土壤液化問與答: PDF下載
  土壤液化是因為「砂質土壤」結合「高地下水位」的狀況,遇到一定強度的地震搖晃,導致類似砂質顆粒浮在水中的現象,因而使砂質土壤失去承載建築物重量的力量,造成建築物下陷或傾斜。
  土壤液化是指土壤在地震影響下,土壤性質轉變為類似液體的狀態。這樣的現象會使土壤的強度大幅下降,可能引發建物損壞等災害。
  土壤顆粒就像小時候玩耍的球池裡的球一般,球和球之間存在彼此擠壓的力,這個力量越大,土壤的強度就越強。當顆粒間的孔隙有水時,水的水壓會讓顆粒間擠壓的力量降低;強震使孔隙水壓變得很大,使顆粒間擠壓的力量完全消失,土壤失去強度,就會產生土壤液化的現象。
  因此產生土壤液化的三個條件就是:(1)疏鬆的砂質土壤(2)高的地下水位(3)夠大的地震。
  地震造成土壤液化之後,土壤顆粒重新排列,可能產生比液化前更緊密的狀況。
土壤液化實驗影片連結 (臺大土木系翁作新教授設計)
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100秒弄懂土壤液化連結
  基於砂質土壤與地下水是構成土壤液化的其中兩項要件,故土壤液化較容易出現在河川下游的沖積平原及砂質海岸。
  高地下水位且土壤以疏鬆細砂為主的地區,如海邊、港灣、近代河口三角洲、沿海平原、河床、舊河道、自然堤周圍、沖積扇的扇緣、人工填土區及抽砂回填的海埔新生地等地區,具有較高的液化潛勢。
  臺灣沿海的平原地區、平原區的河道附近以及海埔新生地,都有可能發生土壤液化。例如西南平原沿海、蘭陽平原、屏東平原、臺北盆地等。
  以目前的工程技術,已經可以處理土壤液化的問題。例如國道一號濱江街路段,早年也是土壤液化可能發生的區域,經過改善後液化問題已經解決。
  1. 高度土壤液化的地區不是不能建築,而是必須經過完善的地質調查與分析,並且可透過地盤改良或適當的基礎設計來確保建築物結構的安全,建築法規也有一套完善的審查機制來強化結構設計的品質。
  2. 建築基地經評估會發生土壤液化的情形時,建築物基礎可採取以下防治對策,例如增加地層土壤抵抗液化的能力(實施地盤改良如:灌漿、振動夯實、擠壓砂樁、礫石樁等工法)、選用適當基礎型式(採用樁基礎、基礎底面加深、基礎外緣以連續壁圍束等),以避免建築物受到影響
  建築物如果有兩、三層的地下室,或是建築物基礎有打樁深入地下,基本上都沒有土壤液化災害的疑慮。
您所擁有建築物及其環境,有下列任一條件,通常都不需要太擔心土壤液化的問題:
  1. 如果建築物處在低度土壤液化潛勢區,遭遇強烈地震地表產生劇烈震動時,所受影響很小、甚至沒有影響。
  2. 如果建築物是依據921地震後,政府於88年12月29日公告修正的『建築物耐震設計規範』規定設計建造的,那麼於設計時已進行液化潛能評估並納入耐震設計了。
  3. 地下室三層(含)以上之建築物,下方可能會發生液化的地層,在施作地下室時已大部分挖除,而且採用筏式基礎或樁基礎。
  4. 建築物若採用樁基礎且穿過液化地層,當地層產生液化時,仍可以支撐建築物,對建築物之影響較小。
  5. 由921地震之經驗,即使在土壤液化區,只要建築物規模在三層樓以下且已採用筏式或版式基礎,受液化影響受損情況都不嚴重。
  6. 建築物因開挖或基礎加深,讓基礎深入座落在不會產生液化的地層,如岩盤、卵礫石層、承載力足夠之黏土層,或地下水位較低的地層情形者等,建築物雖位於土壤液化潛勢區,也不易因周遭環境發生液化情形而受到損壞。
