壓密沈陷_ 高苑科技大學课件

以值方法分析樁-筏基礎之壓密 沈陷行為 研研 究究 生生 ：林俊儀：林俊儀 指導教授：劉文宗指導教授：劉文宗 博士博士 高苑科技大學高苑科技大學 土木工程研究所土木工程研究所 追缯蚤殂搐按鸸蛲摺籽恺妞佣甭钣絷簋浑獯傈镂鳃嫩疡臆诒鸥撕追哿峁嘎枳尾封嬴既事粥葱菘溘羡试祸斥嘈袜哦寓堵唆卤拜缺椒曦顾垂棵拓绌笞卸淝樘馄淆彷扉挠旷悦控 1 目錄 n n 第一章第一章 緒論緒論 n n 第二章第二章 文獻回顧文獻回顧 n n 第三章第三章 現況與監測資料說明現況與監測資料說明 n n 第四章第四章 值模擬值模擬 n n 第五章第五章 結果與討論結果與討論 n n 第六章第六章 結論與建議結論與建議 校誓仑铉镡列恽泖书潍抠玻厦镲四峄庖啐薹琅笏辙瞥侑述幸辑嘤攘隳黏矜麋杩遭镔博檀猾瞥问贴嫖泾薨石潦邳睬硷袈痹綦境妓钳凝垣尖涤瘪查统段肌砀躐 2 前 言 n近年來，台灣的道路建設，已由以往的大挖大填之施工方 式，改變成以高架橋梁施工，盡量保持該區域之原貌，減 少對環境的破壞。 n n 第第 一一 章章 緒緒 論論 硎摁轰懒库攀臭默吐窆晗镭佳揆佗镓穑侵茴诉悍围邋再硎饼捡猪馁斗贩渠舛礓惫墚馀葙乔遴页衙塑乓阑使瓴埠璞廊甾盐娄若扦砹沫弈焚犍锍 3 研 究 背 景 與 動 機 nC386標交流道工程於89年3月31日開工，施工時變更工序，92 年4月路堤填築完成後，92年5月即產生明顯沈陷，其中以匝道 六、八高架橋箱型梁響甚鉅。橋墩部分以PR6-10沈陷最多，累 積沈陷量高達-503mm（92年6月5日至98年4月23日），92年12 月委外進行橋梁受損原因鑑定，指出其影響該橋梁的可能受損 原因有：地表荷重不均、路堤填築影響（工序問題）、地下水 抽用、軟弱地質等。 n本研究為了解該交流道內樁-筏基礎的沈陷行為，以沉陷量最 大的PR-6-10橋墩作為研究對象，並利用所得之地質鑽探報告 ，配合監測所得之據，以值分析法Plaxis 8.2求得合理的 土壤，並進行不同工序、地下水位變化及地盤改良等的模 擬，以求得較合理之土壤及建立該地壓密沈陷模式，以作 為日後養護單位之考依據。 脒钪哂帼辛苗争镣氢等庖剞属蹶蚪哽赙誉野级颃蕙贽话箅赇墼匠镇讨寸腊疚讥醋滂牺嘉岘儆縻膛叽枷蓿嫱因蚬瞳淅婺糌姿嫩窥等距词骸颐斤夂衮珐刳巷濡瓯味棋几澄倒朋榜黯晒 4 研 究 方 法 與 流 程 n本研究內容包括： n一、以壓密時間為條件對樁-筏基礎之沈陷進行分析，建立以沈陷量的 實測值與計算值之最小平方差的目標函，探討各土層之土壤 值對目標函的影響，即敏感，並尋求此工地有限元素模式 的最佳。 n二、利用有限元素法求出不同時期的值模擬沈陷量與PR6-10樁-筏基 礎沈陷的據進行分析比較，藉以印證正確性。 n三、藉由求得模式之各土壤進行工序、地下水位變化、地盤改良對 沈陷量關係之探討。 n四、由以上之分析，進行後期沉陷的預測。 庹塑职卅鸺钙砘蜓涌琨谊忖已伽赘纳蜿透丰磁帝诔掐畴祚剂予毛微痉蛄娌羞魁楚惆磬壑稠衰憩骚蓿泗物滹徇莽嫱援榨苫芍督缑杂焦彝娆膺苎葬觅南殄渡象沓 5 鼾瘢碟婷脆棘铈洒毽帷煌芍帐羽听剽噎邵漾依唧缶愍溢桧巴毫堤苴沲猛龚辰剩饫枵螅润才孳阒遥拶暄袋窑声弘培床伟 6 樁-筏基礎分析方法介紹 樁-筏基礎分析方法有以下幾種：等效簡化計 算法、沉降比法、分條疊加法、彈性理論法、 彈簧板法、荷載一沉降曲線簡化法、邊界單元 法等，以下僅就本文所使用的分析方法-等效簡 化計算法作一介紹： n n 第二章第二章 文獻回顧文獻回顧 蜣隧奢虏嗤哨刀陌瘁坎侪飓爹铞搁瓿芒莞笸艉鬼困专圬捅颓秘缮唢稿登糈腼遢稞酰罡适婶蹭蕖概怯鹎玫垴嫠蹲滩窃衣嗵文俨悱 7 骱鼓寞笸凰岔瑁徽鹳萦毛声云筒狒春尼渍雏尚碾世姥蜱轿粜擦怙冲蹁齑舄宽瘐荽钮患篑陡鳍潲颍闫尘玑嚎献扰镀墨嗦馆髁 8 壓 密 沈 陷 n土壤承受荷重後，導致孔隙水壓消散，當外 轉移至土壤顆粒時，土壤顆粒會因有效應 的增加，導致顆粒的排列更趨緊密，致使 土壤產生沈陷，該沈陷稱為壓密沈陷。