107 身心障礙特考四等 土木工程 土木施工學概要 考古題詳解

核心觀念 本題旨在測驗考生對「混凝土品質管制（QC/QA）」與「試驗體系」的完整認識。混凝土試驗並非單一階段的測試，而是貫穿材料進場、拌合輸送至硬化成形的完整生命週期。主要依循 CNS（中華民國國家標準）、ASTM 及行政院公共工程委員會《施工綱要規範第 03310 章 結構用混凝土》之規範標準。評閱核心在於能否將龐雜的試驗項目以具邏輯性的「施工時程階段」或「材料物理狀態」進行系統化分類，而非雜亂零散地列舉。

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解題方法 申論此題時，切忌未分類即直接條列個別試驗。最佳答題架構是以「施工時程與材料狀態」切入，劃分為三大主軸：

1. 原材料試驗（拌合前階段）：針對水泥、骨材（粒料）、拌合水與摻料進行進場查驗。
2. 新拌混凝土試驗（澆置前與施工中階段）：檢驗流動性、均勻性、耐久性初期指標。
3. 硬固混凝土試驗（澆置後與成型階段）：評估力學強度（破壞性試驗）與結構體完整性（非破壞性／微破壞性試驗）。

在各類別下明確列出具代表性的「試驗名稱」與「檢測目的」，展現工程實務與規範依據的專業深度。

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選項分析 本題為四等特考之申論問答題，無選擇題選項。考生作答時應特別注意常見的作答架構缺失：

• 僅列出單一狀態試驗：多數考生僅回答坍度與抗壓強度試驗，遺漏原材料與非破壞性檢測，導致失分。
• 分類維度混淆：若同時以「力學／物理」和「新拌／硬固」交錯分類，會造成邏輯重疊。統一以「原材料 $\rightarrow$ 新拌 $\rightarrow$ 硬固」之時程展開最為嚴謹。

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解題技巧

1. 口訣記憶法：以「材、新、硬」三部曲為骨架，考場上能迅速展開九大必考項目：

• 材：水泥凝結、骨材篩分析、磨損比重。
• 新：坍度、含氣量、溫度、氯離子、單位重。
• 硬：抗壓、抗拉、抗彎、鑽心、反彈錘。

2. 答題版面配置：採「大標（階段分類）$\rightarrow$ 中標（試驗項目）$\rightarrow$ 說明（檢驗目的與物理量）」三層次條列，利於閱卷委員在短時間內掌握得分點。
3. 扣合關鍵物理量：適度提及符號或標準量，如抗壓強度 $f'_c$、坍度值、水溶性氯離子含量上限（CNS 3090 規範以 $\le 0.15\text{ kg/m}^3$ 為主），可大幅提升專業度。

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【答案】

混凝土試驗依工程施工時序與材料物理狀態，主要可分為原材料試驗、新拌混凝土試驗及硬固混凝土試驗三大類，說明如下：

一、原材料試驗（拌合前階段）

用於確保構成混凝土之各項原料品質符合規範要求，主要包括：

1. 水泥試驗：

• 比表面積試驗（細度試驗）：評估水泥水化反應速率（如布藍氏透氣儀法）。
• 凝結時間試驗：利用維卡儀（Vicat）測定初凝與終凝時間，控制施工可工作時間。
• 健度（健全性）試驗：壓蒸試驗檢測游離氧化鈣或氧化鎂引起的體積膨脹。
• 水泥膠砂抗壓強度試驗：確認水泥本身的標號強度。

2. 骨材（粒料）試驗：

• 篩分析試驗：確定粒徑分佈、級配曲線與細度模數（FM），確保密實度。

核心觀念

本題考查重點為模板支撐（Falsework / Shoring）的力學穩定性、施工常見破壞機制與法規安全標準。

本題法規以命題當年（民國 107 年）之《營造安全衛生設施標準》（第 131 條至第 139 條關於模板支撐之規定）及行政院公共工程委員會《施工綱要規範》第 03110 章「結構混凝土用模板」為依據。（現行法規已陸續滾動修訂加強職安查核，但核心之安全構造要求一致）。

模板支撐是暫設性承重結構，承受垂直載重（混凝土自重、模板自重、人員與機具施工活載重）與水平載重（風力、澆置衝擊震動、側向土壓或斜坡側壓）。其常見破壞機制多屬受壓構件挫曲失穩（Buckling）、節點滑脫或斷裂以及基底不均勻沉陷。

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解題方法

回答「模板支撐常見缺失」時，切忌零散憑空拼湊，應採用「由下而上之結構傳力路徑系統化切入」：

1. 基底傳力層（基礎地盤）
2. 立柱垂直受力層（立柱本體有效長度與挫曲問題）
3. 面內與面外抗側力系統（水平繫條與斜向剪刀撐）
4. 頂部載重轉換層（托座螺桿與水平角材接觸面）
5. 接頭與材料整合性（搭接固定與不同材質混用）