  即使是砂質土壤且有高地下水的區域,地震時也不一定會產生液化,因此必須進行實地的地質調查,研判地震時實際發生土壤液化的可能性(潛勢)。液化潛勢以「低」、「中」、「高」來區隔,土壤液化潛勢圖就是用來顯示不同地區土壤液化的潛勢。
  土壤液化潛勢圖呈現的潛勢,是根據建築法規的規範,以鑽探得到的地下地質資訊,加上地下水位的資料,計算在設計地震強度下,各地可能發生土壤液化的輕重程度
每個潛勢所代表的意義:
  • 低潛勢(綠):強烈地震發生時,地基可能無影響或輕微影響。
  • 中潛勢(黃):強烈地震發生時,地基可能輕微影響至中度影響。
  • 高潛勢(紅):強烈地震發生時,地基可能中度至嚴重影響。
  經濟部中央地質調查所已陸續製作不同地區的土壤液化潛勢圖。近日因為0206地震引發民眾對於土壤液化的疑慮,因此政府基於保障民眾「知」的權利以及資料公開的精神,除將土壤液化潛勢圖公開外,也由內政部營建署同步啟動後續的配套措施。(配套措施可參考Q17~Q19)
  臺灣人口多集中於面積僅佔1/3的沖積平原地區,由於平原地區土層鬆軟, 相對容易發生土壤液化。0206美濃地震引發土壤液化,造成一些房屋傾斜後,民眾十分關注土壤液化致災的問題,因此政府有必要公開全臺土壤液化潛勢圖資,以作為國土規劃和防災規劃的參考,降低災害可能帶來的損失。
  中央地質調查所將公開之土壤液化潛勢圖為全國性、大範圍的評估結果,屬於中央建置的第一級的圖資,可提供國土規劃及防災規劃應用。
  土壤液化潛勢圖的製作是透過蒐集過去國家重要工程建設的地質鑽探資料,補以後續的地質調查,並依據國家建築規範要求不同地區的建築設計地震震度,經過專業研判所製成。
土壤液化潛勢圖的測製:
  1. 透過蒐集大量地質鑽探資料與地下水位資料,使用建築法相關規範演算方法,分析在發生約5到6級(因地區而異)的設計地震時,可能發生土壤液化的輕重程度。
  2. 設計地震為土壤液化評估所採用之地震設計,依建築法規,選擇發生週期為每 475 年發生一次,最大震度的地震,各地區地震造成的地表加速度值因地震之震源位置、震源機制、傳播路徑及基地之地盤性質等改變,而略有不同,一般約為 0.24 g – 0.4 g。如臺北所採用之加速度值為 0.24 g,屬於5級震度,宜蘭為 0.32 g ,屬於6級震度。
  假使地震未達建築設計地震的強度,土壤液化未必會發生。另外地震時的地下水位高低也會影響液化發生的機率,地下水位愈高,液化可能就較高。最後,假使建築具有抗土壤液化的設計,例如兩層以上的地下室或基樁設計,液化災害的可能性也就非常低。
  觸發土壤液化的條件包括:強度夠大的地震、高地下水位及厚層砂質土層,必須要三項條件同時存在才會發生土壤液化。而就算這三項條件皆成立,也可以透過土壤液化防治手段來預防災害發生。
  為了預防土壤液化災情發生,在興建工程前,應委託專業技師進行地質鑽探調查,以了解基地的土壤組成與地下水位。若經評估有土壤液化的可能性時,則可以藉由打設基樁、灌漿、擠壓砂樁、動力夯實等工法來預防災害發生。
  土壤液化潛勢分為「低」、「中」、「高」三級,潛勢圖上分別以綠、黃、紅三個顏色顯示。此外,灰色是今(105)年底將完成調查的區域,棕色是107~108年才會完成調查的區域;白色則是地盤為固結岩盤,沒有液化風險,因此不需要進行調查的區域。