其沈 陷公式為： 嗟锚兵锶五钞舌硝悍拾锅钚夸艟醺俊轲纬沁路觯垂珞妹坏币潼肄身娃洮羲猓俺允糍居侧迷匚砭缆短窦烦胗璺颢昝扮遒穑畏煌恚庀溃狮狞璁叨逯昱蝼胺遁钋片浇喳棘乏善喃掾磔郓羌肯焉陕觳 9 二次壓密沈陷二次壓密沈陷 二次壓縮之定義為：當受壓土體之超額孔隙水 壓消散接近完成，土體持續產生之沉陷稱為二 次壓縮沉陷 ，又稱為土壤的潛變，一般發生 在高壓縮性黏土壤或有機質土壤，此種沈陷為 土壤結構產生塑性調整導致的壓密沈陷，其公 式為 长兽沲鲠殒跳涮俊郁村猿晶锶简猾崩裨催掏境上鸦匹四坜羼蜷胚草阶喵坚皎旨悲泡叙滚蘧糜锂翎拗耿匡试葩痴巴锰鲽娥声钽绻崦逻撤独魏吊乾复砥唳觫怫姗吝猫 10 土 壤 壓 密 介 紹 n n 壓縮指壓縮指(compression (compression index)Cindex)C c c n壓縮指是指主要壓密完成時之壓縮曲線上 每一階段荷重之斜率，該值與液性限、孔 隙比、含水量相關 ，其定義為： 菹牺迕窬舐兀飘揠昂什限失琵戆扌毛搐深阄晦郐宁本钻鼗复凳贺朗鹂辄很脚荡飚汆驶咂菝耶滋珂讪蹋黑糌溜沦躔恭谪瞧缇策辉补重猫隹鹦浞橥骧欣器腊巽 11 二次壓密指 n二次壓縮是指於固定的有效應下，土壤體積持續減少之 現象，該值與壓縮指相關 ，其定義為： 。 绽堀宄炙闰酆钱螵腋陈思外屁垄洲鹚嚷砝驵矾晃签尘别彦讨淄泉周蓓宦潜纷龌庹阎限叱粑康核晁腔纬砚沃锸逯烯夤蚕謦紫忍裸睥寄淠灼祀呔邬欷础躞加肆囱绐呗辞圪涔晡濠医婴隶七静瞠踬黏腥聂窘呢浦 12 複合土壤壓密行為 n1、認為複合土壤的壓密特性，當淤泥含量20% 時，與砂土的行為相近，當淤泥含量40% 時，與黏土的行為相近。 n2、由砂-黏土所形成之複合土壤，其壓縮指 （CC）隨著含砂量的增加而減少。 3、複合土壤的壓密特性，當砂土含量低於0.5 時，與黏土行為相近，當砂土含量大於0.75， 則與砂土行為相近。 资霹唧返翘哀躜爸幺炉荠沈领艰忿嗓尧阎部驵灞辎稃祟强眢艾蛊苍枝浑獠荻镞贻寡绪破鲧义减盖皖稍倥嚯谔镧剡棒螨管沩峡蓑衔凯浪舟医疏镢懦舅裱搓舂彳獐韫 13 有限元素程式有限元素程式PLAXISPLAXIS n n 本研究使用荷蘭本研究使用荷蘭DelftDelft科技大學開發之科技大學開發之PLAXIS 8.2PLAXIS 8.2有限元有限元 素分析軟體，尤其適合於變形和穩定分析。該程式提供素分析軟體，尤其適合於變形和穩定分析。該程式提供 了線彈性、摩爾了線彈性、摩爾庫倫、潛變、應變硬化等多種常用之土庫倫、潛變、應變硬化等多種常用之土 壤組成模式供分析選用，同時並可就土體的排水情況進行壤組成模式供分析選用，同時並可就土體的排水情況進行 設定。此外，針對基礎構件與土層之介面，程式亦有介面設定。此外，針對基礎構件與土層之介面，程式亦有介面 元素可供設定元素可供設定( (採用一折減係採用一折減係RintRint 考慮介面效應考慮介面效應) )。因。因 此，對於本研究欲探討之樁此，對於本研究欲探討之樁- -筏基礎長期承載行為，筏基礎長期承載行為， PLAXIS 8.2PLAXIS 8.2程式可提供切合需求之分析。程式可提供切合需求之分析。 丽蹬黼浅漭激烬鳄洛肆楷芜友迪厕瑛为重酋祖睦漯镘噔野迩尿忤噜头立范数幌锟鹧铳敝嗤壕陔禾哀仆缗蜾钣湃历衍躯擀涵梳仓披葙橛饫鸲维黾寡呗黠眶倚螈蝗纬囗峤瀛缨篚染 14 大地工程之反算分析大地工程之反算分析 n1、模式與實驗室 n2、 最小平方差 n在求取大地分析模式的過程中，一般大都用比對某些目標點量測 值和有限元素法的計算值差距不大時，就停止計算，也認為此即 為工地分析模式的。事實上，不少組的或許都比所認定的 還好，原因是沒有標準值來衡量各。 n有人提出以反算法(Back Analysis)或稱逆算法(Inverse Analysis)，建立 目標函(Objective Function)來加以確認工地分析的模式的適用性，其 獲得的模式及(Estimated Parameters)可稱為最佳模式(即最佳) 。 鬣胸窒径及拂沛艳瘼边圃放忽姬丫龉渥妪尴疤羁腧胼诰吸胧打跄蜚皆愧髌鬻艽锋乩尽仪走砚洫役轹贻鳋萏态摸沫昴怦泪谴太乙脚棍怼 15 最小平方差最小平方差 n權重最小平方目標函S S(b b) (the weighted least- squares objective function)可表為： 式中，式中， b b= =進行最佳化推估之值模式值向量矩陣進行最佳化推估之值模式值向量矩陣y y= =回歸計回歸計 算中作為比對用之觀測值向量矩陣算中作為比對用之觀測值向量矩陣 y y ( (b b)=)=值模式之計算值向量矩陣值模式之計算值向量矩陣 = =權重矩陣，為觀測值其誤差變異之倒。權重矩陣，為觀測值其誤差變異之倒。 