漫談地震應對防災策略與土讓液化問題

1. 漫談地震防災策略
主講人：林永裕 博士
1
中 華 民 國 一 ○ 五 年 五 月 二 十 五 日

2.  臺中市工程技術顧問商業公會 理事長
 雲林科技大學工程科技研究所 工學博士
 建國科技大學土木工程系 助理教授
 中泰工程顧問股份有限公司 總經理
 長裕工程管理顧問有限公司 總經理
 地寶開發建設有限公司 總經理
 台灣聯合材料實驗研究中心 總經理
主講人簡介-
林永裕 博士

3. 大 綱
緒論
第一章:災害潛勢
第二章:建物耐震
第三章:設施安全
第四章:逃生安全

4. 台灣位於地震活躍區「環太平洋火
山帶」中，菲律賓板塊和歐亞板塊交
界線上。菲律賓板塊以每年平均0.82
公分朝西北碰撞歐亞板塊，因此台灣
地震頻繁為主要原因。

5. 智利大地震(1960/5/22)
芮氏規模：9.5
死亡人數：2萬
引發的海嘯高 25 公尺，侵襲 智利、
夏威夷、日本、菲律賓、 紐西蘭
(東部)、澳洲 (東南部) 與阿拉斯加
(阿留申群島)。
17天內，1,350 公里的海岸線上
有 37 個震央。
釋放能量佔全球 100 年 (1906～
2005) 內地震總和的 1/4。

6. 照片:智利大地震災情照片

7. 921大地震(1999/9/21)
芮氏規模：7.3
死亡人數：2,415
震源深度 8.0 公里，地表破裂面達 105 公里，
最大垂直錯動 11 公尺
51,711 間房屋全倒，53,768 間房屋半倒
車籠埔斷層一帶的地形與斷層位置。

9. 照片:台中市德昌新世界 照片:921地震紀念公園（石岡斷壩公園）
照片:日月潭教師會館 照片:霧峰光復國中

10. 四川大地震(2008/5/12)
芮氏規模 : 8.0（深度僅16 km）
69227人死亡
根據美國地質調查所USGS,震央在離成都92公
里的汶川縣 (圖1) 。
震源機制顯示與龍門山斷層有高度關連性，青
藏高原板塊物質由西北向東南逆衝 。
圖1 成都附近區域地圖

11. 照片:2008年5月17日汶川縣映秀鎮
完全受損，整個鎮幾乎成一片廢墟
照片:2008年5月16日遭震垮的汶川公
路橋梁

12. 照片:都江堰市街景 照片:小魚洞大橋
照片:九龍鎮(小學) 照片:都江堰新建小學

14. 地震防災該有什麼?
1.災害潛勢
2.建物耐震
3.設施安全
4.逃生安全

15. 地震潛勢
淹水潛勢
液化潛勢
土石流潛勢溪流
地質敏感邊坡
1.災害潛勢

16.  4 萬公里，452 座火山 (75% 為活火山或
休眠火山)
 全世界 81% 的大地震 / 90% 的地震
環太平洋火山帶 (Ring of Fire)
地震潛勢

17. 經濟部中央地質調查所
更新日期：2013/8/20
臺
灣
活
動
斷
層
分
布
圖

18. 地震震度分級圖示

19. 地震震度
影響某個地點震度大小的因素包括:
•地震規模
•震源深度
•與震央的距離
•該地的地層特性等。
地震規模越大、震源越淺、離震央越近、地層越軟弱，感受的震
度越大，對建築物的傷害也越大。

20. 地震相關災害

21.  台灣平均年降雨量：2,500 毫米左右
 2011 年降雨量
蘇澳(花蓮): 4,439毫米
阿里山:3,932毫米
蘭嶼:2,979毫米
淹水潛勢

22. 照片:淹水後自由廣場的美麗倒影

23.  經濟部水利署「淹水潛勢圖」
淹水潛勢

24.  國家災害防救災科技中心「災害潛勢地圖網」
淹水潛勢

25. 土壤液化
在地下水位高、土層為疏鬆細砂，
地下水位以下的土壤顆粒間充滿水
分，顆粒暫時維持穩定的狀態。
發生震度大、持續時間長的地震，激烈的
搖動使得土壤顆粒間的水壓增高，土壤顆粒
彼此間的接觸力霎時消失，土壤顆粒懸浮在
水中，而失去承載能力，稱為土壤液化。
當孔隙水壓過高時，水與部分砂土會經由
地層中的裂隙，往上衝出地面，造成噴砂現
象。
土壤液化發生時，地表的建築結構因為土
壤失去承載能力，致使房屋下陷、龜裂，及
電線竿傾斜等災情。強烈震動過後，因震動
增高的水壓逐漸消散，土壤顆粒逐漸沉降，
造成進一步的地表沈陷。

26. 土壤液化成因

27. 土壤液化災害建築物現象

28. 土壤液化易發生區域

29. 土壤液化災害
土壤液化依地盤受地震引起變位型態而引致災害：
(1)水平地盤中常會造成噴砂與地盤沉陷等現象，經常造成
房舍下陷與傾斜。
(2)在傾斜地盤中則由於土壤失去強度且地盤因重力作用而
產生側潰甚至流動現象，由高程較高的地方往高程低的
一方發生側向變位，其可能造成橋墩傾斜下陷與落橋、
擋土牆、堤防及河岸邊結構物崩塌傾覆、道路與農田開
裂或塌陷與地下管線斷裂或上浮等破壞。

30.  紐西蘭基督城地震造成土壤液化
土壤液化災害

31.  日本新瀉地震土壤液化造成整排樓房傾斜或倒塌
土壤液化災害

32.  九二一集集地震土壤液化
921集集大地震員林鎮崙雅里土壤液化嚴重，水
井冒出泥水形如湧泉。
員林鎮崙雅里土壤液化引發房舍下沉，
庭院地板龜裂。
土壤液化災害

33.  九二一集集地震土壤液化
臺中港碼頭護岸地盤沉陷，原本水
平的碼頭出現高低落差。
圓錐狀的噴砂孔。
土壤液化災害

34.  美濃地震土壤液化
液化引致建物沉陷破壞。 液化引致建物傾斜沉陷。
土壤液化災害

35. 建築物基地土壤液化防治
● 採用樁基礎
將基樁貫入堅硬岩盤 基樁雖然未貫入堅硬岩盤，基樁數量、尺
寸與長度足夠，就能承載建築物重量。

36. 建築物基地土壤液化防治
● 開挖置換土壤
開挖置換土壤示意
針對深度較淺、範圍較小的高液化潛勢區，可以直接
挖掘地基的土層，再將開挖得來的土壤與混凝土拌合
後回填。

37. 建築物基地土壤液化防治
●灌漿地盤改良
開挖置換土壤示意圖
針對深度較淺、範圍較小的高液化潛勢區，在興建房
屋前，灌漿改良地盤。

38. 建築物基地土壤液化防治
● 動力夯實法
動力夯實法示意圖
大面積的工程於興建前，利用吊車將鐵塊重物吊至高處
後釋放，使其自由落體墜下，錘擊欲改良的地面，壓縮
土壤的孔隙，減小日後發生液化的可能性或災害程度，
此工法適合深度10公尺以內的土壤改良。

39. •土壤液化潛勢查詢系統 - 經濟部中央地質調查所液化潛勢
台南地區
土壤液化潛勢圖

40. 2008年辛樂克颱風夾帶的豪雨，在南投縣
廬山溫泉風景區引發嚴重的土石流災情。
土石流
地震山崩發生後，崩塌處裸露而
缺乏植被覆蓋的地表，每逢颱風、
豪大雨，豐沛的水量很容易夾雜
大量的礫石、泥沙，順著陡坡而
下，形成土石流。

