作者

吳偉特

摘要

當我們由台北驅車南下經由三重交流道駛入高速公路後不久，即可在公路兩旁望見一片汪洋似的低窪地區，大家都知道，這就是台北盆地內著名的新莊、五股、泰山一帶的低窪沼澤區，主要是由於超抽地下水所引起地盤下陷的結果。
一般而言，引起地盤下陷，約可歸納為下列幾個原因：（1）超抽地下水，（2）深基礎開挖引起地盤移動而導致地盤下陷，（3）淺覆蓋之隧道開挖，（4）砂性土壤因地震所引起之沉陷，（5）結構物載重所引起之下陷，（6）地盤本身之上升或下沉現象。以上諸種原因中，尤以第（1）項超抽地下水之影響範圍最為廣大，其對國計民生以及各種工程設施所引起之災害亦最為嚴重。目前台灣地區之地盤下陷，除台北盆地外，中、南部沿海地區，如雲林縣北港溪口、彰化縣鹿港、屏東縣林邊、佳冬、枋寮地區等均有嚴重的地盤下陷問題存在。其主要原因均屬超抽地下水所引起者。其他（2）至（5）項著諸原因所引起之地盤下陷雖多屬局部性，但對於大地工程之設計與施工，其影響亦甚重要。
本期專輯中除了對超抽地下水所引起之地盤下陷問題以及其對工程設施之影響，收羅了數篇由目前國內對此方面甚有研究之專家學者撰文加以研討外，對於深基礎開挖所引致之地盤移動，土壤地盤內開挖隧道所引起之沉陷等亦有數篇大作，篇篇均屬佳作，內容深入淺出，甚具可讀性。
在人口密集的土地上，地盤下陷所引起的問題，悠關國計民生至鉅，希望借助於本專輯之探討，能夠喚起大眾之關切，詳加防患於未然，俾留給我們的下一代一片良好無缺的樂土。

作者

畢慶昌

摘要

人人可從地圖看出菲律賓海大體上成菱形。它的東西兩邊自北伸向正南，南北兩邊自西南斜趨東北。台灣正在這一海域的西北角。地質學家更進一步認出菲律賓海的四邊都是島弧。按，大地構造的最高級單元是板塊，島弧是為板塊劃情界限的構造線之一種。因此在被島弧包圍的菲律賓海板塊之下的一片大洋地殼是一個界限分明的菱形板塊。正在這個海域的西北角的台灣也正在這個板塊的西北角。台灣的自然環境有其特色：特色之一得自這座島嶼在地理上位於菲律賓海的西北角，另一特色則得自在構造上位於菲律賓海板塊的西北角。這兩個西北角的位置相同，但對台灣的影響則否。

英文篇名

THE INFLUENCE OF GROUND SURFACE SUBSIDENCE DUE TO GROUND-WATER PUMPING ON FOUNDATION ENGINEERING

作者

吳偉特

摘要

地盤下陷之原因，係為多種複雜因素的產生，如地球本體變化所引致地殼之升降；地震作用引致砂性土壤之沈陷；因工商業須要引用地下水，以致抽取地下水過量之地層下陷；開探煤田、油礦、天然瓦斯等資源引起之下陷；地表面建築物荷重與交通量之增加等等，皆為導致下陷之來源。
根據世界各地（美國加州、日本東京、大阪等地、以色列、義大利與墨西哥等）研究觀察之結果，絕大部份之地盤下陷皆因過量開發地下資料（諸如地下水、石油、天然瓦斯及其他礦產等）而產生；目前全世界各大都市如墨西哥、倫敦、威尼斯、洛杉磯、休斯敦、長島、東京、大阪等地之地盤沈陷，已成為一相當普遍且極嚴重之問題，其中以墨西哥城市之沈陷最為嚴重，已超過9公尺之餘。
台灣地區之地盤下陷問題，最早發生地區為台北盆地，民國四十四年即已發生有下陷現象，目前總下陷量最大之地點，為台北市空軍新生社之2.24公尺（民國39年至民國75年），其次為北門口之2.17公尺（民國39年至民國75年）；近十年來由於中南部沿海地區之魚塭大量開發，大量抽取超額之地下水，導致屏東林邊、佳冬地區，雲林、嘉義北港溪河口一帶，彰化鹿港王功一帶，宜蘭頭城礁溪沿海地區等處，皆發生地盤下陷，其中又以屏東林邊佳冬地區之總下陷量2.26公尺（民國60年至75年）最為嚴重。
此種由於大量超額抽取地下水之地盤沈陷，所引起之問題，已日益嚴重並危及人民生活安全，諸如防洪效益之降低，堤防安全程度之降低，並受海水入侵之威脅，市區下水道排水之困難，建築物下沈安全之受到危害，自來水與水井之遭受破壞，灌溉系統效率之減低等等，皆使得因地下水下降引致地盤沈陷對工程設施影響之嚴重性，已愈來愈不可忽視。
因此，本文之目的，即針對台灣地區（尤其台北盆地與中南部沿海地區）因地下水下降引致之地盤下陷，所造成之工程設施之影響加以探討，並針對工程基礎提供建議與檢討一般防止下陷之方法，以期能達到較適宜防止沈陷之措施。

