中 華 民 國 102 年
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中 華 民 國 102 年
地層下陷
陳紹魁杜風工程顧問有限公司 協理
災 害 防 治 特 論
地層下陷
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷全台各地地層下陷情況台北 （資料起迄： 39-101 年度）目前持續下陷面積： 0 平方公里歷年最大下陷量： 2.2 公尺101 年最大下陷速率： 2.4 公分∕年
桃園 （資料起迄： 86-99 年度）目前持續下陷面積： 0 平方公里歷年最大下陷量： 0.12 公尺99 年最大下陷速率： 0.2 公分∕年
宜蘭 （資料起迄： 73-101 年度）目前持續下陷面積： 0 平方公里歷年最大下陷量： 0.47 公尺101 年最大下陷速率： 2.8 公分∕年
持續下陷面積指年下陷速率 3 公分以上
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷全台各地地層下陷情況
苗栗 （資料起迄： 95-101 年度）目前持續下陷面積： 0 平方公里歷年最大下陷量： 0.02 公尺101 年最大下陷速率： 0.4 公分∕年
台中 （資料起迄： 95-101 年度）目前持續下陷面積： 0 平方公里歷年最大下陷量： 0.01 公尺101 年最大下陷速率： 0.4 公分∕年
彰化 （資料起迄： 74-101 年度） 目前持續下陷面積： 19.9 平方公里歷年最大下陷量： 2.5 公尺101 年最大下陷速率： 5.4 公分∕年
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷全台各地地層下陷情況
雲林（資料起迄： 64-101 年度）目前持續下陷面積： 261 平方公里歷年最大下陷量： 2.47 公尺101 年最大下陷速率： 7.4 公分∕年
嘉義（資料起迄： 77-101 年度） 目前持續下陷面積： 5.57 平方公里歷年最大下陷量： 1.50 公尺101 年最大下陷速率： 4.2 公分∕年
台南（資料起迄： 77-100 年度）目前持續下陷面積： 0 平方公里歷年最大下陷量： 1.02 公尺100 年最大下陷速率： 2.4 公分∕年
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷全台各地地層下陷情況
高雄（資料起迄： 76-100 年度）目前持續下陷面積： 0 平方公里歷年最大下陷量： 0.25 公尺100 年最大下陷速率： 1.8 公分∕年 屏東 （資料起迄： 61-101 年度）目前持續下陷面積： 0 平方公里歷年最大下陷量： 3.40 公尺101 年最大下陷速率： 1.9 公分∕年
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
地層下陷對自然生態環境與人類生活品質均帶來了相當程度的衝擊，地層下陷所引致之災害概如下述：
( 一 ) 地下水資源涵蓄能力降低地層發生壓密作用，其厚度減少、孔隙率減低，所能涵蓄之地下水水量亦相應減少，造成下陷地區之地下水資源容易耗竭。
( 二 ) 地勢低窪易生洪氾溢淹地層下陷區因為歷史沈陷累積肇致地勢低窪，使原有排水坡度改變，引發排水困難，逢雨易積水不退。沿海地區，因地勢低陷，地面低於海平面，海堤因堤頂高程下降，保護程度降低，故時而引致海水倒灌。
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
( 三 ) 建築物、工程結構物與維生系統設施損壞地下水位下降導致地層有效應力增加而壓密，地面建物或橋墩、橋台等，因沈陷率增加而致結構損壞，自來水、瓦斯管線等維生管線與下水道則因彎曲壞損而洩漏。
( 四 ) 環境生態之轉變受地層下陷區地勢低窪影響，部分土地因長期積水不退，逐漸發展形成濕地型態。
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地層下陷可分為自然因素及人為因素兩種：
包括地殼板塊運動、地層自然壓密、地震、火山爆發、岩層溶蝕陷落、隕石墜落之外力、冰河內部解凍、海平面上升或地下有機物質氧化。
自然因素
人為因素
包括地下資源過度開發（如：大量抽取地下水、油氣及地熱流體或地下煤礦）、工程排水、地下空間挖築、地表載重增加（如：結構物重力壓密）等因素。
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷地層下陷的簡單成因
( 一 ) 地下水超抽：承載應力減小，導致地盤沉陷。
( 二 ) 地下水水位下降：承載負荷增加，造成土壤壓密。
( 三 ) 地面構造物：由於高樓的建造，引起承載負荷的增加。
( 四 ) 地震：砂性土壤因地震而引起沉陷。
(五 )深基礎開挖及採礦：引起地盤移動，而導致地層，下陷。
(六 )淺覆蓋開挖：隧道、涵洞、管線設施所作的淺覆蓋開挖等。
(七 ) 地盤本身之上升或下沉現象。台灣地區造成地層下陷的主要原因是超抽地下水
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地下水是存在於土壤和土石顆粒之間的孔隙，地表也靠地層中的水與土壤、岩石顆粒共同承擔荷重，地下水一旦被抽走，水位下降，土壤間的孔隙也會變得緊密，若超過一定時間沒有回補到原來的水位，原來水所承載的重量會轉移給土壤顆粒承擔，地表的沉重壓力就會往下壓，壓到含水層的土壤變得很緊實。
這時土壤結構孔隙大都消失了，就算想補注水，也沒有空間可以容納，當然無法靠水的力量把沈重的土地再撐起來，不像海綿擠出水後能再吸水，致使地層下陷後再也回不到原狀。
超抽地下水造成土地下陷是永不復返的變化
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超抽地下水的影響
地層下陷。
沿海地區抽取地下水造成海水入侵，導致土壤和水質鹽化，植物無法生存。
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國外地層下陷案例
美國加州聖喬昆谷
柱子上由上而下分別寫著：「 1925」、「 1955」、「 1977」，貼著年份的牌子是當年地面高度， 1925 年至 1977年間，當地地面下沉了 9 公尺。
墨西哥市， 1938~1970 年最大的累積下陷量曾達到 9 公尺，平均年下陷量達 28 公分。
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
雲林地區位於濁水溪沖積扇，早期因地下水充沛，長久以來都是抽取地下水供應民生用水及產業用水，雖有不少河川流過，但因無湖庫設施蓄存調配地面水源農業用水亦常以地下水作為河川流量不足時之補充水源。超量使用地下水，導致雲林地區地層下陷愈趨嚴重。
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
觀測期距 81.08~83.10
83.10~85.10
85.10~87.02
87.02~88.11
88.11~91.04
91.04~92.04
92.04~94.05
94.05~95.10
95.10~96.07
96.07~97.05
97.05~98.06
98.06~99.05
99.05~100.05
最大下陷速率
( 公分 /
年 )
16 8 8 7 9.5 12.2 11.6 10.1 8.2 7.1 7.4 6.4 6.8
最大下陷速率發生
地點
麥寮鄉
麥寮鄉
麥寮鄉
元長鄉
土庫鎮
褒忠鄉
元長鄉
元長鄉
虎尾鎮
元長鄉
虎尾鎮
土庫鎮
虎尾鎮
速率超過(3 公
分 / 年 ) 之面積（平方公里）
782.7 745.7 392.0 366.1 610.5 703.1 678.6 557.1 551.5 580.7 413.9 267.1 397.6
3.0~5.0cm 99.47 264.07 140.77 216.0 323.1 335.1 277.6 259.5 283.3 395.42 293.91 206.45 277.025.0~7.5cm 145.08 476.54 250.76 148.30 188.0 214.3 306.7 190.6 268.0 185.30 119.95 60.61 120.577.5~10.0
cm313.43 5.11 0.46 1.76 99.3 121.8 90.4 105.3 0.24
10.0~12.5 cm
156.97 31.86 3.9 1.7
12.5~15.0 cm
46.99
15.0~17.5 cm
20.71
雲林地區民國 81 年至 100 年下陷面積分析表
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
由經濟部、農委會及內政部共同研提推動「地層下陷防治執行方案」 ，以確保國土安全及減緩地層下陷對高鐵之衝擊，除針對不同產業活動及不同抽水範圍，進行不同強制程度之公權力措施外，並分由減抽地下水增供地面水、地下水環境復育、加強管理及國土規畫等 四大層面規劃具體措施，以防範持續下陷及治理既有下陷區域。
防止地層持續下陷之措施
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
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台灣常見之地質災害 - 地層下陷
持續下陷面積（年下陷速率 3 公分以上）變化表 (單位：平方公里 )
地層下陷防治
施工引起之災變
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施工引起之災變
士林力霸百老匯工地
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施工引起之災變
士林康華大廈工地民國 68 年 4 月 23 日下午 4 時發生沉陷傾斜
災變發生前已完成結構體構築，正進行磚牆之水泥砂漿粉刷，災變發生時，幾十分鐘內沉陷達一樓層以上。
現場勘查情形：最大沉陷位置位於建物之西南側角落。現場四周之土地及道路未發現隆起或下陷現象。現場四周之建物未發現受影響之跡象。建物內部積水相當高，幾乎接近地表面。
基地各角隅沉陷量
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施工引起之災變
建物正面向西傾斜情形
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施工引起之災變
二樓柱剪力破壞情形
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施工引起之災變
地下室積水情形
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施工引起之災變
柱剪力挫曲破壞情形
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施工引起之災變
調查發現：地表深度 20 公尺以內之土壤，屬於高靈敏度之極軟弱黏土，自然含水量平均值等於或略大於液限限度，標準貫入試驗 N值平均低於 2 ，含有機物或貝殼。
當土壤受擾動時，土壤承載力極易喪失而呈液性狀態。
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施工引起之災變
災變原因檢討地梁排列為不規則形狀，折梁設計易產生扭矩現象，使得所受剪應力及彎矩甚大，造成結構上之脆弱部分。
地梁配置
轉折地梁偏折，導致地下室柱體對基礎版之穿透剪力破壞，使土壤擾動形成液態狀而自結構體破洞處流入地下室。
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簡 報 完 畢
敬 請 指 教