112 地方特考四等 土木工程類科 營建管理概要與土木施工學概要(包括工程材料) 考古題詳解
第 一 題25 分
「施工計畫」是承包商針對工程之整體施工順序、主要施工方法、機具及施工管理等所做的綜合性規劃。請依據你對於施工計畫之認知回答以下問題:
(一) 說明「整體施工計畫」應至少包含哪些內容(請列出五項)?(20 分)
(二) 「整體施工計畫」與「分項施工計畫」之提送時機各是什麼時間?(5 分)
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核心觀念
施工計畫是承包商將工程範圍、施工順序、施工方法、資源配置及管理措施整合起來的執行規劃。整體施工計畫著重全工程的統籌與介面管理;分項施工計畫則針對個別工項,說明實際施工方法、程序及管制措施。
施工計畫的具體內容與提送期限,應依契約、招標文件及機關規定辦理;下列內容為整體施工計畫常見且適合答題的項目。題目未指定特定契約條款,提送時機以公共工程一般作法說明。
解題方法
本題可從「整體計畫要讓工程能按序、按期、按品質與安全完成」切入:先列出全工程層級的主要規劃,再分別說明總體計畫與個別工項計畫的提送時機。作答時應注意,整體計畫在工程全面展開前提送;分項計畫則須配合各工項開工時點,先送審並經核定。
(一)整體施工計畫至少應包含的內容
以下列出五項:
-
工程概要與施工範圍 說明工程名稱、地點、主要工程內容、施工範圍、工期及重要施工條件,作為全計畫的基礎。
-
整體施工順序與施工方法 說明各主要工項的施工先後、施工分區、工序安排及主要施工方法,並檢討工項間的介面與銜接。
-
施工進度與進度管理 提出整體施工進度、重要里程碑及主要工項時程,並說明進度追蹤、落後改善及工期管控方式。
第 二 題25 分
試依據箭線圖要徑法(ADM)之計算原理,完成以下網圖計算。
網圖資訊:作業 A 之作業需時(Duration)為 12,作業 B 之作業需時為 6,作業 C 之作業需時為 17;節點 10 之最早事件時間(EET)為 5,節點 30 之最晚事件時間(LET)為 24。
網圖關係如下:
- 作業 A:節點 10 至節點 20,作業需時(Dur)為 12。
- 作業 B:節點 20 至節點 30,作業需時(Dur)為 6。
- 作業 C:節點 10 至節點 30,作業需時(Dur)為 17。
已知節點 10 之 為 5,節點 30 之 為 24。請列出計算式,求取以下時間:
(一) 依序求取節點 20 之最早事件時間()、節點 30 之最早事件時間()、節點 20 之最晚事件時間()及節點 10 之最晚事件時間()。(8 分)
(二) 各作業之總浮時(、、)及自由浮時(、、)為何?(12 分)
(三) 要徑包含哪些作業?(5 分)
符號說明:
- :節點編號。
- :節點最早事件時間。
- :節點最晚事件時間。
- :作業需時。
- :總浮時。
- :自由浮時。
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核心觀念
本題考箭線圖要徑法(Activity-on-Arrow Method, ADM)之時間計算,包括:
- 節點最早事件時間 :由前往後推算,遇到多條箭線時取最大值。
- 節點最晚事件時間 :由後往前推算,遇到多條箭線時取最小值。
- 作業總浮時:
- 作業自由浮時:
要徑通常為總浮時最小,且在標準 CPM 網圖中總浮時為 的作業所形成之路徑。
解題方法
網圖作業如下:
- 作業 A:,工期
- 作業 B:,工期
- 作業 C:,工期
已知:
(一)計算各節點之 與
1. 計算
節點 20 只有作業 A 進入,因此:
2. 計算
節點 30 有作業 B、C 兩條箭線進入,須取各路徑到達時間之最大值:
經由 A、B:
經由 C:
因此:
3. 計算
由節點 30 往前推算:
4. 計算
節點 10 至少須同時配合 A、C 兩項作業,因此取最小值:
經由作業 A:
經由作業 C:
所以:
(二)計算各作業之總浮時與自由浮時
1. 作業 A:
總浮時:
自由浮時:
第 三 題25 分
混凝土為土木、建築工程最常見的工程材料。假設某工程混凝土的設計強度要求為 ,請回答以下問題:
(一) 請詳述如何取樣並檢驗工程混凝土試體的合格強度,包括試體樣本的取樣時機、數量、強度檢測以及誤差要求。(15 分)
(二) 混凝土出現析離和泌水現象之主要原因為何?應該如何進行改善?(10 分)
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核心觀念
