107 地方特考四等 建築工程 施工與估價概要 考古題詳解

核心觀念

本題旨在評量考生對建築外牆裝修工程中「磁磚飾面層剝落機制」之綜合診斷能力，以及在實務工務所之「施工品質管理（QA/QC）」防制作為。

1. 破壞機制與物理力學：磁磚剝落主要源於剪應力大於接著界面之剪切強度。涉及熱脹冷縮（熱應力 $\sigma = E \cdot \alpha \cdot \Delta T$）、基底乾燥收縮、地震層間位移、水分凍融或水化膨脹等物理作用。
2. 依據規範與法意（以命題當年民國 107 年法規為準）：

• 《建築法》第 77 條第 1 項：建築物所有權人、使用人應維護建築物合法使用與其構造及設備安全。
• 《建築技術規則》建築構造編及建築設備編相關防水與外牆安全規定。
• CNS 9642（磁磚用陶瓷黏著劑）、CNS 3299（陶瓷面磚試驗法）之接著強度要求（標準狀態下拉拔附著強度通常應達 $0.4\,\text{MPa}$ 以上）。

法規備註：內政部後續已於民國 109 年修正發布《建築物公共安全檢查簽證及申報辦法》，明定達一定年限與規模之外牆應定期辦理「外牆安全診斷檢查及申報」，現行法規制度已更為完備。

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解題方法

本題為標準的「成因分析＋管理對策」申論題型，答題應掌握「由宏觀至微觀、結構條列化」之策略：

1. 第一部分（剝落成因分析）：嚴格依照題目給定的「材料、施工、設計、管理」四個向度橫向開展，避免遺漏或混雜。
2. 第二部分（施工管理注意事項與改善方向）：按工程生命週期之「事前面前作業（材料/計畫）」、「事中施作監控（工序/環境）」及「事後驗收與創新改善」層層推進，提出具體可行的工程管理手段。

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選項分析

本題為申論題（非選擇題），無選項之對錯分析。考生於考場作答時，應將試卷版面分配為兩大主軸，分別對應題目的兩項子題（「成因分析」約佔 50% 篇幅，「施工管理重點與改善方向」約佔 50% 篇幅），並以精確的工程專有名詞條列呈現。

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解題技巧

1. 口訣記憶法：成因分析記住「材、施、設、管」（題目已給），施工管理三部曲記住「檢、試、控、驗」（材料檢驗、試貼拉拔、工序控制、敲擊檢驗）。
2. 避開常見陷阱：

• 忌諱通篇只寫「施工偷工減料」，而忽略「設計面（伸縮縫設置）」與「物理特性（熱膨脹係數差異）」之根本原因。
• 改善方向不可流於空泛道德勸說（如「加強工人素質」），應提出量化或具體工程作為（如「控制 Open Time」、「拉拔試驗達 $0.4\,\text{MPa}$」、「音響鎚敲擊檢查」）。

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【答案】

一、外牆磁磚剝落之可能原因分析

外牆磁磚之剝落，本質上為「飾面材料層與結構體間之接著強度，不足以抵抗外在環境引致之界面剪應力」。各層面成因分析如下：

(一) 材料層面

1. 物理性質差異與變形不協調：磁磚、黏結砂漿（底層）與鋼筋混凝土結構體之熱膨脹係數（$\alpha$）不同。日照溫差劇烈時，三者變形量不一致產生熱應力差，累積導致接著界面疲勞破壞。
2. 磁磚材料特性不良：

• 磁磚吸水率過高或背溝設計不良（缺乏倒鳩尾槽嵌扣深度），導致握裹力（機械錨定力）不足。
• 磚體受潮後遇低溫產生凍融破壞，或受潮膨脹造成內部應力增加。

3. 黏著劑性能欠佳：

• 現場拌合水泥砂漿水灰比過高，硬化後孔隙率大、強度降低且乾燥收縮過大。
• 黏著劑保水劑不足或未添加高分子聚合物（如乳膠、樹脂），導致保水性差、接著強度及變形延展性不足。

