震撼 403:921地震以來最大規模強震 超過700起的餘震

4月3日上午7:58,芮氏規模7.2的大震,撼動全台。這是繼921地震之後,二十五年來規模最大的地震,造成13人死亡,超過千人受傷。台灣身處在地震帶上,要如何與震共存?建築結構上又需要注意哪些地方?在921地震之前的早期建築,補強耐震又可以怎麼做呢?

4月3日上午7點58分,清明連假前一天,一場芮氏規模七點二的大震,撼動全台,花蓮市北濱街一棟四層樓建築應聲倒塌。林先生跟太太在一樓經營早餐店,地震發生時,店裡有不少客人,幸好全都及時逃出。

花蓮市北濱街住家,一樓是早餐店,當時店內還有不少客人用餐,地震搖晃後全都立刻逃出,才避免傷亡。

位在花蓮市中心的天王星大樓,在地震後嚴重傾斜,二十多位住戶受困,救難人員緊急展開救援,搜救人員動用雲梯車,將受困民眾一一救出,當天晚上,最後一位住戶被尋獲時,已經不幸罹難。

403地震是繼921地震之後,二十五年來規模最大的地震,中央氣象署表示,它的成因與菲律賓海板塊持續向西隱沒有關。而震央是位於花蓮縣壽豐鄉外海,震源深度僅有約十五公里,屬於極淺層地震,能量傳到地表時消耗較少,因此震度較強,鄰近的花蓮和平、花蓮市區,震度分別達到6強與6弱,僅次於7級劇震,地質脆弱的蘇花公路、中橫公路沿線,地震後崩塌嚴重,導致交通中斷,數百人受困山區。

2024.4.3上午7:58的芮氏規模7.2地震,震央在花蓮壽豐外海,深度只有15.5公里的淺層地震。

在搜救工作持續進行的同時,花蓮縣府決定先拆除受損較為嚴重的建築,天王星大樓因為有一名住戶罹難,在拆除作業前,花蓮地檢署在土木技師公會協助下進行採證,以釐清是否有人為疏失。

鄰近震央的花蓮市建築受災嚴重,大樓傾斜有倒塌之虞

1986年完工的天王星大樓鄰近米崙斷層,2018年206地震時就曾經受損,這次無法再抵禦地震的威力,除了建築本身老舊,結構設計也是原因之一。國家地震工程研究中心研究員邱聰智表示,位在轉角的天王星大樓,整體結構不對稱,一樓有騎樓,又做為開放空間使用,柱子較少,而二樓以上是住宅,隔間牆壁多,因此會形成頭重腳輕的軟弱底層。這種類型的建築物,在地震來臨時,倒塌風險特別高。

天王星倒塌前後比照,從Google地圖可見一樓屬於開放空間的騎樓,頭重腳輕的往下傾倒。 

有些建築雖然一時沒有倒塌,卻受到程度不等的損壞。截至8日上午,花蓮縣府已收到兩百多件受損建物通報,有三十二件紅單,三十五件黃單),紅單代表建物主結構已經受損,必須暫停使用,而黃單代表結構本身受損相對輕微,國土管理署強調,紅黃單是災後快速判定建築物的危險程度,建築是否耐震,必須更詳細的評估來確認。

台北市土木技師公會理事長莊均緯提醒,黃單建築解除列管的條件,僅是修繕至回復原狀,不表示建築的耐震能力有所提升。

國土管理署統計至4月7日晚上9點為止,勘災總數已達848件,其中42處建築列為紅單,70處建築列為黃單。

北台灣也感受到地震威力,土木技師提醒須注意老舊建築問題

403大震不只震撼花蓮,北台灣也感受到地震的威力,台北、新北最大震度達5弱,市區有許多老舊的公寓住宅遭受重創。

1964年興建的南機場整宅,屋齡已有六十年,在403地震後出現多處裂損。

南機場整宅一期就位在台北市知名的南機場夜市,興建於1964年,地震後多處梁柱龜裂,走進迴旋樓梯間,處處可見牆壁裂損,台北市政府緊急將48戶居民疏散安置到旅館,直到隔天餘震減少,驚魂未定的居民才返回住處拿生活必需品。

南機場整宅一共有十棟,為什麼只有單元四的這棟受損最嚴重,莊均緯說明,其他棟大部分是雙跨距,這排房子是單跨距,結構較弱。台北市政府委託技師,在受損的柱子旁加裝H型鋼梁做支撐,但這只是臨時性的措施,避免餘震讓房屋傾倒,未來要拆除還是補強,如何補強都有待討論。

