110 高普考高考二級 建築工程 建築構造與施工 考古題詳解

核心觀念

本題比較連續壁完成後，基礎開挖與地下室結構採用順打工法或逆打工法的施工特性。連續壁兼具擋土、止水功能；兩種工法的主要差異，在於地下室樓板與地下結構的施工順序，以及樓板是否能在開挖期間提早作為支撐。

本題屬施工方法比較題，無須引用特定法條或計算公式。

解題方法

可從「擋土支撐、施工順序、工期、施工空間與成本品質」逐項比較，並結合題目所述的高住宅密度基地與15 層大樓分析。密集市區通常重視鄰房與道路沉陷控制、施工噪音及交通影響；逆打工法可利用地下室樓板支撐連續壁，順打工法則較容易維持開挖及地下室結構施工的作業空間。

比較項目	順打工法	逆打工法
施工順序	連續壁完成後，先由上而下開挖至基礎底，再由下而上施作基礎及地下室各層結構。	連續壁完成後，先施作地面層或地下室頂版，再逐層向下開挖並施作地下室樓板；上部結構可與地下室工程分區或同步進行。
擋土支撐與變形控制	開挖期間須設置水平支撐、斜撐或其他臨時支撐；支撐需配合開挖及地下室結構施工拆換。支撐受力與拆換控制不當，可能增加連續壁及周邊地盤變形。	地下室樓板可作為連續壁的水平支撐，形成較完整的支撐系統，通常有利於控制連續壁變形及周邊地盤沉陷，適合鄰近建物密集的基地。
開挖及施工空間	開挖完成後，地下作業面較開闊，利於土方機具進出、材料搬運及地下室構體施工。	樓板逐層封閉後，土方須由預留開口或出土孔運出，機具、材料及人員進出受限，地下施工空間較狹窄。
工期安排	地下室各層結構通常須等開挖完成後逐層施工；上部結構多在地下室結構完成後接續，工程較依序進行。

核心觀念

本題以 2021 年美國佛羅里達州 Surfside 的 Champlain Towers South 公寓倒塌事件為背景，考查海岸環境對鋼筋混凝土耐久性的影響、老舊建築結構安全評估、局部破壞引發連鎖倒塌，以及修繕與維護管理。

海岸建築長期暴露於鹽霧、潮濕與強風雨環境，氯離子可能滲入混凝土並破壞鋼筋鈍化膜，引發鋼筋腐蝕。腐蝕產物體積膨脹，會造成混凝土裂縫、剝落、鋼筋有效斷面減少與握裹力降低，使構件承載能力下降。混凝土碳化也會降低鹼性，增加鋼筋腐蝕風險。若再疊加原設計或施工缺失、持續漏水、後續加載及維護延誤，構件安全餘裕便會逐步縮小。

Champlain Towers South 的倒塌，不宜只歸因於「屋齡老」或「海邊腐蝕」。NIST 於 2026 年公布的技術調查結論指出，失效從泳池平台下方停車層的柱與樓板接頭開始，涉及原始設計及施工偏差、使用期間增加的荷載與長期腐蝕；兩處接頭先發生沖切剪力破壞，荷載重新分配後，其他承載不足的接頭相繼失效，最終導致塔樓部分倒塌。

解題方法

可依「環境劣化—結構缺陷—局部破壞—連鎖倒塌—工程介入—維護管理」的順序作答。先說明海岸環境與老化造成的耐久性問題，再指出結構系統的薄弱處及可能的失效模式，最後提出先確保人員安全、再調查評估、修復補強及長期監測的處置流程。

結構安全的基本概念可寫成：

$$\text{安全餘裕}=\text{構件承載能力}-\text{作用需求}$$

當承載能力因腐蝕、裂損或施工缺失降低，或作用需求因增設設備、改變用途、加厚鋪面等而增加，安全餘裕就會縮小。若樓板柱接頭發生沖切剪力破壞，樓板可能失去支承；若鄰近構件無法承接重新分配的荷載，局部破壞便可能擴大為漸進式倒塌。

