114 司法特考三等 檢察事務官類科營繕工程組 施工法(包括土木、建築施工法與工程材料) 考古題詳解
第 一 題25 分
鋼結構銲接作業(Welding Operation)為鋼結構施工重要工項之一。請說明施工廠商提送工程司或業主銲接作業計畫之主要內容,並請列舉六個常見鋼結構銲接方法。
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核心觀念
本題考查兩件事:一是施工廠商在銲接施工前,應提送工程司或業主審查的銲接作業計畫;二是能列舉鋼結構常見的銲接方法。
銲接計畫的目的,是把人員、材料、設備、施工程序、檢查及安全措施事先具體化,讓工程司能確認施工方法符合設計圖說、施工規範與品質要求。以命題當年(民國 114 年)法規及施工規範為準;本題主要依鋼結構施工規範與公共工程施工技術規範的相關要求作答,並非考查特定法條。
解題方法
作答時先將銲接計畫分成「人、料、機、法、檢、安全」幾類,再補上施工概述、組立及修補等內容。工程若區分工廠銲接與工地銲接,計畫項目會因施工環境而略有差異;以下整理工地銲接計畫常見的完整內容。
- 施工概述與組織:說明構造物形狀、工地接頭位置與種類、工期、施工配置圖;列明銲接管理制度、品質管理負責人、銲工及機具管理人員。
- 銲工資格:列出銲工姓名、資格、資歷及其負責的工作項目,確認其資格符合銲接方法、銲道型式及施工姿勢的要求。
- 鋼材與銲材管理:說明鋼板種類、擬用銲材名稱,以及銲材的保管、烘乾、領用與使用管理方式。
- 機具與檢驗設備:列出銲接及檢驗設備的名稱、數量、配置與管理方式。
- 接頭準備與組立:說明開槽形狀、尺寸容許差及超差修正方式;另交代背墊板、邊端接板的設置與拆除,開槽面保護、清潔、組立精度、支撐、臨時夾具及試拼裝方式。
- 銲接程序與變形控制:說明銲接起點、終點及交叉部處理,施工順序、銲接姿勢、銲接方法與程序、銲接條件、預熱與層間溫度控制及量測、銲接入熱量、銲道表面處理,以及銲接變形預估與對策。若涉及強力螺栓,也應說明螺栓栓緊與銲接的施工順序。
- 試驗、檢查與修補:提出銲接試驗計畫;說明外觀及內部缺陷檢查方法、檢查時程、不合格銲道剷除與補銲方式,以及變形矯正方法。
- 環境保護與安全衛生:交代電力、防風、換氣、照明、工作架等設施,以及天候、氣溫限制、作業防護和安全衛生措施。
第 二 題25 分
土木基礎工程施工中,沉箱(Caisson)是基礎工程施工之常見工法。請說明「壓入式沉箱」之工法、工法特性、施工流程,以及應用範圍。
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核心觀念
本題考查沉箱的下沉原理、施工設備與工序、工法優缺點及適用條件。壓入式沉箱的關鍵,在於以地錨提供反力,利用油壓千斤頂將箱體壓入地盤;箱體下沉時,再從箱體內部挖土,使沉箱逐步到達設計深度。
它與主要依靠箱體自重或加壓重下沉的沉箱不同,也不是以壓縮空氣排除地下水的「壓氣式沉箱」。壓入式沉箱的主要設備包括反力地錨、壓梁(或反力梁)、油壓千斤頂、沉箱刃口及箱內挖土設備。
解題方法
作答時依「如何施力 → 如何下沉 → 有何特性 → 適用何處」的順序說明:
- **如何施力:**以地錨作為反力系統,藉油壓千斤頂向下推壓沉箱。
- **如何下沉:**千斤頂壓入一段後,從箱內挖除土砂,降低刃口阻力;再接續箱體、再次壓入,反覆至設計高程。
- **如何控制:**施工期間測量沉箱高程、垂直度及偏位,調整各處壓入力與挖土量,使箱體平順下沉。
- **如何完成:**沉箱到達設計深度並確認位置、穩定情形後,施作封底及後續基礎構造。
工法與施工原理
先在預定位置設置反力地錨,再以油壓千斤頂連接反力系統與沉箱。千斤頂作動時,地錨承受反力,沉箱則受到向下的壓入力,刃口切入土層。施工人員或機具從沉箱內部挖除土砂,讓沉箱持續下沉。
沉箱通常分節構築:第一節先壓入並配合箱內挖土;下沉至適當位置後,於上方接續構築箱體,再繼續壓入與挖土,循環施工至設計深度。其下沉主要靠千斤頂提供壓入力,不以沉箱自重作為主要下沉動力。
施工流程
- **測量放樣與施工準備:**確認沉箱中心位置、設計深度及施工範圍,整地並備妥設備。
- **設置反力系統:**於沉箱周邊施作反力地錨,安裝壓梁及油壓千斤頂,確認反力系統與油壓設備能正常作動。
- **設置刃口與第一節箱體:**整平基底,設置刃口及必要墊木,組立或構築第一節沉箱。
- **壓入沉設並箱內挖土:**以千斤頂將沉箱壓入地盤,再由箱內挖除土砂;隨下沉情形調整壓入力及挖土作業。
- **接續箱體並重複施工:**第一節下沉後接續構築箱體,再反覆進行壓入、挖土及箱體接高。