(二) 施工層面

1. 基底處理不當：結構體表面之殘留模板油、粉塵、泥渣未清洗乾淨；打底層（粗胚）未適度潤濕即行抹漿，導致拌合水被基底吸乾（吸水過驟形成「假凝」），產生界面剝離。
2. 未落實「開放時間（Open Time）」控制：黏著劑塗抹於基層後停留過久，表面已風乾結皮（Skinning），此時壓貼磁磚將無法有效潤濕磚背，實質黏著面積嚴重不足。
3. 梳目工法與壓擠敲擊不足：

• 黏結層梳目刮刀規格不符或角度傾斜，砂漿條紋飽滿度不足。

核心觀念

本題考查土木與建築工程地質調查中最核心的原位試驗（In-situ Test）——標準貫入試驗（Standard Penetration Test, SPT，參照 CNS 3888、ASTM D1586 及內政部《建築物基礎構造設計規範》，以命題當年民國 107 年法規與規範為準）。本題評量兩大核心能力：

1. SPT 設備規格與標準試驗流程：包含落錘質量（$63.5\text{ kg}$ / $140\text{ lb}$）、落距（$76\text{ cm}$ / $30\text{ in}$）、取樣管規格（外徑 $5.08\text{ cm}$ 的分裂取樣管，Split-spoon Sampler）及三段各 $15\text{ cm}$ 的貫入記錄方式。
2. $N$ 值與地層分類及工程力學狀態的經驗對照：依據太沙基與佩克（Terzaghi & Peck）之經驗分類標準，由 $N$ 值判斷砂質土之「緊密度（Relative Density）」與黏性土之「稠度／硬度（Consistency）」。

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解題方法

一、標準貫入試驗（SPT）試驗設備示意圖與試驗方法

 【標準貫入試驗（SPT）裝置示意圖】
 
 ┌─────────┐
 │ 落錘導架 │
 └───┬─────┘
 │
 ┌──────┴──────┐
 │ 自由落錘 │ 重量：63.5 ± 0.5 kg (140 lb)
 │ (Drop Hammer)│
 └──────┬──────┘
 │ ▲
 │ │ 自由落距：76 ± 2.5 cm (30 in)
 │ ▼
 ┌──────┴──────┐
 │ 承擊砧座 │ (Anvil)
 └──────┬──────┘
 │
 ├──────── 地表面
 │
 ┌──────┴──────┐
 │ 鑽 桿 │ (Drill Rod)
 │ (套管保護孔壁)│
 └──────┬──────┘
 │
 ┌──────┴──────┐ ◄── 鑽孔底面（已清除殘渣）
 │ 分裂取樣管 │ 外徑：5.08 cm (2 in)
 │(Split Spoon) │ 內徑：3.49 cm (1-3/8 in)
 │ │
 │ ┌──────────┐ │ ──┐
 │ │ 15 cm │ │ │ 第 1 段：座位貫入（不計入 N 值）
 │ ├──────────┤ │ ──┼── 累計貫入 45 cm
 │ │ 15 cm │ │ │ 第 2 段 (N1) ┐ N 值 = N1 + N2
 │ ├──────────┤ │ ├─────────────┤
 │ │ 15 cm │ │ │ 第 3 段 (N2) ┘ (後 30 cm 總擊數)
 │ └──────────┘ │ ──┘
 │ 管靴 (Shoe)│
 └──────────────┘

試驗步驟與方法說明：

1. 鑽孔與清孔：利用旋轉鑽掘或水沖工法鑽至預定試驗深度，徹底清除孔底沉泥與殘渣，避免孔底受擾動。
2. 安裝就位：將標準分裂取樣管連接於鑽桿底部，平穩放入孔底，並在地面鑽桿上方裝設承擊砧座。
3. 座位貫入（Seating Drive）：以重 $63.5 \pm 0.5\text{ kg}$（$140\text{ lb}$）的擊錘，自 $76 \pm 2.5\text{ cm}$（$30\text{ in}$）高度自由落下撞擊砧座，先打入最初的 $15\text{ cm}$。此段目的在穿透並消除孔底殘留之擾動土層，其擊數僅供參考，不計入 $N$ 值。
4. 測定 $N$ 值：繼續以相同落錘與落距連續敲擊，分別記錄打入第二段 $15\text{ cm}$ 之擊數 $N_1$ 與第三段 $15\text{ cm}$ 之擊數 $N_2$。