每個潛勢所代表的意義:
  • 低潛勢(綠):強烈地震發生時,地基可能無影響或輕微影響。
  • 中潛勢(黃):強烈地震發生時,地基可能輕微影響至中度影響。
  • 高潛勢(紅):強烈地震發生時,地基可能中度至嚴重影響。
  • 105年調查區(灰)
  • 107~108年調查區(棕)
  • 非液化區(白)
  調查區域的先後次序是由經濟部中央地質調查所的專家,對全臺都會區之人口密度、發展潛力、既有鑽探資料密度以及可能液化面積比,進行綜合評估而決定的。
  中央地質調查所於99年至104年陸續完成調查臺北、高雄、新竹、宜蘭、臺南及屏東等地區之土壤液化潛勢圖測製,並於105年3月公開。臺中、彰化、嘉義及雲林將於105完成調查並於年底公開。而桃園、苗栗、南投、花蓮、臺東、基隆等地區屬於較不易發生土壤液化的地區,以及臺南、高雄局部因地質鑽探資料不足尚未完成調查的地區,都將於107~108年度陸續進行規劃調查。
  其中非土壤液化區係為坡地或山區及離島地區,地質以固結岩盤為主,屬不會發生土壤液化的地區。
  土壤液化潛勢調查精密度依據土質鑽探孔的密度,大致可分為「初級」、「中級」、「高級」三個層次。
精度的層次分級:
  • 初級地質鑽井資料:包括工程地質鑽探資料庫、國家重大工程建設、地調所鑽探資料等。
  • 中級地質鑽井資料:除了參考中央第一級圖資外,還應該增加房屋建築級地方工程建設的鑽探資料。
  • 高級地質鑽井資料:除了參考全國及地方圖資外,還應該辦理地基探查及詳細的液化潛勢分析。
  因為限於既有地質鑽探資料密度的因素,這次公開版本的潛勢圖精度,屬於「初級」的層次,作為國土規劃或防災規劃之應用。
  目前所公開的土壤液化潛勢圖,屬於中央建置的第一級的圖資,為全國性、大範圍的評估結果,屬於解析度較低、涵蓋範圍較大的圖資,適用於瞭解區域性土壤液化潛勢區的可能分布範圍, 適用於國土規劃或防災規劃之參考。
第二級圖資則由地方政府調查建置,為較精細的土壤液化潛勢圖資,以做為都市防災、都市更新規劃之應用。
第三級則是工程個案的調查,由開發者採用基地內實際的鑽探資料進行分析,作為工程抗土壤液化設計的依據。
  此次公開初級精度潛勢圖的主要目的,一是紓解非高風險區民眾的憂慮,二是作為高風險區域精度進一步調查的基礎。
  本次公開的圖資雖然精度為初級,但仍具有相當的參考價值,若民眾住家位於低潛勢區,則較不必擔心未來土壤液化對房屋安全的影響。
  此外,第一層次圖資提供了第二層次圖資的分析基礎。由第一層次圖資所提供中、高潛勢地區分布範圍,地方政府可優先對中、高潛勢地區進行更詳細的調查。
  基於「三個精度層次」的觀念,地方政府應開始進行中級精度潛勢圖的調查工作。行政院已建議有高風險區的地方政府儘速研提調查計畫,以便給予經費的支持。至於第三個層次的高精度調查,則是應由未來未來建案的開發單位參考第二層次中級的資料,為了個案建築規劃設計的需要,依規範辦理基地地質探勘,測繪高級精度的圖資。
  第一層次圖資的公開,即可促進各地方政府進行第二層次較精細的土壤液化潛勢圖資調查建置,以做為都市防災、都市更新規劃之應用。
  目前臺北市及臺南市已啟動第二層次土壤液化潛勢圖資調查相關工作,並於105年2月下旬發函向中央地質調查所申請鑽探資料,作為分析之應用。地調所也已分別提供臺北市政府7千多孔及臺南市政府4千多孔鑽探資料,以作為第二級土壤液化潛勢圖資調查建置之參考,以及後續示範計畫及都市計劃之應用。
