從帶有孔隙水壓力量測之不排水試驗獲得有效應力參數c'及φ' 時,應注意土樣是否完全飽和。

    RA 平面試驗中測得之φ' 值通常比三軸條件下測得之φ'值稍高。

    第三十三條

    土體之硬度

    在評估土體之硬度時,應考慮下列特點:

    a)排水條件;

    b)平均有效應力水平;

    c)強迫剪應變或誘導剪應力水平,後者通常歸化為破壞時之剪切強度;

    d)應力應變歷史。

    RA 這些因素對控制土體硬度很重要,其他影響土體變形模量之因素包括:

    a)相對於主固結應力方向之土體受力方向;

    b)時間及應變速率之影響;

    c)考慮到土顆粒尺寸及土體總體纖維特點之試樣大小。

    從工地及室內試驗獲得對地基硬度之可靠量測通常很困難,尤其是由於試樣之擾動及其他影響,從室內試樣量測到之數值經常低估了現場土體之硬度。因此,建議對以前施工特性之觀測進行分析。

    有時假定應力及應變在限定之應力變化範圍內為線性或對數線性關係為方便,但是,由於土體之實際性能通常為明顯之非線性關係,因此,在採用線性關係時應謹慎處理。

    第三十四條

    岩石及岩體之質量及特性

    一、在評估岩石及岩體之質量與特性時,應區別由岩芯試樣測得之岩石材料之性能,與包括構造不連續點,如層理層面、接頭、剪切區及溶解之孔穴等更大之岩體之性能。應考慮接頭之下列特性:

    a)間距;

    b)朝向;

    c)裂隙;

    d)連續性;

    e)粗糙度,包括以前接頭運動之影響;

    f)充填料。

    二、此外,在評估岩石及岩體性能時,如存在時,應考慮下列內容:

    a)原位應力狀況;

    b)水壓力;

    c)不同地層之間性能之顯著變化。

    RA 岩石質量可用能夠確定岩體工程性質之岩石質量指標(RQD)定量化。

    岩石整體特性如強度、硬度等之估計,可通過採用原先與隧道工程相關之領域內發展起來之岩體分級概念獲得。

    三、應評估岩石對氣候、應力等變化之敏感性,也應該考慮化學退化結果對岩石基礎性能之影響。

    RA 在評估岩石及岩體質量時,應考慮下列特點:

    a)多孔之軟質岩很快會退化為低強度土體,尤其是當暴露於風化作用中時;

    b)岩石受地下水作用,展示了高溶解速率,導致地下河流、溶洞、以及發展至地面之落水洞;

    c)當卸載並暴露於空氣中時,一些岩石由於受其粘粒礦物之吸水,會經歷顯著膨脹。

    四、在評估岩石材料之單軸抗壓強度及變形能力時,應考慮下列特點:

    a)加載軸向相對於試樣各向異性如層理層面、頁理等之方向;

    b)取樣方法,儲存歷史及環境;

    c)試樣數目;

    d)試樣幾何尺寸;

    e)試驗時之含水量及飽和度;

    f)試驗歷程及應力速率;

    g)楊氏彈性模量之確定方法及確定楊氏模量之軸向應力水平。

    RA 單軸抗壓強度及單軸抗壓變形主要用於完整岩石之分類及其特性描述。

    五、在評估岩石材料接頭之剪切強度時,應考慮下列特點之影響:

    a)試件相對於岩體及假設作用力之方向;

    b)剪切試驗之方向;

    c)試件數量;

    d)剪切面之尺寸;

    e)孔隙水壓力情況;

    f)控制地基岩石性能之漸進破壞之可能性。

    RA 剪切面通常與岩石之薄弱面(接頭、層理、片理、劈理面)重合,或者與岩石及土體界面或混凝土及岩體界面重合。接頭面所測得之剪切強度通常用於岩體之極限平衡分析。

    第三十五條

    滲透及固結參數

    在評估滲透及固結參數時,應考慮下列特點:

    a)地基不均一性條件之影響;

    b)地基各向異性之影響;

    c)地基中裂隙或斷層之影響,尤其在岩石中;

    d)在擬設之加載作用下,應力變化之影響。

    RA 在較小之實驗室試樣中量測到之滲透性可能不能代表現場情況。因此,應儘可能使用工地試驗量測大體積地基之平均性能,但必須考慮到有效應力超過原位應力時,地基滲透性之可能變化。有時滲透性能可根據對顆粒大小及其分佈之認識來估算。

    第三十六條

    錐貫入參數

    RA 在評估錐貫入試驗之錐端阻力、側摩阻力以及可能包括孔隙水壓力時,應考慮下列特點:

    a)錐頭及錐桿之具體設計形式可能會顯著影響其結果,因此必須建立所使用型式錐頭之允許範圍;

    b)只有當土層之分佈次序建立以後,對試驗結果之解釋才有信心。因此在許多情況下需要鑽孔佐証錐貫入試驗結果;

    c)當解釋試驗結果時,應考慮地下水情況及土體之上覆荷載之影響;

    d)若在不均勻土體中記錄得很大變動之試驗結果,必須考慮手頭設計相應於代表該部分土體之貫入數值;

    e)當可獲得時,應考慮錐貫入試驗及其他試驗之相關關係,如密度量測及其他形式之貫入試驗。

    第三十七條

    標準貫入試驗及動力桿測試驗之錘擊數

    RA 在評估錘擊數時,應考慮下列特點:

    a)試驗類型;

    b)試驗過程之詳細描述(舉錘方法、端頭或錐頭、落錘重量、落距、套管及鑽桿直徑等);

    c)地下水情況;

    d)上覆壓力之影響;

    e)基土性質,尤其當遇到大礫石時。

    第三十八條

    壓力儀參數

    RA 在評估極限壓力及壓力儀模量時,應考慮下列特點:

    a)試驗設備類型;

    b)在基土中安裝壓力儀所用之程序。

    那些已顯示超過適度擾動之曲線不應被採用。

    當在試驗中沒有達到極限壓力時,可採用曲線適度或保守之外延方法確定。對於那些僅確定了壓力儀曲線初始部分之試驗,可採用同一現場之總體相關條件、保守地從壓力儀模量來估計其極限壓力。

    第三十九條

    熱膨脹儀參數

    RA 在評估扁式熱膨脹儀數值時,應考慮安裝程序之影響。

    若要評估強度參數,應考慮貫入阻力之影響。

    熱膨脹儀參數通常用作確定土體約束模量之基礎。

    第四十條

    夯實性能

    在評估填土材料之夯實性能時,應考慮下列特點:

    a)土體或岩石類型;

    b)顆粒大小分佈;

    c)顆粒形狀;

    d)材料之不均勻性;

    e)飽和度及含水量。

    RA 為了獲得土或岩石填料夯實性能之直接量測,應進行所用材料類型、填層厚度及碾壓設備類型之嘗試夯實試驗、其所獲得之密度與室內標準夯實程序有關,也與擬建場址控制裝置及程序之現場數值有關,(例如:物探、強夯試驗、承載板試驗、沉降記錄等)。

    第四節

    地工勘測報告

    第四十一條

    總則

    地工勘測結果應整理成地工勘測報告,該地工勘測報告應成為在第十九條及第二十條中所述之地工設計報告之基礎。

    RA 地工勘測報告通常應由下列二部分所組成:

    a)提供可獲得之地工資料包括地質特性及相應數據;

    b)對該資料之地工方面之評價,以及說明推導地工參數之假設。

    這些內容可組合在一個報告中或分成幾個報告。

    第四十二條

    地工資料之提供

    地工資料之提供應包括所有工地及室內工作之描述,以及進行工地勘測及室內試驗所採用之方法之文件。

    RA 此外,如相關時,報告之事實描述應包括下列內容:

    a)地工勘測之目的及範圍;

    b)簡要敘述地工報告所匯集資料之工程,給出工程位置,規模及幾何形狀,所預期之荷載、結構單元、結構所用材料等;

    c)陳述預期之結構地工分類;

    d)工地及室內試驗所進行之日期;

    e)取樣、運輸及儲存之程序;

    f)所使用之工地設備之類型;

    g)測量數據;

    h)所有顧問工程師及分承包商之名字;

    i)工程整個區域之工地踏勘,尤應注意下列問題:

