110 中華郵政招考營運職 建築設計 建築營造與建築估價 考古題詳解

核心觀念

本題考查「施工安全設計」（Design for Safety, DfS）及「施工風險評估」觀念。重點在於：建築設計階段即辨識未來施工可能發生的危害，分析其風險程度，並透過設計、施工方法及施工順序的調整，優先消除或降低危害。

施工風險評估不是等到工地開工後才進行，也不只是要求工人配戴安全帽，而是將安全納入建築物的生命週期設計。

以命題當年（民國110年）法規為準，作答可援引下列法規精神：

• 《職業安全衛生法》：雇主應採取必要安全衛生設備及措施，防止職業災害。
• 《職業安全衛生設施規則》：對墜落、物體飛落、施工架、開挖、起重吊掛、電氣及機械設備等危害，設有防護要求。
• 《營造安全衛生設施標準》：針對營造工程中的施工架、模板支撐、鋼構組配、基礎開挖、隧道、工作場所及墜落防止等事項，規定安全設施。
• 《職業安全衛生管理辦法》：雇主應建立職業安全衛生管理及危害辨識、風險評估等管理機制。

現行法規已陸續修正，實務執行時應依現行法規辦理；本題仍以民國110年命題時之法規精神作答。

解題方法

可依「工程資料蒐集 → 危害辨識 → 風險分析 → 風險控制 → 審查追蹤」五個階段說明。

一、蒐集工程及施工條件

設計者應先掌握工程的基本條件，包括：

1. 建築物用途、規模、樓層數及結構系統。
2. 基地地形、地質、地下水及鄰房狀況。
3. 周邊道路、交通、人員通行及既有建築物。
4. 施工場地大小、材料堆置、吊車進出及臨時設施位置。
5. 預定採用的施工方法、機具設備及施工順序。
6. 工期、施工期間的天候、夜間施工及分包作業交錯情形。
7. 是否涉及深開挖、地下室、拆除、鋼構、高空作業、大型吊裝等高危險工程。

若只依建築完成圖說評估，而未考慮施工程序，無法確實反映工地風險。

二、危害辨識

依施工階段逐項找出危害來源，並分析「危害如何發生、誰會受到傷害、何時發生」。

常見危害如下：

危害辨識宜採用工作安全分析法（JSA）、危害分析法（HAZARD ANALYSIS）或施工程序逐步檢討法，將每一施工工項拆成「作業步驟—危害—後果—控制措施」。

三、風險分析與分級

風險可用危害發生機率與傷害嚴重度表示：

其中：

• $R$：風險值（Risk）
• $P$：危害發生機率（Probability）
• $S$：事故後果嚴重度（Severity）

若工程管理需要更精確，也可加入暴露頻率或暴露時間：

其中 $E$ 為人員暴露於危害的程度。

例如，某高處吊裝作業具有下列評分：

• 發生機率 $P=3$
• 後果嚴重度 $S=5$

則：

若風險矩陣規定 $R\geq 12$ 為高度風險，該工項即須優先改善，並在未完成控制措施前不得直接進行施工。

風險分級的核心不是追求精密數字，而是將危害排序，決定哪些項目必須優先處理。下列情形即使發生機率不高，也應列為重大風險：

• 深開挖坍塌。
• 大型吊裝物掉落。
• 施工架整體倒塌。
• 結構體或臨時支撐失穩。
• 高壓電線附近施工。
• 鄰房受損或整體倒塌。

四、研擬風險控制措施

風險控制應依「危害控制層級」處理，優先採用源頭及設計面的措施：

1. 消除危害

在設計階段直接取消高危險作業，例如：

• 減少不必要的高空人工安裝。
• 將部分構件改為地面組裝後吊裝。
• 將設備預先整合，減少現場切割、焊接及臨時加工。
• 調整建築配置，避免過深地下室或不必要的大型懸挑構件。

