作者

方永壽

摘要

當各位讀者接到本刊第22期的時候，難免有「久違了」的感嘆。等收到這一期（23期）的時候，可能會覺得本刊正以較快的步速在追趕。下一期（24期），主屆為橋樑基礎，也在趕印之中，將緊迫在末期立後到達各位讀者手中。未來兩年的各期，主題及主編皆早已確定，我們正以最大努力趕編之中。
本刊每一期都有一個主題，但是每一期還是要有幾篇主題以外的文章，熱誠歡迎大家的賜稿，交換經驗與心得。
本期，很榮幸得到張次長隆盛先生的贈言：「萬丈高樓地工起」。本刊深信我中華民國地工界的勇士們，必能在張次長的鼓勵與期勉下，求地工技術的更大進步與發展，並將進步與發展，充分反應在改進我國全體國民的生活品質上。
坡地建築災害，時有所間，不少造成重大社會新聞，可見其嚴重性，蔡教授從多種角度探討邊坡淺基礎，兼及防災，與張次長贈言中對山坡地開發建築，須防止破壞原有之自然生態環境、從事水土保持、並避免災害之期許，不謀而合。
鐘、柯、陳三位工程師，陳工程師、與賴工程司等，為本期主題所撰寫之三篇文章，皆為豐富經驗下之佳作，極有參閱價值。
潛盾機在都市工程中，為一重大發明，其大量使用事屬當然，本期刊出蔡、王、林、楊諸位工程師所撰二文，正合時宜。
離心機，模擬重力，難有其他試驗方法可以代替，先進之歐美、日等國，已經不少﹔經濟落後、財力貧困之大陸，也有多部，可供地工學研究之用，希望經由沈教授之介紹與解說，使我國在利用離心機從事地工研究，早日開始。

作者

張隆盛

摘要

「地工技術雜誌」發行人歐晉德博士數日前要我寫這篇贈言，深感榮幸。按這份雜誌自創辦以來已有五、六年的歷史，它為提昇國內地工技術所作之努力，已對國內大地工程技術的發展有了極大的裨益與肯定。個人從事營建管理工作多年，深感地工技術之重要性，是以特就經驗所得，對地工技術與營建管理接出幾點看法，以供參考。
大地工程是研究土地之物理、化學性質之科學，人類任何活動皆離不開土地，欲發揮土地之利用效率，吾人必須了解土地之特質，進而發揮土地之最大功能，防範天然災變。土地因其地理、地質、土壤成分所帶來的災害包括：斷層、山崩、地層滑動、不均勻沉陷、地盤下陷及沖蝕。如何克服這些災害，對土地利用作適當管制已成為營建管理及大地工程人員的共同課題。回顧民國72年7月公布實施之「山坡地開發建築管理辦法」，即在對山坡地開發建築予以適當之限制與管理，防止破壞原有之自然生態環境及水土保持，避免災害。因為山坡地與一般平地不同，須引用特殊地工技術設計、施工。所以這幾年來很多有關山坡地開發的地工技術，陸續引進，足見業界在這方面也已有長足的發展，深感慶幸。
任何建設開發，皆須調查土地之工程特性，調查的範圍包括：土壤分析、地下水調查、土壤試驗、岩盤深度探測，以作規劃、設計、施工之依據，用以達成工程經濟性及安全性之要求。所以地質調查實為一切工程之首要工作。多年來無論是公共建設、公私有建築或是為其他特定目的所作之地質調查已花費鉅額的人力、物力，累積的地質資料如能整理、建擋，不僅可以典藏這些有用的寶貴資料，更能發揮資料之取用效率，且可以讓我們更清晰的瞭解地層的狀況。因此我們計劃將建立大地工程地質資料庫，保存這項無價的資訊。

