臺灣博碩士論文加值系統

本研究以大林電廠及中鋼公司兩工區之植入式PC樁施工案例，其基樁載重試驗所得結果之相關資料，分析該工區之土壤特性及探討植入式PC樁之承載力，並參考各種以土壤N值評估基樁承載力公式，迴歸推導出適用之經驗公式，並與先前之經驗公式及以往施工案例做相互比較參數係數，結果可供如遇與該區域相近之環境因素及地質條件時，其設計規劃、施工特性、改良機制、適用範圍及律定施工參數等參考，並可依本研究結果，作為日後台電公司或工程界施作植入式PC樁工程的設計與施工之參考，以節省成本並加速工進。
經研究結果對於植入式 PC 樁極限承載力中之樁身摩擦力，其α值( f / N之比值)隨基樁之深度有所變化，並非定值，再依基樁載重試驗所得數據之α值與 N值間之關係，另α值又與深度d之關係函數，可得樁身摩擦力之計算式，另以相同推推方式得樁底承載力；最後推導出本研究之植入式 PC樁極限承載力 (Qu)，
公式： Qu＝10*N*Ab +Σα*NS*LS*Φ（砂土層）+Σ NS*LS*Φ（粘土層）。
並將相關案例試樁數據代入推導出之公式及建築技術規則(2001）、日本道路橋示方書．同解說（1996）、中鋼公司CSC法（2008）等經驗公式驗證，分析比較各種以土壤N值評估基樁承載力公式其間之差異，以驗證本研究所得之基樁極限承載力公式。

This study used results of the pile load test obtained from construction sites in Talin Power Plant and China Steel Corporation to analyze the soil characteristics and to discuss the bearing capacity of pre-bored PC piles. It also refer to variant formulas for evaluating pile bearing capacity by N values of soil to derive applicable empirical formula by regression analysis. In compare to former empirical formulas and cases as well as cross-checking parameters, the results is applicable for reference on design, planning, construction characteristic, improvement mechanism, scope of application and specifying construction parameter of areas with similar environmental factor and soil condition. The results are also useful on design and construction of pre-bored PC piles in Taipower’s projects or other construction projects to save cost and expedite work.
For the side resistance of ultimate load capacity of pre-bored PC piles, the results show that α value (i.e., f/N) varies with the depth of pile. By analyzing data collected from pile load tests, the formula of side resistance was derived on the basis of the relation between α and N as well as the correlative function of α and depth d. With identical method to derive tip capacity, then, the formula of ultimate load capacity (Qu) of pre-bored PC piles is concluded as follows,
Qu＝10*N*Ab +Σα*NS*LS*Φ (sandy soils) +Σ NS*LS*Φ (clay)
For verification, the data taken from related load test cases were substituted into derived formula and empirical formulas in Building Technical Regulations (2001), Japanese Seismic Design Specifications for Highway Bridges (1996) and CSC method (2008), and apply comparative analysis approach to investigate the differences on varied bearing capacity formulas evaluated by N values of soil. Then, the ultimate bearing capacity formula obtained in this study was verified.

摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
圖目錄 VI
表目錄 VIII
第一章 緒論 1
1.1 研究動機 1
1.2 研究目的 2
1.3 研究方法 2
1.4 論文內容 5
第二章 文獻回顧 6
2.1 基樁之分類 6
2.1.1 依施工方式分類 6
2.1.2 植入樁施工方式分類 8
2.1.3 依承載力傳遞方式分類 11
2.2 基樁極限垂直承載力之理論 12
2.3 基樁垂直承載力之計算方法13
2.4 應用標準貫入試驗之N值求承載力之經驗公式 16
2.5 現地基樁載重試驗 18
2.6 現地基樁載重試驗詮釋方法 19
2.7 常用方法之問題研討及建議 21
2.8 極限垂直承載力之安全係數 21
第三章 研究區域概述 23
3.1 地理環境概述 23
3.2 既有地質資料蒐集分析 24
3.3 地質鑽探規劃與現場施工作業 25
3.3.1 鑽探作業規範 25
3.3.2 現場施工作業 25
3.4 現場試驗 28
3.4.1 電子錐貫入試驗 28
3.4.2 標準貫入試驗落錘能量檢測 30
3.5 植入式PC樁現場施工作業 31
3.6 現地土壤性質分析結果 35
第四章 基樁載重試驗規劃與配置 39
4.1 基樁載重試驗規劃 39
4.2 基樁載重試驗配置 41
4.2.1 試驗儀器設備 41
4.2.2 荷重方法及配置 41
4.3 監測儀器安裝方式與量測目的 43
4.3.1 電子荷重計 43
4.3.2 電子式位移計 44
4.3.3 鋼筋應力計 44
4.3.4 樁身變位計 45
4.3.5 自動化量測及處理系統 45
4.4 試驗載重程序與紀錄方式 48
4.4.1 軸向壓力試驗樁載重程序 49
第五章 基樁載重試驗成果與分析 50
5.1 基樁試樁原始數據初步分析 50
5.1.1 壓力試樁原始數據來源及分析 50
5.1.2 樁底受力與樁底沉陷量分析 56
5.2 樁周摩擦力與α值及d（基樁深度(M)）之關係方程式推導 56
5.3 樁周摩擦力與N值之關係式數值分析 60
5.4 樁底承載力與N值之關係式推導 66
5.5 樁底承載力與N值之關係式數值分析 67
5.6 基樁極限承載力分析 70
5.7 基樁極限承載力之數值分析 72
第六章 結論與建議 79
6.1 研究結論 79
6.2 研究建議 80
參考文獻 82

