芦洲线132标之明挖覆盖及出土段结构因应液化之设计概述.PDFVIP

捷運技術半年刊 第27 期 91 年8 月 79 蘆洲線 132 標之明挖覆蓋及 出土段結構因應液化之設計概述 1 2 3 陳俊宏 祝惠美 王慶麟 摘 要 目前較具代表性之土壤液化潛能評估法計有：Tokimatsu 與 Yoshimi 法、Seed et al 法、中國大陸法、舊日本道路協會法、新日本 道路協會法及 NCEER 法，由於各自有其理論分析基礎，故各有其評 估之特色，另明挖覆蓋及出土段結構在土壤液化發生後，原先以土壤 剪力變形(racking)強制加諸於結構體上之分析方式，已不適用。而代之 以慣性力、靜態側向土水壓力、動態側向土水壓增量、以及基礎下方 之上浮力(含超額孔隙水壓)等，作用於結構體上。本文除簡介目前廣為 工程界所使用之土壤液化評估方法外，以捷運蘆洲線 132 標為例，說 明結構體受上述各力作用下，其分析模式及基礎設計之考量。132 標 局部路段自 O43 站起至水湳溝橋止，在地表加速度 0.23g 的地震下， 土壤液化深度約為 16m ，明挖覆蓋結構以連續壁作為抗液化之基礎， 在動態土水壓增量及地震水壓作用下，總貫入深度需 25m ，雖較僅考 慮開挖所需深度為深，但總工程費仍是最經濟的。連續壁除了作為基 樁外，並用來束制壁體內土壤之剪力變形、阻隔超額孔隙水壓的傳播、 防止基礎底部土壤側向流動，其效果經証實是可靠的。出土段結構則 以 1.5m 直徑的基樁，貫入非液化土層內約 19m ，作為抵抗上浮及承載 的基礎。 關鍵詞：液化、動態土水壓、連續壁 1 臺北市政府捷運工程局第二處 副工程司兼課長 2 臺北市政府捷運工程局第二處 副工程司 3 中華顧問工程司 資深工程師 80 捷運技術半年刊 第27 期 91 年8 月 一、前 言 有關因地震所引至之土壤液化問題，早在 1964 年日本新潟大地震後即廣受工程 界所重視，相關的土壤液化評估方法、液化潛能高之地下結構設計模式及相關之液 化防治工法等至今仍持續被研討、修正、發展及運用。由於各國的液化評估方法各 有其理論分析基礎，因此評估之結果皆不盡相同，甚至有相互矛盾的結果發生，故 往往造成工程師對評估方法之選取及評估結果之研判產生極大之困擾，另外一般明 挖覆蓋結構以土壤剪力變形(γ)強制加諸於結構體之耐震分析模式，將因土壤發生 液化喪失剪力強度而無法適用，必須改以各種外力作用於結構體的方式進行分析， 故本文除簡介目前廣為工程界所使用之土壤液化評估方法外，並以蘆洲線 132 標明 挖覆蓋及出土段結構於液化狀態下之設計分析模式，說明液化狀態下地下結構的設 計理念。 二、土壤液化潛能評估方法 目前各國設計規範中所制定之土壤液化評估法，大多是藉由蒐集實際地震液化 案例及大量現場及室內試驗之研究成果，並針對工程實務應用發展而成，由於這些 簡易評估法只需經由簡單公式計算即可獲得結果，故廣為國內工程界普遍應用。一 般簡易評估法係藉由地震參數與地盤參數進行分析評估，其中地震參數係指利用地 震時地表最大加速度（PGA ）或地震規模，以半經驗之簡易公式計算地震時土層所 受之反覆剪應力比，而地盤參數係以現地量測之 SPT-N 值為評估依據。 茲將目前較具代表性之六種 SPT －N 簡易經驗法之發展背景及評估特色簡述如 下： Tokimatsu 與Yoshimi 法（簡稱T －Y 法，1983 ） 本評估方法係由東京工業大學Tokimatsu 與Yoshimi 教授彙整日本地震液化