英文篇名

A STUDY OF SHALLOW FOUNDATIONS ON HILL SLOPES

作者

蔡光榮

摘要

近年來，由於人口之急劇膨脹，工商業之快速發展，造成非農業用地面積（住宅用地、工業用地、礦業用地等）之需求加速擴張。使用平地地區之土地開發利用型態趨於多元化，並逐漸呈高度飽和利用狀態，因此謀求山坡地之開發利用，已勢在必行。尤以坡地社區之發展與娛樂區的開發，更為人所矚目。諸如北自基隆萬芳社區、淡水米蘭山莊、新店五峰山別墅社區開發、外雙溪中央國宅社區、台北近郊之大千豪景與比佛利山莊、關渡地區之山水天地、以及中部地區大肚山紅土坡地之理想國別墅區、大坑一帶之坡地別墅群、亞哥花園、往南延伸至高雄壽山之西子灣社區、旗山一帶之花旗山莊等，均屬典型之坡地開發實例。其中不乏有因地盤下陷，地層滑動及坡面沖刷崩坍，而造成失敗之個案。探究其因，均與坡地社區開發時之基礎設計關係密切。因此完整之坡地資料蒐集分析，合理妥適之規劃配置，經濟可行之開發利用，與長期投資之經營理念，均將成為未來整體山坡地社區規劃開發與保育利用之主要考慮重點。又綜觀目前本省社區之發展型態，大都以別墅群社區為其主體，凡其所需求之基礎配置大多以淺基礎為主，故有關坡地建築之淺基礎設計，則必須突破以往平地建築之設計理念，而重新深入探討。當基礎結構物設置於坡地上且承受外力時，其如何將所承受之載重，直接有效地傳送至地盤上且不致發生任何破壞。又因以往對於淺基礎之設計探討，均止於平地社區建築之設計觀念；對於坡地上之淺基礎設計，亦往往依循平地之設計原則，而忽略坡度、坡向、坡型及坡地地層變化對淺基礎所造成之影響。尤其以坡度之大小對其影響最大，故亦時見坡地社區之崩坍滑落，而危及坡地建築之安全性。鑑於此，本文乃針對坡地上淺基礎可能遭受破壞之型式，設計時應考慮之因素，及如何有效估算其承載力等進行探討，俾提供本省未來坡地建築之參考，並請工程界之諸位先進，惠予指導教正。

英文摘要

This paper discusses the possible failure of foundations on slopes and the calculation of ultimate bearing capacity of a shallow foundation which is influenced by the gradient of the hill. As the population expands rapidly with the increase of industrial development and commercial activities, utilization of land in Taiwan is becoming more and more critical and competitive. Hence, much of slope lands will be under increasing pressure due to urban groth and expanding public facilities. Nonagricultural uses of land on hill slopes, such as dwelling construction, recreational development, mining operations and other human activities, have been recognized as an serious problem by the public concern. As a result, foundations often have to be built on slopes. The ultimate bearing capacity of a foundation in such cases is controlled by the following factors:（1）gradient of the slope;（2）slope stability of the hill which is loaded by the structure; and（3）runoff scouring action on the hill slope. Three general types of foundation locations, such as the foundation on a slope, near the upper rim of the slope, and near the lower rim of the slope, are distinguished and discussed in this article. Mathematical and graphical methods to determine the ultimate bearing capacity of the shallow foundation on a hill slope are also described in this paper.

英文篇名

THE DESIGN OF A PLANT FOUNDATION SYSTEM

作者

鍾毓東、柯鎮洋、陳麗秋

摘要

本工程為一石化廠之新建工程，工程基地位於南部某石化工業區，該工業區開發已達10年以上，區內石化工廠林立，土地利用率很高。工業區址靠近河川，經進行大規模之整地、填土作業，方才開發完成。本工程基地面積約1.0公頃，基地南側隔15m寬之道路，即為操作運轉中之另一工廠，設計時應評估施工產生之振動，俾免運轉中之工廠受振動影響而停機。業主為使工程品質、工期及工廠產能達到要求，將該工程以統包方式發包，承包廠商應在議定之價格內，承辦土木、管線、設備、儀表、電機等工程之規劃、設計，施工至試車完成為止。本文針對回填新生地之基礎系統規劃方式及廠區內控制中心結構物之基礎設計做一介紹，以作為類似設計之參考。

英文摘要

An example is given in this paper to illustrate a complete design procedure for a plant foundation system. The basic procedure includes:（1）soil investigation of the site,（2）pick-up of design soil parameters based on field borings, soundings and testings, and laboratory test,（3）evaluation of various influencing factors on foundation design related to geotechnical aspects, environmental impact, schedule and economy, etc.（4）assessment and determination of foundation system, and finally,（5）the detailed footing design. For site exploration, beside conventional site boring and sampling for laboratory tests, various field soundings and testings are increasingly used as site investigation tools throughout the world. In the case presented herein, interpretations of field sounding and test data, including SPT, CPTU and PMT, are demonstrated for the evaluation of various engineering properties, such as shear strength and compressibility, etc., of soils. For foundation design, in general, the following factors should be taken into consideration:（1）soil liquefaction potential under design earthquake,（2）allowable soil bearings,（3）soil settlement under design load, and（4）others, such as construction feasibility, environmental impact, economy and schedule, etc.

