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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:翁義芳
研究生(外文):Wong Yi Fang
論文名稱:地工加勁擋土牆施工與成本分析之研究
論文名稱(外文):Geosynthetics Mechanically Stabilized Earth Walls Construction And Costs Analysis Of Research
指導教授:謝啟萬謝啟萬引用關係
指導教授(外文):Chiwan Wayne Hsieh
學位類別:碩士
校院名稱:國立屏東科技大學
系所名稱:土木工程系碩士班
學門:工程學門
學類:土木工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2002
畢業學年度:90
語文別:中文
論文頁數:163
中文關鍵詞:
外文關鍵詞:
相關次數:
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學號:N8833023
論文名稱:地工加勁擋土牆施工與成本分析之研究 總頁數:187
校所組別:國立屏東科技大學 系(所)別:土木工程系碩士班
畢業時間及摘要別:九十學年度第二學期碩士學位論文摘要
研究生:翁義芳 指導教授:謝啟萬 博士
論文摘要內容:
加勁擋土牆的應用可達到大量減少施工經費、縮短工期、土方平衡、容許結構物較大變形及美觀等要求,成功案例相當多,但亦有一些不當的規劃設計導致加勁擋土牆破壞的狀況發生。
  本研究主要探討地工加勁擋土牆施工及成本等實務面,並涉及相關規範的整理與建議,概述如下:
1、施工實務方面
  本研究收集、整理地工加勁擋土牆於公路及鐵路等工程的應用,並探討混凝土場鑄式、回包式、預鑄疊塊式及預鑄版塊式面版等不同的加勁擋土牆施工方式。另以二工程實際案例說明進度安排及監測等實務。同時提出加勁擋土牆的施工品管應注意事項,並論及擋土牆損害應注意之事項等工程實務。
2、工程成本方面
本研究探討工程成本控制的相關概念,如工程成本結構、勞務成本、材料成本、機具設備成本、分包成本及管理費等成本控制。並比較國內加勁擋土牆與傳統擋土牆工程成本,亦收集整理美國與中國大陸有關加勁擋土牆的工程成本資料。
3、檢驗規範方面
  為確保工程品質,地工加勁擋土牆工程必須按相關檢驗規範的規定,進行若干檢測作業。本研究主要係探討使用量最大的地工加勁格網材料,介紹地工加勁格網材料的檢測方法,如單肋條抗拉強度試驗,節點抗拉強度及拉出試驗等規範。同時亦比較英國BS 8006、BE 3/78;法國NF P 94-220,德國DIBt以及美國聯邦公路協會(FHWA)五種設計規範的基本異同點。
  經由以上的整理分析與研究成果,期能加強工程理論與實務的結合,以提昇國內工程界對加勁擋土牆的專業技術,並減輕工程失敗所造成的損失。
Abstract
Reinforced retaining structures consist of many advantages in comparison with rigid retaining structures. Generally, the use of reinforced retaining structures can tremendously reduce the construction cost and shorten the construction period. Since reinforced retaining structures are flexible type structures, which can sustain large amount deformation without damaging their stability. However, improper design will cause fatal failure of retaining structures.
The objective of this thesis study consists of investigating the construction practice and cost analysis of reinforced retaining structures. In addition, the construction and materials specifications associated with the reinforced retaining structures are also investigated in the study.
There are several types wall facings are commonly used for reinforced retaining walls, which include cast-in-place concrete facing, wrap-around, modular block, precast panel, timber column facing, and others. The construction details and procedures, and monitoring program for these types wall facings are discussed. The construction cost for various types wall systems is investigated. The analyzed items include labors, materials, equipments, maintenance, and management.
The construction cost for conventional wall systems and reinforced retaining walls is also investigated. Case study locations include local area, America and Mainland China. The on-site inspection and material specifications for geosynthetic reinforced retaining wall systems are discussed. Five design specifications, such as BS8006 and BE 3/78 of United Kingdom, French NF P 94-220, Germany DIBT, and American Federal Highway Administration (FHWA), are compared in the study
It is expected that the results of the study would provide a useful reference for engineers to improve the design and construction of reinforced retaining wall systems.