本題為申論題，沒有選項，也沒有必要進行數值計算；作答重點是把「原因、介入、管理」三部分完整連結。

一、倒塌的可能原因

1. 海岸環境造成材料劣化

海風中的氯鹽、水氣與反覆濕乾作用，會加速鋼筋腐蝕。泳池、露台、地下停車層等容易積水或漏水的位置，若防水層失效、排水不良，鋼筋及混凝土會長期處於不利環境。鋼筋鏽蝕後造成混凝土膨脹、開裂及剝落，也會減少鋼筋有效截面及握裹能力。

2. 漏水與防水排水失效

平台、屋頂、外牆及管線穿越處若長期滲漏，水分會反覆進入構件，帶入氯離子或促進混凝土碳化。積水也可能加重樓板荷載並增加劣化速度。表面只做局部補土或塗裝，無法取代漏水源頭處理，也無法恢復已受損鋼筋的承載能力。

3. 原始設計、施工或品質管制缺失

構件尺寸、鋼筋配置、樓板柱接頭細節、混凝土品質或施工位置若未符合設計要求，會使實際承載能力不足。老建築依當年規範設計，也不代表其設計與施工必然完全符合當時要求，更不能直接推定其符合現行耐震及耐久性要求。

4. 荷載增加或用途變更

泳池平台、屋頂、露台或停車層後續增設設備、鋪面、植栽、水槽等，會增加固定荷載；用途改變也可能提高活載。若未重新檢核構件及基礎，新增荷載會進一步消耗原有安全餘裕。

5. 局部破壞引起連鎖倒塌

樓板與柱接頭若發生沖切剪力破壞，樓板可能突然失去支承。若相鄰柱、樓板或梁無法承接轉移的荷載，破壞就會向周邊擴展。Champlain Towers South 的官方調查指出，泳池平台下方兩處柱板接頭先失效，後續荷載轉移至承載能力不足的鄰近接頭，破壞逐步擴大。

6. 地盤與海岸作用須納入檢查，但不可逕行歸因

一般濱海建築須評估地盤沉陷、基礎沖刷、地下水變化、波浪或風暴潮等作用。然而就 Champlain Towers South 而言，NIST 調查將地基破壞、沉陷、天坑及風暴潮等排除為倒塌原因。考場作答應區分「此類建築應調查的風險」與「該案例調查確認的原因」。

二、工程介入手段

1. 先管制使用並確保安全

發現柱梁裂縫快速發展、鋼筋外露或嚴重鏽蝕、混凝土大面積剝落、樓板明顯下垂、構件異常位移、持續漏水伴隨結構損傷時，應立即由專業技師評估。依危險程度採取封閉區域、限制荷載、疏散住戶及設置臨時支撐等措施。

核心觀念

本題考查木構造建築的防火時效，以及如何用規範所列構造方式達成要求。依《建築技術規則》建築設計施工編第70條，防火構造建築物自頂層起算不超過四層的各樓層，承重牆壁、梁、柱及樓地板均須具一小時防火時效。題目是四層樓，因此三類構件均以一小時為設計目標。

木構造的防火設計可採框組壁式系統的被覆構造；梁柱構架系統則須設計構材的安全斷面，或採規範允許的防火被覆方式。以下以《木構造建築物設計及施工技術規範》第9.3點所列構造說明。法規及規範內容以命題當年（民國110年）為準；該規範第9.2、9.3點於民國110年1月26日修正。

解題方法

先由樓層數依建築設計施工編第70條判定各部位所需時效，再分別套用木構造技術規範的構件設計方式：

1. 牆壁：說明承重牆的骨架、載重比、兩側防火被覆及填充材。
2. 柱梁：說明木材受火炭化後仍須保有承載能力，並保護金屬接合件。
3. 樓地板：說明木骨架、上層承載板及下層防火被覆。

