111 高普考普通考試 建築工程 施工與估價概要 考古題詳解

核心觀念 本題測驗考生對我國智慧建築推動制度與認可規範之熟稔度。命題依據以命題當年（民國 111 年）法規為準，主要涵蓋內政部訂定之《智慧建築標章申請認可評定及使用作業要點》及《智慧建築評估手冊》（2016 年版）。（現行最新版《智慧建築評估手冊》後續已有修正發布，但解題仍以命題當年適用之規範為準。） 取得智慧建築標章的核心觀念在於釐清「適用標的資格」、「專業評定標準（各指標之基本規定與級別門檻）」與「行政認可程序」三大要件，特別是「智慧建築標章」與「候選智慧建築證書」在建築物生命週期與取得執照上的嚴格差異。

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解題方法 解答本題應採取「法規資格 $\rightarrow$ 技術指標門檻 $\rightarrow$ 評定認可程序」的邏輯層次切入，使閱卷委員能迅速掌握考生的系統性思維：

1. 資格條件：區分「候選證書」與「正式標章」，點明正式標章必須為領得使用執照之合法建築物。
2. 評定指標與基準條件：詳列八大指標系統，並說明必須符合「基本規定（門檻）」以及達到分級評定之「合格級」以上得分標準。
3. 程序條件：說明須由專責評定機構評定合格，並經主管機關（內政部）認可核發。

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選項分析 本題為專業申論題，無選擇題選項；依題意將建築物獲取智慧建築標章須符合之條件逐項剖析如下：

1. 建築物資格與法規符合性條件

• 合法使用資格：申請智慧建築標章之建築物，必須為已完工且「取得使用執照」之合法建築物，或經直轄市、縣（市）主管建築機關認定之合法房屋（若為興建中或僅取得建造執照者，僅能申請「候選智慧建築證書」）。
• 法規基準符合：建築物之規劃設計與施工必須符合《建築技術規則》及其他相關建築、消防、電信法規之最低標準。

2. 技術評估與指標門檻條件（依命題當年 2016 年版評估手冊） 建築物必須依規定評估八大指標，包含：

• 綜合布線指標
• 資訊通信指標
• 系統整合指標
• 設施管理指標
• 安全防災指標
• 節能管理指標
• 健康舒適指標
• 智慧創新指標

評定必須同時滿足以下雙重要件：

• 全數通過基本規定：八大指標中均設有「基本規定」（必要項目），申請建築物之各項智慧化設備與系統，必須全數符合各指標之基本規定，若有任一項基本規定未達標準，即無法獲取標章。

核心觀念

本題考查鋼筋混凝土工程中「鋼筋拼接（Splices of Reinforcement）」的工法分類、力學傳遞機制、施工限制與品管要點。 本題規範基準以命題當年（民國 111 年）法規為準（主要依據內政部頒布之《混凝土結構設計規範》第 5 章、第 13 章耐震設計專章，以及《建築技術規則建築構造編》）。現行《結構混凝土設計規範》條文編次雖有整合調整，但鋼筋拼接之力學原理與品管要求一致。

核心考點涵蓋：

1. 應力傳遞機制：

• 搭接：透過鋼筋與周圍混凝土之間的「握裹剪應力（Bond stress）」間接傳遞。
• 銲接：透過熔填金屬之冶金結合直接傳遞應力。
• 機械式續接：透過金屬套筒之螺紋咬合、摩擦力或剪力鍵直接傳遞軸力。

2. 法規強度標準：全銲接接頭與機械式接頭，其抗拉強度必須至少達到鋼筋規定降伏強度 $f_y$ 之 125%（即 $1.25 f_y$），且在耐震構材中需具備規定之延性與抗拉強度要求。
3. 幾何與配置限制：大號鋼筋（D36 以上）受拉不得搭接；接頭在同一構件斷面須交錯錯開配置（通常至少錯開 $60\text{ cm}$）。

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解題方法

本題為標準的工程技術申論題，答題架構應採「總分結合、圖文並茂」方式呈現：

1. 分類綱要：將拼接方式系統化歸納為三大主流作法（搭接、銲接、機械式接頭）及一項特殊作法（端面承壓接頭）。
2. 圖解說明：為符合題目「試繪圖」之要求，各類工法均繪出剖面或立面示意圖，並標註「受力傳遞方向」、「長度／距離標記（如 $L_s$、錯開距離）」及「關鍵組件」。
3. 作法與注意事項對照：分項列出施工步驟、材料要求、耐震限制及品管驗收標準，確保覆蓋設計規範與工地實務兩個維度。