    —地下水跡象;
    —鄰近結構物特性;
    —斷層;
    —採石場及借土區域之暴露面積;
    —不穩定區域:
    —開挖所遇到之困難。

    j)場址歷史

    k)場址工程地質;

    l)從可獲得之航測照片中得到之資料;

    m)該區域之當地經驗;

    n)該區域之地震資料;

    o)表列工地及室內工作數量,並提供在地層勘測期間由監理工地作業人員所記錄之現場觀察;

    p)在工地作業期間在鑽孔中所測得之地下水位隨時間變動之數據,或工地作業完成後孔隙水壓計中測得之地下水隨時間變動之數據;

    q)鑽孔柱狀圖之匯集,包括芯樣照片,以及根據現場描述及室內試驗結果整理之地下土層描述;

    r)在附件中分組及提供工地以及室內試驗結果。

    第四十三條

    地工資料之評估

    地工資料之評估應適當包括下列內容:

    a)工地及室內試驗之檢討,若存在有限或局部資料,應予說明,若數據有缺陷、不相關、不足夠或不準確,也應相應指出並對其進行評估、在解釋試驗結果時,應考慮取樣、運輸及儲存程序。任何尤其是相反之試驗結果應予以仔細考慮,以便確定這些結果是否由錯誤所造成,或是代表了在設計中應予考慮之真實情況;

    b)如確實需要時,應提交進一步之工地及室內試驗建議,並應附述需要這些額外工作之評論。這種建議應帶有其所提議,要進行之額外勘測類型之詳細計劃,並必須回答問題之明確參考資料。

    RA 除上述以外,地工數據之評估如相關時還應包括下列內容:

    a)提供及工程要求相關之工地及室內試驗結果之圖表,若確實需要,用統計圖表說明最相關數據之數值範圍及其分佈;

    b)地下水位深度及季節性變化之關係;

    c)顯示各土層變化差異之地下土層剖面,所有土層之詳細敘述,包括其物理特性、壓縮性能及強度性能,以及對如礦穴、溶洞等突異性之評估;

    d)各土層地工數據值範圍之分類及提供,資料內容應易於理解,以便在設計中選擇最為適當之地基參數。

    第四章

    工程監督、觀察及維修

    第四十四條

    目的及範圍

    一、為了保証結構之安全及質量,應適當進行下列工作:

    a)應監督施工過程及施工工藝;

    b)施工期間及施工結束後應觀察結構性能;

    c)結構應得到足夠維修。

    二、施工過程及施工工藝之監督,以及施工過程中及施工結束後之結構性能之觀察應根據地工設計報告要求進行。

    RA 施工過程及施工工藝之監督應包括下列適當方法:

    a)檢查設計假定之適當性;

    b)鑒別實際地基情況及設計假定情況之差別;

    c)檢查施工是否按設計要求進行。

    施工期間及施工結束後結構性能之觀察應包括下列適當之內容:

    a)施工期間之觀察及量測觀察結構物及其周圍構築物之行為,以便判斷是否需要補救措施、或改變施工程序等;

    b)觀察並量測以觀察及評估結構物以及其周圍構築物長期之性能。

    三、監督及觀察之水平以及質量應起碼等於那些在設計中假定之情況,並應與選用之設計參數值及安全係數一致,會影響到設計決定之監督及觀察結果應明確鑒別。

    RA 施工監督,性能觀察所需要之檢查、控制及工地、室內試驗應在設計階段規劃,至於不可預見之情況,觀察程度及頻率應增加。

    附件二列出了施工監督及性能觀察一覽表。

    第四十五條

    監督計劃

    在地工設計報告中包括之監督計劃,應陳述監督所獲得結果之接受限度。

    RA 監督計劃應指明監督類型、質量及頻率,並應與下列情況成比例:

    a)在設計假定中不確定因素之程度;

    b)地基土及加荷條件之複雜程度;

    c)施工期間潛在之破壞危險;

    d)施工期間設計修改及施行修正方法之可行性。

    第四十六條

    檢查及控制

    一、工程施工應連續目測檢查,且檢查結果應作記錄。

    RA 對於地工分類一,監督程序可能僅限於目測檢查、粗略之質量控制以及結構性能之定性評估。

    對於地工分類二,可能經常需要對地基特性及結構性能進行量測。

    對於地工分類三,在施工之各主要階段可能需要額外量測。

    二、下列情況下其記錄應適當保留:

    a)顯著地基及地下水特徵;

    b)施工順序;

    c)材料質量;

    d)與設計之偏差;

    e)竣工圖紙;

    f)量測結果及其解釋;

    g)環境條件方面之觀測;

    h)不可預見之事件。

    RA 臨時工程之記錄也應該保存,工程施工中斷、以及重新施工之情況也應作記錄。

    三、設計者在作出某些決定以前,應該知道檢查及控制結果,因為有時需要這些結果作出決定。

    第四十七條

    設計評估

    應根據所遇到之地基條件,檢查施工程序及操作順序之適合程度,以及預期之結構性能,應該與觀測到之性能進行比較。並應根據檢查及控制之結果對設計進行評估。如有必要,結構應重新設計。

    RA 設計評估應包括在施工期間出現之下列最不利條件,並進行仔細檢討:

    a)地基條件;

    b)地下水條件;

    c)結構上之作用力:

    d)環境影響及變化,包括滑坡及岩石塌落。

    第四十八條

    地基條件之檢查

    一、施工期間應檢查結構物所基於或處於土體或岩石之地工特性及對其之描述。

    RA 對於地工分類一,土體及岩石之描述之檢查應包括下列內容:

    a)檢查場址;

    b)確定在結構物影響範圍內土體或岩石之類型;

    c)記錄開挖中所暴露之土體或岩石之描述。

    對於地工分類二,結構物所基於之土體或岩石之地工特性也需檢查,可能需要額外之地工勘測,也可能重新抽取及試驗代表性土樣,以便確定指數特性、強度及變形性能。

    對於地工分類三,額外要求可能包括進一步勘測,以及對設計可能有重要影響之地基或填土條件之詳細檢查。

    地基地工特性之間接跡象(如打樁紀錄)應進行記錄,並應用來幫助解釋地基情況。

    二、與設計假定偏差之地基類型及特性應立即向負責該工程之人員報告。

    三、應檢查設計所用之原理對所遇到之地基地工特性是否合適。

    第四十九條

    地下水檢查

    一、施工期間所遇到之地下水位、孔隙水壓力及地下水化學性質等,應進行適當檢查,並應與設計中所假定者比較。對於已知或可能存在之地基類型及滲透能力顯著變化之地盤,需要進行更加徹底之檢查。

    RA 對於地工分類一,通常是根據以前在該區域以文件登記之經驗,或根據間接之証據來控制。

    對於地工分類二及三,如地下水條件大大影響施工方法及結構性能,通常對地下水情況進行直接觀測。

    地下水流特性及孔隙水壓力可用孔隙水壓計測得,孔隙水壓計最好應在施工作業開始前安裝好。有時,作為觀察系統之一部份,可能有必要在離現場較遠處安裝孔隙水壓計。

    如施工期間出現之孔隙水壓變化可能影響結構性能,應觀察孔隙水壓力,一直到施工結束或一直到孔隙水壓力消散至安全之數值為止。

    對於低於地下水位可能浮起之結構,應觀察其孔隙水壓力,直到結構自重足以排除浮起之可能性為至。

    當任何永久工程或臨時工程之一部份受化學侵蝕顯著影響時,應進行對循環水體之化學分析。

    二、應檢查施工作業(包括袪水、灌漿及開挖坑道等)對地下水體之影響。

    三、地下水特性及設計中假定會出現之偏差,應立即向負責該工程之人員報告。

    四、應檢查設計中所用之原理是否適合所遇到地下水之特性。

    第五十條

    施工檢查

    一、應檢查現場作業是否符合設計假定中之施工方法,以及地工設計報告中之陳述。

    RA 對於地工分類一,正式之施工計劃通常不包括在地工設計報告中。施工作業程序一般由承包商決定。

    對於地工分類二及三,地工設計報告可能給出施工作業程序,或者另一方法是在地工設計報告中說明施工程序由承包商自己決定。

    二、若出現與原設計中假定之施工方法,與地工設計報告中敘述之方法產生偏差時,應明確並合理考慮處理且應立即向負責該工程之人員報告。

    三、應檢查設計中所用之原理是否適合所採用之施工作業程序。

    第五十一條

    觀察

    一、觀察之目的為:

    a)檢查在設計期間所預估性能之適當性;

    b)保証結構物,在施工結束後仍能繼續具有符合要求之性能。

    二、應向業主或客戶詳細說明,觀察已完成之結構所需要之檢查及量測。

    三、觀察計劃應按照地工設計報告進行。

    RA 結構物之實際性能之記錄十分重要,以便收集類似經驗之數據。

    量測可能包括下列內容:

    a)受結構影響之地基變形;

    b)作用力數值;

    c)地基及結構之間接觸應力之數值;

    d)孔隙水壓力及其隨時間之變化;

    e)結構單元上之應力及變形(垂直或水平移動,轉動或扭轉)。

    量測結果可能與包括建築外形之定性觀察匯集在一起。

    施工結束後之觀察周期長短,可能因施工期間所獲得之觀察結果而改變,對於那些結構會對四周環境有不良之影響,或者破壞後會對生命財產有不尋常風險之結構,可能需要施工結束後長達十年之觀察或終生觀察。