  如果建物有兩、三層(或更多層)的地下室,或基礎是採用基樁型的設計,基本上都不需要再做改良。其他形式的建物如果必須進行改良,可能的方式包括設法降低當地地下水位,或是以較佳的土質置換原有的砂質土壤。適合實際建物個案的改良方式,應該尋求專業人士的協助。
  位於土壤液化潛勢區之建築物,如果有基礎土壤液化危害之問題,一般可以採用小型的灌漿機具在室內或室外進行地盤改良,或採用小型機具在適當位置施作小口徑基樁穿過可能液化地層來克服或減小土壤液化對既有建築物的危害。如果前面說的工法受到施工空間限制時,可採用基礎補強的方式,如將基礎改為筏式基礎或版基礎,建築物應不致發生重大損壞,地震過後尚可以進行修復。如果有需要進行地盤改良或基礎補強,就應該委託大地工程專業技師辦理。
  第一,這一個版本的潛勢圖初級精度主要是顯示區域性的風險,對於判斷自家建築的風險僅是作為初步的參考。
  第二,即使建築物是位於高風險區域,地震時也需諸多條件皆能符合才會有液化現象,並非每遇地震就會發生土壤液化現象。
  第三,土壤液化是區域性的現象,地盤改良必須是以區域進行,因此最好是配合社區或是地方政府的區域整體作業,較為有效。單ㄧ建築物如需先進行改善,建議應由專業單位協助進行耐震詳細評估及補強設計後再進行。
  1. 目前所公開的土壤液化潛勢圖,屬於中央建置的第一級的圖資,為全國性、大範圍的評估結果,屬於解析度較低、涵蓋範圍較大的圖資,適用於瞭解區域性土壤液化潛勢區的可能分布範圍,作為國土規畫或防災規劃的應用。
  2. 土壤液化必須地震震度較高、地下水位較高及砂粒土層較厚的條件同時具備才會發生土壤液化,不是一有地震就會發生土壤液化。
  3. 土壤液化是區域性的現象,地盤改良必須是以區域進行,因此最好是配合社區或是地方政府的區域整體作業,較為有效。單ㄧ建築物如需先進行改善,建議應由專業單位協助進行耐震詳細評估及補強設計後再進行,所以內政部將協助地方政府在高度土壤液化潛勢地區辦理補充地質鑽探、地質改良、基礎補強工程、公共設施補強等改善的「土壤液化改善示範計畫」,並優先納入都市更新地區作整體規劃。
  可預見的未來期間應可以不必太顧慮液化風險。
建築物如處在低度土壤液化潛勢區,遭遇強烈地震地表產生劇烈震動時,所受影響很小、甚至沒有影響,所以請您不用顧慮土壤液化風險!
  中短期內應無太多的風險顧慮,可以配合地方政府較精細的調查工作與結果,再決定後續措施
  1. 如果您家位於中度土壤液化潛勢區,可先依照簡易自主檢查表作初步自我檢視,只要建築物符合表列任一種狀況,通常不需要太擔心土壤液化的問題。
  2. 中度土壤液化潛勢區將由直轄市、縣(市)政府作進一步較細緻的調查確認,短期內應無太多的風險顧慮。
  建築物位於高度土壤液化潛勢區內請勿過度擔心,民眾可利用自主檢查表先初步檢核,並向地方政府查閱建物的原始設計資料尋求土壤液化工作站諮詢,有需要再委託專業技師進行專業診斷。在行政院政策與經費支持下,地方政府很快會對高風險區域進行進一步的調查(中級精度)。民眾應等待調查結果,進一步確認建築物是否處於高風險區。如為屬實,地方政府會再進行區域性或社區性的改善計畫。
  1. 建築物雖然位在高度土壤液化潛勢區,但是只要不發生大地震,對建築物絕對不會有任何影響,請您無須過度擔心!