英文摘要

Dueto the heavy pumping of ground-water in Taiwan（including Taipei Basin and along the coastal region）, settlement of the ground surface has been observed. The problems encountered because of deep seated pumping of water and of lowering the water table, are important in foundation engineering.
The paper describes practical and rational methods to achieve proper design for foundation of buildings and other engineering projects built on subsiding ground surface.

英文篇名

GROUND MOVEMENTS CAUSED BY DEEP EXCAVATION

作者

陳煌銘

摘要

深基礎開挖一直是都市區域基礎施工之一大問題，尤其在舊市區的開挖，緊臨開挖基地常為老舊且結構脆弱之建物（例如圖一及圖二），若設計不當及基礎開挖不慎，即會引起周圍地盤的超量移動而造成鄰近建物或公共設施的損害。
為避免破壞開挖基地鄰近結構與設施或作為補強鄰近結構基礎的參考，工程師常必須估計開挖可能引起周圍地盤沈陷的大小及其分佈型式。唯影響沈陷的因素很多，包括土壤種類與特性、開挖大小、闋挖及支撐步驟及工人技術等，尤其後者影響份量甚大，因此，沈陷的預估無法單依據理論及土壤試驗結果，常必須配合實地經驗（包括當地土層特殊情況、施工技術與施工習慣等），方能有較佳判斷。
本文旨在探討開挖引致之地盤移動特性及各種因素的影響與相關的減輕對策，並例示說明之。

英文摘要

Deep foundation excavation is one of the major problems affecting the construction of high-rise buildings in urban areas. Improper deep excavation can cause ground movements which can be very damaging to the surrounding buildings and utilities.
This paper discusses the characteristics of the ground movements caused by deep excavation and the important variables affecting the intensity of the movement. Related mitigation measures are also presented and recommended.

英文篇名

A REVIEW OF GROUND SUBSIDENCE IN TAIPEI BASIN

作者

吳建民

摘要

臺北盆地人口密集，工商發達，地下水之利用日增，致發生地下水位劇降及地層下陷現象。作者於民國57年間從事台北防洪規劃，為推估將來地盤下陷，曾收集有關資料綜合整理，從土壤力學觀點推測沈陷量；推測方法用最簡單之一維單軸壓密理論，因方法過份簡單，未廣泛發表供有關人士參考。事過約20年，地工技術雜誌社約作者作一回顧，特將舊資料刊佈。此一問題國人已普遍注意，惟沿海地區抽水所致沈陷問題仍層出不窮，希能拋磚引玉，引起關心人士共同討論研究。