英文篇名

ANALYSIS AND DESIGN OF OIL TANK FOUNDATION

作者

陳煌銘

摘要

隨著經濟的高度成長，油料的需求也越來越大，儲油槽也越建越大，國內十萬公秉之儲油槽已非常普遍，而十三萬公秉直徑高達110M之巨型儲油槽也已建造完成數座（陳煌銘，1984）。由於基地的限制及儲運的方便，儲槽區大部份選定在近海邊地區，甚或海埔新生地，地層土質條件甚差。雖然大型儲油槽一般採用鋼鈑製造，是一種柔性很大的結構體，通常可容許較大的沈陷量。惟儲油槽係由很多鋼鈑焊製而成，若焊接品質不良或沈陷過大，焊縫或鋼鈑可能因承受過高的應力而發生撕裂破壞；在浮頂油槽情況，更可能因槽殼的沈陷致使槽頂扭曲變形而阻礙浮頂的浮動。因此，為確保儲油槽的儲油功能及其安全，油槽基礎設計及建造完成後之試水均需小心從事。
本文旨在討論地面儲油槽基礎的分析設計，有關油槽建造完成後的試水預壓及監測系統，請參考作者之另一論著（陳煌銘，1984．1985）。
由於油槽基礎的分析方法類同一般結構物基礎的分析方法，因此，本文除就整體性分析方法作扼要敘述之外，僅就其與一般結構物基礎分析方法相異處作較詳細的說明與討論。

英文摘要

An oil storage tank should be flexible and capable of self adjusting to match its foundation settlement. However, failure or malfunction of tanks often occurs due to excess settlement or insufficient bearing capacity of its foundation. Therefore, tank foundation should be carefully analyzed and designed, especially for large oil tanks. This paper disucces in detail the analysis and design procedures of tank foundation.

英文篇名

ON UNDERPINNING

作者

賴景波

摘要

依E.A. Prentice & L. White在其所著〝Underpinning〞（1950）有如下之說明：〝所謂托底工程（Underpinning）係為提高原有基礎之容量（支承力）或加深、添設新的永久性支承物之謂〞。自中世紀以來，以此種觀點供為拯救或防護寺院或教會等大規模建築物不等沈陷之手段，頗盛行於歐洲。迄本世紀初葉，美國紐約地下鐵之建造時，引用此技術應用於開挖的臨近構造物（以建築物為主）之保護，為近代托底工法之嚆矢。其後隨都市建設之日益擴大，尤其是二次大戰後配合戰後重建，經濟之發展，生活水準之提高，人口之都市集中等，刺激了大眾捷運系統之需求愈益增高，更由於市區土地之不足與難求，加速的促成地上構造物之高層化與地下構造物之深層化。尤其是地下構造物之深層化，雖依靠土木施工技術之開發與進步，已有相當的發展，惟隨著開挖深度之增大或深層地中開挖斷面之趨大，對於地上或地下既有構造物之影響非但難免且趨於嚴重。因應於此種情勢，為維護既有構造物，或以加強其基礎，或以改變構造另建基礎，以確保其原有之機能與安全，所謂之托底工法逐漸蛻變其原有之範疇，而演變為目前之型態，更借助基樁施工技術與機械之發展，其適用對象與範圍亦日益廣泛，而得以下列定義取代：「所謂托底工程就是，為防護既有構造物之機能與構造及受近傍或直下開挖之影響，以維持其原有之使用狀態下，施辦之原有基礎加強、支承地盤改良、設置替代基礎與移承或拖移等作業。」本省由於開發較遲，鮮有大型古老建築物，早期未聽有托底之施工例。自民國60年代起由於高樓建築之蓬勃，配合地下室之開挖，雖偶見有對於鄰接建築物施以保護者，惟規模均甚小又粗劣似亦未經工程學的檢討，施工管理與事後之追蹤，而以土法性的簡陋措施者為常（如圖一）。其間亦偶見報載配合道路拓寬為避免遭拆，民間有以土法拖移整幢房屋者，惟惜未見有工程學的印證。民國七十年交通部地下鐵工程處由於計劃中之台北市鐵路地下化之主體隧道須穿中山北路復興橋（詳第三節）及愛國西路高架橋下，將侵犯該兩橋之基樁，乃委請榮工處研擬對策。榮工處經研討後提議以托底技巧另建基礎。這應為本省具規模性及以工程學處理之托底工程之起始，預料今後配合捷運系統之開闢及地下構造物深層化，托底技巧之需求將趨於殷切。

