就地取材的 CSG 工法

(本篇轉載自科技部高瞻自然科學教學資源平台)

國立臺灣大學氣候天氣災害研究中心專任助理 陳沛煊
​國立臺灣大學氣候天氣災害研究中心專任助理 林立潔

就地取材的 CSG 工法(The construction method with a cemented sand and gravel (CSG))

海嘯是日本天然災害中受災範圍較廣的災害之一，經歷東日本大震災後，日本各都道府縣不斷思考在不可避免的地震災害之下，如何減緩災害帶來的傷亡與損失。在軟體方面（防災教育、防災訓練等）持續進行紮實的訓練外，同時針對硬體方面精進與改良。這次要介紹的CSG (Cemented Sand and Gravel) 工法就是其一。

過去靜岡縣濱松市曾因 1498 年明應地震引發約 6-8 公尺海嘯，根據日本史料記載濱名湖原為淡水湖，地震後的海嘯破壞沿岸地形，使湖面積擴大，形成港灣入口，即為現在的濱名湖及遠洲灘。以東日本大震災為契機，2012 年起濱松市沿岸整備課依照現地課題，在沿岸硬體方面，致力於全長 17.5 公里防波堤及周邊防災林建設。而防波堤的建成藉由地震與海嘯模擬，且考量防波堤範圍與成本效益，顯示防波堤高 13 公尺可減少 70% 住宅淹水面積，淹水達 2 公尺高的範圍減少 97%（由 274 公頃降至 8 公頃）。防波堤亦考量風沙、鹽害與工程噪音造成的影響，因此在海岸側建立海岸防災林。為了減緩環境成本並增加防坡堤強度，進而採用「土堤 + CSG」構造建設（如圖一所示）。

圖一、防波堤現場情況與使用的阿藏山土石（圖片來源：静岡県浜松土木事務所。照片來源：林立潔攝影及後製）

所謂 CSG 工法，是以就地取材選用濱松市天龍區阿藏山區土石，主要選擇粒徑 80 毫米以下土石，混合泥岩、水、水泥等作為防波堤基底（如圖二所示），經實驗證實其土石混合物可達到防波堤強度，防波堤基底經由道路壓實車並現場測試防波堤密度濕度密度 (g/cm³)、乾燥密度 (g/cm³)、含水比 (%)、含水量 (g/cm³)、飽和度 (%)、空氣間隙率 (%)、壓力程度 (%)。防波堤兩旁堆積土高度與底寬採 1:2.0 ~ 2.6 的比例，並在堆積土上以植物覆蓋，作為防災林使用。

圖二、防波堤結構與現場確認密度（圖片來源：静岡県浜松土木事務所。照片來源：林立潔攝影）

以 CSG 工法建置的防波堤，有以下四點特徵：1. 抵擋地震與海嘯強度高。2. 因構造材料由土沙構成，黏著力強。3. 防波堤構造減緩下沉量。4. 施工與品質管理容易。CSG 工法可減緩環境成本與維持防波堤強度，並在推動防波堤過程中不斷與地區住民溝通協調，並加入自然環境、植栽、景觀設計等專家學者意見，透過防波堤完成後可達到具有防災與生態的自然休憩空間。在松濱市沿岸整備課的嚴謹推動下，目前（2016 年 3 月）已完成 2.2 公里，2016 年底將再完成 2.5 公里。
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臺灣受海嘯的威脅的機率不高，但仍然有發生的可能，從 CSG 工法中的施工方式與過程可做為臺灣沿岸具備景觀、生態保護之防波堤建設學習與參考。

參考文獻

1. 明応地震｜維基百科。https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%98%8E%E5%BF%9C%E5%9C%B0%E9%9C%87
2. 浜名湖｜維基百科。https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B5%9C%E5%90%8D%E6%B9%96
3. 防潮堤の概要｜浜松市沿岸域防潮堤整備事業。https://www.pref.shizuoka.jp/kensetsu/ke-890/bouchoutei/gaiyo/index.html
4. 防潮堤の減災効果｜浜松市沿岸域防潮堤整備事業。https://www.pref.shizuoka.jp/kensetsu/ke-890/bouchoutei/gaiyo/gensai.html
5. 最新技術CSG工法について｜浜松市沿岸域防潮堤整備事業。https://www.pref.shizuoka.jp/kensetsu/ke-890/bouchoutei/gaiyo/kouhou.html
6. 自動走査式RI密度水分計｜ソイルアンドロックエンジニアリング株式会社。http://www.soilandrock.co.jp/products/srid.html