    四、有必要評估及解釋由觀察而獲得之結果,通常應作定量分析。

    RA 對於地工分類一,可簡單、定性並根據目測來評估其性能。

    對於地工分類二,可根據結構所選定之點之移動量測來評估其性能。

    對於地工分類三,通常應根據位移之量測,並顧及施工作業程序之分析對其性能進行評估。

    五、對於那些對地基或地下水情況可能有不利影響之結構,在計劃觀察系統時,應考慮地下水泄漏及地下水流形式之改變之可能性,尤其在涉及細顆粒土體時。

    RA 這類結構之例子有:

    a)儲水結構物;

    b)用於控制泄漏之結構;

    c)隧道;

    d)大型地下結構物;

    e)深層地下室;

    f)土坡及擋土結構物;

    g)地基改良。

    第五十二條

    維修

    應向業主及客戶詳細說明,保証結構安全及使用性能所需要之維修。

    RA 維修要求應提供資料於:

    a)需要定期檢查之結構關鍵部位;

    b)檢查頻率。

    第五章

    擴大基礎

    第一節

    一般規定

    第五十三條

    範圍

    本章條款適用於擴大基礎,包括墊板基礎,條形基礎及筏式基礎,部分內容亦適用於深基礎如沉箱等。

    第五十四條

    界限狀態

    應符合一系列應當考慮之界限狀態,下列界限狀態應被考慮:

    a)整體失穩;

    b)承載能力破壞;

    c)滑動破壞;

    d)地基及結構物之聯合破壞;

    e)基礎移動所引致之結構破壞;

    f)過大之沉降;

    g)過大之隆起;

    h)不可接受之振動。

    第五十五條

    設計所考慮之荷載及設計情況

    一、對於界限狀態之計算,應考慮第十一條之作用力。

    RA 當結構有足夠之剛度時,應該分析結構與地基間之相互作用,以決定作用力之分佈情況。

    二、設計所考慮之情況必須根據第八條所述之原則選擇。

    RA 當考慮選用擴大基礎之設計情況時,地下水位之評估則特別重要。

    第五十六條

    設計及施工之考慮

    一、當選擇擴大基礎底面之深度時,需要考慮下列之各項因素:

    a)到達有足夠承載能力之持力層;

    b)預定深度以上,由於季節性氣候變化,或樹木與灌木之影響,引致粘土產生膨脹或收縮,可能造成一定程度之移動;

    c)當基礎開挖深度在地下水位以下時,地下水可能對開挖造成困難;

    d)由滲漏,氣候影響,或施工過程,而引致地基之移動或持力層強度之降低;

    e)鄰近基礎及結構物施工開挖之影響;

    f)基礎附近將來維修所需之開挖;

    g)由建築物傳來之高溫或低溫;

    h)沖刷產生之可能性。

    二、為了滿足其他性能之要求,基礎之寬度設計必須考慮實際情況,如開挖之經濟性,定位出現之容許誤差,工作空間,基礎所支承牆或柱之尺寸等。

    三、當設計擴大基礎時,必須選擇下列其中一種設計方法:

    a)直接方法:對每種界限狀態所使用之計算模式,使用之作用力設計數值及地基參數,都要分別作出分析。當對一種極限狀態作出驗算時,計算必須模擬儘可能接近實際情況之破壞機理。當驗算使用界限狀態時,通常需要使用變形分析方法;

    b)預估承載能力方法:利用類似經驗作出估計,及利用現場或實驗室之試驗或觀察結果,選取對使用界限狀態有關之荷載,保証能符合所有相關界限狀態之要求。

    第五十七條

    對岩石上之基礎所附加之設計考慮

    對處於岩石上擴大基礎之設計必須考慮下列事項:

    a)岩體強度及變形性質,所支承結構物之容許沉降量;

    b)基礎下是否出現軟弱層面,如溶解地層、斷層等;

    c)層面及其他不連續層之出現,其性質(如充填材料、連續性、寬度、間距等);

    d)岩石之風化程度,分解程度及破裂程度;

    e)基礎附近之施工活動引致對岩石之擾動,如地下施工,斜坡施工等。

    RA 處於岩石上之擴大基礎,一般可以使用如第五十六條第三段所述之預估承載能力方法設計。

    對於堅硬完整之火成岩,片麻岩,石灰岩及砂岩,預計承載壓力通常是受混凝土基礎之抗壓強度所限制。

    基礎之沉降可以利用第三十四條所述之岩體分類,使用類似經驗作出評估。

    第二節

    極限狀態設計

    第五十八條

    整體失穩

    對於由整體失穩而導致之破壞,必須特別檢查基礎在下列之情況:

    a)接近或處於傾斜之工地,天然之斜坡或土堤之上;

    b)接近開挖區域或擋土牆;

    c)接近河流,溝渠,湖泊,水庫或海邊;

    d)接近地下工作區或地下構築物。

    對於這些情況.必須作出論証,以保証包含基礎之地基土體不會發生穩定性破壞。

    第五十九條

    承載能力破壞

    一、為了証明基礎有足夠安全度以抵抗承載能力破壞來支承設計荷載,下列之不等式必須滿足所有極限狀態荷載情況及荷載之不同組合情況:

    Fnd ≦ Rnd

    此處:

    Fnd 是正向於基礎底面之極限狀態設計荷載,包括基礎之重量及所有回填物料重量,在排水條件下,計算Fnd 時,一般亦考慮水壓力之作用。

    Rnd 是基礎對抗正向荷載之設計承載能力,包括考慮荷載之傾斜或偏心之影響,其計算必須根據第十二條、第二十六條到第四十條所選用之有關參數及設計數值。

    RA 當環繞基礎之水壓力是靜水壓力時,Fnd 之計算可以簡化,對位於地下水位以下之結構構件可使用浮重計算。

    二、對擴大基礎之設計垂直承載能力作出分析評估時,必須考慮短期及長期狀態,特別是對細顆粒土壤,空隙水壓之變化可能導致剪力強度之改變。

    三、當基礎以下之土體或岩體,出現層狀結構模樣或出現斷續情況,破壞機理之假定、剪切強度之選擇及變形參數之選定,必須考慮地基之結構性質。

    四、當計算在高度層狀沉積土上基礎之設計承載能力時.地基參數之設計數值,必須對每一層都作出決定。

    RA 當一層軟弱層面位於堅硬層面之上時,承載能力可以使用軟弱層面之剪切參數作出計算。

    五、擴大基礎之設計承載能力可以用半經驗法估計,利用現場試驗結果並使用類似經驗。

    第六十條

    滑動引致之破壞

    一、當荷載並非正向於基礎底面,基礎必須驗證對抗滑動所引致之破壞。

    二、對檢查滑動破壞於水平方向之安全性時,必須滿足下列不等式:

    Fvd ≦ Rvd + Rpd

    此處:

    Fvd 是設計水平總荷載,包括設計主動土壓力。

    Rvd 是基礎底面與地基間之設計剪切強度。

    Rpd 是基礎側面之設計抵抗土壓力,可由適合於界限狀態考慮之變形而產生,並符合結構本身之使用年期。

    RA Rvd及Rpd二者之設計數值必須參照在界限狀態荷載下之預期移動。對於大移動,必須考慮以往峰值行為之可能相關性。

    三、此不等式同樣適用於當基礎處於傾斜面上之情況。

    四、當基礎處於粘土土壤承重時,而土層受季節變化影響而變形時,必須考慮粘土在基礎垂直面產生收縮之可能性。

    五、必須考慮基礎前之土壤可能由人為因素或侵蝕作用而失去之可能性。

    六、對於排水情況,設計剪切強度必須由下列公式計算:

    Rvd = F 'nd tan (δ d)

    此處:

    F'nd 是設計有效荷載,正向於基礎底面。

    δd 是基礎底面之設計摩擦角度。

    RA 對於現場澆鑄混凝土基礎,設計摩擦角度可假設為設計內摩擦角度φd',至於對平滑預製基礎,可假設為2/3φd' 。對有效內聚力c' 可忽略不計。

    七、對不排水情況,剪切強度一般由下式限制:

    Rvd = A' cud

    此處:

    A' 是有效底面面積,定義為基礎底面,在偏心荷載情況則為基礎之減小面積,其形心位置即為荷載合力之作用點。

    如果水或空氣可能進入基礎與不排水粘土基層間時,必須檢查下列情形:

    Rvd ≦ 0.4Fnd

    這堣妣n求唯有在基礎與地基間隙內之水或空氣,由抽吸方法防止,而作用範圍沒有承載壓力之增加,可以忽略不理。

    第六十一條

    大偏心之荷載

    一、當荷載偏心超過矩形基礎1/3寬度,或圓形基礎之0.6倍半徑時,必須特別注意。這包括:

    a)根據第十一條之作用力設計數值必須小心檢討;

    b)設計基礎邊界位置時,必須考慮實際施工時可能出現之偏差。

    RA 除非施工作出特別注意,否則必須考慮至0.10m之誤差。

    二、上述對於基礎邊界位置之保守設計數值,在檢驗承載能力時亦必須使用。

    第六十二條

    由於基礎移動而引致之結構破壞

    一、當結構承受極限狀態設計荷載時,基礎在水平及垂直方向之差異位移,必須考慮地基之變形參數,確保所支承之結構不會導致極限狀態發生。

    RA 可以採用第五十六條第三段提出之預估承載能力方法,使用設計承載壓力,其所引致之位移不會導致結構出現極限狀態發生。

    二、對於可能膨脹之地基,必須評估可能產生之差異隆起,對基礎及結構作出設計,防止或適應其發生。

    第三節

    使用界限狀態設計

    第六十三條

    總則

    一、對於由上部結構引致基礎位移,必須同時考慮整個基礎之位移及基礎各部份之差異位移。

    二、當計算類似使用標準之基礎位移時,必須採用使用界限狀態設計荷載。

    三、基礎之垂直及水平位移,其可能範圍必須作出評定,並與第十五條所列出之位移限制數值進行比較。

    四、基礎上荷載所產生之位移,如第十一條所列之情況必須作出考慮。

    五、考慮由基礎上荷載所產生之垂直位移(沉降),其計算方法在第六十四條列出。

    RA 沉降計算並不能非常準確得到,一般祗能提供一些近似指標。

    第六十四條

    沉降

    一、沉降計算必須考慮即時沉降與延時沉降。

    RA 對飽和土壤計算沉降時,下列沉降之三要素必須考慮:

    a)不排水情形,對完全飽和土壤,由於剪力變形而體積不變之沉降So

    b)由固結所引致之沉降S1

    c)由潛變所引致之沉降S2

    對於有機性土壤及靈敏性粘土,必須特別考慮,因為其沉降會延續下去,差不多如潛變所產生之沉降一樣。

    對於可壓縮土層之考慮深度,必須根據基礎之形狀及大小,土壤剛性隨深度改變之變化,及基礎構件間距離等作出考慮。

    一般來說,考慮深度時,由基礎荷載產生之有效垂直應力為有效負載應力之20%為止。

    在很多情況下,該深度可以粗略估計為基礎寬度之一至二倍,但對於荷載較輕,比較寬之筏式基礎可以相對作出減少。該處理方法並不適用於非常軟弱之土壤。

    二、任何由於土壤自行壓實所產生之可能附加沉降,必須作出評估。

    RA 下列情形必須考慮:

    a)對易崩塌土壤及填土,考慮自重,水淹及振動可能產生之影響;

    b)對易粉碎之砂土,考慮應力改變所產生之影響。

    三、地基剛性必須適當採用線性或非線模式其中之一種。

    四、差異沉降及相對轉動必須作出評定,考慮荷載之分佈情況及地基可能出現之變化,保証不會導致使用界限狀態之出現。

    RA 差異沉降之計算若不顧及結構之剛性時,將趨向於過高之預估值。對結構與地基相互作用之分析,可以對差異沉降數值作出合理降低。

    對由於地基變化所產生之差異沉降,如果由結構之剛性作用預防時,為可被接受。對於在天然地基上之擴大基礎,其大小一般可達到10mm,但通常不會超過計算總沉降數值之50%。

    對偏心荷載之基礎傾斜,應假設承載壓力為一線性分佈,然後計算基礎邊角點之沉降,方法是使用每一邊角點下地基之垂直應力分佈情況計算。

    第六十五條

    振動分析

    一、對於振動性結構物之基礎,或要承受動載之基礎,設計必須能保証振動不會令基礎產生過大沉降及振動。

    RA 但必須特別注意脈動載之頻率與基礎——地基系統之臨界頻率間,不會出現共振情況,並保証地基不會出現液化情況。

    二、由地震所產生之振動必須根據《結構安全及荷載規章》及在國際上被認可之方法作出考慮。

    第四節

    結構計算

    第六十六條

    擴大基礎之結構計算

    一、擴大基礎必須根據第十條至第十五條對結構破壞作出驗正。

    RA 對於剛性基腳,承載壓力可以假設為線性分佈。對於土壤—— 結構間之相互作用,可根據第七條第十段之原則作出詳細分析,可以作為更經濟設計之根據。

    對於撓性基礎,接觸壓力之分佈可以模擬為基礎是一條樑或板,置於有適當剛度及強度之連續變形系統,或一連串有適當剛度之彈簧之上而作出推導。

    二、條型及筏式基礎之使用性,必須檢查所假定之使用界限狀態荷載,及符合基礎與地基之變形限制,承載壓力之分佈情形。

    RA 一般來說,承載壓力可以假定為線性分佈。

    對於集中荷載作用於條型或筏式基礎之設計情形,結構之力及彎矩可以利用線彈性理論,由地基基層反力模式推導得出。基層反力模式可以使用有適當估算承載壓力分佈之沉降分析。該模式必須調整令計算承載壓力不會超出所假定彈性行為之數值。

    結構之總沉降及差異沉降應根據第六十四條作出計算。為此目的,基層反力模式通常不大適用。

    當地基——結構之相互作用為支配效應時,應當使用更加精確之方法,如有限元素計算法。

    第六章

    樁基礎

    第一節

    一般規定

    第六十七條

    範圍

    本章條款適用於端承樁、摩擦樁、承拉樁及橫向受力樁,這些樁之施工方式可分為打入樁,壓入樁以及有或無泥漿護壁之螺旋樁及鑽孔樁。

    第六十八條

    界限狀態

    應符合一系列應當考慮之界限狀態,下列界限狀態應被考慮:

    a)整體失穩;

    b)樁基礎承載能力破壞;

    c)樁基礎上拔及沒有足夠之抗拉能力;

    d)樁基礎由於受橫向荷載而引致地基之破壞;

    e)樁身在抗壓、抗拉、抗彎、壓屈或剪切時之結構破壞;

    f)樁基礎及基土之聯合破壞;

    g)結構及基土之組合破壞;

    h)過大沉降;

    i)過大隆起:

    j)不可接受之振動。

    第二節

    設計所考慮之荷載及設計情況

    第六十九條

    總則

    一、對於界限狀態之計算,應考慮第十一條所列之荷載。

    二、設計所考慮之情況應根據第八條敘述之原則推導。

    RA 為了確定樁基礎設計中所採用結構傳來之荷載,應分析結構及其周圍土壤間之相互作用。在相互作用分析中,可能需要考慮變形參數特徵值之低值及高值。

    第七十條

    考慮由基土位移所引起之荷載

    一、樁基礎所處之基土可能會受到由固結、膨脹、鄰近荷載、土潛變、塌方及地震而引起位移,這些現象影響樁產生如下拉力(負摩擦力)、隆起、拉長、橫向荷載及變形位移等,出現該等情況時,移動土體之強度及剛度設計值通常應取較高數值。