41. •行政院農業委員會水保局-土石流防災資訊網
•土石流潛勢溪流區需進行災害防治
土石流潛勢溪流

42. 全國縣市土石流潛勢面積

43. 地質敏感邊坡 1.平時處於穩
定狀態的山坡
地
2.地震時土石
開始滑移
3.地震後崩塌
的土石壓毀山
坡下的房屋

44. 位於山坡地附近的建案，建商可能
會挖除坡腳、建造擋土牆，以爭取
更大的建地空間。
如果建築物鄰近的陡坡為順向坡，
挖除坡腳興建擋土牆後，一旦發生
地震或豪雨，很可能會造成整片坡
地滑移，巨大的岩體、土石會向下
滑動，推垮擋土牆，甚至會衝毀離
擋土牆過近的建築。
地質敏感邊坡

45. 1997年發生於臺北縣汐止市的林肯大
郡災變，肇因於挖除順向坡坡腳興建
大樓，加上擋土牆施工不良，以致於
溫妮颱風來襲時，夾帶的大雨造成地
層滑移，土石衝毀大樓，釀成28人不
幸死亡的事故。
林肯大郡社區附近可以看到明顯的順
向坡地層結構。
地質敏感邊坡

46. 房
屋
地
基
龜
裂
道
路
龜
裂
擋
土
牆
龜
裂
水溝龜裂
邊坡破壞的前兆

47. 即使房屋附近的邊坡為逆向坡，也應與之保
持適當距離，並確認擋土牆具備良好的排水
功能。
擋土牆上要有排水孔與排水設施
邊坡穩定工程

48. 建物外觀
建物牆壁量
鋼筋腐蝕
混凝土裂縫
2.建物耐震

49. 建築物外觀
耐震性 : 造型簡單規則的外觀＞外型花俏多變的外觀

50. 耐震度不佳的建築立面形狀

51. 為了避免建築物在地震時相互碰撞，因此需要防撞設計。
相鄰建築物需預留間隔

52. 建築頂樓加蓋、一樓壁量不
足，形成軟弱底層，以致地
震時，一樓完全崩塌。
軟弱層建築-頂樓加蓋

53. 一樓牆量不足，
形成軟弱底層建
築。
台中豐原聯合零售市場，為了商
業上的考量，而沒有顧慮到安全
問題。所以在一樓的開放空間中，
只有樑柱架構，沒有任何牆壁，
形成軟弱層，地震過後，一二樓
樓柱都被震斷塌陷。
軟弱層建築-牆壁量不足

54. 建築物其他樓層也可能
為了作為開放性空間而
打除牆壁，以致於該樓
層成為軟弱層。
1995年日本神戶大地震
軟弱層建築-牆壁量不足

55. 柱子從基礎到頂樓直線
連貫，建築物的重量才
能有效傳遞至基礎，使
整個結構系統受力均勻
而穩固。
柱線不連貫，建築物重
量的傳遞路徑複雜，容
易在不連貫處發生破壞，
而形成軟弱層，增加地
震震損倒塌的風險。
軟弱層建築-柱線不連貫

56. 當地震力與牆壁平行時，牆壁就如同
一根粗壯的柱子，可以協同柱子共同
抵擋地震力。地震後，即使牆壁出現
裂痕，只須適時修補，仍可在下次地
震時，繼續發揮抵抗地震的能力。
當地震力與牆壁垂直時，牆壁顯得柔
弱，無法協助柱子抵抗地震地震量。
因此，要提升建築物的耐震力，壁量
與配置方向應適當得宜。
牆壁可提升建築物耐震力

57. Q:
921集集地震的災害調查 發
現，一條街道的南北兩側建
了外觀雷同的平房建築，地
震過後，北側的樓房沿著街
道方向倒塌了，南側樓房卻
沒有倒塌。這是為什麼呢？
A:
南側樓房的樓梯牆壁與隔間
牆垂直，走向為東西向，因
此可以抵抗東西向地震力；
相較之下，北側樓房的樓梯
磚牆與隔間牆平行，雖然可
以抵抗南北向的地震力，但
是無法協助建物抵禦東西向
地震。所以，僅僅因為樓梯
磚牆方向的差別，北側樓房
沿著馬路方向倒塌，南側樓
房卻沒有倒塌。