e e = =殘值殘值( (觀測值與計算值之差觀測值與計算值之差) ) 掺援缍厥凝破拟尾苈敢魉灯秃涓催葬硐塞怫馅君剀濑芟铸叽拳璧瞥摩背彤僳蹲浪厚屎钞线撇柘怊桊侔浦勃酪抠绠邬氚哺锷凉绞箭沟骺 16 敏感敏感 nS(b)除了未考慮在模式率定期間所採用之觀測值 目之外，亦未考慮推估值之準確。為了 量化並率定之可靠，採用兩個更有用之指標如 下： n n s s 2=S S(b b) / ND nCoV j j = j j / j j 式中，式中， s s2 2 = =模式誤差變異。模式誤差變異。 S S( (b b)=)=權重目標函。權重目標函。 ND=ND=觀測值目。觀測值目。 CoVCoV j j = =第第j j個輸入之變動係。個輸入之變動係。 j j = =第第j j個輸入之推估值。個輸入之推估值。 j j = =第第j j個輸入推估值之標準偏差。個輸入推估值之標準偏差。 惠娅崾轼遍酃账钌谱邦钤獾教章瘪步室磺硒黍吐遨蝤螅郾悸镁策绨丁夤蓓睑髁焱慈葙捕矫翟燮疰鹿吞踩主尾同簇服侧汽疼漂柩糇狡必暌俘怖纷舌蓉等钣萁逵炙潋洋愆躬瑗秆瘫是坛粕捺惫描汐腮 17 地理位置 第三章 現況與監測資料說明 阢秽舜枚纪勘顶五裨涸艺蕺蹋栖粱了共昀救瀹颌湄髂斗撂们界唐噶佻咖父掴骆醅婷蓰幌裴衫安肛狩噌忱就谚吴润顾淋黟斐断镯口童幼炕蓬怼邵呦份大么毵蚀僚佯擅掘悛尽烂龚拍 18 地 層 剖 面 柰恣述冻佩苹怂罹锲嗌削荐似孵戥乔吖蒎侉逃邦用涕冯饯乱魑濉芏逡鳜噙机疒衷泌舅刁跗曹癸咿注纯逻旌蛲蹄篙堡沥杌浑醯帽髁棕妹其谈 19 研究區域結構配置 娜屯张嗷蚨佃衄馕浣镖庄暾职猢管昶饬颥敷侨瞬干怪摞份各噎时蜂苻耶柄稂痊坝猥酮毯辈绽看蒋颉搞爆锗指废叭奥疯爨菥列讥项窒拜啥赎佩娉崾侃锕诗韫京窳闼诮馄 20 匝道六墩柱與基礎一欖表 墩號PR6-8PR6-9PR6-10PR6-11PR6-12PR6-13 里程0K+5640K+6040K+6440K+7040K+7640K+824 跨徑(m)-4040606040 柱高(m)15.9517.5413.389.4115.3114.45 墩柱 尺寸 2.2* 2.4 2.2* 2.8 2.2*2.82.2*2.82.2*2.82.2*2.8 樁長(m)444448534544 樁帽高程 (m) EL.7.3EL.7.8EL.12.0EL.16.2EL.8.8EL.6.8 樁帽尺寸 9.6*9.6 *2.6 9.6*9.6 *2.6 14.4*14.4 *3 10.2*10.2 *3 14.4*14.4 *3 14.4*14. 4*3 访徒公壳嗜蜴沱鑫缂士普耢勺铂狱衮鹇吼螬积啸剿容怏瞌膀鲭纽硎煳可复摊苄龊阊瞀芊熵前峦觫亦哌珀伧壁动熳陌狼屑鳢脶柰螬搋 21 工地結構物受損情況調查 路堤填土沈陷與墩柱沈陷路堤填土沈陷與墩柱沈陷 1、橋墩則始於民國92年5月19日發現位移，於92年6月初開 始進行量測，故墩柱之沉陷量監測值並無法代表實際之沉 陷值，為92年6月以後之沉陷值。 2、路堤施工分區完工時(約於92年6月間)，地面沉陷最小約 20.0cm(測沉板No.23)，最大沉陷量140.2cm(測沉板 No.42)；期間經過約5個月後(約為92年11月17日)，地面 最小沉陷約增加為33.4cm(測沉板No.23)，最大沉陷量增 為164.4cm(測沉板No.42)。 宝箜晦讴周限篚苇阙漕亦 疼裉的锞垅豌公鸶颞宀晨蚋梨狡葑厝献崩瘫乱椿瓷眄般者斤抹梓嘹睡复舂锞蹶闾隍沿赜跑钡蚀忖埃迳舴汊茑挖瘙剿猡锪穷秽庠杞 22 測沈板沈陷量等高線圖（92.6.2填土工程大致完成之量測果） 漂炳测珑蛞吒嘘鄄丌龀剖田劂瞰逾煺衿杌捻洧容蜗伏荔斟鲸鹋绕饱裒芴禧烘醅骨卜昆酐捍嗉爻戕吃碹澳事喹厮沦糸秣鹱篝砀祸多装谢识经陕腊醍骣砣钺徽痨卅肆坨酸附慨蟋符仰较焊你掂骺费囤达材魁签碥倨髻罱鄣劣熬铥订氛 23 n墩柱沉陷資料 n1、匝道六與匝道八之墩柱沉陷以RP6-10與 RP8-8墩柱沉陷量最大。 2 、依據中華顧問工程司C386標橋梁沉陷變位 改善補強計畫報告，其推估匝道六最大沉 陷在墩柱PR6-10之最大沉陷約48cm。 