2. 替代危險施工方法

使用危害較低的材料、設備或工法，例如：

• 以預鑄構件取代大量高處模板作業。
• 以機械搬運取代人工搬運重物。
• 以工廠預製取代現場高處焊接。
• 以較安全的施工機具取代高風險人工操作。

3. 工程控制

以設計及實體設施隔離人員與危害，例如：

核心觀念

鋼筋續接是將兩支鋼筋在受力方向上連接，使鋼筋能連續傳遞拉力、壓力及地震作用。依傳力機制，可分為：

1. 搭接續接
2. 銲接續接
3. 機械式續接

本題以命題當年（民國 110 年）之混凝土結構設計及施工相關規定為準。實際採用方式，須配合鋼筋直徑、鋼筋種類、受力狀態、施工空間及結構耐震需求決定。

（一）鋼筋續接方法

1. 搭接續接

將兩支鋼筋沿同一直線方向互相重疊，利用鋼筋與混凝土間的握裹力傳遞應力，常配合綁紮固定。

搭接長度須依鋼筋直徑、混凝土強度、鋼筋降伏強度、受拉或受壓狀態、鋼筋間距及搭接區域內鋼筋量等因素計算。受拉搭接通常較受壓搭接要求嚴格。

搭接區內兩支鋼筋的力，主要透過：

• 鋼筋與混凝土間的握裹力；
• 混凝土內部的斜向拉力及劈裂抵抗；
• 箍筋或橫向鋼筋的拘束作用；

完成應力傳遞。

2. 銲接續接

利用銲接將兩支鋼筋直接接合，使鋼筋的力量經由銲道傳遞。常見方式包括：

• 電弧銲接；
• 搭接銲；
• 對接銲；
• 閃光對接銲；
• 氣壓銲接。

銲接接頭必須具有足夠強度及韌性，銲接材料、銲工資格、銲接程序及檢驗方式均須符合規定。鋼筋本身也必須具備適當的可銲性，不能僅因鋼筋能被熔接即認定接頭合格。

3. 機械式續接

利用套筒、螺紋、壓接、灌漿套筒等機械連接器，使兩支鋼筋直接傳遞軸力。常見型式包括：

• 螺紋套筒；
• 滾軋或剝肋直螺紋套筒；
• 壓接套筒；
• 灌漿套筒；
• 其他經認證之機械式接頭。

機械式接頭須依產品規格及試驗結果確認其拉力強度、降伏強度、伸長率及滑移量。接頭性能通常分為一般接頭及耐震或高性能接頭，不能將所有機械接頭視為具有相同性能。

（二）各種續接方法之適用條件

1. 搭接續接之適用條件

搭接適合下列情形：

（1）鋼筋直徑較小

小直徑鋼筋所需搭接長度及搭接區域較容易配置，施工亦較簡便。常用於梁、版、牆及柱的普通鋼筋配置。

鋼筋直徑越大，所需搭接長度越長，搭接區內鋼筋數量及混凝土澆置困難度也越高，因此大直徑鋼筋通常不宜大量採用搭接。

（2）鋼筋應力及受力需求不過於集中

搭接區必須有足夠混凝土包覆、足夠鋼筋間距及適當橫向拘束。若鋼筋承受高拉力，搭接長度及錨定要求會增加，搭接區容易發生劈裂、剝落或滑移。

（3）搭接區有足夠施工空間

搭接需將兩支鋼筋重疊配置，因此必須保有：

• 足夠淨間距；
• 足夠混凝土保護層；
• 足夠箍筋或橫向鋼筋拘束；
• 便於混凝土澆置及搗實的空間。

鋼筋過度集中時，即使搭接長度符合計算，仍可能造成蜂窩、孔洞及混凝土不密實。

（4）非高耐震需求或非塑性鉸核心區

在梁柱接頭、柱端、梁端及牆端等可能形成塑性鉸的區域，搭接會增加鋼筋擁擠及接頭滑移風險。耐震構造通常應避開高應力及塑性變形集中區，並依耐震設計規定配置續接位置及橫向鋼筋。