⑴ 牆壁

框組壁式系統的承重牆，須在一小時防火時效內維持垂直承重能力及防火性能。牆骨架採用斷面為 $38\text{ mm}\times89\text{ mm}$ 或 $38\text{ mm}\times140\text{ mm}$ 的木料，載重比小於 $1.0$。

兩側防火被覆可採下列任一方式：

• 每側設置兩層厚度各 $15\text{ mm}$ 以上的耐燃一級石膏板；或
• 每側設置兩層厚度各 $12\text{ mm}$ 以上的耐燃一級矽酸鈣板；或
• 每側設置一層厚度 $15\text{ mm}$ 以上的特殊耐火級石膏板。

壁內另填充厚度 $50\text{ mm}$ 以上、密度 $60\text{ kg/m}^3$ 以上的岩棉。依上述構造施作，承重牆可認定具有一小時防火時效。特殊耐火級石膏板須符合規範附錄要求並經中央主管建築機關認可。

防火被覆接縫須保持密合，接縫內側並設置阻擋延燒材料；牆壁與樓板、天花板等中空部位相接處也須設置阻火構造，避免火焰沿空腔竄燒。

⑵ 柱梁

梁柱構架系統的核心，是讓木構材表面受火炭化後，剩餘的安全斷面仍足以承受結構設計載重。未設防火被覆時，應依所需防火時效及木材材種估算炭化深度，放大構材斷面，使扣除炭化部分後仍符合承載能力要求。

核心觀念

本題考查建築工程的全生命週期減碳。建築物的碳排不只來自施工，也包括建材製造與運輸、施工用能、使用期間的空調照明，以及拆除和廢棄物處理。答題宜依「規劃設計—材料生產與運輸—施工—使用維護—拆除再利用」逐階段說明，並兼顧降低建築物使用能源與減少建材及施工的蘊含碳排。

建築工程常以生命週期評估（LCA）盤查各階段的能源消耗與溫室氣體排放，再比較設計方案的碳排差異。可用建築面積或服務年限作為比較基準，避免只比較工程總量，卻忽略建築規模與使用年限不同。

題目提及氣候協定及政策措施，以下以命題當年（民國 110 年）的政策與法規背景為準。相關制度包括《建築法》、《建築技術規則》中的節約能源規定，以及臺灣綠建築評估制度 EEWH；本題重點在說明實務減碳方法，不須援引特定條文。

解題方法

以建築物全生命週期為架構，逐階段提出可執行措施，並說明每項措施如何減少能源使用或溫室氣體排放。答題時可先指出營建部門的減碳不等於只改善工地，而須同時處理建築使用能耗、材料蘊含碳與施工廢棄物。

建築工程的減碳措施

一、規劃與設計階段

• 基地與量體配置：依日照、風向、地形及周邊環境配置建築量體，減少日照熱負荷，並促進自然通風與採光。
• 被動式節能設計：採用外遮陽、適當窗牆比、隔熱屋頂與外牆、自然通風及高效率開口部，降低空調與照明需求。
• 延長建築使用年限：採耐久、易維修及具彈性的設計，並預留設備更新與空間轉用的可能，避免建築過早拆除重建。
• 採用綠建築評估：以 EEWH 綠建築評估制度檢視基地保水、節能、減廢及室內環境等面向，將減碳要求納入設計與採購條件。

二、建材生產與運輸階段

• 優先選用低碳建材：採用具環境宣告或碳足跡資料的材料，並比較不同材料的生命週期排放。
• 減少材料用量：透過結構合理化、標準化及精確設計，避免過度設計與材料浪費；鋼筋、混凝土等用量大的材料尤其值得檢討。
• 使用再生材料：在符合規範及性能要求下，使用再生骨材、再生金屬或再生建材，降低原生資源開採與製造所需能源。
• 降低運輸排放：優先採用合格的在地材料，妥善安排運輸路線與載運效率，減少長距離運輸及空車往返。

三、施工階段