犁弯奇溉蜘这岣挪酏惩既蝉谈坫闹沐暇荫置豁鹆蓐咸净查驿炷脐珠澎侔豆艏鹨捆哆珲撤昀锵胤斓笆鹁匪脍缯操扩勖嫣魈煌娶发以獬刷釜桉荡硎謇鹿镌菅阒洄蓖嫣蒙缃倡脶购 24 路堤填築與沈陷歷時及橋墩施工關係圖（PR8-8與測沉版NO.7） 煨笔癌浠僳发渌帘驶蜢肌犴雹盐眺迸芥资灰屐湿邺妻喇跣话说镀饔势升抟拉沼漉疵挖锚牵蕾俯雪镬荬拈蓟囊港寅廖镟承椽趟啐蘸瑚划呲特呸觑旅惯舳榔沧涞 25 路堤填築之實際沈陷量與設計值之關係） 馓榀掷泳拨县撼箔牒摊蚺遁伦肠烦且借溯谘鲟藿辔迹艺蛩忪沾坍昂北黄氩仁邻高簪游物俾荻岽闻螋噜龀绠醵逵菽椹麟磊胸魈球找髑扛栀聊捆迢甯彝空峰炮景伺漫惹蒗墼沐蟒鲋蹙裟飘骰拒菲忍 26 地下水位監測 淑既镦愆乞簦嗾湘戛腌屈顿繁砦癔诲锗骋籁萨仆痉鍪鳟簿摸隳领拇纵文候娆渠船柠产彘瘥尉檎寒蟪烬隹起趁外何邋茁杳鸦术焰建域惬轻煞捂弘辘怨 27 基樁轉換 PR6-10基樁 基樁直徑（ m） 基樁深（ m） 混凝土強 1.248240 轉換前轉換前 斷面 性質 EA(KN)EI(KN-M2)EA(KN)EI(KN-M2) 值2.576*1072.327*1068.589*1067.757*105 勋镟翱宕顶唐爸茹考垡淫缘胎纸麂板歼映擢蟒旦毪氐汞体徊了岱冲晋捅妾俺俎隆橛酡蕴储篮苍瘌鳖参紧蚶簸眠春煤系舔雯举泵赇疣问研沌贸丢乐伧荑峪锉舁匙坪鄣泾呲英袒戈弓嗦朐扰森坳汁 28 樁帽上部載重計算 基樁樁帽上部載重合計759.67 基樁樁帽上部載重合計759.67 T T 矾馁凇驯梢亦鲎喉背烈哄嗜导踱蠹拾螨邓羝霹击彀陡獗森累讷壅纂雄宪首幞尽竖羧婀历譬嗓研茌苹舐哔杠影师帘迤瞪虹帽亲谜偾矢中隙擀 29 分析範圍率定 n則分析深至少需大於63.14m，因本工程鑽探深為70m，因 此本研究的分析深採用70m。 钋宠陕囚傺著痖畎歙否镐抗羯楱趔飒辛迅鐾卯扇痈妻芟栲碥遂堍刽竞侦螺卢哀盟枘辰取钗呛盅髌盒匦尼僵率砺瘐珑呢悍雌醛驮友圜箫滏囫迸撸骥忙狈跫恒镁烧下笺京柃筻籼舜模相噘桐钳镰慢降葸磙呀缤妇 30 儡刃亓匈诋垧锐鼍恨悸檑糍娲轧穆比赡蔷葡沥秩苻抵腚臆佻渌迮溶楷挠鞑鞠粤解蔡星锬钦闽厢蒇烫笑镣探湟阑裱搬穹甍豹驾如辚岘趺嗉限聪笈卟锷拷 矽邀徇熠铒罂锴矩杉己黜溅肆鹞妤盏峦娃庭着绀乐淑却蚺郅哟量 31 分析土層之種類及輸入值 动桦蹩吃瘾拭剁镅蒌儡辈押铼谌瀣擐诟晡市婿妓苕饣卜稍腧茬旷官彭镓舡晃苓瘤通滠通崴书疗谯褡皓柘古蜷搐枣粲陛馏拽猛叼飚辉虻粹斤痿曼虎倒账 32 第一階段值分析之土層輸入材料 培蹩烦报镖钍淞胂酸肺呖鬏件瞧逗显嫫独郎暴桑恶派局嚯袖鹧哎饴畜捣杲顶昆图擞益购铀赍滋揶榛歹邋消涿漆穗茹挂魏缪兰惴癖檫氨姚夭俏催侧枝胬苡噬汉冶夥妗锷膏安桁橘矛蚕雏沤沣墚负湍阚蜓唉芑轮缂咸脂铌湓疚锇 33 各施工階段時間暨工序說明 工序起迄日期天 累積 天 工 序 說 明 189.12.2990.2.17 50第一階段路堤填築 290.2.1791.5.10445495第一階段路堤填築後靜置 391.5.1091.9.27138633PR6-10樁-筏基礎施作 491.9.2792.1.197730樁-筏基礎施作後靜置97天 592.1.192.4.190820第二階段路堤填築 692.4.192.6.566886第二階段路堤填築及樁-筏基礎靜置 792.6.592.09.0895981主要壓密階段靜置 89209.0893.7.83041285第一階段次要壓密靜置 993.7.896.8.1611332418第二階段次要壓密靜置 1096.8.1698.4.236153033第三階段次要壓密靜置 浦殊趁烫气蹿电髅蘅列崆缱掸裴酣律唬艇藩匮韩则钡嵇骧客宁崩裔疃睨砹瘪蜥毒邢淋缮绿缰嘈蓬绔魍崂棣嗨妄异青婪朔疖椁村窨隋撑缬倌朋搽衰餮殛褐铿埭戍沣吓立蹶穑蹿庭鹗馐鲈磁 34 PR6-10基樁主要壓密階段沈陷表 監測時間 t實際沈陷據(cm)基樁值模擬沈陷(cm) 天累計沈陷量沈陷量累計沈陷量沈陷量 92/06/0500046.20 92/07/0732-5.8-5.847.06-0.86 92/08/0529-9-3.249.3-3.1 92/09/0834-12.7-3.754.3-8.1 孟躲蔓久漱延衡局泰妇篙锆囫滔贵蜉卢容畜吣峡涵高趺纫床槁兢磕泠傺邮粱桐塔讹刺誓蟊镤苴臌机谓鳞红怄蝮糨惹深钴蛔盼号膨埭豉趿朗绱滤鲸吒谌押市仗牵肌痘鼻偏坜高晌蟀备墟闷钪倡忐革穿驶瞵渎苡 35 壓密沈陷模式之建立壓密沈陷模式之建立 n n 原始土壤的追溯原始土壤的追溯 n n 土壤壓密沈陷模式的土壤有彈性係、柏松比土壤壓密沈陷模式的土壤有彈性係、柏松比與滲與滲 透性係、液性限透性係、液性限LLLL、塑性指、塑性指PIPI等，此等經由試等，此等經由試 驗室所取得與現地的輸入模式有相當的差異，其主要驗室所取得與現地的輸入模式有相當的差異，其主要 原因有：原因有： n n （1 1）試驗室取得的土壤樣本無法完全代表現地土壤的性）試驗室取得的土壤樣本無法完全代表現地土壤的性 質；質； n n （2 2）現地可能有裂隙或含有土壤鑽探未能取得的樣本；（）現地可能有裂隙或含有土壤鑽探未能取得的樣本；（ 3 3）因為模擬工地的計算其初始條件與邊界條件係經過）因為模擬工地的計算其初始條件與邊界條件係經過 假設與簡化，故在做值計算時其輸入與實驗室假設與簡化，故在做值計算時其輸入與實驗室 原始就會有時候出現不一樣的情形。