英文摘要

Ground subsidence which began in the mid-1950's due to ground-water overdraft in the Taipei Basin, has caused widespread concern for the past three decades. Withdrawals increased from 0.9 million m3 in 1957 to 435 million m3 in 1970. Piezometric heads declined at unprecedented rates during the 60's and early 70's. Well casings failed at alarming rates, and differential settlement caused numerous engineering problems. By 1985, 151 km2 or 62% of the basin area has subsided more than 0.5 meters, and maximum subsidence exceeded 2.15 m. The basin wide volume of subsidence totaled 231.3 million m3. This subsidence is one of the greatest environmental changes caused by man.
Importation of surface water to the heavily overdraft areas began in the mid-70's. As of 1987, after two decades of continued declining piezometric heads, many hundreds of supply wells were idle and piezometric heads were rising. Throughout the greater part of the basin, artesian pressures were recovering and the rates of the subsidence were reducing.
Basic data graphs, geological characteristics, predicted future subsidence using laboratory consolidation tests and its verification, generalized trend of piezometric head decline, and parameters for estimating subsidence under assumed hydrologic change, constitute a major part of this review describing the ground-water development and ground subsidence problems of the Taipei Basin.

英文篇名

LAND SUBSIDENCE IN COASTAL AREAS OF TAIWAN

作者

簡俊彥

摘要

台灣的地層下陷問題，可追溯至民國三十九年發生於台北盆地之地層下陷。嗣後隨著社會經濟的發展，其他地區使用地下水增加，因地下水的過度抽取、導致屏東縣林邊佳冬地區，雲林嘉義北港溪河口一帶，彰化縣鹿港王功一帶，以及宜蘭縣頭城礁溪沿海地區都發生地層下陷，而且近年來有愈演愈烈之勢，實在值得有關機關及社會大眾重視，共謀研思可行對策予以遏止。
本文作者因本身工作關係，與台灣的地層下陷問題迭有接觸。爰就研究及瞭解所得報導地層下陷狀況及有關單位迄今所採取的措施，並提出一些改善芻議。以上實係作者個人粗淺的意見及看法，目的在就教於各界有關的學者專家，可不必視為是作者本身工作單位的立場及意見。

英文摘要

The rapid development of aquaculture industry in the coastal areas of Taiwan has resulted in ground subsidence due to over pumping of ground-water. As far as we know, ground subsidence occurs in Ilan, Taichung, Changhua, Yunlin, Chiayi and Pingtung counties. To control ground water level is essential to stop subsiding. This can be done by direct use of sea water for aquaculture, eliminating illegal fishponds and pumping wells, controlling the amount of ground-water withdrawal, using surface water instead of ground-water, and others. To achieve success through the above mentioned measures, the full cooperation of fishpond owners is indispensable.

英文篇名

GROUND SETTLEMENT CAUSED BY TUNNELLING IN SOIL

作者

闕河淵

摘要

人口密集地區的地表交通網，多數不敷日增人口之需，而有修建地下捷運系統的必要。老市鎮的污水下水道和自來水、瓦斯供應系統，也有新建的必要。興建此類工程時，為了維持地面交通、市容，或為了維護地面建築物、古蹟或既有設施，地表開挖方式時不經濟，有時不可行。近年來，土壤隧道的開挖機具和襯砌方法，改良很多，因此，城市地區的土壤通隧工程，已成為營建工程的重要市場。然而，土壤通隧工程常伴隨著很多複雜的問題，包括隧道面的穩定性、地質情況變化大及沈陷等等。其中以沈陷問題最令人困擾，因為這影響到地表建築物、地下管線的安全，而其預測是相當困難的。沈陷（Settlement）是一通用名詞，實際上，應該包括垂直及水平方向的位移，地表及地
中的位移，絕對及相對位移（或不等量沈陷）。
1969年第七屆國際土壤力學及基礎工程會議於墨西哥召開，有關深開挖和土壤通隧所引起沈陷的預測，由R.B. Peck提出一回顧性的報告，這是一重要的里程碑。其後，世界各地有關這方面的研究及個案量測分析即快速增加。國內在深開挖的沈陷分析及量測，已累積了相當的經驗。在土壤通隧工程方面，國內僅有台北及高雄二市的污水下水道工程，而且其斷面、規模均遠小於未來捷運系統在市區部份的隧道，因此，這一方面的問題，實在值得加速進行探討。
本文重點在沈陷的預測，對於沈陷的原因，僅加以簡略討論，文章後段論及沈陷對建築物、管線的影響。

英文摘要

This paper briefly discusses the mechanism of the three-dimensional ground movements caused by tunnelling in the soil. The character of the settlement and horizontal displacement are analysed, by means of some empirical parameters and the theory of normal probability. A section is devoted to a brief appraisal of the influence of the ground settlement on structures that should be considered before and during construction.