  2. 如果您家位於高度土壤液化潛勢區,可先依照簡易自主檢查表初步自我檢視,只要建築物符合表列任一種狀況,通常不需要太擔心土壤液化的問題。如果您無法確認或有任何疑問,可以向設置於當地直轄市、縣(市)政府的土壤液化工作站大地技師專業諮詢。
  3. 內政部將協助地方政府在高度土壤液化潛勢地區辦理補充地質鑽探、地質改良、基礎補強工程、公共設施補強等改善的「土壤液化改善示範計畫」,並優先納入都市更新地區作整體規劃,以避免土壤液化造成建築物危害。

各縣市政府諮詢服務窗口
臺北市政府 (02)2725-8221 宜蘭縣政府 (03)925-5802、(03)925-5803
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高雄市政府 (07)331-2651、(07)331-2982 屏東縣政府 (08)732-0415 #3360~3365
註:各縣市政府諮詢服務窗口如有更新,請連結內政部營建署土壤液化防治專區 查詢
  如欲自行進行瞭解或改善,可以運用本次開放的自行檢核工具做初步檢核,並向地方政府查閱建物的原始設計資料,尋求本次配套措施所提供的專業諮商意見。建議除非建物座落在土壤液化的高風險區,否則無須耗費人力時間進行。
  如果您想要瞭解自己的家位於土壤液化潛勢區會不會因土壤液化造成損壞,可先依照簡易自主檢查表初步自我檢視,只要建築物符合表列任一種狀況,通常不需要太擔心土壤液化的問題。如果您無法確認或有任何疑問,可以向當地直轄市、縣(市)政府申請建築物結構設計圖及地質調查報告,再尋求土壤液化工作站大地技師專業諮詢。
  行政院會支持地方政府先針對高風險區進行進一步的地質調查與改善規劃。此外,也開放一些自行檢測工具,與專業諮詢的管道。
  1. 如果您想要瞭解自己的建築物,位於土壤液化潛勢區會不會有影響,可先依據自主檢查表初步自我檢視,如果您無法確認或有任何疑問,可以向當地直轄市、縣(市)政府,申請建築物結構設計圖及地質調查報告,再尋求土壤液化工作站大地技師專業諮詢。
  2. 經過專業技師專業診斷需拆除重建或補強的建築物,可以依都市更新程序申請設計規劃費或補強工程費補助:
    1. 如果需要拆除重建,政府會全額補助給更新團體擬訂都市更新事業計畫的費用,上限高達500萬元。
    2. 如果需要整建維護補強,擬訂都市更新事業計畫可以併同耐震能力詳細評估費用,也會全額補助;實施都市更新整建維護工程時,有關耐震補強工程費用,也會給予最高55%之補助。
  3. 由於土壤液化是地區性或社區性的問題,單一建物單點解決的方式效果有限,就算你家的建物透過改善,不會因為地震所引起的土壤液化受到損壞,但是你鄰居的建築物與基地,仍有可能崩塌下陷而殃及你家的建物。所以內政部打算請直轄市、縣(市)政府對於高度土壤液化潛勢地區,規劃「土壤液化改善示範計畫」,以整體辦理區域性或社區性的改善,避免土壤液化造成建築物危害,未來該計畫完成後,您就可以向當地直轄市、縣(市)政府洽詢。
  4. 未來內政部也會將把高度土壤液化潛勢地區,納入全國國土計畫妥予考量,研訂國土防災策略,並且由地方政府優先納入都市更新地區規劃。
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註:各縣市政府諮詢服務窗口如有更新,請連結內政部營建署土壤液化防治專區 查詢
  由於土壤液化是地區性或社區性的問題,單一建物單點解決的方式效果有限。即使自家建物透過改善而得以在地震引致的土壤液化中倖存,鄰棟建物與基地仍可能崩塌下陷而殃及自家建物。因此地方政府對於區域性風險的掌控與改善才是最重要的措施。
  1. 發生土壤液化以後,會造成廣泛性的地表沈陷,使得建築物傾斜、下陷、龜裂、地版隆起,也會造成道路破裂、維生地下管線或人孔上浮或斷裂、橋墩傾斜下陷、擋土牆、堤防護岸崩塌傾覆,所以僅針對單一建物單點解決的方式效果有限。
  2. 內政部即將請直轄市、縣(市)政府對於高度土壤液化潛勢地區規劃「土壤液化改善示範計畫」,以整體辦理區域性或社區性的改善,避免土壤液化造成建築物危害,這個示範計畫工作內容會補充地質鑽探、地質改良、基礎補強工程、公共設施補強等,詳細內容由各直轄市、縣(市)政府依照實際需求,提報內政部核准後支援經費辦理,同時也會請地方政府將高度土壤液化潛勢地區優先納入都市更新地區規劃。
  在此次土壤液化潛勢圖公佈後,政院將協助地方政府進行精度較高的地質調查工作,其中也包括經費的補助。至於民眾單一筆的土地改善是否補助、如何補助,將俟地方政府調查到一程度後再行研議。為顧及地質改良的整體成效,原則上如有補助,會較著重於社區性或地區性層面的考慮。
  內政部會請直轄市、縣(市)政府,針對那些高度土壤液化潛勢地區規劃「土壤液化改善示範計畫」,來整體辦理區域性或社區性的改善工作,避免土壤液化造成建築物危害,這個示範計畫工作內容會補充地質鑽探、地質改良、基礎補強工程、公共設施補強等事項,詳細的內容由各直轄市、縣(市)政府依照實際需求,提報內政部核准後,就支援經費辦理。
  如果民眾對於住家建築物耐震能力有疑慮,政府會補助辦理耐震能力評估,未來也會考慮補助相關補強費用,目前是可以依都市更新程序申請設計規劃費或補強工程費補助。
  1. 經過0206地震後,民眾對於建築物結構安全更為關注,內政部一方面為解除民眾疑慮,一方面也協助地方政府擴大辦理老舊住宅建築物耐震能力評估,目前正在研擬「臺灣地區老舊住宅及建築物全面推動耐震性能評估實施計畫」,以後會補助88年12月31日以前蓋的住宅建築做耐震能力評估,給這些住宅的所有權人補助,做初步評估的給全額補助,詳細評估的就補助45%但不能超過30萬元,未來也會考慮補助相關補強費用,這個計畫等到行政院核定後,您就可向當地直轄市、縣(市)政府提出申請。
  2. 目前個別建築物經過專業技師診斷,如果是需要拆除重建或補強的,都可以依照都市更新程序,來申請設計規劃費或補強工程費補助:
    1. 如果需要拆除重建,會全額補助更新團體擬訂都市更新事業計畫所需的費用,上限是500萬元。
    2. 如果需要整建維護補強,會全額補助擬訂都市更新事業計畫以及同時所做的耐震能力詳細評估相關費用;至於實施都市更新整建維護工程時,最高有55%補助費用去做有關耐震補強工程。
  國外如日本(國土交通省、地方政府)、美國(地質調查所),均已有公開之土壤液化潛勢圖,圖比例尺約為兩萬五千分之一(或更小),相關圖資均已在網路上公開。
  1. 日本的土壤液化潛勢圖,係由各地方政府製作,再由中央的國土交通省彙整,可於網路上查詢各式圖資。原圖比例尺不一,約為兩萬五千分之一或更小。土壤液化潛勢的設計地震,亦依各地可能地震強度而異。土壤液化潛勢的分級,大致均依據土壤液化潛勢(PL)值,區分為高、中、低等3級及其他尚未調查區域。全日本共47個都道府縣中,共有40個地方政府具有公開土壤液化潛勢資料。
  2. 美國的土壤液化潛勢圖,係由美國地質調查所與加州地質調查所合作,針對加州舊金山灣區等3個地區,考量該地活動斷層狀況後的設計地震強度,進行分析評估。原圖比例尺不一,約為兩萬五千分之一或更小。土壤液化潛勢的分級,則是依據可能液化的機率或面積做分級,大致區分為5級。土壤液化潛勢圖資均已公開在網頁上,可供下載或GIS查詢。
日本土壤液化潛勢圖(範例),原圖比例尺1:25,000 美國土壤液化潛勢圖(範例),原圖比例尺1:200,000