核心觀念

本題旨在測驗考生對淺基礎（Shallow Foundation）中兩大典型形式——獨立基礎（Isolated / Spread Footing）​與筏式基礎（Mat / Raft Foundation）​之幾何構成、力學傳遞機制、結構剛度特性及現地工程地質條件之選用能力。

1. 法規依據： 依命題當年（民國 107 年）之《建築技術規則》建築構造編「基礎構造」章節（淺基礎構造設計規定，現行法規就耐震耐液化評估細節後續有修正，但基礎分類及構造受力原理不變）。淺基礎指埋入深度較小，將上部結構載重直接經由擴大基腳傳至緊鄰基地表面承載層之基礎形式。
2. 力學傳遞機制：

• 柱軸力及彎矩傳至基礎基腳，經由接觸面轉化為土層所承受之「地盤垂直反力」（Subgrade Reaction）。
• 應力擴散與基底壓力分佈是否均勻，決定了整體結構對「差異沉陷（Differential Settlement）」的容許程度。

3. 結構系統類別：

• 獨立基礎屬於局部受力、獨立傳力之點狀基腳系統。
• 筏式基礎屬於連續剛性箱型或雙向梁板系統，將全區柱載重連續擴展至同一基礎版上，形成「倒置樓板（Inverted Floor System）」之受力行為。

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解題方法

本題為典型的公職考試圖說與申論題型，切入點應採「結構化、圖文並列、邏輯對照」的作答架構：

1. 分項立體化剖析：分別針對「獨立基礎」與「筏式基礎」，依據「形式繪圖與構件組成 $\rightarrow$ 結構受力與抗沉陷特性 $\rightarrow$ 適用範圍」三層次依序闡述。
2. 工程圖學呈現：於試卷上繪製標準「立面剖面示意圖」，明確標註柱、基腳版、地梁（繫梁）、基礎底板、PC 墊層等構件名稱與地盤反力分佈箭頭，切忌徒手草繪或缺少標註。
3. 系統比較收尾：在詳述完兩者之後，以「比較表」將其抗沉陷能力、受力模式、經濟性與適用土層進行橫向整合，以突顯申論題的完整度。

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選項分析

本題為申論試題（非選擇題），無各選項可資分析。解題重點在於構件剖面圖標註之完整度、受力力流（Load Path）描述之正確性，以及地基條件與建築規模之實務工程對應。

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解題技巧

1. 作圖得分竅門：

• 畫獨立基礎時，務必畫出「地梁（繫梁，Tie Beam）」，並指明其防止柱腳橫向側移與協調沉陷之功能；地盤反力箭頭繪於基腳下方。
• 畫筏式基礎時，建議繪製現代工程最常見的「梁板式筏基（或箱型筏基）」剖面，清楚交代「基礎底板」、「基礎地梁（肋梁）」及「地下室頂板／防潮地坪」，受力箭頭由下向上指向底板（呈倒樓板受力模式）。

2. 關鍵專業術語不可遺漏：

• 「差異沉陷（不均勻沉陷）」、「倒置樓板系統」、「浮力平衡／減壓效應（浮筏原理）」、「地盤反力係數」、「地基承載力」。

3. 常見失分陷阱：

• 誤將筏式基礎視為單純的「大片平板」，忽略內部深基礎梁（肋梁）所提供的彎矩與剪力剛度。
• 僅寫「軟弱地層用筏基、堅硬地層用獨立」，欠缺柱載重大小、地下室構造及水密性等工程邊界條件之敘述。

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【答案】

一、獨立基礎（Isolated Footing / Spread Footing）

1. 形式繪圖與構件說明

獨立基礎通常由柱構件正下方之擴大鋼筋混凝土基腳版（Footing Slab）構成，為確保整體耐震抗側能力，相鄰基腳間通常配置地梁（繫梁，Tie Beam）相互束制。