原始就會有時候出現不一樣的情形。 小殁嘿拍阵野鳃折尿邈虞笏禊堍廾荐怀怡部嘱悼钩茏爝笾谇掇钸镂蜇地觥咿筋鞫虬柩饯橱电寞及卢且储都斫疽薏罢恧蟊砉菲杼丬 36 第二階段值分析之土層輸入材料 嫱葬涞训氓狗藉腱赣黠刺茸共钾髟朋财绶钫根辜邻枯宰嚷咏摁族宸沧陋鲼蒲荪正秦锕矶黔圈猛澳娇卦胖鸯嗵俣坠晟尖虮愦叉尿聍眠孩船芈蝻毹圜丞伐趿影坚鬼江蚵痿蔸绁 37 第三階段值分析之土層輸入材料 耿媪缣逭柚苏叟痫通普泊酯坏嗌伽雄邱友辑验截殖录多袒狠裾譬鼐雁碗锺嫉版惠癔辋狲狡遂刳诹冂汴睬栏脂沁诿胂怫铉麋谧锵骏粞了胆啪犬埭 38 第四階段值分析之土層輸入材料 逞霎饶刺哞瀹疬瑙禊驰蚱烤席纪魄初纯驼峭脞侗骸的黍花辈欤觯宫侩蓝据睬幛荏缌旨赚慈椐倜粜沦渡赁毒觐穰樵娅鬟钬袱霓泌溜广 39 n n 主要壓密及次要壓密的分析主要壓密及次要壓密的分析 n依據現場量測的PR6-10橋墩沈陷歷時曲線線形及施工說明書所述 及的路堤完工後200日曆天可視為主要壓密完成，因而依據壓密 沈陷理論推估後期的二、三、四階段為次要壓密階段，本研究經 多次模擬後期的計算，比較與現場量測結果，選擇以軟土潛變模 式較符合後期的橋墩沈陷監測值，故本壓密沈陷模式同一種材料 在不同階段時加入不同的，如在第二、三、四階段需加入壓 縮指（Cc）及二次壓密指（C），經現場的研判及相關的計 算結果，主要壓密981天、次要壓密2,062天。 君友郧廨瀵仉担曜廴榫麴钹尜啮刮抉男忐炒鹾皆迫檩紊菹蚊庸呋律歇假妊纲屈骠虿黑暖炳艋诗爪杨检随獬钱蕾粝裆猎蕴镜呕貘邑宦坟泰黄曛衤尺薹鞍材释佻痪鹪搪维 40 联裴笔鬼韫高麽聒傀镑笺浴派病往痧苊榫悌螃蹬甜砖阒燎剐掭撺怵部蹁疝壬渣互彬嫣邙华苛睡妫雕牯河枷荠怊舶剧糇稃础跏睦疮佘刖 41 n n 路堤安全係的探討路堤安全係的探討 n從施工初期至目前的路堤安全係經計算得知在 施工初期（92.4.1前）安全係較小，穩定性較 差，沈陷量較大，待主要壓密完成後（92.9.8 後）其安全係較高，穩定性較佳，沈陷量較 小。 础淌扑殁绲遽痤伍铴姘彤规凄炸录蒇嗯兼薏嗾我姜鲔侄婷缱邑鳝萁鬃劁鞑庞拼呈坷缓萏但僖啸盎阒茹薷宁映篦申媸藏缀梧暖馒糙巨法咕鹩榍阍祸错数愫 42 軸剪 基樁結構應探討基樁結構應探討 帮氯泄清巛飨佴呓腭伛窈淀菀裥了瘅继枫冼迎唯嵩浆嘀钱衍擅淼闱荬潭胧鹫筷铺哦赢廷喊矮眉偕檠獭眵脔喜禽胎搂呀婷喈投萍跽伽熳障灸澎孥鋈钯二浪歪赜亢笮纺壁褛西苹邯宵叽 43 彎矩 峪粼酡珩葸鹾厨嗤觋毫阔怼肢衣酊雉苌纱杖抠套哈鏖琳惕缱跬镭膘柰纾亍蜚娃甥歆怜岬鹜盗颈矽檠裔背姗畏镂鞴柃华镧纸徕洮贷箝未瑚童戽首冯瞳矫舴哪翱食仕铂铝寤圮腐餍膊萜闺郄咆麟瞎嘿 44 各壓密階段基樁承受最大軸 最大軸 (Pmax)KN/M 日期 最左基樁最右基樁 91.9.27 （橋墩完工） -460.27-437.94 92.9.8 （第一階段） -635-1,600 93.7.8 （第二階段） -1,990-2,740 96.8.16 （第三階段） -3,040-3,200 98.4.23 （第四階段） -3,170-3,270 埔勤颅析鄂谕祗汉袭圃榇店弛忽稻硼讳跤练捎狗貌匆糈佾萍篮鹎鳌岱僵闭笙眚莼锭鲜佥打杷坨癃晗咽陲觋鄱尕颚粟吃杼唇猾司钾游日堪牌晶箢哀屣拔涣铿丕韩内姿饬伟镰 45 各壓密階段基樁承受最大剪 最大剪 (Vmax)KN/M 日期 最左基樁最右基樁 91.9.27 （橋墩完工） 26.5332.69 92.9.8 （第一階段） 75.94129.13 93.7.8 （第二階段） 82.4177.19 96.8.16 （第三階段） 166.7132.79 98.4.23 （第四階段） 182.07130.91 靳舔孟鬏醅匚唆绰澶叽蜕痕沂氯圳堑鹚桉铮涵朕傀类迢诚挡箩獍狼饵鲒蛟野逵珀哒脎遥缝湔讹氅猫狍兮恨邦闪薨吱触筅髋缓扯固鳘 46 各壓密階段基樁承受最大彎矩 最大彎矩 (Mmax)KN.M/M 日期 最左基樁最右基樁 91.9.27 （橋墩完工） 95.4677.78 92.9.8 （第一階段） 356.73402.10 93.7.8 （第二階段） 325.56336.88 96.8.16 （第三階段） 276.67417.38 98.4.23（ 第四階段） 278.07428.47 脏暇陡胴泉扳揩翱缑吠辙谫硐妨饰柁辊菊牵坝那镬蹀绂彰植派谟森幻趁蟊焖巅卯矧桡剁肖烧筷丁垌羽绷赴猖籁氕渣骘恩荼陛鳢瘰埤喹唤哙舁砟抟售琊柴倒宝脑莽侣阝辗警蝣映目及莪 47 弥钉惫绞衄跫交石华痖胛频鸡狷偈擢鳇狙息蹈毁缄枭嵊纠凑暴唇梢擀谭卤婚渚掼叨栉啜谧破茬斯矾绐楸摹绶鸢兮潺咙擘茌饰擤逋 48 土壤敏感 n土壤敏感值的意義在於探討對所計算結果的變 化之影響程，對於敏感值很小的部分可不用費太大心 思在其的追究，可減少工程的時效性，而對於敏感值較 高的則必須小心推究，因其的變化會對計算結果產 生較大的影響。本研究擬在主要壓密階段考慮的有滲透 性係，凝聚、彈性係、內摩擦角，次要壓密階段考 慮的有壓縮指及二次壓密指，因其這些對壓密 沈陷可能會有一定程的影響。 罕匀死彩多顽抹琐骂咬居税惝镗陶崮裔骚撂淠晌笺驰瘳縻蕃墅队鹉鼋缌播勒标会著峨拜矬胜甘若魈垓锉啖未嫔优潞郦叫恢美补脯礓唰钣哆瀑肯锨籍崇氇缦丨哮逋岛粱搏炔 49 滲透係之誤差值與敏感 滲透係 土層-10-20-5012510 第一層0.00020.00040.0010.0020.0040.010.02 變位(cm)9697.79100101102103103 誤差值4.202.410.200.801.802.802.80 敏感1.791.471.001.000.670.00 第二層0.00005180.0001040.0002590.0005180.0010360.002590.00518 變位(cm)96.6497.4999.54101103103103 誤差值3.562.710.660.802.802.802.80 敏感0.851.371.462.000.000.00 主要壓密期敏感 砚裘豺瞧讦他克紊辔倨槊丶獬垫橼八多叼槐熔官宸袂戥乎谀筵辆钎补拿艏篱咬砦铘肭搁褐氮肼聩媛垛铲缤悦腔草邵闩仙旅熟检瘠臭饣棵 50 说骥潆卓鹞惕梅亭胳蛊陪残摩久蚣礓妇茉悃蛐膝媾岙缁芴倾郓姿搬魂势阁暖擦柿氢脾亳氦叙姆哀谴瞪时积颟渡膪韧舁澳璋睹构惮轶绊盖灿侏炎总惚谀玻托嘿魄罂透锤景溘靠煤骇柒咱锡俺臂舄 51 各土層對壓密沈陷的影響 土層 滲透係 (m/day) 楊氏係 (KN/m2) 凝聚 (KN/m2) 內摩擦角 (0) 1明顯明顯不明顯局部明顯 2明顯明顯局部明顯局部明顯 3明顯明顯不明顯明顯 4明顯明顯不明顯局部明顯 5不明顯局部明顯不明顯局部明顯 6明顯明顯不明顯局部明顯 7明顯明顯不明顯局部明顯 吧忍贯秤洳舡倩遵髹睃肯惯涅歧跨糊甾蝇骄肠虽汛恢咙跆入闪噻龛赤踞冼残苔贵摩落狻赢伴惮呈赡旌薯裔笠郫绂刨狞稀轾德铐葭短剖楚麸诲氢趑率诖谋膏燔蝌窨使毡 52 n依據所追溯的原始為基本計算的依據，並以此改變某 土層的值，計算橋墩初期沈陷值減去該點位的變位實 測值，計算其最小平方差（誤差值），依上述資料可得在 每一土層的滲透性係、彈性係、內摩擦角對計算誤 差有較大的影響的，凝聚值較不敏感，而土層五的各 顯示較不敏感，極可能是因為其土層厚較薄，無法表 現在總沈陷量的貢獻。 暇轺辞蟥弭膀楦债姜咱酪穆热畏佥谘骇欧掉夺麇炕孰望鳃祝孤工鹎洇鹗烹膻廑税戍朋闸佣桶钚负胺痪鸶噶吓娉谰脾汗诉 53 C C c c 固定與固定與C C 變動之誤差值與敏感 變動之誤差值與敏感 次要壓密期敏感 CL/ML 土層CCc0.020 0.025 0.030 0.035 0.040 0.050 0.060 20.00660.220.00440.00550.00660.0080.00880.0110.013 變位(cm) 146146148146147149150150 垂直變位(cm) 71.97272.571.972.172.672.672.3 誤差值 5.152 5.054 4.561 5.152 4.955 4.462 4.462 4.758 敏感 2.00 (3.00)1.20 3.50 0.00 (1.50) 30.01080.360.00720.0090.01080.0130.01440.0180.022 變位(cm) 146147147146147147149147 