英文摘要

Types and classification of underpinning are briefly introduced. Great efforts are given to case studies in Taiwan, England, and Japan. The successful underpinning of Fu Shin Bridge where the Executive Yuan is nearby is reported and analyzed in greater detail. Other cases discussed are York Minster in England, a bridge, two buildings and two tunnels in Japan. It is hoped that the analyses of the above mentioned cases will give good reference for the ever increasing demand of underpinning works in Taiwan.

英文篇名

THE SELECTION OF SHIELD MACHINE

作者

蔡茂生

摘要

進行地下隧（管）道施工時，主要之考慮要項為：（一）開挖面安定處理工法、（二）開挖機具、（三）襯砌工法等三項。潛盾工法係為應用於軟弱地層施築地下工程之需要而發展出來之工法。在鋼盾（Shield）之保護下得以安全地從事連續之開挖、襯砌工作。機械化之施工設備提高施工效率。於機身前方設置隔鈑（Bulkhead）、切刃面鈑（Cutter Face），利用土倉（Chamber）內積存之土碴、配合注入泥水或泥土以抑制土壓及水壓而行密閉式（Closed Type）開挖，大幅地提高開挖面之安全性。潛盾機之型式依開挖方式可分為手挖式、半機械式、機械挖掘式等開放型及擠壓式（Blind Shield）、密閉型（土壓平衡式、泥水加壓式）等類型。施工時，必需依地質構造特性及管（隧）道設計需求、施工環境（用地、既有構造物分布狀況、地下管線、環保規定等）等條件通盤檢討後選擇最適用之機型。本文擬就各種不同構造型式潛盾機之施工特性、適用條件等予以分析，並說明選擇機型之考慮要素，佐以已使用於台北地區之施工實例作一檢討。

英文摘要

This paper presents the guidelines used in selecting the type of shield machine for tunnelling construction in the Taipei Basin. The mechanism and the suitable geotechnical conditions for manual, blind, EPB, and slurry shields are discussed. The mechanical shield was used for tunnelling in sandy soil of alluvial strata for removing the buried wood and mortar piles. The blind shield was used in silty soil with sand content of less than 20%, demonstrating a maximum advancing speed of 15.3m per day. The earth pressure balance shield with mud injection and articulated equipment was used in sandy soil with high ground water pressure. The design criteria, subsoil and groundwater conditions, environmental conditions and the selected type of shields are discussed.

英文篇名

SHIELD TUNNELLING AND GROUND SURFACE SUBSIDENCE

作者

王繼勝、林軒、楊國榮

摘要

大台北都會區捷運系統工程，在政府大力推動下，正積極進行中。一般預料，為提高施工環境品質及維持現有交通狀況，位於台北市區心臟地帶之地下段施工，勢必採用世界各大都市常採用之潛盾工法，以取代目前鐵路地下化工程使用之明挖覆蓋工法進行施工。雖然潛盾工法為世界各大都市建造地下隧道時所採用，然而國內除近年建造衛生下水道曾採用潛盾工法外，其他類似交通用隧道並無使用潛盾工法施工之紀錄。為使施工順利完成，對施工過程可能遭遇之問題，宜事先予以瞭解。潛盾工法施工時引起地盤下陷而對鄰近結構物之安全構成威脅為潛盾工法施工之最大困擾。就潛盾機型式而言，國內曾採用的為手挖式、土壓平衡式、泥水加壓式、密閉機械式、泥土加壓式和盲式等六種，如表一所示。雖然上述各式潛盾機於施工過程中，有部份工程曾進行地面沈陷觀測工作，但觀測數據僅作為有關單位於施工進行時參考之用而已，尚未見諸公佈；因此國內有關因採用潛盾工法施工而引起地表沈陷之資料，仍有待進一步整合及研究。本文針對上述兩項問題：（1）潛盾工法施工引起地表沈陷及（2）國內尚無潛盾工法引起地表沈陷之正式資料；首先就潛盾工法引起地表沈陷之原因進行探討，其次將國外預測土壤隧道施工引起地表沈陷之方法綜合整理，以提供設計者參考之用。

