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
 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
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
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。
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。
照片:智利大地震災情照片
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。
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
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
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
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
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
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
 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
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
地震震度分級圖示
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。
地震相關災害
 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
照片:淹水後自由廣場的美麗倒影
 經濟部水利署「淹水潛勢圖」
淹水潛勢
 國家災害防救災科技中心「災害潛勢地圖網」
淹水潛勢
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。
土壤液化成因
土壤液化災害建築物現象
土壤液化易發生區域
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。
 紐西蘭基督城地震造成土壤液化
土壤液化災害
 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
 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
 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
 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
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。
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。
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。
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。
•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
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。
•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
全國縣市土石流潛勢面積
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
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
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
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
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
建物外觀
建物牆壁量
鋼筋腐蝕
混凝土裂縫
2.建物耐震
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
耐震度不佳的建築立面形狀
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
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
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
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
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
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
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。
鋼筋腐蝕
鋼筋腐蝕
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。
混凝土裂縫-牆裂縫
危急程度A-剪力牆的鋼筋外露
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
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
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
混凝土裂縫-柱裂縫
危急程度A-柱子鋼筋外露
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
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
混凝土裂縫-柱裂縫
危急程度C-
柱子有細小的水平向裂紋
混凝土裂縫-梁裂縫
危急程度A-梁的鋼筋外露
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
混凝土裂縫-梁裂縫
危急程度C-梁有垂直向不連續的裂紋
混凝土裂縫-樓板裂縫
危急程度A-樓板開裂,管線破壞
混凝土裂縫-樓板裂縫
危急程度B-樓板角隅出現裂縫
物品固定
稜角物品防撞
墜落與意外傷害防範
3.設施安全
室內設施安全
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
活動扣件固定櫥櫃門
加裝保護繩
防止物品跌出書櫃
魔鬼粘 輔助支撐
懸掛物之安全措施
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
已包覆防爆膜 未包覆防爆膜
玻璃窗之安全措施
樓梯設安全網
頂樓管制
意外傷害防範
4.逃生安全
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。
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?
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?
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?
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?
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?
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?
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?
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?
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?
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
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?
● 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?
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
• 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
簡報結束
謝謝指教

105.5.25林永裕博士雲科大演講簡報檔(漫談地震防災策略)