109 專技高考高等考試 土木工程技師 施工法（包括土木、建築施工法與工程材料） 考古題詳解

核心觀念

柱是承受軸力並抵抗地震側向力的重要構件。既有柱常見的耐震弱點包括箍筋量不足、箍筋間距過大、柱端圍束不足、剪力強度不足，以及梁柱接頭或柱腳的錨定不良。地震反覆作用下，這些弱點可能導致混凝土剝落、縱向主筋挫屈、剪力破壞或柱端塑性變形能力不足。

柱補強的基本目標有二：

1. 提高強度與剛度：增加柱的軸力、彎矩或剪力承載能力，並限制層間位移。
2. 提高韌性：加強柱端圍束，使構件在反覆變形時具有較佳的變形能力，避免脆性破壞。

實際補強須先調查損傷與配筋、評估既有結構耐震能力，再依補強目標、施工空間、使用限制及基礎承載能力選擇工法。局部柱補強也須檢核補強後的梁柱接頭、柱腳、基礎及相鄰構件，避免只提高單一構件能力，卻將破壞轉移到其他部位。

解題方法

本題要求說明「柱常用之耐震補強方法」，適合依 補強機制與施工方式 分類，再交代各工法的適用情形及注意事項。建築物與橋梁皆常使用混凝土包覆、鋼板包覆及纖維複合材料包覆；建築物另常採擴大柱斷面、增設翼牆或矮牆處理。

一、混凝土包覆或擴大柱斷面

在原柱周圍植筋或配置新增縱向鋼筋與橫向箍筋，再施作混凝土或噴凝土，使新舊構件共同受力。施工前通常須鑿除鬆動混凝土、清理界面，並以植筋、剪力連結筋等確保新舊混凝土的傳力。

此法可增加柱斷面、軸力與彎矩承載能力，並可藉新增箍筋改善圍束、剪力強度與韌性。適合需要明顯提升構件強度，且有施工空間的情況。缺點是施工較濕、工期較長，會增加構件自重及占用空間；新增鋼筋與混凝土也須妥善連結至柱端、梁柱接頭及基礎。

二、鋼板包覆

於既有柱外包鋼板，常見形式包括鋼板圍束或鋼板套筒；鋼板接縫以焊接或螺栓等方式連結，鋼板與柱面間隙可依設計灌注無收縮材料。

鋼板可對柱提供側向圍束，延緩混凝土剝落及縱筋挫屈，提升柱的剪力能力與變形韌性；依設計及連結方式，也可補強彎矩或軸力承載。其施工速度通常較濕式包覆快、斷面增加較少。設計施工須注意鋼板接縫、端部及與梁柱接頭或基礎的連結，並考量防蝕、防火與檢修需求。

三、纖維複合材料包覆

核心觀念

本題考查試驗數據的描述統計，以及如何將瀝青含量相對於設計值與設計上下限的位置，轉換為品質管制判讀。

對 $n$ 筆數據 $x_1,\ldots,x_n$：

• 平均數：$\displaystyle \bar{x}=\frac{\sum x_i}{n}$
• 樣本標準差：$\displaystyle s=\sqrt{\frac{\sum (x_i-\bar{x})^2}{n-1}}$
• 全距：$R=x_{\max}-x_{\min}$

此題未指定以母體或樣本標準差計算；工程試驗數據通常視為樣本，採用分母 $n-1$。管制圖則須區分「製程是否穩定」與「產品是否符合規格」：前者看數據是否呈現非隨機變化，後者看數據是否落在規格上下限內。

解題方法

共有 $n=20$ 筆試驗數據。先加總並平方加總：

因此平均數為：

樣本標準差可用等價公式計算：

最大值為 $6.55$，最小值為 $5.85$，所以全距為：

若將 20 筆資料視為完整母體，標準差以 $n$ 為分母，結果為 $\sqrt{1.3852/20}\approx0.263$；本題以樣本標準差 $0.270$ 作答。