 │ 柱 (Column) │
 │ │
───────────────┼──────────────┼────────────── (GL 地表面)
 地梁 (Tie Beam) │ 地梁 (Tie Beam)
 ═════════════╪══════════════╪═════════════
 │ │
 ┌──────┴──────────────┴──────┐
 │ 基腳版 (Footing) │ (厚度 H)
 └────────────────────────────┘
 ────────────────────────────── (素混凝土 PC 墊層)
 ////////////////////////////// (硬質承載層)
 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ (地盤反力 q)

2. 結構特性

1. 傳力路徑直接：上部結構單柱之垂直軸力與彎矩，直接傳至單一基腳版，經由版底受壓面積均勻擴散至支承地層： $q = \frac{P}{A} \pm \frac{M}{Z} \le q_a$ （式中 $P$ 為柱軸力、$A$ 為基腳面積、$M$ 為柱底彎矩、$Z$ 為斷面模數、$q_a$ 為容許地盤承載力）。
2. 各自獨立、互不牽連：各柱基腳受力各自獨立，基礎剛度局部化。若基地各處土壤壓縮性不一或柱載重差異大，基腳間易產生差異沉陷（不均勻沉陷）。

核心觀念

本題旨在評量考生對建築外牆乾式裝修構造、力學傳遞路徑、抗震耐風設計及施工實務的掌握程度。主要依據與核心理論包括：

1. 外牆乾式吊掛基本原理：乾式工法係以金屬次結構（鋼骨龍骨、角鋼）與不銹鋼緊結扣件，將石材面板以點支承或線支承方式固定於主體結構，留設空氣通風層（通氣層），避免水泥砂漿直接黏貼產生之白華、析晶、熱脹冷縮爆裂及地震脫落風險。
2. 力學機制差異：

• 插銷式（Pin-type）：側邊孔洞受力，屬「邊錨型」點支承，石材邊緣易產生高剪力與應力集中。
• 背擴孔式（Undercut Anchor）：背面錐形孔機械幾何咬合受力，屬「背面多點支承」，可消除邊緣應力集中，大幅降低石材開孔破壞風險。

3. 規範與法源準據（以命題當年民國 107 年法規為準）：

• 行政院公共工程委員會《施工綱要規範》第 04400 章「石材工程」及第 04420 章「石材吊掛系統」。
• 《建築技術規則》建築構造編「耐風設計」與「耐震設計」耐震位移容許規定。

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解題方法

本題為標準技術型申論題，作答策略須採「原理定義 $\rightarrow$ 標準剖面圖繪製 $\rightarrow$ 適用性分析 $\rightarrow$ 結構化比較表」之架構鋪陳：

1. 繪圖指引：繪製清晰之節點大樣剖面圖，標示主結構體（RC牆）、化學/膨脹錨栓、副鋼架（次結構龍骨）、連接件（Angle/Bracket）、石材開孔及專用緊結件（插銷、背擴孔錨栓）。
2. 受力路徑剖析：清楚交代載重（自重與正負風壓、地震剪力）如何經由石材孔洞傳入五金構件再至主體結構。
3. 指標對比：自石材厚度容許、結構受力行為、耐震與抗風壓性能、單片獨立更換性、加工精度與造價等維度進行系統化評估。

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選項分析（申論題觀念辨析）

本題為非選擇題，以下針對考生答題時常混淆之盲點進行正反解析：

• 盲點一：誤認為背擴孔工法依賴結構膠黏結 解析：背擴孔錨栓為純粹之「幾何機械自鎖（Mechanical Interlock）」，擴張套筒頂入底部擴大的錐形孔後即咬合鎖定，無須填充樹脂結構膠即可承受極高拉拔力；填膠僅屬密封或防震輔助，絕非主要承載結構。
• 盲點二：誤認為兩者所需的石材厚度相同 解析：插銷式因在板材側邊洗槽或開孔，兩側石材餘厚受剪，一般花崗石厚度至少須 $30\text{ mm}$（軟質石材須 $35\text{ mm}$ 以上）；背擴孔工法因應力分布於板背最佳抗彎矩點，石材厚度可降至 $18\sim 20\text{ mm}$，甚至可應用於薄型陶板。
• 盲點三：誤認為插銷式維修更換容易 解析：插銷式多採上下板片共用或重疊插銷，單片受損時須「自上而下」拆除連動板片方能更換；背擴孔工法每片獨立掛接於水平橫樑，具獨立拆裝性。