    二、設計應採用下列其中一種方法:

    a)地基土體之位移被認為是一種荷載,然後進行相互作用分析,確定樁所受之力、位移及應變;

    b)土體傳遞給樁身之作用力之上限值作為設計荷載數值;對該力之估算應考慮地基土體之強度、荷載來源,用移動土體之重量、壓力或作用荷載分佈大小來表示。

    第七十一條

    負摩擦所引起之作用力

    一、如果在設計計算中將下拉力作為作用荷載,該力應取與樁相關之地基土體之大沉降所產生之下拉力之最大值。

    RA 最大下拉力之計算應考慮沿樁身周圍基土之抗剪能力、壓縮土層深度、土體重量以及引起沉降之各樁周圍之地面荷載。

    對群樁,下拉力之上限值可通過引起沉降之超載重量來計算,並考慮由地下水位降低、土體固結或打樁引致之地下水壓力變化。

    二、在樁基施工後地基沉降預計較小時,將地基沉降處理成荷載並進行相互作用分析可能是經濟設計。地基沉降之設計值應根據第十二條考慮土體容重及壓縮性能來推導。

    RA 相互作用計算應考慮樁對周圍下沉土體之相對位移、樁側土之剪切阻力及土體重量,以及預計引起下拉力之各樁周圍之地面荷載。

    第七十二條

    隆起

    在考慮隆起現象或可能發生於樁周之上拔力時,常將地基土體移動作為荷載來處理。

    RA 地基土體之膨脹或隆起可由卸載、開挖或鄰近樁之施打引起。也可由樹木遷移、停止從含水層抽水、新施工阻止水份蒸發及偶然事故而引起地下水含量增加。

    隆起現象可能在施工期間樁還沒有承受結構荷載前發生,並可能導致過大上拔力或樁結構之破壞。

    第七十三條

    橫向荷載

    地基土體之橫向移動即施加橫向荷載於樁基礎,如果下列情況之一種或組合出現時,應考慮該橫向荷載:

    a)樁基礎兩側有不同大小之超載;

    b)樁基礎兩側有不同標高之開挖;

    c)處於土堤邊緣之樁基礎;

    d)潛變土坡處之樁基礎;

    e)下沉土體中之斜樁。

    RA 樁基礎之橫向受力應將樁作為在變形土體中之樑來估算。

    當上部軟弱土層之水平向變形很大,而樁間距較大時,橫向受力結果取決於軟弱土層之剪切強度。

    第三節

    設計方法及設計考慮

    第七十四條

    設計方法

    設計應依下列其中一種方法進行:

    a)經過計算証明或與其他相關經驗符合之靜荷載試驗結果;

    b)有效性已由類似情況之靜荷載試驗結果証實之經驗法或分析計算方法;

    c)由類似情況之靜荷載試驗証實為有效之動載試驗結果。

    RA 計算中使用參數之設計值通常應符合第二十六條至第四十條之要求,但在選擇參數值時也可考慮荷載試驗之結果。

    靜荷載試驗可在試用樁或工作樁上進行,試用樁是指在設計結束以前,為試驗目的而施打之樁,而工作樁是指組成基礎之一分子的樁。

    有時利用類似已有樁基礎觀察得之性能來取代靜荷載試驗為可接受之方法,只要該方法有工地勘測及地基土體試驗結果支持。

    地工分類一之樁基礎結構,只要樁型及地基條件在經驗範圍內,地基情況經過檢查以及樁之施打根據第四章之原則進行監督,可通過類似經驗來設計,而不需荷載試驗或計算支持。

    第七十五條

    設計考慮

    一、應考慮單樁、群樁以及連接各樁之結構之剛度及強度之性能。

    二、在選用計算方法及參數值、以及使用荷載試驗結果時,應考慮加載在時間之持續性及變化性等因素。

    三、計劃將來要鋪築或去除之上覆荷載、或潛在之地下水位演變情況,應在計算中及在使用荷載試驗結果中予以考慮。

    四、樁型選擇,包括樁材料質量及施工方式之選擇,應考慮下列因素:

    a)現場地基情況,包括地基土層中障礙物之存在及其可能性;

    b)在樁基施工期間產生之應力;

    c)保護及檢查已施工樁之完整性之可能性;

    d)樁基施工方法及程序對已施工樁以及鄰近構築物及設施之影響;

    e)保証樁基之施工在允許誤差範圍內;

    f)地基中化學物質之有害影響。

    RA 在考慮上述所列問題時,需要注意下列事項:

    a)群樁中樁之間距;

    b)樁基礎施工期間鄰近構築物之位移或振動;

    c)所使用之樁錘或振動錘型號;

    d)打樁時引起之動態應力;

    e)對那些利用液體於孔內之鑽孔樁,需保持一定數值之孔內液體壓力,以便保証孔壁不坍以及孔底不出現水力破壞;

    f)孔底、及有時孔身之清孔,尤其在皂土泥漿護壁之孔中,沉渣之清除;

    g)築混凝土期間,樁孔局部失穩,可能引致樁身被土體侵入;

    h)場澆注樁,樁身被土體或水侵入;

    i)混凝土凝結前被地下流動水擾動;

    j)周非飽和砂層吸取混凝土中水份之影響;

    k)基土中化學物質之緩凝影響,或地下水流動對那些不是有永久護套之現澆樁中濕混凝土之影響;

    l)置換排土樁打入所引起之土體密實;

    m)鑽孔樁樁身鑽孔時引起之土體擾動。

    第四節

    樁之荷載試驗

    第七十六條

    總則

    一、樁之荷載試驗應在下列情況進行:

    a)所用樁型或施工方法超出類似經驗範圍,且未曾在類似地基及荷載情況下試驗過時;

    b)當所選用之樁施工系統超出進行該項作業工人之經驗範圍時;

    c)在設計中,當理論及經驗顯示對樁將要承受之荷載沒有足夠信心時,則樁之試驗程序應提供與預期荷載相似之加載;

    d)當打樁過程期間之觀測顯示,樁性能與根據地質勘測或經驗所預計之性能,有嚴重及不利之差別時,並且額外地質勘測亦不能明確偏差原因時。

    RA 樁之荷載試驗可以作為:

    a)評估施工方法之適用性;

    b)確定代表性樁及周圍基土對荷載,在沉降及界限荷載之反應;

    c)檢查單樁之性能並對整個樁基礎進行評估。

    當試樁由於在實際上很難模擬荷載變化(如循環荷載)時,應謹慎使用材料特性之設計值。

    二、如果進行一根樁之荷載試驗,該樁通常應坐落於被認為最不利地基情況出現之處。如果此為不可能,在推導承載能力特徵值時應作出折減。

    如果進行二根或以上樁之荷載試驗,試驗位置應能代表樁基礎現場情況,並且其中有一根樁應位於被認為最不利地質情況會出現之處。

    三、在試驗樁施打及開始荷載試驗期間,應允許有足夠時間間隔,以保証樁身材料達到所需之強度,以及孔隙水壓力數值回復到原始情況。

    RA 某些情況下,為了作出關於試樁開始時間之適當決定,有必要記錄由打樁而引起之孔隙水壓力及其相應消散。

    四、樁之荷載試驗應該由獨立且有資格之單位進行。

    五、樁之荷載試驗及其報告應該由有足夠地工知識之土木工程師負責。

    第七十七條

    靜荷載試驗

    一、樁之荷載試驗程序,尤其關於加載分級次數、各級荷載之持續時間以及荷載循環之應用,應能夠從樁之量測結果中得出關於樁基礎之變形性能,潛變與回彈之結論。而對試用樁而言,加載應能得出極限荷載之結論。

    RA 試驗應按照下列標準進行:

    a)向壓力荷載試驗: ASTM D1143
    b)向拉力荷載試驗: ASTM D3689
    c)橫向荷載試驗: ASTM D3966

    確定力、應力或應變及位移之裝置在試驗前應予校正。

    作用於受拉或受壓試驗樁之作用力方向應與樁之縱軸線方向一致。

    通常用來作為設計拉力樁基礎目的之荷載試驗,樁之試驗應進行至破壞為止。不應使用拉力荷載試驗中荷載——位移圖形之外延結果。

    二、應根據下列事項選擇用於驗証設計之試驗樁之數目:

    a)場地範圍之地基情況及其變化;

    b)結構物之地工分類;

    c)以前用文件記錄下來之相同類型之樁在類似地基條件下其特性之証據;

    d)在基礎設計中樁類型之數目及樁之總數。

    三、試樁位置之地質條件應徹底勘測,鑽孔及工地試驗應有足夠深度,來評估樁尖周圍與樁尖下之地基土體之性質。還應包括對樁之變形特性很可能有很大影響之所有土層,除非在較淺地方發現堅固岩體,或很堅硬之土體,否則應至樁尖下起碼五倍樁身直徑處。

    四、試用樁之施工方法應根據第九十九條之要求作充分記錄。

    五、工作樁荷載試驗之數量應根據施工期間之記錄上之情況來確定,試樁數量起碼為樁總數之1%,並至少須有一根。在適當判斷及以文件存檔之特殊情況,即由於受空間限制或由於其他理由,使得所規定之靜荷載試驗最小數量不能進行時,一些試驗可由動載試驗代替。在這種情況下,動載試驗應由靜荷載試驗校正。

    RA 取代一個靜荷載試驗之動載試驗數目最小為2。至於動載試驗之適當數目,應由負責設計之土木工程師判斷而作出決定。

    工作試樁之選擇應在合同文件堻W定。該規定應與樁之施工記錄結果相聯繫。

    六、作用於工作試樁上之荷載,起碼應等於控制基礎設計之設計荷載之1.5倍。

    RA 靜荷載試驗所施加之荷載,建議依照在ASTM1143所作出之規定。

    第七十八條

    動載試驗

    一、只要進行足夠之地質勘測並在同一樁型,類似長度及斷面尺寸以及在類似之地質情況下,經靜荷載試驗較正過之情況,動載結果可用於設計中。

    二、動載試驗結果總被認為相互之間相聯繫。

    RA 試驗可用於檢測樁之一致性及探測薄弱樁。

    第七十九條

    荷載試驗報告

    試驗報告由所有荷載試驗組成,還應適當包括下列各項內容:

    a)場描述;

    b)地質勘測所反映之地基情況;

    c)樁型;

    d)關於加載,量測設備及其反力系統之描述;

    e)荷載壓力盒、千斤頂及儀表之校正文件;

    f)試驗樁之施工記錄;

    g)樁與試驗場地之攝影記錄;

    h)以數字形式記錄之試驗結果;

    i)當使用分級加載程序時,每一個所施加荷載之時間沉降曲線;

    j)測得之荷載沉降特性;

    k)與上述推薦方法相偏離之解釋理由。

    第五節

    承壓樁

    第八十條

    界限狀態設計

    設計應証明不會出現下列各種界限狀態:

    a)整體失穩極限狀態;

    b)樁基礎承載能力破壞極限狀態;

    c)樁基礎之坍塌破壞,或其位移導致所支承結構物嚴重破壞之極限狀態;

    d)樁位移導致之支承結構物之使用界限狀態。

    RA 整體穩定應根據第八十一條檢驗,通常應在設計過程中考慮關於承載能力破壞之安全儲備,當樁為不規則在地基置換排土時,其阻力之增加不予考慮。

    樁之沉降在第八十七條中考慮,對於那些需要大沉降才能達到其極限承載力之樁,在該樁之承載阻力還沒有充分發揮前,其所支承之結構可能已出現極限狀態。在這種情況下,在第八十三條用來推導特徵值及設計值之方法同樣適用於整條荷載沉降曲線,並具有相同之數值係數。

    第八十一條

    整體穩定之驗正

    一、應考慮承壓樁基礎整體失穩破壞。

    RA 可能出現不穩定現象之處,應考慮破壞滑動面在樁底下穿過及與樁相交兩種情況。

    二、與擴大基礎之整體穩定性有關之第五十八條同樣適用於承壓樁基礎。

    第八十二條

    承載能力之驗正

    一、為了証明基礎能夠承受設計荷載,並對承載能力破壞有足夠安全度,對所有極限狀態之荷載情況及荷載組合情況,應滿足下列不等式:

    Fcd ≦ Rcd

    此處:

    Fcd 極限狀態軸向設計壓力荷載。

    Rcd 樁基礎中經考慮傾斜及偏心荷載之影響後,所有極限狀態軸向設計承載阻力之和。

    RA 原則上,Fcd應包括樁身自重,Rcd應包括基礎底面以上基土之超載。然而,如果大致相等,該兩項因數可互相抵消,但在下列情況時不可取消:

    a)下拉力很大;

    b)基土很輕;

    c)基樁延伸出地面。

    二、在群樁中,應考慮兩種破壞機理:

    a)個別樁之承載能力破壞;

    b)樁及樁間土形成之整體承載能力破壞。

    設計承載能力應取上述兩者中之低值。

    RA 通常在計算群樁整體承載能力時,將該群樁整體作為一個大直徑之單樁。當使用樁來減少筏式基礎之沉降時,可使用與潛變點相對應之承載阻力進行結構之使用狀態分析。

    三、在估計個別樁之極限承載能力時應考慮鄰近樁之潛在不利影響。

    四、如果樁之持力層下臥有軟弱土層,應考慮該軟弱土層對基礎承載能力之影響。

    五、當推導群樁之設計承載能力時,應考慮群樁中連接各樁之結構特性。

    RA 如樁支承柔性結構,可認為承載能力最差之樁控制界限狀態之發生。

    如樁支承剛性結構,可考慮結構荷載重新在樁間分佈之優點,只在足夠數量之樁一起破壞時才可能出現界限狀態。因此,不必考慮只有一根樁破壞之破壞模式。

    應特別注意所支承結構之斜向荷載及偏心荷載而引起之邊樁之可能破壞。

    第八十三條

    由樁荷載試驗得出極限承載能力

    一、荷載試驗方法應符合第七十六條到七十九條及設計報告規定之要求。

    二、所要試驗之試用樁應與組成基礎之樁之施工方法一致,並應置於同一土層。

    RA 如試用樁之直徑與工作樁不同,在評估所取用樁之承載能力時,應考慮不同直徑樁之性能之可能差異。

    在大直徑樁之情況下,進行原型試用樁之荷載試驗經常屬不實際。只要符合下列情況,可考慮進行較小直徑試用樁之荷載試驗:

    a)試用樁/工作樁直徑之比不小於0.5;

    b)較小直徑之試用樁應與基礎樁以同一方法制作及施工;

    c)試用樁之儀器應安裝成能夠從量測結果中分別得出樁側及樁底阻力。

    由於樁徑對調動樁內土塞之端承力之影響,本方法在開口樁時應謹慎使用。

    三、在承受下拉力之樁基礎中,樁在破壞時之承載阻力、或者樁在等於由荷載試驗結果所確定之極限狀態位移時之承載阻力,應在樁頂測得之力減去在壓縮土層所測得之力、或者壓縮土層最不利之設計正摩阻力用值進行修正。

    RA 在進行荷載試驗期間,正摩擦力會在樁全長範圍內發展,並應按第七十一條之規定考慮,作用於工作試樁上之最大作用荷載,應超過設計外力總和並加兩倍下拉力。

    四、當從一根或幾根樁荷載試驗所測得之Rc值來推導極限承載能力特徵值Rck時,由於地基條件及樁施工效果之變異性,應留有餘量,使用下列公式時起碼應同時滿足表二中之a、b條件。

    Rck= Rc
    ξ

    表二:推導Rck之係數ξ

    荷載試驗數目 1 2 >2
    a)平均Rc值時係數ξ 1,5 1,35 1,3
    b)最小Rc值時係數ξ 1,5 1,25 1,1

    RA 在解釋樁之荷載試驗時,應區別地基土體系統及隨機之變化因素,基土變化之系統因素可由考慮不同區域有各自不同之條件,或現場位置基土變化之趨勢所造成。

    應檢驗試樁之施打記錄,任何與正常施打情況差異之現象應予以解釋,這種變化差異可為正確選擇試樁之部分原因。

    五、為了推導極限設計承載能力,特徵值Rck應分成樁底阻力Rbk及樁側阻力Rlk兩部分,如下:

    Rck = Rbk + Rlk

    RA 這些分量之大小可從荷載試驗結果中得出。例如:當已進行這些分量之量測或採用第八十四條之方法估算出。

    六、可由下列公式得出設計承載能力Rcd

    Rcd =

    Rbk + Rlk
    γb γl

    式中γb 、γl 兩值由表三得到

    表三:γb、γl 、γt 數值

    分項安全係數 γb γl γt
    打入樁 1,3 1,3 1,3
    鑽孔樁 1,6 1,3 1,5
    連續旋螺鑽孔樁 1,45 1,3 1,4

    RA 通常荷載試驗僅能提供樁荷載與沉降以及時間與沉降之間之曲線,不會區別樁尖與樁側阻力。因此,對用於估算樁尖與樁側承載阻力設計值之分項係數進行區別通常為不可能。樁之極限承載能力特徵值Rck分項安全係數,可取用表三中之γt 值。

    第八十四條

    由土工試驗得出極限承載能力

    一、樁之設計承載阻力Rcd可由下式求得:

    Rcd = Rbd + Rld

    此處:

    Rbd 設計樁底阻力

    Rld 設計樁側阻力

    二、Rbd、Rld 由下述兩式得到:

    Rbd =  

    Rbk

    Rld =

    Rlk
    γb γl

    式中:

    Rbk =  

    qbkAb

    Rlk =

    n qlikAli
    Σ
    i=1

    此處:

    Rbk,Rlk 分別為樁底及樁側阻力特徵值

    Ab 樁底公稱截面積

    Ali 樁在第i層土層處公稱表面積

    qbk 樁底單位面積阻力特徵值

    qlik 第i層土層樁單位面積側摩阻力

    三、γb、γl 值可從表三中得到。

    四、特徵值qbk及qlik可從已建立之荷載試驗結果、與現場或室內土工試驗結果間之相關關係由計算獲得。這些計算原則應該使利用特徵值qbk及qlik所獲得之極限承載能力,平均不超過用來建立相關關係所測得之極限承載阻力除以1.5。

