土壤液化係指於飽和且疏鬆之砂層中， 如承受地震等反覆載重之作用時，很可能產生超額孔隙水壓而造成液化現象，進而產生噴砂、結構物傾斜或倒塌等災害。因此為降低液化之機率，除可用結構行為加以克服外，亦可針對疏鬆之砂性土壤，進行物性或化性之地質改良，以提高土壤之有效應力、增加緊密程度、提高內摩擦角及承載力等。以下玆分別概述大面積之新生地區域及建物集中之都會區等兩種不同開發情形之液化處理對策。

1. 大面積新生地區域之液化防治工法

目前台灣地區在大區域諸如海埔新生地等，用以降低土壤液化潛能的地質改良方法很多， 常用者包括擠壓砂樁法(SandCompaction Pile)、動力夯實工法(Dynamic Compaction)、震動揚實工法(Vibroflotation)及礫石樁工法(Stone Columns)等，而炸震夯實法(Blasting)在國內則仍屬試驗階段，茲將各工法分別概述如后。

(1) 擠壓砂樁工法

擠壓砂樁工法於1958年首由日本人Murayama所發明，而在上述諸多地質改良方法中，以擠壓砂樁工法在國內所使用之經驗最為豐富，其中較具代表性之案例有:高雄興達火力發電廠、中國鋼鐵公司、大林電廠、過港隧道、中油大林埔、高雄台肥廠、台中火力發電廠及永安液化天然氣(LNG)地下儲槽等基地之地盤改良等。

打設擠壓砂樁之方法，一般有衝擊式及振動式兩種，目前國內以採振動式為主，其施工是利用振動器及高壓空氣之輔助，將中空鋼管(一般為40公分直徑)貫入地層中，由振動排擠效果使鋼管周圍土壤擠壓密實，在鋼管拔出時，以空氣壓力等方法，將回填料壓入鋼管底端進入孔底，藉鋼管的上下反覆拉拔及振動，將砂料擠壓並夯實成一直徑約60cm~ 70c m的密實砂柱體，除可形成良好之排水路徑外，同時也使周圍砂性土壤趨於緊密，達成改良效果，其施工示意圖詳圖3.1。

(2) 動力夯實工法

動力夯實是1970年代由法國Menard技術公司所研發，本工法係使用吊車或吊架將一重塊吊至高處，再讓重塊自由落下，錘擊於欲改善的地盤面上，使地層受到高能量的撞擊壓實而改善土層的工程性質。對砂性土壤而言，當其一再受到高能量之衝擊後，不飽和土壤內之氣體首先被排出，飽和土壤則逐漸產生高孔隙水壓，使其砂質土壤達到液化現象，而後高孔隙水壓消散使土層變為更緊密。諸如粘性土壤、非粘性土壤、岩石回填地層、海床下土壤、抽砂回填的海埔新生地、河口沖積三角洲及垃圾掩埋場的回填地等，都有使用動力夯實改良成功的工程案例。本工法於1993年底國內首次於雲林麥寮台塑重工廠房基地地質改良工程中採用，詳照片3.1，施工實績尚有台南市城西里垃圾焚化廠基地地質改良工作。本工法主要之施工機具及設備為吊車或吊架及重塊，吊車或重塊之選擇視所需之錘擊能量而定，其影響因素包括重塊重量、吊高及吊車伸展臂長等。重塊重量一般以不超過吊車安全工作載重之80%為主，重塊吊升高度一般約為10~ 40公尺。重塊使用材料的強度須能承受錘擊產生的應力，一般係採用鋼筋混凝土塊、鐵塊及填有混凝土或砂之厚鋼殼塊，其形狀可為球體、圓柱體或立方體等之斷面積，須視其重量、材質及欲處理區域地表之承載力而定，重塊之重量一般為5~40公噸。動力夯實施工時，重塊撞擊地面產生噪音及震動，必要時須挖掘槽溝，將震動產生之表面波隔離，以減輕震波引起鄰近結構物之損害。

(3) 礫石樁工法

本工法可分為濕式和乾式兩種施工方式，其中濕式係藉由水沖並配合揚實錐震動打設樁孔，並利用水流維持孔壁之穩定，再將礫石料投入填實至預定深度以形成樁體；乾式則係利用油壓方式並配合揚實錐壓入地層以形成樁孔，再將礫石料投入至揚實錐底部，藉由反覆擠壓以形成樁體。完成之礫石樁，兼具夯實土壤與地震時排水功能的，可使原土孔隙比降低，增加緊密程度，並可提供垂直排水通道，縮短排水路徑。本工法於台灣早期使用案例為1980年代高雄林園之中美和化工廠，中斷10餘年後，在1990年代於台塑六輕工業區再度施作。