英文摘要

Tunnels for the Taipei Mass Rapid Transit System will be constructed in soft ground. Except for the “Cut-and-Cover”construction, the most feasible construction method is shield tunnelling which has never been used before for transportation tunnels in our country. This paper is being presented in order to improve knowledge of the relationship between shield tunnelling and ground surface subsidence. Based on tunnel construction experience in other countries, it is clear that gound subsidence due to shield tunnelling can not be avoided although it can be minimized. Firstly, possible sources of ground loss result in subsidence are studied and evaluated. The relationship between volume of ground loss and that of ground surface subsidence is also investigated. Method for subsidence prediction through using “normal probability curve”as well as the observation data are summarized. Finally, method for preventing ground loss during tunnelling is presented.

英文篇名

CENTRIFUGE MODEL TESTING

作者

沈智剛

摘要

用相似模型來研究物理現象以幫助解決理論與設計問題是在工程上常用的原則：如水利工程中常用水工模型；航空工程中常用風洞試驗等都是相似模型試驗在工程上的有效應用。土工模型是結構物模型，其所用的模型材料及模型內的應力狀態必須要與原型相同，否則相似性的條件不能吻合。這是土工模型的特點，也是作土工模型試驗的困難處。現在如將原型按幾何相似縮小n倍，用原型材料製成的模型若置於地心重力場（1g）中試驗，在模型中每點的自重應力會遠低於原型中相對點的應力。對岩石，土壤結構物來說重力是它們受力變形的主要因素，因為普通模型與原型的相似性很差，模型不能正確的反映出原型所發生的現象。如將此模型放置在重力場ng中，使模型材料加重n倍，模型中每點的自重應力也因此提高到原型中相對點的程度，其相似性就大為提高，模型就可表現原型性狀。離心機是提供人造重力場最方便的裝置，因為離心慣性與重力是等效的，離心力可用來模擬重力，這是離心模型用在大地及基礎工程研究的理由。自七十年代起，土工離心模型試驗已遍及全世界（英、美、日、荷、法、意、俄、西德等國），離心機設備已不下三、四十處，尤其是近五年來好幾個大型離心機設備相繼問世。其研究項目包括土壤及岩石的穩定性，爆炸及結構物的抗炸，污染流體在土層中滲透及流動，土動力學及地震影響等。大地工程研究者公認離心模型試驗在工程設計及分析中的應用不僅是可行的，而且是必要的。特別是對於複雜或新穎的工程設計尤為必要。它不但在經濟上可節省昂貴的現場試驗費用，而且還可解決其他方法無法解決的問題：譬如要瞭解某種重要結構物在破壞時的型態及變形情況就可很方便的在離心模型試驗中獲得。若是要破壞原型來驗證工程設計方法，其費用之浩大及可能由試驗而帶來的危險性都會使這做法受到實際條件限制而無法達成。離心模型試驗的研究工作正在世界各地踴躍的展開中，每年都有重要會議分別在美國、加拿大、日本、英國、法國等處舉行，筆者將在本文中從現有收集的資料對離心模型試驗作一個綜合性的報導，俾便在台灣從事大地工程設計及研究者對這個新穎的工具有所瞭解。

英文摘要

This paper summarizes the basic knowledge of centrifuge testing of geotechnical models. It includes a description of the principles of centrifuge modeling; the centrifuge itself; the purposes, applications and limitations of centrifuge modeling; and the need to adopt an earthquake simulation for dynamic testing of models. As geotechnical centrifuge modeling is recognized worldwide as an effective and on-going research tool, it is suggested that the establishment of a centrifuge model testing center for geotechnical engineering should be seriously considered in Taiwan.