114 地方特考四等 土木工程類科 土木施工學概要 考古題詳解
第 一 題25 分
請試述混凝土的「蜂窩」現象及其主要成因與預防措施。
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核心觀念
混凝土「蜂窩」是指混凝土澆置、搗實後，局部未能密實，形成砂漿不足、粗粒料外露或孔洞連通的缺陷，外觀常呈蜂巢狀。蜂窩不只是表面瑕疵：嚴重時會減少有效斷面、影響鋼筋握裹，並使水分與有害物質較容易進入，降低構件耐久性。
本題主要考查蜂窩的形成原因與施工預防。作答可依「材料與配比、模板與鋼筋、澆置與搗實」三個施工環節整理。
解題方法
說明時先界定蜂窩，再將成因對應到混凝土無法順利填滿模板或未充分密實的情形，最後提出相應的預防措施。答案應凸顯核心：混凝土要有適當工作性、順利通過鋼筋間隙，並以正確澆置與振動搗實排除孔隙。
一、主要成因
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配比或材料不當 混凝土工作性不足、坍度過低，或砂漿量不足、粗粒料比例過高，會使混凝土不易流動與填滿角隅。粒料級配不良、最大粒徑過大，也可能造成粒料彼此架橋，留下空隙。
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模板或鋼筋配置妨礙流動 模板接縫不密、漏漿時，水泥漿及砂漿容易流失，剩下的粗粒料因而無法密實排列。鋼筋過密、保護層不足，或預埋件周圍空間狹窄，也會使混凝土難以通過並填滿。
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澆置方式不當 澆置高度過大、落料集中，或未分層澆置，容易造成粗粒料與砂漿分離，並使局部堆積、形成空隙。澆置速度與順序不當，也可能使混凝土無法均勻到達構件各處。
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搗實不足或操作不當 振動器插點間距過大、振動時間不足、未振到模板邊角，會使混凝土中的空氣無法排出。振動器未插入前一層適當深度，則層間不易密合；若振動器配置或操作不適當，也可能無法有效搗實。
第 二 題25 分
支撐系統失效常導致周邊沉陷與鄰房損害。試說明地下室開挖中內部支撐過度變形的原因與預防措施。
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核心觀念
地下室開挖時，擋土壁承受土壓、水壓及地表附加荷重；內部支撐（如圍令、水平支撐、斜撐及角撐）則將擋土壁的側向作用傳至對側或其他支承點，限制擋土壁位移。支撐系統過度變形，通常是支撐剛度或承載能力不足、施工荷重或水土壓力超出設計假設，或施工順序與設計不符所致。
擋土壁位移過大會帶動鄰近土體移動，引起地表沉陷、道路或管線損壞及鄰房傾斜、龜裂；若支撐構件、接頭或錨定處進一步失效，還可能造成連鎖破壞。
本題主要考查擋土支撐系統的受力觀念、開挖施工順序，以及設計、施工與監測的配合。以命題當年（民國 114 年）法規為準，相關安全要求可依《營造安全衛生設施標準》中有關擋土支撐及開挖作業的規定掌握。
解題方法
可按「水土荷重來源 → 支撐系統受力與變形 → 施工及管理措施」的順序作答。先說明造成變形的荷重、剛度或施工因素，再逐項對應預防措施，並補上監測與異常應變，答案便能涵蓋設計、施工及現場管理。
支撐構件的變形可用彈性概念理解：
其中 為構件軸力、 為有效長度、 為截面積、 為材料彈性模數。此式表示在材料與截面等條件相同時，軸力或有效長度增加會使變形增加；增大截面、提高材料剛度或減少有效長度，則可降低變形。實際支撐系統另受接頭滑移、圍令變形、支撐間距、施工誤差及整體穩定影響，不能只用單一構件公式判斷。
內部支撐過度變形的原因