屋齡60年的南機場整宅,一樓店面梁柱鋼筋外露,工程人員現場勘查。

在一樓開火鍋店的老闆娘擔心,補強的工程不知道何時能完成,短時間大概都沒辦法營業,被撤離的48戶居民大部分都是租客,未來要如何安置也是需要解決的課題。

莊均緯指出,雙北有許多建物,是在921之前興建,在材料和施工工法上,已經無法符合現有的耐震規定,最好能做耐震評估。民眾也可自行觀察地震後梁柱和牆壁,是否有損壞的狀況,一旦梁柱出現45度斜角或是交叉斜向裂縫,就代表結構上已經出現問題。

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土城連城路這棟住宅,牆面出現大面積的裂痕。民眾也可自行觀察地震後梁柱和牆壁,是否有損壞的狀況,一旦梁柱出現45度斜角或是交叉斜向裂縫,就代表結構上已經出現問題。

早期建築耐震力不足 耐震補強可降低災害

這次地震也影響不少校舍,根據教育部統計,至少已有五百多所學校受災,花蓮女中的綜合大樓就在震後成了危樓,國家地震工程研究中心成員,在地震後來到花蓮,勘查建物受損情況,發現除了早期建築規範的設計強度不足,校舍結構也是影響耐震能力的原因。

國震中心研究員勘查列為危屋紅單的花蓮女中綜合大樓,檢視結構後發現,柱子承載力幾乎已經喪失。

建築的柱子在地震搖晃的過程中,會產生一定程度的變形,以吸收地震力,學校校舍為了採光考量,通常會有大面積開窗。地震時,柱子兩側被窗台包夾的部分,容許變形的範圍較小,能吸收的地震力有限,因此經常在窗台與窗戶的連結處,產生剪力破壞。

不過花蓮女中的另一棟美育大樓,興建年代比綜合大樓早二十多年,透過補強擴柱工法,把柱子加寬、增設剪力牆,在這次地震中沒有受到影響。

不僅是學校,商店、旅館這類私有公用建築的耐震能力,同樣涉及公眾安全,花蓮一家超過四十年歷史的銀行,才剛完成耐震補強工程,由於大樓三面都有大面積開窗,混凝土牆量體較少,因此在東、西、南面的樓層都加上鋼構的「夾型挫屈束制斜撐」(Sandwiched Buckling-Restrained Brace,SBRB),沒有大面積開窗的大樓北側,則是採用外牆加厚的方式來強化。

花蓮這間銀行用鋼構的「夾型挫屈束制斜撐」來強化建物結構,因此在這次強震並未受損。

有些集合住宅,會把一樓設計成停車場或是開放空間,柱子或牆壁的量體較少,形成軟弱底層。花蓮市的昇園大樓,就曾經因此在2018年的地震時損壞,居民決定由國震中心協助,執行耐震補強,在原本屬於軟弱層的停車場,加上許多剪力牆,大樓外觀突出的深灰色柱子,也是補強的一部分。國震中心研究員檢視大樓震後情況,並未發現任何結構性損壞。昇園大樓現任管委會主委簡綵捷表示,耐震補強後在碰上地震時會更安心,且施工過程中居民還是能照常居住、使用電梯,對生活起居沒有影響。

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土木技師認為這次地震受災大樓,多有軟弱層的特徵,這處土城延和路的大樓,工程單位用臨時性支撐來強固。

內政部從2019年開始推動「全國建築物安檢及補強措施」,但是申請補助的狀況並不踴躍,去年內政部將弱層補強補助從220萬增加到450萬元,希望提高民眾申請的誘因。邱聰智指出,從2016高雄美濃地震、2018花蓮206地震,到這次的403地震,受災嚴重的大樓都有軟弱層的特徵,如果礙於預算或是使用考量,無法整棟建築做補強,至少可先處理軟弱層的問題,「如果現在不做,下次地震還是會後悔。」

學者提醒規模七以上地震可能觸發其他斷層活動

403地震主震發生後第五天,中央氣象署已經紀錄到超過七百次餘震,其中有二十多次規模介於五到六之間。這次地震的震央,恰好位於中央山脈斷層、縱谷斷層與琉球隱沒帶三個斷層系統之間,台灣師範大學地球科學系系主任陳卉瑄提醒,規模七以上的地震可能會觸發鄰近斷層的活動。

陳卉瑄說明:「那我講觸發的地震,其實不是同一個斷層上面的餘震活動而已,而是不同斷層系統,它可能本來要等個十年才會發生的,可是因為這個規模七的地震,它可能更快就達到它發生地震的門檻,它被加快了,我們就說這是觸發。不管是島內的、在琉球隱沒帶上的地震被觸發的機會,確實都會因為這個規模7的地震而提高。」

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新店安泰街的路基崩落,多部車輛塌陷,居民被緊急撤離,新北土木技師公會到場勘災。

403地震再度暴露出建築耐震的問題,地震無法預測,但災情可以藉由預防來減輕。學習與震共存,是地震之島的子民,無法迴避的課題。

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