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選項分析

本題為申論題，非選擇題，無個別選項。針對三大主要拼接作法之特性、適用範圍與技術限制進行比較分析如下：

拼接作法	應力傳遞原理	適用號數與情境	優點	缺點／主要風險
搭接接頭	鋼筋與混凝土間的握裹力	中小型號數（D32 以下）	無需特殊設備，施工簡便，成本低	耗費鋼筋量多、接頭處斷面擁擠易生蜂窩、D36 以上禁用於受拉
銲接接頭	銲道熔填金屬直接傳力	鋼構共構區、封閉式箍筋閉合	無套筒膨脹問題，接頭斷面小	受天候影響大、熱影響區（HAZ）易脆化、需可銲鋼筋與合格銲工
機械式接頭	套筒螺紋或冷擠壓金屬咬合	大型號數（D25~D57）、高層建築柱筋	傳力可靠、斷面不擁擠、施工不受氣候影響、耐震性能佳	續接器材料成本較高、需專用扭力工具與殘餘滑移量檢驗

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解題技巧

1. 圖面繪製訣竅：考場繪圖以單線配雙線的簡化工程圖即可，重點在於「標註尺寸線與關鍵名詞」（例如標出「搭接長度 $L_s$」、「錯開距離 $\ge 60\text{ cm}$」、「續接套筒」），閱卷老師評閱時著重結構概念是否清晰。
2. 記憶關鍵數字與限制（踩分點）：

• 搭接：受拉 D36（#11）以上鋼筋不得搭接；甲級搭接 $1.0 l_d$、乙級搭接 $1.3 l_d$。
• 銲接：可銲鋼筋碳當量 $C_{eq} \le 0.55\%$（ASTM A706 / CNS 560 SD420W）；強度達 $1.25 f_y$。
• 機械接頭：強度達 $1.25 f_y$；相鄰接頭端部錯開 $\ge 60\text{ cm}$；外露螺紋不超過 $1 \sim 2$ 牙。

3. 常見失分陷阱：

• 僅說明工法，忘記繪圖（直接損失約 $40\%$ 分數）。
• 只寫出優點，未針對各作法詳述「注意事項」與「法規限制」。
• 忽略耐震設計規範中對塑性鉸區（梁端、柱底端）接頭配置的限制。

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【答案】

鋼筋拼接（鋼筋接頭）之主要作法分為搭接接頭、銲接接頭、機械式接頭三大類（另有受壓專用之端面承壓接頭）。茲依題意繪圖說明其作法及各項注意事項如下：

一、搭接接頭（Lap Splices）

1. 示意圖

 鋼筋 A ───────────────────────────────┐ (搭接長度 Ls)
 │ 
 ┌───────────┴─────────────────── 鋼筋 B
 └───┬───┬───┬───┘
 │ │ │ │ (退火鐵絲紮結點)
 
 【相鄰鋼筋錯開配置示意】
 主筋 1: ═══════════[==== Ls ====]════════════════════
 |<── 錯開距離 ──>|
 | (≧ 60 cm) |
 主筋 2: ════════════════════════[==== Ls ====]═══════

2. 作法說明 將兩根鋼筋平行重疊一定長度（接觸或非接觸），以 $0.9\text{ mm}$（#20）退火鐵絲牢固紮結，澆置混凝土後，利用鋼筋竹節與混凝土界面之握裹剪應力，將鋼筋應力間接由一根傳遞至周圍混凝土，再由混凝土傳至另一根鋼筋。

3. 注意事項

• 鋼筋號數限制：受拉鋼筋號數大於 D32（即 D36 及以上之粗鋼筋），嚴禁使用搭接（因應力集中極易造成混凝土沿鋼筋劈裂）。

核心觀念

本題以命題當年（民國 111 年）之《建築技術規則》建築構造編「基礎構造」及相關基礎開挖規範為準，核心測驗考生對深開挖擋土工程中兩種最典型的大地破壞機制——**「軟弱黏土之地基隆起」與「透水砂土之砂湧現象」**之學理機制、受力判別、考卷圖解能力與工程防制對策。