58. 鋼筋腐蝕

59. 鋼筋腐蝕

60. 混凝土裂縫
地震過後，應注意建築物的的結構系統，梁、柱、牆是否有
新增的開裂、裂縫、裂紋。如果有發現，可參考以下圖文說
明，依危急程度採取合適處置方法。

61. 混凝土裂縫-牆裂縫
危急程度A-剪力牆的鋼筋外露

62. 混凝土裂縫-牆裂縫
危急程度A-加強磚造房屋的承重牆、鋼筋混凝土建築的
隔間牆，整片倒塌、傾斜或大面積掉落

63. 混凝土裂縫-牆裂縫
危急程度B-剪力牆、加強磚造房屋的承重牆、鋼筋
混凝土建築的隔間牆，有長而連續的開裂

64. 混凝土裂縫-牆裂縫
危急程度C-剪力牆、加強磚造房屋的承重牆、鋼筋
混凝土建築的隔間牆，有短而不連續的裂紋

65. 混凝土裂縫-柱裂縫
危急程度A-柱子鋼筋外露

66. 混凝土裂縫-柱裂縫
危急程度A-柱子有連續的X形、V形、倒V
形、斜向或垂直向開裂

67. 混凝土裂縫-柱裂縫
危急程度B-
柱子有不連續的垂直向、斜向裂縫

68. 混凝土裂縫-柱裂縫
危急程度C-
柱子有細小的水平向裂紋

69. 混凝土裂縫-梁裂縫
危急程度A-梁的鋼筋外露

70. 混凝土裂縫-梁裂縫
危急程度B-
梁有明顯而
連續的X形、
斜向、水平
向、垂直向
裂縫

71. 混凝土裂縫-梁裂縫
危急程度C-梁有垂直向不連續的裂紋

72. 混凝土裂縫-樓板裂縫
危急程度A-樓板開裂，管線破壞

73. 混凝土裂縫-樓板裂縫
危急程度B-樓板角隅出現裂縫

74. 物品固定
稜角物品防撞
墜落與意外傷害防範
3.設施安全

75. 室內設施安全

76. 如果天花板的支撐力不足，可將鏈條扣
件或L型角鐵的一端固定在櫥櫃上方，
另一端固定在牆面上，以固定櫥櫃。
鏈條固定 角鐵固定
書櫃固定於天花板或牆壁

77. 活動扣件固定櫥櫃門
加裝保護繩
防止物品跌出書櫃

78. 魔鬼粘 輔助支撐
懸掛物之安全措施

79. 貼上黏膠，降低易碎
品翻覆掉落的可能性
如需經常移動可以防
滑墊代替
易碎品之安全措施

80. 已包覆防爆膜 未包覆防爆膜
玻璃窗之安全措施

81. 樓梯設安全網
頂樓管制
意外傷害防範

82. 4.逃生安全

83. 地震來了怎麼辦?
1.熄滅正在使用中的
火源，並關閉瓦斯
開關。
2.打開大門，以避免
門框變形而無法開
啟。

84. 3.穿上鞋子。
4.如果判斷可以
及時逃到空曠處，
立刻離開屋內
（切忌搭乘電
梯）；如果判斷
來不及逃離屋內，
則就近躲避在相
對較安全的角落
空間。
地震來了怎麼辦?

85. 預先設想避難路線，就
不用在危急的情況下，
考驗自己的運氣。家裡
最好有二條以上的避難
路線，並且不要在避難
路線上堆放雜物。另外，
因應深夜受災停電，避
免黑暗中倉皇無措，最
好在床頭處準備手電筒，
以應付夜間突發狀況。
規劃避難路線
家裡的避難路線規劃
如何避難到安全地方?

86. 家人彼此之間，平時即
約定好住家附近的避難
地點，一旦災情嚴重，
失去聯絡，可在約定的
地點會合。
規劃避難路線
住家附近的避難點
如何避難到安全地方?

87. 平常前往戲院、旅館
KTV、購物中心等不熟
悉的建築物時，應養成
觀察緊急避難路線的好
習慣，遇上地震或火災
時，才能安全逃生。場
所中如有工作人員指揮
協助，則聽從指示，依
序逃離。
如何避難到安全地方?

