土木的天工開物 (II) 場址放大、地震液化快篩與對策

■ 自序

土壤液化，讓其上剛強的建築，低聲下氣。柔變如水，由金生之，返水如冰，知性達體，金地固結，以抗柔情。此為本書克服土壤液化硏發的指引。台灣位處歐亞大陸版塊與菲律賓海版塊交接擠壓處，地震力來源是東西向，房屋配置以南北子午線為中軸線，規劃之三合院、四合院的目的是抗震。

「地盤液化如細菌、場址放大如病毒，本研習營的：圍束型低壓灌漿如液化疫苗，惰性減震牆與地震力進出攻擊建築物的Excel分析程式如場址放大的解毒劑」「大禹治水、后羿射日，解民水火之苦；整治地盤液化、預防場址放大，救民倒懸之災，是吾輩土木人之職。」

地震產生的地盤液化使建築物下陷、場址放大使耐震差的建築物倒塌，但地震何時來？哪一規模大小的地震，吾人皆不知、也無法預測。猶似「人活在恐懼中，但不知恐懼是什麼？此才恐怖」。也許您的建築物地盤不會發生地震液化、耐震力強足可抵抗場址放大的振動，但您因未瞭解地質狀況與房屋耐震能力，故還在擔心恐懼！

本專利技術授權硏習營重點在：若已知地盤會液化，可事先固結進行液化地盤改良，而改良的技術在圍束區高低壓灌漿的切換，與地盤透水係數有關。場址放大共振的樓房，除了結構程式分析外(常用Etabs、Midas等），可再分析地震力進出攻擊建築物的柱、牆(剪力牆、承重牆、磚牆)是否足夠(本硏習營授權Excel程式），用以瞭解隔間牆去掉、更換剪力牆、或大跨徑挑空的建築隔間，是否變成結構軟層、建築物的耐震補強的最佳配置在何處。建築物的隔震、減震，價錢昂貴且須在建築物設計施工前加入，且現有的建築物要補施作，很難又不便宜。常用的擴柱與增大柱翼牆等結構補強工法，須敲開樓版與增大基礎，費時、費工又可能損及窗台、牆、柱。本專利技術授權硏習營的惰性減震牆，可當剪力牆又可減震，可外加式、不用敲開樓版、也不用增大基礎，經濟便宜、施工簡單、快速，在結構健檢後，屬平民化的建築物補強工法。

本次研習會的授權主題如下：
1. 地震場址放大快篩表(地震場址放大風險評估表，附電子檔）。
2. 地盤液化快篩表（簡g地盤液化評估，附電子檔)與液化地盤改良技術。
3. 地震力攻擊建築物牆、柱之應力分析(檢核隔間牆、承重牆、剪力牆是否足夠承受作用力的分析，附Excel檔）。
4. 場址放大建築物加固之簡易建築物減震技術工法

土木建築的專利工法推廣不易，疑因被誣指設計綁標；此為制度不彰，亦是智識未萌之疑懼，更是專利推廣的絆腳石。但本書專利授權採非專屬授權，有多家廠商擁有相同專利技術，且因授權給設計者，施工單位不必再付費給本校，故無設計綁標之慮。本書繼「土木的天工開物」，定名為「土木的天工開物2」。明朝先賢宋應星(字長庚)（1587~1666)「天工開物」一書於1637出版；宋應星原是一儒生，28歲中舉，但隨後五試不第(虛耗十五年的歲月），後感於「士子埋首四書五經，飽食終日卻不知糧米如何而來；身著絲衣，卻不解蠶絲如何飼育織造」，遂不再應試，曾遊大江南北，行跡遍及江西、湖北、安徽、江蘇、山東、新疆等地，實地考察，注重實學，從東北捕貂到南海採珠、和闐採玉…等。「行萬里路，著萬卷書」之務實精神，遂在任江西省分宜縣教諭(教師)期間，將平生所調查硏究的農業和手工業方面的技術整理成書，在崇禎十年，由其朋友涂紹煃資助出版「天工開物」一書。宋應星應為現代技職教育的導師，「體悟實用」為技職體系硏發的重點。

本書的付梓亦是土木建築界的公會、建設公司與營造公司贊助而成書，與明朝「天工開物」一書歷程相似，遂以「土木的天工開物2」命名之。

本書先從地震由來、版塊受擠壓、台灣地震力來源的主方向、及現存土壤液化評估方法的不確定性談起，若地震加速度增大，幾乎可能液化的地盤皆發生液化，那不如以有學理根據的簡易的評估表代替，較能推廣，民眾的接受度也高。本書經振動台液化試驗，瞭解原先非液化之砂性土壤，被底下液化區產生的超額孔隙水壓穿透，故引用鄭文隆教授介紹之日本土木工程學會NiShiyama( 1977)的簡易地盤液化評估法(地下工程實務(二)[3])發展出地盤液化快篩表(沈氏簡易地盤液化評估表）。