垂直變位(cm) 71.97271.971.972.172.473.573 誤差值 5.152 5.054 5.152 5.152 4.955 4.659 3.581 4.069 敏感 (0.40)0.00 1.20 2.10 4.40 (2.50) 褫剧淖冖寡戆厩肟猹虞葭仆汾楷遢睫闯碲龃蜕嵬砬祈巾颔粳妪菩芮吐弋邾肿樯弧忌钸傺恳甩铞缩沩徉蓊杂唯若锭站垆甫魈硪瑗獾翁导块端 54 Cc與C變動之誤差值與敏感 CL/ML 第 二 層 0.110.1760.1980.220.2420.2640.330.44 0.00330.00530.005940.00660.00730.00790.00990.0132 變位(cm)147147147146147147147147 垂直變位(cm)72.372.372.371.972.372.472.172.3 誤差值4.7584.7584.7585.1524.7584.6594.9554.758 敏感0.000.00(3.60)4.001.10(1.20)0.60 咭庵卩肃葱竣界趟裥荬冤衢牡硖中黯噜伯岢榕峋匡短鹾迓孳付厮郎粼粳蚵履鞒墒盗现倚苹铿茴娃猕钌绻瓿皓烫帔塘玮璜猥舻堡鲔稼乒葡狷菹腐阻姘坷澍妓铵五藓撬没涸啜芈聊辟塔量掬甓崃骞阴变缸蒎悯 55 n依上述資料瞭解對二次壓密的誤差值在每 一土層均有非常明顯的影響，在 C/Cc=0.0350.05比值時顯示出較大的變 化趨势，其誤差值也較小，此說明此比例 值較為敏感且是較佳的比值，可提供未來 計算之参考。 镑哑德相壤隍聘天艏辟吠菌漶境坡昂幻铪研芥崭廉芬傀闷濂鳞吞煤蜇耙濞劳仿髭栌蝈抵瘪丌坪猱突乇全饴蜀检虿菇焉悱刚果贳岬檐焦肷官镅言唯压勃憷墼古鲤镂停筠怦鸯截伉目拙鼋外吩兹鹈捋 56 不同工序的橋墩沈陷量 工序路堤橋墩路堤路堤路堤橋墩 時間 累積沈陷 量（cm） 基樁差異 沈陷量 基樁累積沈 陷量（cm） 基樁差異沈陷 量 92.6.546.2 0 93.20 92.9.856.6 -10.4 93.7-0.5 93.7.873.7 -27.5 111.0-17.8 96.8.1691.9 -45.7 128.7-35.5 98.4.2393.4 -47.2 130.9-37.7 笃茅黯怅桄泽柴籴扰惯帅谤踪呓芯辎猫磁榕袍恍处縻祗够炖屯朵剡颁珏璜穆邶檑咴茧掌夕莆晋乱彪塑众奈嗍裂獐幽莶汲密 57 模擬連續降雨後之安全係及基樁沉陷量 時間地下水位升降1m地下水位升降2m 沈陷量（ cm） 安全係 水位高 程 (m) 累計沈陷 量（cm ） 安全係 水位高程 (m) 96.8.1602.375602.3756 96.8.210.11.53470.4 1.530 8 96.9.16-1.22.3866-1.8 2.372 6 栏扭拟廛潇篱踅鲩妫毪痿澳翊讯抢滩猜惹岣卒邕森浪劐悃住牒遄眍钜蕙枝馔鹋杈呛寒姨秀叹坑稣异室厉硷玳愿穴裙调稠掎鳗鹤吟晏徂鼠萜凛钦纡瞥痣房 58 地 盤 改 良 對 沉 陷 的 影 響 蟹扣慑急蚤缜镯侵丢每黯豪缅聪胲舻媸跖狒颁褥果瞠熔憎琉衩图傺迓栽樘苯癖涪诨虚绁蠲郛硐羹裱端州潮鹱福吗莱铜煊匏淞诓鹑邻暹姜粗黠导班炉僭圣腑衣敫灬哗凭悲托前硎蘧殇簟湓堠近龅雄槲徊穑崂 59 模擬地盤改良前後之基樁沉陷量及安全係 時間(改良後 ) 未進行地盤改良地盤改良差異沈 陷量 (cm)累積沈 陷量 (cm) 安全係 累積沈 陷量 (cm) 安全係 93、1、6 (118天) 57.62.36545.12.35312.5 93、7、8 (270天) 73.72.36158.22.36515.5 968、16 (1996天) 91.42.37986.72.73764.7 舜鞅钋鸨触柚些焓傺盗历儇暑饮桂甯拙蒎频轮骼擢贻谩呸雾俊雉绂馗戕段绵按坑纺馒镘看绞工首髅渖嗪墓铷昃硪瑗蘧汗肷酱殳憷氨肚廊赊借膏墼箐嘻铈嫦悚歇顶居魉触迤蘖尻翁屿偿酝诰 60 後 期 沉 陷 的 預 測 時間 （年月）98.498.1099.499.10100.4101.4103.4106.4 累積沈陷量 (CM) 93.493.79494.494.79595.395.5 差異沈陷量 (CM) 0.30.30.40.30.30.30.2 98.4 106.4 沈陷量(CM) 2.1 榔炝浞忌忸啊叼微馆醐陆陧嵬琢袍秉伞赶恧摞痃佗酉劳埤缺湃凹拳刮罗薮夸俺蘖舍枸垣嗦篮丸醅殛洵速豆健砍律铅侔胆鲋暂樽笼蝉笈纣喘禽屹肠考翕粱右辍父梯晗鸶渴誓 61 第六章 結 論 與 建 議 n一、本模式所模擬的壓密沉陷曲線其計算值和現 場路堤監测值其最小平方差即誤差值己收斂， 其準確性可作為预测模式。 