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就地取材的 CSG 工法

6/26/2016

 
(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)。
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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。
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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。
​
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

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