1. 地基隆起（Base Heaving）：

• 土質條件：主發於深厚軟弱黏土層（常伴隨高塑性、低剪力強度）。
• 破壞機制：擋土壁內外存在開挖高差，壁體背後土壤自重及地表荷重超過開挖底面黏土之剪力強度，促使擋土壁外側土壤向下擠壓、沿滑動面朝開挖面內側向上擠出隆起。
• 力學原理：極限平衡分析（承載力破壞模式），隆起安全係數 $F_s$ 常用簡化公式表示： $F_s = \frac{N_c \cdot c}{\gamma \cdot H + q} \ge 1.2$ （式中 $c$ 為黏土不排水剪力強度，$N_c$ 為承載力因子，$\gamma$ 為土壤單位重，$H$ 為開挖深度，$q$ 為地表超載荷重）。

2. 砂湧現象（Sand Boiling / Quick Sand）：

• 土質條件：主發於地下水位高之粉砂或細砂透水層。
• 破壞機制：開挖區內外存在地下水位差，產生朝向開挖底面的向上滲流（動水壓力）。當滲流之動水坡降 $i$ 大於或等於砂土之臨界水力坡降 $i_{cr}$ 時，土體有效應力 $\sigma'$ 降為零，砂粒喪失剪力阻抗，隨地下水自開挖底面沸騰冒出。
• 力學原理：臨界水力坡降公式： $i_{cr} = \frac{\gamma'}{\gamma_w} = \frac{G_s - 1}{1 + e}$ 砂湧安全係數： $F_s = \frac{i_{cr}}{i_{max}} \ge 1.5 \sim 2.0$ （式中 $\gamma'$ 為砂土有效浸水單位重，$\gamma_w$ 為水單位重，$G_s$ 為土粒比重，$e$ 為孔隙比，$i_{max}$ 為開挖底面最大向上動水坡降）。

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解題方法

本題為標準的申論圖說題，採**「定義說明 $\to$ 機制與力學原理 $\to$ 應試圖解 $\to$ 避免對策」**四大維度分項陳述：

1. 區隔土層本質：開宗明義點出「隆起發生於軟弱黏土，屬剪力破壞；砂湧發生於透水砂層，屬水力滲流破壞」，展現架構清楚的專業素養。
2. 手繪示範圖之結構化：繪製清晰斷面示意圖，標示擋土壁、地下水位線、開挖面、應力/滑動方向與入土深度 $D$ 等關鍵幾何及力學元素。
3. 對策歸納分類：將防制對策依「擋土結構與入土深度」、「地盤改良」、「水力控制與降水」、「施工工法調整」四面向條列，避免回答過於零散。

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選項分析

本題為申論題型，無選項。考生常犯之混淆對比分析如下：

比較項目	地基隆起（Heaving）	砂湧現象（Boiling）	易混淆概念：管湧（Piping）
主要土質	軟弱黏土層（Clay）	粉砂、細砂層（Sand）	砂質土壤或具夾層水路之土層
破壞誘因	壁外土重超載與剪力破壞	內外水頭差引起向上動水壓力	水流集中於壁體縫隙或孔道沖刷顆粒
有效應力變化	剪力破壞，$\tau > s_u$	向上滲流力使有效應力 $\sigma' \to 0$	局部水流集中掏空，孔道擴大成管狀
防制關鍵	加大入土深度貫入硬層、地盤改良	延長流況路徑、降低水頭、底封底灌漿	強化擋土壁止水性、接縫灌漿止漏

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解題技巧

1. 「黏隆砂湧」口訣速記：黏土防隆起、砂土防砂湧；黏土算剪力、砂土算流網與坡降。
2. 作圖得分三要素：

• 繪出地層界線與地下水位標誌（$\nabla$ 符號）。
• 繪出破壞軌跡：隆起畫出弧形旋轉滑動面與向上隆起箭頭；

核心觀念

本題測驗「基礎工程」與「建築施工」中地下基礎形式之分類、力學承載機制及圖說表達能力。

1. 法規與規範依據（以命題當年民國 111 年法規為準）：

• 依據《建築技術規則》建築構造編第六十四條及《建築物基礎構造設計規範》，基礎依深度與寬度比可分為淺基礎與深基礎。
• 一般工程準則中，基礎埋置深度 $D_f$ 與基礎寬度 $B$ 之比值滿足 $\frac{D_f}{B} \ge 4 \sim 5$ 者，或當表層地層承載力不足、沉陷量過大，必須藉由垂直構件將載重傳遞至深處堅實承載層者，稱為深基礎（Deep Foundation）。