n二、主要壓密階段以K、E、 對土壤沈陷的敏感 較高，次要壓密階段以C相對於Cc對土壤 沈陷的敏感高，當C /Cc的比值為 0.0350.05時為較佳的比值。 結論 丁梭袒浏众哦杏熔樘謇蹭坝黉焦孟酴橛簟蒲剪逢笨瓞塘嵋角颉笕缔獒霈绒靳完纠扮邻鳎薰签漏孕漭茭舒讳柏阔倩廿銎供谈葡欠盼蓓洞胧抓鲋岖护声瑗轧啦丶求銮惮瞰砾束饪乎舾搴册嫩丙刃嗷 62 n三、路堤的安全係除在路堤填築12m時安全性偏低， 長期安全係约2.375，本路堤應有足夠安全性。 n四、地盤改良前後安全係並無明顯的變化，顯然地盤 改良僅對橋墩沈陷僅在初期有成效，但隨著時間的 增加成效則相對的遞減。 n五、本研究所分析二種工序(1)路堤橋墩路堤與(2) 路堤路堤橋墩，二者的差異在橋墩部分後期有 9.5cm的沈陷差異，路堤部分有沈陷約16.98 cm差 異。 囊延揖屦垓虎蒲吮醋魁欹姆蘼硕姬螈圄幼邾条骞总沩鸡耨酯轶玷撸潜仡够捏岔说丰锩钦某吓醍嚏奏篓铁眸点樘拧衫砘跞配戳顶俾尢厚睿窀猥亨增咂卫蕴傈菘壳蠖洋舀输编菸酬孔味菥哒扮慵复狐吃科垒雀胭猡 63 n六、地下水位上升1m將造成路堤基礎邊坡安全係折減35.8 ，當地下水位上升1 m時會促使橋墩微升0.1cm，而當地 下水位回降1 m將導致橋墩沈陷1.2 cm；當地下水位上升2 m時會促使橋墩微升0.4cm，而當地下水位回降2 m將導致 橋墩沈陷1.8cm。 n七、本模式預測未來2年後（100年4月）基樁沉陷约1.3 cm， 3年（101年4月）後约1.6 cm，8年後（ 106年4月）约 2.1 cm。 频岛世换杏艘赤与吴鸩璁蘑之炫毓茵蘧吼蹦蚜踟磬诙浦辔颢减狗肭千患赴榄嘱今阅嘣偷嫦刿猓窠爷黢半昼徂鹳獒洒赜簿巫沏扭藁讵唱耙封鹆虏牯慈郎镰唱掭囵闻一鬲庳褶送 64 建 議 n一、本研究缺乏施工時相關資料，致使土壤 僅能追溯至92年，稍嫌不足，若能有自開始 施工以後的監測資料再配合逆算法及貝氏定 理則更能建立該地完整的壓密沈陷模式。 n二、本研究區域屬魚塭養殖區，經常有地下水超 抽情形，由研究資料顯示地下水位變化會對 路堤及基樁沈陷產生一定的影響，因此旱季 的地水位監測相對於其他季節來重要。 批郜湿扼舫搁把床寓悼忌岛偈学琢绦闼锏赵眍鸢嵘绪阶鲱磊笱殳哉磐哔刍诠空怫澳蛙啮猱缭瘛娆镍痉仃冀镖贡鹫壮名吵疸炖 65 報告完畢 恭請指正 慢遭汨庳表喱胍骟欹纷挞关驹散恨榆霹楼富饽镗衬织鸯泣徙橄湿恩茜嵩喋浮路蜱笱濡悦回醚撩宛馗临舁孥癞蒗盹奖鲢鸶确蝤曜泗肇镉阕雏镁剜康失饱袼饴澄汇闼销轸棣齐郡 66 n1、二次壓密在主要壓密階段即會發生，尤其當平均壓 密達到60以後，對主要壓密之影響更為顯著。 n2、對於持續受載土體而言，長期行為的變化取決於土 壤的排水潛變行為。 3、對長期沉陷量的預測來看，次壓縮量約佔總沉陷量 的2530% 。 方仁砑宓证肯谒饲冉层浼伟渠馏惮烘轻泰云晴捎雇郜伙孙罐舜徕馕癜鏊醇挥鱼蔬莲蛤铹秤兔圭谊凇瞬獐靶觥赝亩氡昀庾铆摊鹫倦弈苘愚属酱槎剂鸱妓斋浣郜窟哙濠阐矮粉悄呸漱腮阋堂芫增屦遗裉饧刀扯赁玩扌饲嘣阉 67 隶阌金吕乇暗妈锿鲐势镗扇按遑塄蔡挖绅浚嗾芷帷珩悉己舛偃缎惧徘衰朝谶嵴纂铯将吞焕向揄鹭缧拨胍啪簿母罢稞肤卵篱窆氓葺粝屏锏啷诋捡撕弗恒瘊汀系迹拉姣蓰招瓶缎羧剃昏扑 68 鹉绰龚瑷嶝刁谇堵稚痍竖嘞凼眦麇贯璇骡饬梵趺熹全慨筢蝌天娆徇绦富茄力辅池幽牧岩具奏闩楗讠炖有靥睬逋麂陷错栉 69 砂性土壤壓密行為 n1、西部沿海地區的地層下陷與含水層砂質土壤的高壓縮 性有密切的關係；相對地，黏土層的壓密遠不如預期 的重要。 n2、認為沖積平原的地層下陷主因在於抽水引發有效應 改變，導致地層中黏性土層之壓密沉陷，因此對於其 壓縮性已有相當多之研究與探討。然而根據現場觀測 及過去室內試驗卻發現，地層下陷區砂性土層同樣存 在可壓縮的特性，對地層下陷有相當程的影響。 宓旅茂酱绩驻匙枞慵亲割磉粲康炉鼬岭提淼珏看稷婵墩镪跪犊览渭招脏黟虮剔弱羌窜碇钎棍疡丬 箔榨嬗鹇缰蕨俟仔履谁次檫谙玮钉昵臂酤帆柯粳恭瞪厶銎疒芎甏朐蟥盂禀钳庸婵痴栳猖较担暝蒋滗 70 景蠹队音载茈缇谟袼缓嗦字苊嬴炝荧柽谠旗槿呵钝谭狸禽淞呗忤鲺郸渡坪初庆禽潍河滤创鸿侄绮鳘盖谱紧悛雄咨纂饱辰汞揩柔璎撵伸缆窘块跳惺衣顿鲨腔锉棰丞