目 錄
授 權 書
論文口試委員會審定書
中文摘要 I
英文摘要 III
誌 謝 VI
目 錄 VII
表 目 錄 XIV
圖 目 錄 XVI
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.1.1研究動機 1
1.1.2研究目的 2
1.2 研究範圍與內容 2
1.2.1研究範圍 2
1.2.2研究內容 3
1.3 研究方法與步驟 3
1.3.1研究方法 3
1.3.2研究步驟 3
第二章 地工加勁擋土牆之應用 5
2.1 加勁擋土結構在山坡地之應用 5
2.1.1 山坡地以挖方區分種類 6
2.1.2規劃設計時應注意事項 6
2.2加勁擋土結構在公路之應用 7
2.2.1單面加勁擋土牆 7
2.2.2 雙面加勁路堤 7
2.2.3. 加勁橋台與橋墩 8
2.2.4.公路路堤之拓寬 9
2.2.5. 崩坍邊坡之災修重建 9
2.2.6. 陡峭地形之多層路堤 10
2.2.7. 隧道洞口之加勁邊坡 11
2.2.8. .加勁擋土結構做為落石防護牆 11
2.2.9.加勁土堤做為隔音牆 11
2.3加勁擋土結構在鐵路之應用 12
2.4加勁擋土結構在其他土木工程之應用 14
第三章 地工加勁擋土牆之施工 16
3.1施工材料 16
3.1.1面版及其接合元件 16
3.1.2加勁材料 40
3.1.3填築土料 44
3.2 加勁擋土牆施工監造作業應注意事項 44
3.3監測系統 46
3.3.1監測系統目的 46
3.3.2監測系統常用監測儀器、項目及可靠性 47
第四章 地工加勁材料檢測與設計規範 57
4.1 常用地工加勁格網檢測法 57
4.1.1加勁格網之取樣及材料特性 57
4.1.2地工加勁格網常用檢測法 58
4.2 地工加勁格網五種設計規範之比較 65
4.2.1加勁擋土牆破壞模式之分析 66
4.2.2加勁擋土牆設計之考量 67
4.2.3加勁擋土牆設計之步驟 68
4.2.4 各種地工加勁格網設計規範之比較 68
4.2.5結論 73
第五章 地工加勁擋土牆之成本分析 74
5.1加勁擋土牆成本控制之基本概念 74
5.1.1成本控制之基本要求 74
5.1.2成本控制之基本概念 74
5.1.3成本控制的實施範圍 75
5.1.4成本控制之方法 75
5.2加勁擋土牆工程總計畫成本 75
5.3 加勁擋土牆之工程建造成本 76
5.3.1直接工程成本 76
5.3.2間接工程成本 77
5.4 加勁擋土牆之勞務成本 78
5.4.1加勁擋土牆勞務成本組成要素 78
5.4.2加勁擋土牆勞務成本給付方式 78
5.4.3加勁擋土牆勞務成本之運用 79
5.4.4加勁擋土牆勞務成本之控制 81
5.5 加勁擋土牆之材料成本 82
5.5.1直接材料成本之定義 82
5.5.2材料價格之取得 84
5.5.3材料成本之控制 84
5.5.4材料成本差異之分析 86
5.6 加勁擋土牆之機具設備成本 88
5.6.1機具設備成本之定義 88
5.6.2機具設備使用量之計算 88
5.6.3機具設備費率及折舊費率之計算 89
5.6.4機具設備費率之運用 90
5.6.5機具設備成本之控制 90
5.7 加勁擋土牆之分包成本 93
5.7.1加勁擋土牆分包成本之控制 93
5.7.2分包成本控制應注意事項 94
5.8加勁擋土牆之工程管理費成本 96
5.8.1工程管理費之定義 96
5.8.2工程管理費編列之要領 97
5.8.3工程管理費之估算 98
第六章 國內外學者研究成本分析之比較 100
6.1 國內傳統式與加勁擋土牆建造成本之比較 100
6.1.1 台灣省公路局對各種擋土牆建造成本之比較 101
6.1.2盟鑫公司對加勁擋土牆建造成本之比較 102
6.1.3小結 102
6.2 國外擋土牆工程成本分析 103
6.2.1美國加勁擋土牆工程成本分析 103
6.2.2中國大陸在加勁擋土牆工程成本之分析 109
6.3國內外專家學者成本研究比較總結 113