本題考混凝土新拌取樣、圓柱試體製作與抗壓強度驗收,以及析離、泌水的成因與改善。混凝土強度不是以單一試體判定:同一組試體在規定齡期的抗壓強度平均值,才是該組強度試驗結果。
以下依命題當年(民國 112 年)常用的《建築構造編》混凝土強度驗收規定及相關 CNS 試驗方法說明;實際工程仍應依契約及施工規範規定辦理。
(一)取樣與試體強度檢驗
1. 取樣時機與位置
混凝土取樣應在澆置現場,從新拌混凝土中取樣,並依 CNS 1174 辦理;原則上應在混凝土輸送至澆置位置後取樣,例如泵送時在輸送管末端取樣,以反映實際澆入構造物的混凝土品質。
取樣應具有代表性,避免只取料堆表面或只取單一瞬間的混凝土。每次取樣應記錄工程位置、配比、澆置時間、車次及取樣人員等資料。
2. 取樣頻率與試體數量
一般可依同一日、同一配比的澆置量安排取樣,通常每 至少取樣一組;每日澆置量不足 時,仍應依契約或監造要求辦理。不同配比或不同強度等級應分別取樣,不得混為同一組。
每組至少製作 2 個圓柱試體;常見現場作法為製作 3 個,以供 7 天早期強度參考及 28 天正式驗收使用。試體製作、標示與養護依 CNS 1231 辦理,抗壓試驗依 CNS 1232 辦理。
3. 養護、試驗與強度計算
驗收試體應採標準養護,並於設計規定齡期試驗;以 28 天強度設計者,於 28 天進行抗壓試驗。試體受壓至破壞,抗壓強度計算如下:
其中 為試體破壞時的最大荷重, 為試體受壓面積。每組以至少 2 個合格試體的抗壓強度平均值,作為該組強度試驗結果。試體尺寸、端面處理、加載速率及試驗機操作均應符合 CNS 1232;若試體有明確的取樣、製作或試驗瑕疵,應依規定認定是否剔除,不可任意挑除偏低結果。
4. 合格強度判定與誤差要求
命題所給設計強度為:
依常用混凝土強度驗收準則,連續 3 組強度試驗結果的平均值均不得低於設計強度;且任一組試驗結果不得低於設計強度減 。因此:
此處的「一組強度試驗結果」是該組試體的平均值,不是要求每一顆試體都必須達到 。同組試體間若有明顯異常差異,應查明取樣、製作、養護及試驗過程;試驗結果須以 CNS 1232 的程序取得,並由合格試驗室出具報告。
(二)析離與泌水的原因及改善
第 四 題25 分
擋土支撐工法為地下工程中之重要技術,請回答以下問題:
(一) 試列表說明鋼板樁、鋼軌樁(主樁橫板條)、地下連續壁等三種常見地下擋土支撐工法之成本需求與適用之工程條件。(15 分)
(二) 擋土支撐設置後在開挖進行中,發現開挖面發生隆起現象,此時應如何處置?(10 分)
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核心觀念
本題考查擋土壁的施工成本、剛度、止水能力與地盤適用性,以及開挖面隆起時的緊急應變。工法選擇須同時考慮開挖深度、土層組成、地下水、鄰房敏感度、施工空間及擋土壁能否作為永久結構。
開挖面隆起是開挖後地盤失去平衡所致,可能源於土壤解壓回脹、坑外土壓使軟弱土層塑性流動、擋土壁變形擠壓,或下伏承壓水造成上舉。隆起會引發周圍地盤沉陷,也可能使中間柱上浮、支撐挫屈,因此現場處置首重停止開挖、穩定開挖面、再查明原因並改善。
解題方法
第(一)小題可依「成本高低—構造與剛度—止水能力—適用地質及開挖條件」逐項比較。一般而言,鋼軌樁與橫板條工法成本較低、適合較淺開挖;鋼板樁具連續咬合與一定止水能力;地下連續壁剛度高、適合深開挖,成本與施工需求也最高。
第(二)小題應分成立即應變與穩定後的改善措施。發生隆起時不能繼續挖土或移除隆起土體,應先以回填、砂包或坑內灌水穩定;後續依地盤與水壓狀況進行改良、減壓或調整開挖方式。
(一)三種擋土工法之成本需求與適用條件
| 工法 | 成本需求 | 適用工程條件與特性 |
|---|---|---|
| 鋼軌樁(主樁橫板條) | 成本較低,施工快速;主樁可拔除重複使用。 | 適用黏土、砂性土等地層;主樁採鋼軌時,亦可用於卵礫石層的淺層開挖。勁度較低,宜用於開挖深度較淺、鄰房敏感度較低的基地。橫板條間可透水,但地下水帶走土粒時,可能造成坑外地盤流失與沉陷;拔樁也可能引起振動或夾帶土壤。 |
| 鋼板樁 | 成本較低,施工速度快;鋼板樁可拔除重複使用。 | 黏性土及砂性土均可採用;卵礫石層中貫入較困難。樁體連續咬合良好時有較佳止水效果,適用於淺至中等深度開挖。勁度仍有限、變形較大;施工打設與拔除時噪音及振動較大,拔樁若夾帶土壤也可能造成地面沉陷。 |
| 地下連續壁 | 三者中成本最高,需大型施工機具、泥漿處理及沉澱池等作業空間,施工期較長。 | 黏性土及砂性土均可採用,尤其適合大規模、較深的開挖及對變形控制、止水要求較高的工程。 |