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建築研究簡訊第101期 《業務報導》

研修「建築物基礎構造設計規範」草案

壹、前言

       我國基礎構造物設計係以內政部民國90年頒布實施之「建築物基礎構造設計規範」為依據,該規範實施至今,超過16年未修正過,期間我國基礎工程之設計方法與施工技術的進步與改變,以致現有規範已不敷使用,故規範亟需修正。此外,世界各國的土木工程設計已逐漸重視性能需求,歐盟規範Eurocode、美國IBC 2018、日本土木工程學會(JSCE 2003)、日本道路協會(JRA 2012),以及日本鐵道總合技術研究所(RTRI 2012)等設計規範採用性能設計法,但我國基礎構造物的設計仍採用工作載重設計法,亦應逐步加入性能設計的考量,以配合國際發展趨勢與需求,與時俱進。

貳、修正原則

       目前要將現有規範修正為完全採用性能設計法將會有很大之困難,故修正之方向仍大部分維持採用工作載重設計法,惟仍應順應世界潮流,適度引入性能設計之觀念,對於不同之設計情況(載重),分析設計時應考量所設計結構物與基礎之性能需求,針對容許載重與位移作適度之考量與規定,使其逐步走向性能設計之方向。

參、修正重點

       針對現有「建築物基礎構造設計規範」(民國90年版)之各章節,本草案採全面修正,修正重點如下:

一、第一章 總則:

       增訂「1.7基礎之分析與設計」一節,主要原因乃由於工程實務中所使用土壤分析模式有時不太正確,許多工程師觀念不甚清楚,認為土壤的不排水分析可以使用三軸壓密不排水試驗總應力莫耳圓包絡線的強度參數,以致造成錯誤的分析結果,影響建築物之安全性。有鑑於此,在第一章中增訂條文1.7節。此外,本章亦增訂「1.8基礎設計之性能考量」一節,敘述基礎設計應考量建築物與基礎之性能要求,亦即應考慮在建築物的使用期間,所設計基礎之受力與變位不超過對應各種設計載重之限界狀態,以能滿足建築物之安全性、修復性與使用性等各種性能需求。

二、第二章 基礎載重:

       現有規範「2.4風力與地震力」一節中之地震力,係民國89年底頒布之地震分區,現行「建築物耐震設計規範與解說」已經數次修正改採用均佈危害度之分析結果,故原有規範之地震力規定已不再適用,本次修訂將其刪除,修正為符合現行「建築物耐震設計規範與解說」(2005)之地震力規定,使基礎設計所採用之地震力與建築物耐震設計規範一致,上部結構與基礎之耐震設計,才具有一致規定與標準。

三、第三章 地基調查:

       本章修訂「3.1.3一般要求」與「3.1.4特殊要求」兩節,以及增訂「3.1.5位於地質敏感區基地之地質調查」。

       修訂「3.1.3一般要求」與「3.1.4特殊要求」兩節的主要原因,乃因2016年0206美濃地震造成臺南市部分地區產生土壤液化災害,而液化嚴重地區損壞建築物類型主要為4層樓以下一般民眾住宅,均未經確實之基地調查與土壤液化分析,故為加強未來新建低矮樓房之抗液化安全性,針對具有土壤液化災害潛能之基地須進行土壤液化之調查與分析,故修正「3.1.3一般要求」與「3.1.4特殊要求」兩節之相關規定。

       增訂「3.1.5位於地質敏感區基地之地質調查」的主要原因,乃因應地質法之實施,依地質法第八條第一項規定,土地開發行為基地有全部或一部份位於地質敏感區內者,應於申請土地開發前,進行基地地質調查及地質安全評估;另第11條第1項規定,依第8條第1項規定應進行基地地質調查及地質安全評估者,應於相關法令規定須送審之書圖文件中,納入調查及評估結果。有鑑於此,於本規範第三章地基調查中增訂相關規定,以符合地質法之要求與規定。

四、第四章 淺基礎:

       淺基礎為一般建築物最常使用之基礎型式之一,以往工程設計時較注重容許承載力之計算,然而淺基礎之工程問題其實在於沉陷問題,故本次修正主要在於強調沉陷分析及可使用之分析模式之規定,以及容許沉陷量之規定與修正。

五、第五章 樁基礎:

       主要為基樁承載力之檢討修正,包括植入樁承載力之計算、樁底灌漿之成效評估等,以及壓力樁與拉力樁容許承載力安全係數之修正;對於側向承載樁,則由以往僅限於彈性分析擴展至彈塑性分析,以因應極限載重設計之需求。

六、第六章 柱狀體基礎:

       針對沉箱基礎之內容,刪除原有施工細節部分之規定,並將本章(沉箱基礎)之名稱修正為柱狀體基礎,內容包含沉箱基礎、井式基礎與連續壁基礎之設計,適合各種相似基礎之應用。

七、第七章 擋土牆:

       主要增列柔性擋土牆(如排樁)之設計;另應檢討修正被動土壓力之計算方式。

八、第八章 深開挖工程:

       近年來,國內深開挖工程之設計與施工技術發展迅速,本章檢討納入已廣泛應用之扶壁、地中壁與地盤改良等項目;另亦增加鄰房保護工法種類與應用之規定。

九、第九章 地質改良:

       增訂各種地質改良方法如加密法、地層固化法、灌漿工法等之設計原則。

十、第十章 土壤液化:

       針對2016年0206美濃地震造成臺南市部分地區產生土壤液化災害,行政院指示應盡速頒佈全國土壤液化潛勢圖,故亟須盡速修訂現有規範之相關內容。本次修正之內容主要包括:(1)液化評估方法,建議採用本土性雙曲線(HBF)法、NCEER(1997)與AIJ(2001)法;(2)增加液化沉陷之評估法;(3)修正液化土質參數折減之相關規定;(4)增訂液化耐震設計章節,使修正後之內容包含分析與設計,內容更加完整。

肆、推廣與應用

       本修正草案已於106年度研修完成,並送中華民國大地工程學會規範委員會審查,另曾於臺北(106年10月27日)與臺南(106年11月10日)分別舉辦公開說明會,蒐集各方意見再加修正,使修正之規範能更臻完善、更能配合現況需求,以符國內基礎設計分析之需要。本草案已於107年1月25日提送內政部營建署審議,以更新現有之「建築物基礎構造物設計規範」,並能早日頒布供工程界使用。