（5）搭接長度可依規定確實配置

搭接長度不得以施工方便任意決定，應依規定計算。基本概念可表示為：

其中 $\ell_s$ 為搭接長度，$\ell_d$ 為發展長度。實際受拉搭接長度還須考量搭接級數、鋼筋間距、混凝土強度及橫向鋼筋拘束等修正因素。

2. 銲接續接之適用條件

銲接適合下列情形：

（1）鋼筋具有良好可銲性

鋼筋的化學成分、碳當量及材質必須適合銲接。若鋼筋含碳量或合金成分偏高，銲接熱影響區可能產生硬化、脆化或裂縫，應避免直接銲接，或依核准程序施工。

（2）可控制銲接品質

銲接續接適合具有下列條件之工程：

• 有合格銲工；
• 有明確銲接施工程序；
• 能控制預熱、層間溫度及冷卻；
• 能進行外觀檢查及必要之非破壞檢驗；
• 銲接位置及作業環境適當。

現場風雨、潮濕、油污、鏽蝕嚴重或施工空間狹窄時，銲接品質較難控制。

（3）接頭位置便於對準及施銲

銲接接頭須保持鋼筋軸線對準，避免偏心、彎折及銲道缺陷。適合在工廠或預製場先行銲接，以提高尺寸及品質控制能力。

（4）不宜在高度塑性變形區任意使用

銲接可能造成鋼筋局部熱影響及延性降低，尤其在地震反覆載重下，接頭需具備足夠延性。

核心觀念

本題考查現場澆置鋼筋混凝土水溝之：

• 木模板施工流程
• 模板接觸面積計算
• 不規則中空斷面之混凝土體積
• 混凝土工程費用計算

圖示尺寸為：

• 水溝長度：$20\text{ m}$
• 外部寬度：$60\text{ cm}$
• 外部高度：$45\text{ cm}$
• 溝壁及溝底厚度：$16\text{ cm}$

內部淨寬度：

內部淨深度：

解題方法

（一）模板與混凝土施工流程

施工流程可依下列順序說明：

1. 測量放樣及開挖整地：依水溝位置、寬度、深度及坡度放樣，完成基礎開挖與地坪整平。
2. 模板組立：依圖示尺寸組立木模板，校正位置、高程、垂直度及尺寸，並以支撐固定，防止澆置時變形或移位。
3. 模板清理及塗刷脫模劑：清除模板內雜物，模板接縫填塞密合，並塗刷脫模劑。
4. 混凝土澆置及搗實：依設計配比澆置混凝土，分層下料並使用振動器搗實，避免蜂窩及孔洞。
5. 養護及拆模：混凝土澆置完成後進行養護，待達到規定強度後拆除模板，並修補缺陷及清理現場。

（二）模板面積

依一般水溝估價，模板以混凝土與模板接觸的內側面積計算，包括：

• 兩側內壁
• 溝底內面

模板展開寬度為：

因此模板面積為：

（三）混凝土量

混凝土斷面可用「外部矩形面積減去內部空槽面積」計算。

外部矩形面積：

核心觀念

本題考查鋼筋混凝土構造中：

1. 鋼筋保護層厚度。
2. 箍筋長度計算。
3. $135^\circ$ 箍筋彎鉤之自由端延伸長度。
4. 鋼筋重量與材料費計算。

以下均以命題當年（民國 110 年）法規及一般鋼筋估算慣例為準。

（一）地梁之鋼筋最小保護層厚度

地梁埋置於土壤下方，鋼筋屬於直接接觸土壤之情形，最小混凝土保護層厚度應採：

保護層係指混凝土表面至最外層鋼筋外緣之最短距離，本題最外層鋼筋為箍筋。

（二）每個箍筋之長度

解題方法

梁寬為 $30\text{ cm}$、梁高為 $60\text{ cm}$，保護層為 $7.5\text{ cm}$。

箍筋矩形主體之每邊長度，依梁尺寸扣除兩側保護層：

矩形箍筋主體長度為：

$D13$ 鋼筋直徑為：

$135^\circ$ 彎鉤之自由端延伸長度採 $6d_b$：

箍筋有兩個彎鉤，因此加計：

故每個箍筋長度為：

本題依考試估算慣例計算，彎曲弧長及施工彎折調整量不另加計。

（三）$D13$ 箍筋 $135^\circ$ 彎鉤之自由端延伸長度

$135^\circ$ 箍筋彎鉤之自由端，至少應延伸：

且不得小於 $7.5\text{ cm}$。

對 $D13$ 鋼筋：

因為：

所以應採：