作者

陳煌銘

摘要

屏東縣沿海地區，北起東港鎮南方的大鵬灣，南迄枋寮南邊的率芒溪，可能是台灣地層下陷問題最嚴重之一處，尤其在包括林邊、佳冬、枋寮三鄉的沿海區（面積約七十平方公里）更為嚴重。依水利局在屏東縣此二處沿海區檢測的結果，地層下陷以佳冬鄉塭豐村為中心，向四周擴展，形狀像半個漏斗（參見圖一）。
久聞屏東縣林邊、佳冬、枋寮地區地層下陷嚴重，乃於民國七十五年九月十二日藉公出高雄之便，雇車一訪下陷最嚴重的屏東縣水利村與塭豐村，順便攝得幻燈片數張，藉此期專題公諸讀者，唯久違年餘之照中舊識，不知仍安否？

英文篇名

GEOTECHNIEAL ENGINEERING STUDY OF THE TAIPEI BASIN ZONE

作者

黃鎮臺

摘要

台北市由於都市與工商業之迅速發展，人口驟增，高樓林立。大規模之公共工程不斷興建，高架橋、大眾捷運系統、中運量等亦相繼規劃發展。由於台北盆地為一沈積盆地，盆地上部五十公尺以內大都為疏鬆的砂性土壤或軟弱的黏性土壤組成。而各項工程均座落此軟弱土層之上，故不論結構物基礎的選擇，或施工方式的考慮，俱深受此鬆軟土層工程行為之影響。因此，若能對市內地層作一整體性之綜合瞭解，將有助於工程的規劃以及都市發展工作，避免日後在設計、施工甚至使用上產生不必要之困擾，而將工程所可能發生的危害減至最小。
世界上已有許多大都市，對其市內地層概況及其工程性質做有系統之研究，如Peck and Reed（1954）對美國芝加哥市地層工程性質的研究，Helley and Lajoie（1979）對美國舊金山灣地質和工程性質對規劃的重要性研究，Burnett and Styles（1982）對香港城市地區的研究，和Lousberg（1985）在比利時作的大地工程分區研究等。而台北盆地的地層也早有人從事研究，如黃德乾（1962），洪如江（1966），吳偉特、歐晉德和林永德（1976），王執明、鄭穎敏和王源（1978），吳偉特（1979），莫若楫和歐晉德（1979）以及歐晉德、李延恭和鄭在仁（1983）等。其中吳偉特（1979）並以台北市行政區中之中山區和大安區為界，將台北盆地台北地區分為淡水河區域、中山大安區和基隆河區域三區，討論其土壤工程特性。
本研究工作即對台北市在台北盆地內之地層概況及其工程性質進行有系統之整理分析，尤其著重考慮各河流之沖積特性、沈積環境和土層分佈，使分區後的土壤性質統計結果和地質環境之關係更密切。

英文摘要

A major part of the Taipei City is underlain by sedimentary deposits with the top 50 meters composed of loose sandy soils and soft clayey soils. Most of the construction activities in the city have taken place in these subsoil strata and are significantly affected by their geotechnical engineering characteristics. The study, described in this paper, attempts to divide the basin area of the Taipei City intozones according to the depositional characteristics, stratifications and soil properties.
Information on representative boring logs was collected from major projects within the city. These projects include the N-S Intracity Expressway, the proposed Mass Rapid Transit System, the Taipei Railway Underground Project, the N-S Freeway, and many high-rise building projects. Altogether, information on about seven hundred boring logs was compiled. Results of laboratory testings on samples taken from these boreholes were also reviewed and compiled.
On the basis of their geological origin and sedimentary environment, the subsoils in the Taipei Basin were divided into three major regions. They are: Tamshui River Region, Hsintien River Region and Keelung River Region. From detailed analysis of the properties of the soils, the three major regions were further divided into seven.