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支撐設計剛度或承載力不足 支撐斷面過小、支撐間距過大、圍令剛度不足，或支撐長細比過大，均會使構件軸向變形、彎曲變形或挫屈風險增加。若接頭、端部承壓或連接板設計不足，也可能先發生滑移、局部變形或破壞。
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開挖、堆載或鄰近施工增加外力 挖土超過核定深度、局部超挖，或在擋土壁附近堆置土方、材料、機具，會增加擋土壁的側向荷重。鄰近車輛、起重機、打樁或其他施工活動也會帶來附加荷重或振動，使支撐受力增加。
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地下水控制不當 降水不足、止水效果不佳或排水失控，可能增加水壓；過度抽水則可能使周邊土層壓密，引發地層沉陷。水壓與土壓若未納入設計或現場控制，會使擋土壁及支撐受力偏離預期。
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支撐安裝或加設時機不當 開挖後未及時架設該階支撐，或支撐施作延遲、預力不足，會讓擋土壁先產生較大位移，之後即使補設支撐，也難以完全消除已發生的變形。開挖、架撐及拆撐順序不符合設計，也會造成受力重新分配。
第 三 題25 分
公路邊坡受地質、降雨與地震等影響，易變形破壞，宜監測預警。請試述常見邊坡監測儀器及其用途。
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核心觀念
本題考查公路邊坡監測的目的與常見儀器用途。邊坡監測是持續量測坡體、地下水及環境作用的變化，掌握變形與破壞徵兆，作為風險判斷、預警及施工或維護處置的依據。監測項目可依「坡面位移、地下變位、地下水、地表裂縫與環境條件」分類；各種儀器量測的物理量不同，應搭配使用。
解題方法
作答時先指出邊坡失穩常伴隨位移加速、地下滑動面發展、地下水位或孔隙水壓升高等現象，再按監測對象列出儀器及用途。題目問「儀器及其用途」，因此重點是說明各儀器量測什麼、能辨識什麼徵兆，不必推算安全係數或預警門檻。
常見邊坡監測儀器及用途
| 監測儀器 | 量測內容與用途 |
|---|---|
| 全測站儀、經緯儀及水準儀 | 定期測量坡面或邊坡上控制點的平面位置與高程變化，掌握地表水平位移、沉陷或隆起。 |
| GNSS／GPS 接收儀 | 連續或定期定位監測點，追蹤大範圍邊坡的三維位移，適合監測整體坡體緩慢變形。 |
| 測斜儀（傾斜管及測斜探頭） | 沿鑽孔量測不同深度的水平位移，據以判斷地下變形分布與可能滑動面深度；若位移集中於某一深度，常表示該處有剪切變形。 |
| 伸縮計／裂縫計 | 量測坡面裂縫、兩固定點間距或結構接縫的張開與閉合變化，用以追蹤張裂、滑動或局部崩塌徵兆。 |
| 傾度計 | 量測儀器所在位置的傾斜角變化，可設於坡面、擋土結構或建物，用以監測局部轉動、傾斜與變形趨勢。 |
| 孔隙水壓計 | 量測土體或岩體內的孔隙水壓變化，評估降雨入滲後有效應力與抗剪強度可能降低的情形。 |
第 四 題25 分
請說明「蛇籠」與「箱型石籠」於河岸防護之主要目的與關鍵差異。
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核心觀念
本題在比較河岸防護常用的柔性護岸構造，重點是說明「蛇籠」與「箱型石籠」如何防止河岸沖刷，以及兩者在構造、適用部位和穩定方式上的差異。
蛇籠與箱型石籠均由金屬網籠填裝塊石構成，具有透水、可適應地盤些微變形及施工簡便等特性。透水可降低水壓累積；石塊與網籠共同抵抗水流沖刷，保護河床或岸坡。
解題方法
依「共同目的—構造形式—防護位置與功能」的順序比較：
- 蛇籠：通常是長條形網籠，填石後沿河岸或坡面鋪設，也可排列成護腳、護坡或低矮護岸。其柔性與可變形特性有助於貼合不規則地形，並在局部沉陷或沖刷後仍維持一定防護作用。
- 箱型石籠：通常是長方體箱籠，內設隔板分格，填石後逐層堆疊，形成較厚實、穩定的護岸或擋土構造。