管制圖與品質判讀

設計值為 $6.0$，設計上限為 $6.4$，設計下限為 $5.6$。平均數 $6.20$ 高於設計值 $0.20$，顯示製程中心偏高；

核心觀念

本題考查兩項鋼筋工程實務：水淬鋼筋的材料特性與續接限制，以及以「工率 × 工資」估算鋼筋組立作業人力費用。

水淬鋼筋是以水快速冷卻的鋼筋，表面與心部的冷卻速率不同，可能形成硬脆的表層與較具韌性的心部。鋼筋銲接與車牙機械式續接都會對鋼筋局部加熱或加工，因此須考量熱影響與加工造成的材料性能變化。

（一）水淬鋼筋不宜採用銲接及車牙機械式續接

解題方法

依續接方式分別說明其對水淬鋼筋的影響，重點在於局部熱作用或加工可能損及鋼筋的強度、韌性與延性。

1. 不宜採用銲接 銲接會使鋼筋局部受熱，銲接區及其熱影響區的金相組織可能改變。水淬鋼筋的強度與韌性仰賴其特定的冷卻狀態，局部加熱可能造成回火軟化或組織變化，使該區強度、延性與韌性降低；銲接品質也容易受鋼筋化學成分及施工條件影響。因此，銲接處可能成為受力薄弱區，增加脆性破壞風險。

2. 不宜採用車牙機械式續接 車牙須切削鋼筋肋部，會減少接頭處的有效斷面；對水淬鋼筋而言，車牙及後續接合也可能造成局部應力集中或損傷表層。接頭的承載能力與延性因此較難確保，可能使續接處先於鋼筋母材破壞。

解題技巧

作答時可抓住「水淬鋼筋的性能與製程形成的組織狀態有關」：銲接著重於局部受熱造成性能變化；車牙則著重於切削、減少斷面及局部應力集中。兩者都可能使續接處成為薄弱環節。

（二）定尺鋼筋組立作業總人力費用

核心觀念與公式

核心觀念

本題考查地梁封模後、混凝土澆置前的施工查驗。檢查目的在於確認地梁的位置、尺寸、鋼筋與模板符合設計，基底及施工環境適合澆置，並確保混凝土能依規定品質完成澆置、搗實與養護。

地梁是連結基礎、承接或傳遞上部結構荷重的梁構件。澆置前應按「基底與施工條件、模板、鋼筋與預埋物、混凝土澆置準備」逐項查驗；缺失須先改善並完成查驗，再行澆置。

解題方法

依混凝土施工的先後流程整理檢查項目，並以「位置尺寸、材料配置、施工穩定、澆置品質」作為查驗主軸。題目未提供特定工程圖說或規範條文，答案以一般建築基礎工程實務及設計圖說要求說明；實際施工仍應以核定圖說、施工規範及監造要求為準。

澆置前檢查重點

一、基底及施工環境

• 確認地梁位置、中心線、標高及與基礎、柱、承台或其他梁構件的連接位置符合圖說。
• 檢查基底土層或墊層狀況；清除積水、泥砂、鬆動土、雜物及有機物，避免污染混凝土或影響梁底密實。
• 地梁若設於開挖溝槽內，確認溝槽尺寸、邊坡或支撐安全，並確認作業通道、照明及排水條件足以配合澆置。
• 檢查是否有地下管線、排水管或其他設施與地梁衝突，避免澆置後才發現位置不符或遭混凝土包覆。

二、模板及支撐

• 核對模板內部尺寸、梁寬、梁深、底標高、軸線與垂直度，確認斷面及位置符合圖說。
• 檢查模板接縫是否密合，避免漏漿；模板內部須清潔，無木屑、鐵絲、泥砂、積水及其他雜物。
• 確認模板、支撐、繫桿及固定措施牢固，能承受新拌混凝土側壓與澆置、振動作業，不致位移、變形或爆模。
• 模板脫模劑應薄而均勻，且不得沾污鋼筋、施工縫或影響混凝土黏結的位置。
• 封模完成後再次確認梁的軸線、標高與尺寸，並檢查清理口或澆置口是否足以供清理、下料及振動作業。