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解題技巧

1. 考場快速作圖要訣：

• 繪圖無須透視，以「剖面節點」為原則，線條力求垂直水平。
• 務必以箭頭與文字標齊「石材」、「錨栓/插銷」、「減震襯墊（EPDM/Nylon）」、「連接五金」與「結構體」。

2. 記憶口訣：

• 插銷式：「邊緣洗孔、厚板中低層、共用連動、應力集中」。
• 背擴孔：「背面倒錐、薄板超高層、無應力自鎖、單片獨立」。

3. 版面配置技巧：

• 第一部分採圖文並列（左圖右文或上圖下文）。
• 第二部分論述適用性。
• 第三部分以五線矩陣表格總結優缺點，視覺層次分明，利於閱卷委員給予高分。

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【答案】

一、工法原理與構造繪圖

1. 插銷式工法（Pin-type / Edge Fixation System）

• 原理：於相鄰石材板塊之上、下兩側端面預先鑽孔或開槽，置入直徑約 $5\sim 6\text{ mm}$ 之不銹鋼插銷，插銷結合於固定在次鋼架之不銹鋼角鐵連接片（L型件），並以環氧樹脂填充孔隙。

核心觀念

本題測驗「工程估價」中預算編列之核心成本結構劃分。估價體系中，工程總造價通常由「直接工程費」與「間接工程費」（含利潤與稅捐）構成，基本關係式如下： $\text{工程總造價} = \text{直接工程費} + \text{間接工程費}$ 依命題當年（民國 107 年）行政院公共工程委員會《公共工程經費電腦估價系統綱要編碼》（PCCES）及預算編列慣例為準；現行法規已將原「勞工安全衛生」名詞全面統一為「職業安全衛生」，且專項編列規範更趨嚴格。

1. 直接工程費（Direct Costs）：指能直接歸屬、計量於該工程特定實體構造物或施工工項之費用，由「人工、材料、機具、直接分包工項」等要素構成。
2. 間接工程費（Indirect Costs / Overheads）：指為支援工程進行、維持工地運作、履行法定管制或承擔合約風險所不可或缺，但無法直接計量並歸屬於單一實體工項之各項管理費、法定規費、風險利潤與稅捐。

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解題方法

本題為標準的觀念定義與清單分類申論題。解題切入點應分為兩大部分：

1. 第一部分（定義界定）：從「成本歸屬性（能否直接對應到實體構件）」與「計量方式（按實體圖說計算 vs. 依費率或專項管理編列）」切入，精準定義兩者之核心內涵與辨別標準。
2. 第二部分（項目列舉）：

• 「直接工程費」依建築工程之施工順序與分部工程（從地下到地上、結構到裝修、機電等）系統化列出，避免遺漏。
• 「間接工程費」依政府採購法規與營建實務常用之法定專項、工地現場間接費及公司總部管理利潤稅捐依序鋪陳。

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選項分析

本題為申論題，無選擇題選項。 評分主要著重於考生能否清楚界定「實體工項成本」與「管理法定費率成本」之邊界，切忌將「職業安全衛生費」或「品質管制費」誤歸於直接工程費中。

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解題技巧

1. 判斷竅門（實體 vs. 支援）：

• 看到「圖說算得出具體數量、拆除或完成後能看到實體」的工料機 $\rightarrow$ 直接工程費。
• 看到「管理、保險、安全、檢驗、雜項、稅捐、利潤」等支援性與法令要求項目 $\rightarrow$ 間接工程費。

2. 常見陷阱（假設工程與安全衛生之歸屬）：

• 「施工架、安全支撐」等工程施工直接必需之假設輔助工程，在台灣工程實務上編列於直接工程費之「假設工程」內。
• 「職業安全衛生設施與管理費」、「品管費」依政府採購規定屬於獨立之管理與法定項目，應列入間接工程費（若列入直接費會被視為觀念不清扣分）。

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【答案】