(4) 振動揚實工法

本工法係利用一個揚實錐(Vibroflot)，在土層中藉著揚實錐前端的高壓水柱與其水平振動，使得距離揚實錐壁30～50公分之土壤產生液化，並藉著揚實錐之自重向下沉，直至預定改良之深度，此後須由孔口不斷以砂或礫石為填充料填充，同時並用揚實錐將填充料逐步振實，直達地表面為止。改良之深度已可達20公尺至30公尺，但振實效果以位於地下水位以下，細粒料含量小於20%之乾淨砂土最為有效。本工法後來發展成使用壓縮空氣來輔助振動之貫入錐貫入土中，一般稱之為乾式振動置換法(Vibro-Displacement(Dry))，簡稱為乾式工法，其較無因水源或排水所可能造成之環保問題，惟通常較適用於低地下水位，細料含量較高的地層。一般而言，乾式工法使用之貫入錐到達預定深度後，即自孔中取出後然後再將回填料自地面卸入孔中。其施工示意圖詳圖3.2。

(5) 炸震夯實(Blasting)工法

本工法廣泛使用於日本、歐洲及北美地區已有50年歷史(張吉佐等人,2002)，其藉由炸藥引爆產生高壓震波，使飽和疏鬆砂層孔隙水壓上升，發生液化，而後高孔隙水壓消散使土層變為更緊密。炸震夯實工法孔位以網格狀配置，先在預定位置上以鑽孔機鑽孔，再將炸藥埋置於預定深度進行引爆。本工法應用深度已可達30公尺，但對於較淺層或深層較為緊密之土壤可能有反效果，因此在炸藥埋設深度時需謹慎考慮。炸震夯實工法在孔位選定、埋設深度之設計及炸藥之用量上，皆須小心，且在炸藥之申請與炸藥之管理上並不容易，國內目前僅於2000年彰濱工業區進行現場試驗，如照片3.2及3.3，尚無完工實績，因此未來選用此工法時，建議仍須先進行現場試驗後再進行評估。

有關前述各項液化防治工法之優缺點詳表3.1所示。

2. 建物集中都會區之液化防治工法

前述大面積新生地區域之液化防治工法，或因施工空間，或因施工噪音，或因施工振動等因素，並不適合於人口密集且建物集中之都會區，因此都會區之液化防治措施以結構物強化或對環境影響較小之地質改良工法為主要考慮，惟其選擇時應考慮處置需求(例如液化深度範圍)、建物構造或特殊性、建物重要性、地形狀況、地質條件、對四周環境(如噪音、振動、污染和地下水)影響、施工便易性和經濟性，以及過去施作經驗與成效等而定，而目前較廣為使用之工法簡述如后。

(1) 基礎採用基樁型式

結構物之基礎型式可採用樁基礎以克服液化問題，而其型式、樁長與樁徑等可依結構物荷重、重要性和可能受液化影響程度而異；一般而言，樁長應以穿過未液化土層並貫入承載層為宜，以免發生液化時，造成基樁承載力不足，而致建物發生傾斜。

(2) 地下室及擋土結構物加深

液化發生深度大都在地表下20公尺以內，因此為克服淺層液化問題，可考慮將基礎地下室加深至未液化地層，以增加土層之支承力。由於基礎外側土壤仍屬可能發生液化之地層，故應配合加深擋土結構物之深度或打設限制土體位移之鋼鈑，期遮斷周遭土層孔隙水壓之傳播，並抑制土層之剪動變形，以降低液化之影響。

(3) 開挖置換土壤

直接利用開挖方式，將既有可能液化之土層予以開挖置換，惟其受限於經費及開發範圍，此工法較適用於置換土層深度較淺，且置換範圍有限之情況下，否則將造成工程經費大增。

(4) 固結地盤

採用地質改良方式，以機械攪拌或高壓噴射或低壓灌漿方式注入水泥系或化學系藥材，其目的在於改善土壤的強度、孔隙率及緊密程度，進而提高土層的抗液化能力，惟若改良範圍太大時，將造成工程費鉅額提高，此外，以目前國內之施工水準，倘若承商施工不當，往往造成鄰損等負面效應。

本文節錄自土壤液化防治工法及實例-蘇鼎鈞、周忠仁、莊孟翰，亞新工程顧問股份有限公司

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