圖目錄
圖 1-1 研究流程圖 4
圖 2-1 預鑽孔式植入樁工法(外掘法)之基本施工步驟 9
圖 2-2 中掘式植入樁工法之基本施工步驟 10
圖 2-3 迴轉壓入式植入樁工法之基本施工步驟 10
圖 3-1 本研究區域地理位置圖 23
圖 3-2 區域地質圖 24
圖 3-3 鑽探作業施作圖片 28
圖 3-4 土樣運送箱圖片 28
圖 3-5 CPT電子錐貫入試驗施作圖片 30
圖 3-6 標準貫入試驗落錘能量檢測施作圖片 31
圖 4-1 植入式PC樁載重試驗流程圖 40
圖 4-2 軸向壓力試驗樁反力錨樁與量測系統立面配置示意圖 42
圖 4-3 軸向壓力試驗樁反力錨樁與量測系統平面配置示意圖 43
圖 4-4 樁體內鋼筋計安裝示意圖 46
圖 4-5 樁身變位計安裝示意圖 46
圖 4-6 樁身鋼筋計及變位計安裝施作圖片 47
圖 4-7 樁身鋼筋計及變位計電纜線現場安裝施作圖片 47
圖 4-8 植入式PC樁試驗樁施工圖片 48
圖 4-9 植入式PC樁基樁載重試驗施作圖片 48
圖 4-10 植入式PC樁基樁載重試驗施作圖片 49
圖 5-1 樁體受力與深度關係圖 51
圖 5-2 樁體受力載重－深度與α值關係圖 54
圖 5-3 其他試樁樁體受力載重－深度與α值關係圖 55
圖 5-4 樁體受力f值-平均N值關係圖 57
圖 5-5 樁體受力與深度關係圖 58
圖 5-6 TP1樁周摩擦力各種經驗公式計算值比較圖 60
圖 5-7 TP2樁周摩擦力各種經驗公式計算值比較圖 61
圖 5-8 TP3樁周摩擦力各種經驗公式計算值比較圖 61
圖 5-9 TP4樁周摩擦力各種經驗公式計算值比較圖圖 62
圖 5-10 TP5樁周摩擦力各種經驗公式計算值比較圖 63
圖 5-11 TP6樁周摩擦力各種經驗公式計算值比較圖 63
圖 5-12 DO-01樁周摩擦力各種經驗公式計算值比較圖 64
圖 5-13 TG-01樁周摩擦力各種經驗公式計算值比較圖 65
圖 5-14 BR-01樁周摩擦力各種經驗公式計算值比較圖 65
圖 5-15 TP1樁底承載力各種經驗公式計算值比較圖 68
圖 5-16 其他試驗樁底承載力各種經驗公式計算值比較圖 69
圖 5-17 TP1樁極限承載力各種經驗公式計算值比較圖 72
圖 5-18 TP2樁極限承載力各種經驗公式計算值比較圖 73
圖 5-19 TP3樁極限承載力各種經驗公式計算值比較圖 73
圖 5-20 TP4樁極限承載力各種經驗公式計算值比較圖 74
圖 5-21 TP5樁極限承載力各種經驗公式計算值比較圖 75
圖 5-22 TP6樁極限承載力各種經驗公式計算值比較圖 75
圖 5-23 DO-01樁極限承載力各種經驗公式計算值比較圖 76
圖 5-24 TG-01樁極限承載力各種經驗公式計算值比較圖 77
圖 5-24 BR-01樁極限承載力各種經驗公式計算值比較圖 77

表目錄
表 2-1 植入式基樁之分類及樁底處理方式 8
表 2-2 基樁最大表面摩擦阻力及端點極限承載力 15
表 2-3 各規範用N值推估砂土層中基樁承載力方法之比較 17
表 4-1 工區一植入式PC樁基樁載重試驗內容 41
表 5.1 各試驗載重之樁體受力 50
表 5-2 TP01載重700T時各試驗載重之樁身摩擦力 52
表 5-3 TP01載重700T時各試驗載重位置之土層平均N值 53
表 5-4 TP01載重700T時各試驗載重位置α值 53
表 5-5 載重700T時各試驗載重位置之f值-平均N值 56
表 5-6 載重700T時各試驗載重位置之深度與α值 57
表 5-7 α值與深度d之關係數據 59
表 5-8 研究結果與各經驗公式計算之樁周摩擦力比較表 59
表 5-9 載重700T時各試樁樁底承載力與γ值 66
表 5-10 研究結果與各經驗公式計算之樁底承載力比較表 67
表 5-11 研究結果與各經驗公式計算之極限承載力比較表 71

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20. 植入式基樁承載力案例探討
21. ASTM D1143-81 (Reapproved 1994) ε 1 ，Standard Test Method for Piles Under Static Axial Compressive Load。