88. 地震時不要靠近窗
戶，並避免停留在
吊扇、燈具等懸掛
物下方。離開大樓
時，切記不可搭乘
電梯，以免因停電
或電梯故障而受困。
進入街道後，要小
心屋瓦、瓷磚、招
牌等物品掉落。大
地震過後可能會有
強烈餘震，切勿靠
近震損嚴重的建築
物。避難時應行走樓梯，不可搭乘電梯
如何避難到安全地方?

89. 地震時如果人在山區，
應遠離懸崖、峭壁、
陡坡旁，避開土石崩
落或地層滑移區。大
地震剛結束時，不宜
在海邊或河口逗留，
以防海嘯發生。在海
邊時，即使沒有感覺
到地震發生，一旦發
現海水水位急速後退，
也要警覺，迅速呼伴
離開，因為這可能是
遠地地震引發海嘯的
前兆。
在山區勿逗留在可能土石
崩落或地層滑移之區域
如何避難到安全地方?

90. 電梯間旁邊
電梯旁的
空間大，
且電梯間
多為剪力
牆，結構
上相對較
堅實。
躲在哪裡安全?

91. 柱子旁邊
按照規範施工
的柱子堅韌不
易塌。因此地
震時，柱旁的
空間是很好的
躲避處，躲避
時應儘可能讓
身體保持低姿
勢。
躲在哪裡安全?

92. 穩固的冰箱旁
如果房屋的樓
板在地震中坍
塌，冰箱可以
支撐部分樓板，
形成救命的三
角空間。冰箱
中儲放的食物
和水，可作為
受困時的維生
資源。
躲在哪裡安全?

93. 緊急避難背包內容應包括：
1. 背包。
2. 自救工具：手電筒、電池、
哨子、收音機、厚手套。
3. 飲水和食物：礦泉水、泡
麵、餅乾、罐頭、巧克力等。
4. 藥品：急救藥品、個人用
藥 (例如：糖尿病、高血壓、
心臟病用藥等)
5. 個人物品：證件影本 (身分
證、銀行存摺、房地契等)、
親友通訊錄、個人衛生用品、
保暖衣物、適量金錢
緊急避難背包的重量與大小應
符合個人的揹負能力，並定期
更新汰換過期的食品與藥物。
準備緊急避難背包

94. 發生大地震時如果正在街道上開車，應減緩車速，
慢慢停靠在空曠的路邊，並離開車內。萬一大地震
發生時，人正在停車場，應立即下車，到車子的前
方趴低在地上。車子堅硬的引擎會比車廂來得耐壓，
可形成三角躲避空間。
正在開車怎麼辦?

95. ● 如有可能，隨身的手機撥打119電話求救。
● 保持冷靜，不放棄獲救的希望。
● 傾聽是否有砂石剝落的聲音，如果建築物還在移動，應暫時
停留在安全的避難處。
● 判斷建築物處於靜止狀態，再小心扳開障礙物，往水源或光
源前進。
● 無法脫困時，聆聽外面動靜，適時呼救求援，切忌持續喊叫
浪費體力。
● 規律地製造求救聲響，例如利用緊急避難背包裡的哨子或敲
擊水管、鋼筋等。
● 受傷時應先包紮止血，如果傷勢嚴重，捲曲身體靜待救援。
● 受困時，水是維生關鍵。嘗試尋找水源並節制飲量，等待救
難人員抵達。
不幸受困怎麼辦?

96. 牆上固定點
束制固定的瓦斯桶
1.瓦斯用畢應隨手關閉。
2.家用桶裝瓦斯平時應固定好。
3.地震後應確認家中沒有瓦斯外洩的
情形，才能用火或開啟電源。
防範因地震引起火災

97. • 因應初期火災，家中應備用滅火
器，放置在容易拿取的地方。
• 市售滅火器的種類依藥劑不同，
主要有分為乾粉滅火器、二氧化
碳滅火器、泡沫滅火器等。
1995年日本阪神地震，因煤氣管
線破裂，引發200多起火災。
1989年Loma Prieta 地震因為地
振動導致瓦斯管破裂而引起火災。
防範因地震引起火災

98. 簡報結束
謝謝指教