依此路徑挑選 5 項在工地查驗、職安檢查及事故調查中最常見之典型缺失作答，並輔以力學失效成因與規範要求，即可獲得滿分。

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選項分析（各項常見缺失深度剖析）

本題為非選擇題（申論簡答題），以下針對工程實務與法規要求之 5 項最具代表性缺失逐一剖析其力學機制、危害與規範要求：

1. 基底支承不良與未防範不均勻沉陷

• 缺失態樣：支撐立柱底部直接立於未經夯實的軟弱地盤、回填土或積水泥濘上，未鋪設厚木板（墊木）、鋼板或基腳座板；或斜坡上支撐腳未整平而缺乏防滑座。
• 力學危害：混凝土澆置時載重劇增，導致單點或區域性下陷，造成上方梁板應力集中、模板開裂變形，甚至引發骨牌式連續倒塌。
• 規範要點：依規定支撐基腳應置於堅固基礎，軟弱土層應鋪設具有足夠強度之墊木或座板以均勻分散壓力，並防止基腳滑移。

2. 未依規定設置雙向水平繫條（有效長度過大導致挫曲）

• 缺失態樣：鋼管支撐或木支撐立柱高度較大時，未於縱向與橫向（雙向）設置水平繫條，或設置間距過大（例如超過規範規定之每 2 公尺以內應設置一層）。
• 力學危害：壓桿的臨界挫曲承載力與有效長度平方成反比（歐拉公式 $P_{cr} = \frac{\pi^2 EI}{(KL)^2}$）。若無水平繫條束制立柱側向位移，其有效長度 $L$ 倍增，將導致細長比 $L/r$ 過大，立柱在遠低於設計強度的載重下即發生彈性挫曲失穩。

3. 缺乏對角斜撐（剪刀撐）致使抗側向力不足

• 缺失態樣：支撐排架僅有水平繫條與垂直立柱，未在構架周圍及內部配置足夠數量之對角斜撐（剪刀撐）。

核心觀念

本題測驗考生對建築土方工程（Earthwork Engineering）整體施工流程、工序管理及防災環保管制的通盤瞭解。核心在於掌握土方作業之「全過程管理」，包含：

1. 事前調查與行政核備：鄰房現況鑑定、地下管線會勘、地質水文調查、施工與交通維持計畫報核。
2. 作業階段關鍵控制：配合題目提示之四大作業環節——開挖（Excavation）、裝載（Loading）、運輸（Hauling）​與填棄（Compacting / Disposal），落實擋土支撐安全、機械化作業協調、污染防治及壓實品質控制。
3. 相關規範依據（以命題當年民國 107 年法規為準）：

• 《營造安全衛生設施標準》（垂直開挖深度達 $1.5\text{ m}$ 以上應設擋土支撐、設置露天開挖及擋土支撐作業主管等）。
• 《建築技術規則》建築構造編基礎構造篇（開挖穩定、鄰地保護及安全監測）。
• 《營建剩餘土石方處理方案》（流向管制、合法土資場申報與運送聯單機制）。
• 《營建工程空氣污染防制設施管理辦法》（車輛出入口洗車台、車斗覆蓋防塵布）。

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解題方法

本題為標準的工程實務申論題，答題邏輯分為前後兩大構面：

1. 施工前應辦理事項：依工程實務時間軸展開，按「調查與現況確認」、「計畫研擬與法規申報」、「現場準備與防護設施」三個層次逐項列出。
2. 施工重點：直接緊扣題目提示的「開挖、裝載、運輸、填棄」四大作業，外加「安全監測與地下水控制」，分項闡述施工品管、安全防護與環保合規要項，展現條理分明的架構。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題，無個別選項。作答時不可採用大段落散文鋪陳，應以具體工程專有名詞進行條列化、標題化陳述，並涵蓋品質、安全與環保三大工程主軸。

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解題技巧

1. 架構聯想口訣：

• 施工前三步曲：「查（地質、鄰房、管線）、審（計畫、交維、棄土證明）、備（測量放樣、排水洗車、臨時水電）」。
• 施工中四環節：「挖（分層分區、支撐監測、水位控制）、裝（機具容量匹配、旋轉半徑管制）、運（洗車防污、帆布覆蓋、清運聯單）、填（材料檢驗、分層鋪平、壓實度管制）」。

