土壤液化指的是當土壤因地震的壓密作用,造成原本在深層土壤的水份,被擠壓到表層,土壤顆粒間的有效承受作用力下降為0,土壤呈現如液態的狀況,此時當承受不住地下水的壓力時,地表就會破裂。
圖/土壤液化潛勢區示意圖。取自經濟部中央地質調查所土壤液化潛勢查詢系統。
而容易發生土壤液化的地方,通常是是年代比較新的細沙,或顆粒大小相當且排列整齊的泥土中。常見地形例如河岸、海岸、舊河道填土造屋、海埔新生地或因風力而堆積而成的沙丘中。台灣較常發生的地點則有西南平原沿海、蘭陽平原、屏東平原、台北盆地等。
中央地質調查所分有高、中、低潛勢區,代表可能發生液化現象的嚴重程度的高低,根據土壤液化潛勢查詢系統,全台各縣市高潛勢區面積比例前十名為:
1. 嘉義縣:53.15%
2. 彰化縣:47.23%
3. 宜蘭縣:44.24%
4. 高雄市:39.55%
5. 台南市:38.31%
6. 雲林縣:32.05%
7. 新北市:25.11%
8. 台北市:21.41%
9. 台中市:15.49%
10. 屏東縣:10.17%
上榜地區其中的嘉義、彰化、雲林因為屬於海邊沖積層,加上地下水位相對較高,高液化潛勢區面積較廣。
而台北市的大同區、中山區、中正區、大安區、松山區多半也是中高液化潛勢區,此外社子島、洲美地區以及萬華區靠近龍山寺周邊也從低液化潛勢被轉入高液化潛勢區。
這次發生意外的大直街94巷其實位於土壤液化潛勢的低危險區,因此很明顯是建商施工造成的人為意外,地質學專家、氣象局地震中心前主任郭鎧紋接受媒體訪問時也提到,台北盆地屬較為鬆軟的沉積層,接近爛泥巴,等於先天體質不佳,再加上連續壁遭破壞,才導致民宅倒塌。
圖/取自台北市土壤液化潛勢查查詢系統
在土壤液化高潛勢區就一定有危險嗎?觸發土壤液化的條件包括「強烈的地震」「高地下水位」及「厚層砂質土層」,必須要3項條件同時存在才會發生土壤液化。就算這3項條件都成立,房屋基礎也可以透過土壤液化防治手段來預防災害發生。
也就是說,若地震未達建築設計地震的強度,土壤液化未必會發生,另地震時的地下水位高低也會影響液化發生的機率,地下水位愈高,液化可能就愈高。
圖/大台北地區土壤液化潛勢區示意圖。擷取自經濟部中央地質調查所土壤液化潛勢查詢系統。