    五、應根據第四條中定義之類似經驗來建立計算原則。

    RA 在評估計算原則之有效性時。應考慮下列因素:

    a)土體類型,包括級配,礦物成分、稜角性、密度、超固結、壓縮性及滲透性;

    b)樁之施工,包括鑽孔及打樁方法(或其他施工方法),樁長、樁徑及材料;

    c)土體之試驗方法。

    六、當計算樁底阻力時,應考慮樁底上下區域土體之強度。

    RA 影響端承力之基土範圍在樁尖上下幾個直徑範圍內,在設計中,應注意該區域內對樁之端承力有很大影響之軟弱土層。

    如樁尖以下四倍樁底直徑範圍內出現軟弱土層,應考慮樁之刺入式破壞機理。

    七、對於大於500mm之開口打入式管樁或箱形樁,如管內或箱內沒有特別構造來引起土塞,其端承力應限制為下列兩者中較小之數值:

    · 土塞及管形或箱形樁內表面之剪切阻力;

    · 用樁底斷面積推導之端承力。

    八、如果裝有超大尺寸底板,應考慮該超大尺寸底板對樁底及樁側阻力之不利影響。

    第八十五條

    由打樁公式得出極限承載能力

    一、如果採用打樁公式來估算基礎中個別承壓樁之極限承載能力,該公式之有效性應預先獲得由同類樁型、類似長度及斷面積,以及相類似地基條件下,具有良好性能之試驗數據証實,或靜荷載試驗來証實。

    二、打樁公式僅適用於地基土分層已確知之情況。

    三、在設計中,應指定複打樁之數量,如複打得到較小數值,應用作評估極限承載阻力之依據,如複打得到較大數值,可考慮該數值。

    RA 除非當地類似經驗顯示沒有必要,否則在粉土地基中通常應進行複打。

    第八十六條

    由波動方程分析得出極限承載能力

    一、凡是利用波動方程分析,估算個別承壓樁之承載能力時,該等分析需經相同樁型、類似樁長及斷面尺寸以及相似地基條件下,先前可接受性能之証實、或需經靜荷載試驗來佐證其有效性。動載試驗時之輸入能量應足夠大,以便允許在相應足夠大之樁身應變時,對樁之承載能力作出適當解釋。

    二、波動方程分析中之輸入參數可由試用樁所進行之動載試驗修正。

    RA 動載試驗可使對樁錘性能及動力土參數有更多之認識。

    三、波動方程分析通常僅適用於通過鑽孔及現場試驗已清楚地基分層之情況。

    第八十七條

    沉降

    一、應估算使用界限狀態及極限狀態之沉降數值,並應將該沉降數值及按第十五條所給予之相應移動限制值進行比較。

    二、如樁之極限承載力在沒有充分發揮前已經出現所支承結構的極限狀態,第八十三條用來推導特徵值及設計值之程序也適用於整條荷載沉降曲線,並使用同一係數及對下拉力同樣處理。

    三、沉降之估算應包括下列因素:

    a)單樁沉降;

    b)由群樁效應引起之附加沉降。

    沉降分析應包括對可能出現之差異沉降之估算。

    第六節

    承拉樁

    第八十八條

    總則

    承拉樁之設計應儘量與第八十條至第八十七條所規定之設計原則一致。本節所述之特指承拉樁基礎之設計原則。

    第八十九條

    極限抗拉能力之驗正

    一、為了証明基礎在設計荷載作用具有足夠之抗拉破壞安全係數,所有極限狀態荷載情況及荷載組合均應滿足下列不等式:

    Ftd≦Rtd

    此處:

    Ftd 極限狀態時軸向設計拉力荷載;

    Rtd 樁基礎極限狀態時設計抗拉承載力。

    二、對承拉樁,應考慮兩種破壞機理:

    a)樁從土體中拔出;

    b)包含有樁之整塊土體被拔起。

    RA 對於單獨之承拉樁或承拉群樁,尤其在擴大樁底或樁尖嵌入岩體之樁,可能會出現錐形土體被拉出之破壞。

    三、為了保証有足夠安全係數,來防止承拉樁及周圍土體整體如圖一所示被拔起,所有極限狀態荷載情況及荷載組合應滿足下列不等式:

    Ftd≦Wd - (F2d - F1d)+Rvd

    圖一承拉群樁之上拔破壞

    此處:

    Ftd 作用於群樁上之設計拉力荷載;

    Wd 設計基土塊體重量(包括水重)及樁之重量;

    Rvd 基土塊體周邊所產生之設計抗剪切力;

    F1d 樁基礎頂面由水壓力所引起之設計向上荷載;

    F2d 基土塊體底面由水壓力所引起之設計向上荷載。

    RA 一般情況下,如樁間距離等於或小於樁長與樁徑乘積之平方根,基土塊體上拔效應將控制抗拉能力。

    四、群樁效應可能會減小土體中之有效垂直應力,因而減小群樁中單樁之樁側阻力,因此當估算群樁之抗拉能力時,應考慮群樁效應。

    五、應考慮循環荷載及反向荷載對樁之抗拉能力之嚴重不利影響。

    RA 應採用以樁荷載試驗為基礎之類似經驗評估該影響。

    第九十條

    由樁荷載試驗得出極限抗拉能力

    一、應按照第七十六條至七十九條之規定並適當考慮第八十三條之規定,進行確定單樁極限抗拉能力Rt之荷載試驗。

    二、當從一根或幾根樁荷載試驗所測得之Rt值來推導極限抗拉能力特徵值Rtk時,由於地基條件與樁施工效果之變異性,應留有餘量,使用下列公式時起碼應同時滿足表四中之a、b條件。

    Rtk=

    Rt
    ξ

    表四:推導Rtk之係數ξ

    荷載試驗數目 1 2 >2
    a)平均Rt值時係數ξ 1,5 1,35 1,3
    b)最小Rt值時係數ξ 1,5 1,25 1,1

    RA 一般情況下,當樁承受拉力荷載時,應進行多於一根樁之試驗。當有大量受拉樁時,應試驗起碼2%之樁。

    應檢查試驗樁之打樁記錄,應在樁之荷載試驗結果中解釋任何有異於正常施工情況之現象。

    三、設計抗拉能力Rtd應從下式得到:

    Rtd=

    Rtk
    γm

    式中:γm =1.6

    四、當從單樁荷載試驗結果推導群樁之抗拉能力時,應考慮樁間之相互作用。

    第九十一條

    由土工試驗得出極限抗拉能力

    一、得自土工試驗結果之計算方法,僅能在類似樁型、樁長、截面積及類似地基條件下之荷載試驗証實為有效時,才可使用。

    二、利用土之強度參數來求出承拉單樁或承拉群樁之抗拉能力設計值之估算,應考慮形成樁之抗拉能力之土體中,樁與土體間之剪切強度。

    第九十二條

    垂直位移

    應估算使用界限狀態之垂直位移,並與相應位移之限制數值進行比較。

    RA 應按第八十七條之總原則進行估算,通常對極限抗拉能力之檢查會保証垂直位移不會導致結構之破壞或出現使用界限狀態。然而,在某些情況下,可能會有非常嚴格之使用界限狀態標準,因而可能需要對位移進行分別檢驗。

    第七節

    橫向受力樁

    第九十三條

    總則

    承受橫向荷載之樁之設計應與第八十條到第八十七條規定之設計原則一致,本節所述之特指橫向受力樁基礎之設計原則。

    第九十四條

    極限橫向承載能力之驗正

    一、為了証明基礎能夠承受橫向設計荷載,並有足夠安全度抵抗破壞,各種極限狀態荷載情況與荷載組合應滿足下列不等式:

    Fvd≦Rvd

    此處:

    Fvd 極限狀態時軸向設計橫向荷載;

    Rvd 樁基礎極限狀態時軸向設計橫向承載能力,考慮所有軸向壓力或拉力之影響。

    RA 應考慮下列其中一種破壞機理:

    a)對短樁而言,像剛體般轉動或移動;

    b)對長細樁而言,伴隨著局部屈服及樁頂附近土體位移之抗彎破壞。

    二、當估算橫向受力樁之承載能力時,應考慮群樁效應。

    三、當樁群受橫向荷載時,可能對樁產生壓力,拉力及橫力之組合情況。

    第九十五條

    由樁荷載試驗得出極限橫向承載能力

    一、樁頂水平位移測試應按照第七十六條至第七十九條之規定,並適當參考第八十三條之規定進行。

    RA 與第七十七條敘述之荷載試驗程序不同,通常不必將樁之橫向荷載試驗進行至破壞狀態。試驗荷載之大小及作用方向應模擬樁之設計受荷情況。

    二、在選擇試樁數量及由荷載試驗結果推導樁之設計橫向承載能力時,考慮到地基土體,尤其是樁頂幾米範圍土體之變異性,應留有餘量。

    RA 應檢查關於試樁施工之資料,任何有異於正常施工情況之現象應在樁之荷載試驗結果中解釋。當從單樁試驗結果推導群樁之橫向承載能力時,應考慮樁間橫向相互作用與樁頂連接情況。