第七章 地工加勁擋土牆之案例 116
7.1工程案例一 沿山公路駁坎災修工程 116
7.1.1工程概述 116
7.1.2工程內容 119
7.1.3設計方法 121
7.1.4加勁擋土牆施工 123
7.1.5施工及材料檢驗規範及測試結果 127
7.1.6加勁擋土牆施工要求及完成結果 131
7.1.7總計畫成本之分析比較 141
7.2工程案例二 嘉義縣民雄鄉嘉惠電廠加勁擋土牆工程 142
7.2.1 工程概述 142
7.2.2工程內容 143
7.2.3設計方法及結果 .144
7.2.4材料規範 .146
7.2.5施工方法及步驟 .148
7.2.6施工安全監測系統 .156
7.2.7總計畫成本之分析比較 .157
7.3工程案例檢討 .158
7.3.1設計方面 .158
7.3.2施工方面 .159
7.3.3成本方面 .160
第八章 結論與建議 161
8.1 結論 161
8.2 建議 162
參考文獻 164
表 目 錄
表2-1 加勁擋土結構之適用性評估 13
表3-1 加勁材之種類及其特性 42
表3-2 加勁擋土牆監測項目、儀器及可靠性 48
表4-1 常用地工加勁格網檢測法 58
表4-2 影響材料行為之因素 70
表4-3 加勁擋土牆破壞模式之考量 72
表4-4 各種設計規範之基本假設 73
表5-1a就近填築土料單價分析表 80
表5-1b鋼筋彎紮及組立工資單價分析表 80
表5-1c PE編織袋擋土包堆砌工資單價分析表 81
表5-2a加勁格網及鋪設材料單價分析表 83
表5-2b地工不織布材料單價分析表 83
表5-2c PVC洩水管及片狀排水器材料單價分析表 83
表5-3a機械挖土方工料單價分析表 91
表5-3b回填整平灑水滾壓工料單價分析表 92
表5-3c預鑄版塊吊放費工料單價分析表 92
表5-4 工程技術服務建造費用百分比 98
表5-5營造綜合保險費單價分析表 99
表5-6 水位觀測井裝設監測單價分析表 99
表5-7 插入式傾斜儀裝設監測單價分析表 99
表6-1a國內擋土牆建造成本金額比較表 101
表6-1b國內擋土牆建造成本相對比率比較表 101
表6-2a美國專家學者研究擋土牆成本比較表 107
表6-2b美國專家學者研究擋土牆成本相對比率比較表 107
表6-3a中國早期加勁擋土牆造價比較表 111
表6-3b中國早期加勁擋土牆造價相對比率比較表 111
表6-4a中國近期加勁擋土牆造價金額比較表 114
表6-4b中國近期加勁擋土牆造價相對比率比較表 115
表7-1 地工加勁格網於不同加勁結構物之安全係數 122
表7-2 加勁格網材料規格表 128
表7-3 材料規格 148
圖 目 錄
圖1-1 研究作業流程圖 4
圖2-1加勁擋土牆邊坡傾角示意圖 5
圖2-2典型山坡地加勁擋土牆示意圖 6
圖2-3單面加勁擋土牆示意圖 7
圖2-4雙面加勁擋土牆示意圖 8
圖2-5加勁橋台示意圖 8
圖2-6加勁擋土牆使現有公路路面加寬示意圖 9
圖2-7加勁擋土牆改善道路邊坡示意圖 10
圖2-8階梯式棧橋示意圖 10
圖2-9落石防護加勁擋土牆示意圖 11
圖2-10加勁擋土牆作為隔音牆示意圖 12
圖2-11加勁海堤示意圖 14
圖2-12加勁防爆牆示意圖 15
圖2-13軟弱基地上加勁路堤示意圖 15
圖3-1加勁擋土牆面版型態示意圖 18
圖3-2場鑄面版工法施工步驟示意圖 19-20
圖3-3加勁擋土牆構築前坡趾階段式開挖示意圖 20
圖3-4基礎地下導水處理示意圖 21
圖3-5 面牆基礎開挖及埋入深度示意圖 21
圖3-6 碎石包堆疊工程示意圖 23
圖3-7 全部場鑄式面牆施工示意圖 25
圖3-8 疊砌塊體+場鑄面牆施工示意圖 25
圖3-9a 挖填交界處排水設施示意圖 27
圖3-9b 基礎週邊排水設施示意圖 28
圖3-9c 面牆背後排水設施示意圖 28
圖3-9d 面牆頂端排水側溝示意圖 28
圖3-10 回包式加勁擋土牆施工步驟示意圖 30