- **量測與偏差修正:**持續監測沉箱高程、垂直度、中心偏位及各側下沉差異,調整千斤頂施力與挖土位置,避免傾斜或偏位擴大。
第 三 題25 分
運用現代科技手段來強化職業安全衛生管理(職安管理),達到預防職災、降低風險、減少損失,乃為科技化減災的核心目的。隨著科技發展,國內工地職安管理也逐漸導入科技化減災技術。
請列舉六項常應用於工地職安管理科技化減災之技術名稱,並說明其技術原理及應用範圍。
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核心觀念
本題考查把科技工具導入營造工地職業安全衛生管理,藉由即時監測、危害辨識、風險預警與安全訓練,協助管理人員及早發現危害並採取防護措施。作答應列出六項技術,並分別說明技術原理與應用範圍。
以下以命題當年(民國 114 年)常見的營造業科技減災技術為準,列舉擴增實境、虛擬實境、人工智慧、無人機、建築資訊模型及物聯網。這些技術是職安管理工具,不能取代雇主依法應有的危害辨識、安全設施及現場管理責任。
解題方法
可依科技工具的功能分成三類整理:
- 模擬與視覺輔助:擴增實境(AR)、虛擬實境(VR)。
- 影像巡查與安全規劃:人工智慧(AI)、無人機(UAV)、建築資訊模型(BIM)。
- 現場感測與即時告警:物聯網(IoT)。
每項作答採「名稱 → 原理 → 工地應用」的順序,並連結至常見工地危害,例如墜落、倒塌、碰撞、吊掛及缺氧等,便能完整回應題目。
六項科技化減災技術
一、擴增實境(Augmented Reality, AR)
**技術原理:**透過智慧眼鏡、平板或手機的攝影鏡頭,擷取現場影像,再把數位資訊疊加於實景畫面中,讓使用者同時看到實際工地與虛擬提示。
**應用範圍:**可用於現場安全巡檢、危害位置標示、施工程序指引及設備檢查。例如在畫面中標示臨邊開口、吊掛警戒區或管線位置,協助工作者辨認風險;亦可支援遠端專家檢視現場狀況。
二、虛擬實境(Virtual Reality, VR)
**技術原理:**利用電腦建構虛擬場景,搭配頭戴式顯示器、控制器或動作感測設備,讓使用者在沉浸式環境中觀看並操作模擬情境。
**應用範圍:**適合用於高風險作業的職安教育訓練,例如施工架作業、屋頂作業、開挖、吊掛及感電情境演練。學員可在不進入實際危險環境的情況下,練習危害辨識、正確作業程序與緊急應變。
三、人工智慧(Artificial Intelligence, AI)
**技術原理:**使用影像辨識、機器學習等方法,從監視器或攝影設備取得的影像中辨識人員、設備、行為或環境狀態,並依設定條件進行判斷及警示。
第 四 題25 分
請依照絕對體積法完成下表混凝土配比之粗粒料與細粒料用量計算(四捨五入計算至小數點第 1 位數),並依照計算結果分別計算水灰比與水膠比(四捨五入計算至小數點第 2 位數)。
單位:
| 水灰比 | 水膠比 | 水 | 水泥 | 燃煤飛灰 | 水淬爐石粉 | 粗粒料 | 細粒料 | 強塑劑 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 170.0 | 200.0 | 30.0 | 70.0 | 10.0 |
配比條件與材料基本性質:
- 水比重 、水泥比重 。
- 燃煤飛灰比重 ;水淬爐石粉比重 。
- 粗粒料:比重 、單位重 、吸水率 。
- 細粒料:比重 、單位重 、吸水率 。
- 強塑劑:比重 、固體含量 。
- 單位體積粗粒料用率 。
- 混凝土設計坍度 ;混凝土空氣含量 。
- 最大標稱粒徑為 ;細粒料細度模數 。
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核心觀念
本題考查混凝土配比的絕對體積法:將每種材料的質量除以其比重所對應的密度,換算為體積;扣除水泥、礦物摻料、水、強塑劑、空氣與粗粒料所占體積後,剩餘體積即為細粒料體積。
粗粒料用率搭配單位重,可求粗粒料的乾燥質量:
絕對體積計算式為:
其中 為材料質量(), 為比重,所得體積單位為 。水的比重為 ,空氣含量 即 。
解題方法
本題未提供粒料的現場含水率,因此將粒料用量先以乾燥狀態計算,再依吸水率換算為飽和面乾(SSD)質量。絕對體積平衡採用乾燥粒料質量及題給比重計算。
- 求粗粒料乾燥質量及體積
- 計算已知材料體積
水泥體積:
燃煤飛灰體積:
水淬爐石粉體積:
水體積:
強塑劑體積:
強塑劑固體含量已反映於其產品性質;本題依題給比重,以強塑劑總質量計算其體積。
- 以絕對體積平衡求細粒料乾燥質量
細粒料體積為: