你知道這是哪一棟高樓嗎？

這是台灣的地標，台北101大樓，它是台灣最高的大樓，也曾是世界最高的大樓，每年跨年活動都是它的煙火秀陪伴大家一起跨到新的一年。

這麼高的大樓該怎麼蓋起來？想必很重吧！ 除了壯觀的建築結構，沒有堅實的基礎做為後盾，是不可能承載這麼高的結構物的。

為了讓101大樓能夠華麗地站在世人面前，它的基礎可不是隨便做的。

上圖為101大樓基礎配置圖，為能夠承載101大樓結構，採用相當多數量的樁基礎，分成主樓區與裙樓區，主樓區由380 支直徑1.5公尺的樁組成的群樁基礎所承載，裙樓區採單柱單樁，共採用166根直徑2公尺的樁。基樁長度最深85公尺，入岩30公尺。地下開挖深度高達21.8公尺。

要完成上述的基礎工程設計與施工工作就要靠大地工程專業才能達到！

大地工程是跟土壤/岩石有關的工程，它代表土木工程中「土」字，是土木各專業領域中最接近大自然環境的領域。大地工程跟我們的日常生活息息相關，如結構物必須座落在大地上，因此101大樓的基礎就屬於大地工程，其他生活周遭中接觸到的大地工程，還有很多，如

• 在食的方面：我們的用水來自於水庫，其中大壩工程提供水庫蓄水的功能。
• 在住的方面：建築物基礎、電塔基礎、水庫蓄水發電、輸水/電管路隧道，以及基礎施工開挖等。
• 在行的方面：橋梁基礎、捷運隧道、公路隧道、道路邊坡與擋土牆工程等。

台灣地體構造與地質環境

台灣位於地球上板塊運動最活躍的區域－環太平洋構造帶。台灣主要是由於菲律賓海板塊與歐亞大陸板塊碰撞作用所造成。菲律賓海板塊每年約以8公分的速度朝向歐亞大陸板塊接近。兩個板塊相互作用之下，菲律賓海板塊向北隱沒於歐亞大陸板塊之下，而南中國海海板塊則向東隱沒於菲律賓海板塊之下。

台灣在弧陸碰撞過程中，山脈逐次增長並向西擴大，長期碰撞過程演育了中央山脈、西部麓山帶與台地等不同時期產生的地質構造帶。目前地質構造帶的排列呈現東西方向變化，且呈現不同的地形、地層與構造特性；由東向西分別為海岸山脈、花東縱谷、中央山脈（脊樑山脈與雪山山脈）、西部麓山帶、台地、海岸平原。由造山帶來看，愈西側的造山帶所出露的岩層愈年輕，山脈高度愈低，變質度愈低。不同的岩性與構造形成多樣的地質環境，台灣的大地工程特別富挑戰性。

大地工程要學什麼呢?

同學們！我們現在來談談土壤和岩石吧！在這個領域裡，我們要學習土壤和岩石的物理、化學性質、它們受載重作用下之行為(力學性質)，以及其對工程結構物之影響。

土壤/岩石被稱為大地工程材料，是由三個主要成分所組成，包括固體、水和空氣。由於自然界的狀況非常複雜，除非是在極端的情況下，否則我們很難將他們視為單一成分的材料。大部分的大地材料都是天然形成的，當岩石經過長時間的風化作用後，逐漸被磨碎成小顆粒，再與其他有機物質和無機物質混合在一起，最後形成我們所謂的土壤。不同地點和環境下的土壤性質會有所不同，也使得其力學性質和承載能力也會不同。

當我們建造任何工程結構，無論是建築物還是橋梁時，它們的基礎都需要建立在土壤或岩石之上。為了確保基礎有足夠的支撐力來承受上部結構的重量，工程師必須針對場址所碰到土壤/岩石特性進行設計並建造安全的基礎結構。

在設計結構物的基礎時要考量在承受結構物載重下的基礎是否會發生過大沉陷或破壞。因此，須考量基礎下土壤/岩石的壓縮性與強度。

土壤的壓縮性指的是土壤在受到外力作用下發生體積減小的性質。當載重作用於土壤時，土壤中的顆粒會相互靠攏，土壤孔隙中的水或空氣會被擠出，使得土壤孔隙體積減小，進而造成沉陷。當建築物基礎下方的土壤發生沉陷，不同基礎間的差異沉陷可能會對建築物的安全性造成影響。

土壤/岩石的強度代表其抵抗載重的能力。當土壤/岩石的強度不足時，將無法承載結構物而發生破壞，進而影響結構物的整體穩定性。

除結構物基礎外，隧道安全性也跟土壤/岩石的變形性與強度有關。例如通過岩層的隧道開挖工程，當岩石的強度越高，能夠承受大的載重，隧道結構就會越穩定。但是，如果岩石的壓縮性大或強度低，那麼隧道開挖時就有可能會發生大變形、造成隧道結構損壞，甚至崩塌。