    第九十六條

    由土工試驗結果及樁之強度參數得出極限橫向承載能力

    一、應採用一套相適應之結構彎矩,剪力,地基抗力及位移來計算單樁或群樁之橫向承載能力。

    二、根據第九十八條之規定,橫向受力樁之分析應包括地面以下,在地基土中樁之可能結構破壞。

    RA 長細樁之橫向受荷能力計算,可採用作用於端部,並以水平基層反力模數為特徵之變形介質,所支承之樑之理論來進行。

    三、當估算樁之橫向承載能力時,應考慮樁連接結構之轉角自由程度。

    第九十七條

    橫向位移

    樁基礎頂部之橫向位移之估算應考慮下列因素:

    a)地基土體之剛度及其之在不同應變水平之變化;

    b)單樁之抗彎剛度;

    c)樁在與結構連接處之固定彎矩;

    d)群樁效應;

    e)反向荷載或循環荷載之影響。

    第八節

    樁之結構設計及施工監督

    第九十八條

    樁之結構設計

    一、樁對結構破壞之校核應符合第十條至第十五條之規定。

    RA 先張法高強度離心混凝土管樁(通常稱作PHC樁)之質量要求建議按照日本工業規範JIS A 5337執行。

    二、樁之結構應設計成能夠承受施工期間及使用階段,包括運輸及打樁時之各種荷載情況。如有必要,承受拉力荷載之樁應設計成樁身全長範圍內,均能承受全部拉力。

    三、結構設計應能適應該類樁所規定之施工允許誤差,作用力分量,以及其基礎性能。

    四、穿過水體或很軟弱之厚沉積土之細長樁,應檢查樁之壓屈穩定。

    RA 完全埋沒於基土中之樁,不太可能發生壓屈破壞。

    根據已有之經驗,在特徵不排水強度小於15kPa之土層中,應檢查樁之壓屈穩定。

    第九十九條

    施工監督

    一、樁基礎之施工計劃是工程施工之基礎。

    RA 該計劃應提供下列設計資料:

    a)標準或技術上核准之指定樁型;

    b)各樁之位置,傾斜情況以及其允許誤差;

    c)樁之橫斷面尺寸;

    d)樁長:

    e)樁數;

    f)所需要樁之持荷能力;

    g)樁尖標高(參考現場附近之固定基准),或所需之貫入阻力;

    h)樁之施工程序:

    i)已知障礙物;

    j)任何對打樁活動有限制之條件。

    二、應觀察樁之施工,當樁施打後應在現場完成打樁記錄,每根樁都應保存具有工程監督人員及樁制作者簽名之記錄。

    RA 每根樁之記錄應適當包括下列內容:

    a)樁型及打樁設備;

    b)樁數;

    c)樁斷面、長度及配筋(對混凝土樁);

    d)打樁日期及時間(包括施工程序之中斷);

    e)對場鑄樁來說,混凝土配合比,使用之體積,及澆灌方法;

    f)混凝土容重、pH值,Marsh粘滯度及皂土泥漿之粘粒含量(若使用時);

    g)砂漿或混凝土漿之泵壓力,內外直徑,螺距及每轉貫入深度(指連續螺旋鑽孔樁或其他噴射樁);

    h)打入樁之打樁阻力數值量測,如錘重、樁錘落距或錘擊能量,及起碼最後0.25m貫入深度之錘擊頻率及錘擊數;

    i)振動錘之起跳能量(如使用時);

    j)作用於鑽孔馬達上之扭轉力矩(如使用時);

    k)鑽孔樁在鑽孔時所達到之土層及其孔底情況,如孔底特性很關鍵時;

    l)打樁時所遇到之障礙;

    m)樁位、斜向及竣工標高等之偏差。

    三、樁之記錄應至少保存至工程完工後五年,打樁完工後應歸檔竣工記錄圖並與施工文件一起保存。

    四、如現場觀測或檢測記錄顯示樁之施工質量方面有不確定因素時,應進行另外之調查,確定已竣工樁之情況,及是否需採取補救措施。這些調查應結合可疑樁鄰近之土力學現場試驗、樁之複打或樁之完整性試驗、以及樁之靜荷載試驗等。

    五、如樁之施工程序不能用可靠方法監控,那些樁質量對施工程序敏感之樁之完整性,應使用試驗進行檢查。

    RA 動態小應變完整性試驗可用於對那些可能有嚴重缺陷之樁,或在施工期間可能導致土體強度嚴重損失之樁作總體上之評估。對建築物之基礎,根據防火安全條例第五條,屬於A級高度(高度介於20.5m及50m間,包括)與MA級(高於50m),應分別對樁進行50%及100%之動態小應變完整性試驗。

    但是,如混凝土質量不夠好,混凝土保謢層厚度不足等缺陷,會影響樁之長期性能,而經常不能由動力試驗所發現,因此可能需要其他試驗幫助執行監督工作,如超聲波檢查,振動試驗或取芯樣等。

    附件一 符號

    拉丁大寫字母

    A 面積

    F 作用力(力)

    R 阻力(力)

    W 重量

    X 基土特徵值

     

    拉丁小寫字母

    c' 有效內聚力

    cu 不排水剪切強度

    q 強度(單位面積)

    s 沉降

     

    希臘小寫字母

     γ 分項安全係數

    δ 地基與基礎構件之間之剪切角

    剪切角

    ξ 估計特徵值所使用之係數

    下標

    b 樁底面

    c 壓力

    d 參數之設計值

    k 參數之特徵值

    l 樁身

    n 正向,垂直方向

    p 被動力

    t 總值,張力

    v 剪切力,橫向

    附件二 施工監督及性能觀察一覽表

    RA 下列項目含有在施工監督,或對已完成地工結構物性能之觀察時應考慮之重要項目,條款之重要性根據不同之工程而改變,所列條款也並沒有窮盡,本規章章節中已報告過涉及地工工程特殊情形或工程特殊型式之項目。

    施工監督

    要檢查之一般項目

    一、地基條件,結構位置及總體佈置之校驗。

    二、地下水流及孔隙水壓力情況;袪水作業對地下水位之影響;控制滲流方法之有效性;內部侵蝕過程及管網;地下水之化學成份;腐蝕之可能性。

    三、開挖槽及基底之位移、屈服與穩定性;臨時之支承系統;對鄰近建築物及公共設施之影響;擋土結構物土壓力之量測;由開挖或加載而引起之孔隙水壓力變化之量測。

    四、適當考慮地工界限狀態對工作人員之安全。

    水流及孔隙水壓力

    五、為了保証控制所有過大壓力會影響土坡或開挖基坑底面穩定之含水層之孔隙水壓力,應要具備足夠完整之系統,包括基坑底面含水層之自流水壓力,袪水系統中排出之水體;整個開挖範圍之地下水位降落以防止土體翻騰及流動;由施工設備引起之土層管湧及擾動;降雨或其他地面水之排泄。

    六、在整個施工期間,袪水系統作業之效率及有效性應考慮到井管濾網之硬殼化,井或集水坑之淤塞、水泵之磨損、以及水泵之堵塞等之影響。

    七、應控制袪水以避免對鄰近結構物或區域之干擾;觀察水壓之水平;如要求水體回灌時,注意回灌系統之有效性以及其運行及維修。

    八、鄰近結構或區域之沉降。

    九、鑽孔排水水平向之有效性。

    性能觀察

    十、建築物及其他結構物在規定時間間隔間之沉降,包括由於受振動,欠穩定土影響之結構物。

    沉降之觀察必須參考穩定之觀察點。

    十一、側向位移、變形,尤其是那些與填土區及堆貨場有關之情況;土基所支承之結構物如建築物或大型槽;以及深開挖之溝渠。

    十二、建築物或鄰近區域底下水壓之水平,尤其是當安裝了深層排水或永久性之袪水系統時,或進行深層地下室施工時。

    十三、孝慮到正常回填荷載、堆載之影響、填土或其他地面荷載、以及水壓力作用時擋土結構物之撓曲或位移。

    十四、排水溝渠之流量量測。

    十五、特殊問題:

    如鍋爐、熱力管等較高溫度之結構物等,粘土或粉土之干燥作用;溫度之觀察;位移。

    低溫度結構物,如冷卻劑之安裝、或冷藏區域:溫度觀察;基土冰凍;凍漲,位移:解凍融化之影響。

    十六、水密性。


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