圖3-11a牆面植生工法示意圖 31
圖3-11b牆面水泥噴漿工法示意圖 32
圖3-12 預鑄疊塊加勁擋土牆施工步驟示意圖 34
圖3-13 預鑄版塊加勁擋土牆施工步驟示意圖 36
圖3-14 基礎施工示意圖 37
圖3-15 預鑄面版吊裝示意圖 37
圖3-16水平壓條與泡綿鋪設示意圖 37
圖3-17 垂直方向連續補貼不織布示意圖 38
圖3-18a加勁格網與面牆連接示意圖 39
圖3-18b點焊鋼筋網與面牆連接示意圖 39
圖3-18c鋼筋棒與面牆連接示意圖 39
圖3-18d金屬加勁條與面牆連接示意圖 40
圖3-19 加勁材料應用型式示意圖 43
圖3-20a面版及土層或牆體結構水平位移量測 49
圖3-20b傾斜觀測管量測示意圖 50
圖3-21a磁感式沉陷計 51
圖3-21b磁感式連續沉陷計示意圖 51
圖3-21c機械式伸縮儀示意圖 51
圖3-21d多點式伸縮儀 51
圖3-22a銅製結構物傾度盤 52
圖3-22b結構物傾度盤現場量測 52
圖3-22c結構物傾度盤現場量測 52
圖3-22d電子式傾斜儀量測 52
圖3-22e傾度盤及電子式傾斜儀觀測結果 52
圖3-23a裂縫計 53
圖3-23b機械式裂縫計示意圖 53
圖3-23c電子式裂縫計示意圖 53
圖3-24a地錨荷重計量測面版背後土壓力 54
圖3-24b地錨荷重計進行現場試驗 54
圖3-24c 地錨荷重計示意圖 54
圖3-25a 土壓計及水壓計 55
圖3-25b土壓計及水壓計示意圖 55
圖3-26a雨量計外觀 56
圖3-26b傾斗型雨量計細部構造 56
圖3-26c自計式雨量計示意圖 56
圖4-1典型地工格網之單根筋條試體 59
圖4-2a加勁格網結點強度及延伸率試驗儀器 60
圖4-2b加勁格網結點夾具示意圖 60
圖4-2c加勁格網試樣剪裁示意圖 61
圖4-3a加勁格網拉出試驗儀器 62
圖4-3b加勁格網拉出試驗示意圖 62
圖4-4加勁格網抗紫外線(UV)試驗 64
圖4-5 加勁格網長期抗潛變試驗 65
圖5-1加勁擋土牆工程總計畫成本架構圖 76
圖5-2加勁擋土牆直接工程成本架構圖 77
圖5-3加勁擋土牆間接工程成本架構圖 78
圖6-1盟鑫公司擋土牆工程造價比較圖 102
圖6-2 K.Lee教授擋土牆成本比較圖 104
圖6-3 VSL公司擋土牆成本比較圖 105
圖6-4 Yako教授擋土牆成本比較圖 106
圖7-1a施工位置圖 116
圖7-1b工程平面配置圖 117
圖7-2a施工前邊坡塌埳災區全貌 117
圖7-2b施工前災區上邊坡塌埳現況 118
圖7-2c施工前災區下邊坡塌埳現況 118
圖7-3 H=10M懸臂式RC擋土牆示意圖 120
圖7-4 H=2~7 M重力式P.C擋土牆示意圖 120
圖7-5 H=20 M回包式加勁擋土牆示意圖 120
圖7-6加勁擋土牆安全係數計算結果圖 122
圖7-7加勁格網施作示意圖 125
圖7-8擋土包施作示意圖 125
圖7-9a格網搭接示意圖 126
圖7-9b格網錨錠示意圖 126
圖7-10加勁格網出廠證明書 129
圖7-11加勁格網極限強度、延伸率、節點強度測試報告 129
圖7-12加勁格網單肋條抗拉強度測試報告 130
圖7-13加勁格網節點強度測試報告 130
圖7-14加勁格網網目間距測試報告 131
圖7-15回包式加勁擋土牆施工步驟示意圖 132-134
圖7-16普羅克達夯實試驗測試報告 136
圖7-17最佳含水量測試報告 136
圖7-18工地密度與壓實度測試報告 137
圖7-19加勁擋土牆基礎整地施工示意圖 137
圖7-20第1層加勁格網平舖施工示意圖 138
圖7-21鋪設加勁格網及擋土包堆砌施工示意圖 138
圖7-22填築土料回填整平施工示意圖 139
圖7-23填築土料分層夯實滾壓施工示意圖 139
圖7-24加勁擋土牆加勁格網施工完成示意圖 140
圖7-25全區加勁擋土牆等工程施工完成示意圖 140