2. 避開常見陷阱：許多考生常將重心全部放在地下室「深開挖與擋土支撐」，而忽略了題目明列的「裝載、運輸、填棄」，導致後段失分。必須四個作業環節均勻作答。

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【答案】

一、土方工程施工前應辦理事項

1. 調查與現況鑑定作業

• 地質與地下水文複查：核對現地鑽探報告，確認各土層分佈、地下水位面高程、滲透性及是否存在軟弱黏土或砂湧潛勢層。
• 鄰房現況調查與保全鑑定：開挖影響範圍內之既有建築物進行結構現況拍照、裂縫記錄及傾斜測量，並於鄰房設置傾斜計、沉陷標等監測點，以釐清後續施工責任。
• 既有地下管線會勘：會同自來水、電力、電信、瓦斯等管線單位辦理現地試挖與會勘，確認管線走向、埋深，並擬定懸吊保護、遷移或斷供方案。

2. 計畫編擬與行政申報核准

• 施工計畫與安全支撐計畫：編製開挖工法、擋土設施、安全支撐分層安裝/拆除時序圖，依規定送交主管建築機關或專業公會審查核備。

核心觀念

本題考查土木施工中「柔性路面（瀝青混凝土路面，Asphalt Concrete Pavement）」之後續廠拌鋪築標準工序。依據命題當年（民國 107 年）之交通部《公路工程施工標準規範》與行政院公共工程委員會《施工綱要規範》（第 02742 章「熱拌瀝青混凝土面層」及第 02741 章「熱拌瀝青混凝土基層」）：

1. 柔性路面力學機制：藉由瀝青混合料各層及粒料層之彈性變形逐層將輪重分散傳遞至路床，其施工成敗取決於「壓實密度」、「層間結合」與「平整度」。
2. 溫度控制為施工靈魂：熱拌瀝青混凝土（HMA）自出廠、進場、鋪築至各階段滾壓均有嚴格之容許溫度區間（例如出廠通常約 $140^\circ\text{C}\sim 165^\circ\text{C}$，終壓完成不得低於約 $80^\circ\text{C}$，各級瀝青膠泥黏度規格略有差異）。
3. 鋪築核心三層次：基層面整備（噴灑透層或黏層）$\to$ 機械均勻攤鋪 $\to$ 三階段滾壓（初壓、複壓、終壓）。

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解題方法

本題為經典的工序型申論題，評分標準在於工序的「時序完整性」、「機具選用邏輯」與「關鍵控制數據（溫度、壓實度、厚度）」。答題切入點應按現場標準作業流程（SOP）依序開展：

1. 前置整備與層間處理：檢查基層/底層堅實度，區分「透層（Prime Coat）」與「黏層（Tack Coat）」之使用時機。
2. 拌和與運輸：工廠拌和品質檢驗與保溫防護。
3. 攤鋪作業：鋪裝機之厚度設定（鬆鋪厚度換算）與走向。
4. 滾壓作業：將滾壓明確細分為「初壓（定型）」、「複壓（密實）」、「終壓（修痕）」三階段，並配對各階段適用的壓路機形式。
5. 接縫處理與通車管制：縱橫接縫修整及路面冷卻開放條件。

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選項分析

本題為非選擇題之工程工序申論題。評分關鍵分項剖析如下：

• 分項一：基層整理與透層／黏層噴灑（極易混淆點）：
• 非瀝青粒料基底層：須噴灑「透層（Prime Coat）」，利用低黏度液化瀝青或乳化瀝青滲入孔隙，提供防水並結合表面粒料。
• 既有瀝青或水泥剛性基層：須噴灑「黏層（Tack Coat）」，塗抹薄層黏結瀝青，增進新舊層間剪切握裹力，防止層間滑移（Slippage）。
• 分項二：瀝青料廠拌、運送與進場驗收：
• 須覆蓋帆布保溫防雨，進場抽測溫度及坍度/配合比，低於規定溫度（如低於 $120^\circ\text{C}\sim 130^\circ\text{C}$）須拒收。
• 分項三：機器鋪築（攤鋪）：
• 必須採用自走式自動定平瀝青鋪裝機（Paver），不得任意手動鋪灑，鬆鋪厚度約為設計厚度的 $1.2\sim 1.3$ 倍。
• 分項四：滾壓三階段（核心給分重點）：
• 初壓：雙鋼輪壓路機（鐵輪），重在將高溫混合料推擠定位、求取初步平整。
• 複壓：氣胎壓路機（藉由輪胎揉搓作用 Kneading Action 排除氣孔封閉表面）或振動鋼輪，達到規範規定之壓實度（如馬歇爾密度 96% 以上）。
• 終壓：雙軸雙鋼輪靜壓，消除前階段產生的輪跡紋理，獲取平整表面。
• 分項五：接縫與冷卻開放：
• 接縫未切齊或壓實不足將成為日後雨水滲漏與路面破壞起點；通車表面溫度須降至 $50^\circ\text{C}$ 以下。

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解題技巧

1. 記憶口訣：「整、噴、運、鋪、壓、接、通」（整備 $\to$ 噴灑 $\to$ 運輸 $\to$ 鋪築 $\to$ 滾壓 $\to$ 接縫 $\to$ 通車）。