2. 承載力組成公式： 深基礎極限垂直承載力 $Q_u$ 主要由兩部分組成： $Q_u = Q_p + Q_s$ 其中 $Q_p$ 為基底或樁尖極限承載力（Point/Tip Bearing Capacity），$Q_s$ 為周面極限摩擦力（Skin Friction Capacity）。

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解題方法

本題為標準的「圖文對照型」申論問答題。解題切入點應涵蓋：

1. 體系化分類：工程實務與考試評分標準中，深基礎主要分為樁基礎、沉箱基礎與壁樁／地下連續壁基礎三大類，不可僅寫出樁基礎。
2. 圖說表達關鍵：繪圖必須交代地表線（GL）、軟弱土層、堅硬承載層（Bearing Stratum）、上部載重（$P$）以及土壤抗力傳遞方向（周面摩擦力 $f_s$ 與端阻抗力 $q_p$）。
3. 分項闡述機制：圖旁配合文字，分別說明各類基礎之承載原理、施工方式與適用地質環境。

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選項分析

本題為申論問答題，無選擇題選項。答題時對深基礎各子類別之屬性辨析如下：

• 樁基礎：若僅分類為「木樁、鋼樁、混凝土樁」（純材料分法），得分偏低；必須依「載重傳遞機制（端承／摩擦）」與「施工置入方式（擠土／非擠土）」作雙向剖析，方能展現答題深度。
• 沉箱基礎：關鍵在於其具備巨型斷面、中空沉陷施作之特性，常兼具結構物地下室本體或橋墩基礎功能。
• 壁樁（Barrette）／地下連續壁：為現代都會區深開挖常結合之深基礎，未列入者難以獲取滿分。

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解題技巧

1. 記憶口訣：深基礎三本柱——「樁（長細深入）、箱（沉井大斷面）、壁（壁樁大載重）」。
2. 作圖閱卷得分要訣：

• 用箭頭標註反力傳遞：端承樁箭頭集中在樁尖底面，摩擦樁箭頭分佈於樁身兩側向上。
• 務必畫出「土層界線」：強調穿透「軟弱地層」，深入「堅實地層／岩盤」。

3. 答題版面配置：採「左圖右文」或「上圖下文」，繪圖比例端正，並以工程引線標註各部位名稱。

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【答案】

一、深基礎之定義與適用條件

深基礎係指基礎埋置深度 $D_f$ 與基礎寬度 $B$ 之比值通常滿足 $\frac{D_f}{B} \ge 4 \sim 5$ 之基礎形式。當基地地表軟弱層深厚、建築物載重巨大、鄰近建物緊鄰或開挖穩定不易以淺基礎支承時，藉由深基礎貫穿不良土層，將載重傳遞至深處堅硬地層或岩盤。

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二、深基礎之主要種類、圖說與說明

（一）樁基礎（Pile Foundation）

樁基礎由「樁帽（Pile Cap）」與「基樁（Pile）」構成，利用長細之樁身將載重傳入深層。

1. 依載重傳遞機制分類：

• 端承樁（End-bearing Pile）：樁尖貫入堅硬承載層或岩盤，載重主要由樁尖點抗力 $Q_p$ 承受，周面摩擦力極小。適用於軟弱層厚度適中、下方有清楚堅硬承載層之基地。
• 摩擦樁（Friction Pile）：基地堅硬地層過深無法經濟貫入時，基樁穿過軟弱土層，載重主要由樁身與周圍土壤間之剪斷摩擦力 $Q_s$ 承受。
• 摩擦端承樁（Combined Pile）：樁尖抵達良質土層，由周面摩擦力與樁尖阻力共同分擔載重。

2. 依施工效應分類：

• 擠土樁（Displacement Pile）：打入式鋼管樁、預力混凝土樁（PHC），施工會使周圍土壤緊密但震動噪音較大。
• 非擠土樁（Non-displacement Pile）：全套管／正反循環場鑄鑽掘樁（Cast-in-place Bored Pile），無擠土效應，適用於都會區鄰房密集處。