圖7-26工程位置 143
圖7-27加勁擋土牆工程示意圖 143
圖7-28加勁擋土牆安全係數計算結果圖 146
圖7-29地工格網、不織布及排水扁管舖設示意圖 150
圖7-30加勁擋土牆地工格網舖覆土料示意圖 151
圖7-31加勁格網回包施作示意圖 151
圖7-32挖土機抓斗修整坡面及回填整平示意圖 152
圖7-33加勁擋土牆回填土料滾壓夯實示意圖 153
圖7-34回填土料工地密度試驗示意圖 153
圖7-35加勁擋土牆施工步驟示意圖 155~156
圖7-36加勁擋土牆完成及土壓力監測示意圖 157
參 考 文 獻
台北市土木技師公會,87年3月,加勁擋土結構設計及施工手冊.3-1~3-19頁,6-1~6-46頁,7-1~7-8頁.
周南山,地工合成材料應用於加勁擋土結構之相關規範與招標措施,研究報告100,行政院公共工程委員會. 2-1~2-12頁及6-13~7-4頁.
趙紹錚、周南山,90年11月,地工合成材料加勁擋土牆結構之招標與發包策略,土木水利,第二十八卷,第三期 ,93~100頁.
台北市土木技師公會,86年6月,加勁土壤結構工程實務研習會講義,B-1~B41頁,C-1~C33頁.
國立成功大學土木工程研究所,88年8月,地工織物之最新應用-國土保育與耐震研討會論文集,2-1~2-54頁.
中華地工材料協會,90年4月,地工合成材料加勁擋土結構設計與施工手冊,3-1~3-38頁;7-1~7-23頁;8-1~8-23頁.
賴世屏、劉家男、郭勝雄,90年6月,地工合成材料加勁擋土牆施工實務, 地工技術,第85期.25~34頁.
廖瑞堂,90年6月,山坡地護波工程設計,科技圖書公司,132~161頁.
台灣省交通處公路局,台灣地區擋土結構物之研究,358~385頁.
堅尼士工程顧問有限公司, 86年11月,美固石(Keystone)加勁擋土牆設計手冊,39-47頁.
謝啟萬,88年2月,地工合成材料常用檢測法簡介,地工技術,第71期.13~28頁.
謝啟萬、吳洽興等,90年2月,地工合成材料抗張試驗, 地工技術,第83期.63~68頁.
劉賢淋,90年8月,非破壞檢測在地工結構功能性鑑定之應用, 地工技術,第86期. 29~38頁.
林三賢,88年2月,地工合成材料五種設計規範之比較, 地工技術,第71期. 43~46頁.
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楊新乾,85年,營建工程工料單價分析手冊,詹氏書局,2-1~3-13頁.
王玨,85年,建築工程估價投標,詹氏書局,176~252頁.
余念梓,76年5月,微電腦再國內工程估算及成本控制之應用研究.國立台灣工業技術學院碩士論文,74~103頁.
何光春, 89年4月,加筋土工程設計與施工,人民交通出版社, 12~14頁
胡寶麟,88年2月,從AASHTO M 288-96規範談地工織物之設計與應用,地工技術,第71期.5~12頁.
Robert M. Koerner, Geosynthetic Research Institute ,Drexel University ;Jamie Koerner, Geosynthetic Institute ; Te-Yang Soong, Earth Tech Consultants, INC. United States of America, 2001. Earth Retaining Wall Costs in the USA ,pp483~508.
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QRCODE
 
 
 
 
 
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                               
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