110 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

110 年・專技高考・高等考試・土木工程技師
試題代碼 施工法(包括土木、建築施工法與工程材料)

第 一 題25 分

在土木建築工程中使用最多的結構材料為混凝土,而骨材(粒料)為混凝土之主要組成材料。請詳述:

(一) 混凝土之骨材(Aggregates)有那四種含水狀態?而在混凝土配比設計中係以那一種狀態為基準?

(二) 某粗骨材自料庫取樣 756756 克,經烘箱烘乾後為 745745 克,若粗骨材之吸水率(Absorption Capacity, AC)為 4%4\%,則粗骨材之有效吸水率(Effective Absorption, EA)為多少?

(三) 某混凝土配比,其粗骨材用量為 1100 kg/m31100\ \mathrm{kg/m^3},拌合水量為 200 kg/m3200\ \mathrm{kg/m^3}。在料庫中的狀態下,則粗骨材用量與拌合水量應調整為多少?

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核心觀念

骨材含水狀態會影響混凝土的實際用水量與骨材秤料量。配比設計通常以骨材的飽和面乾狀態(SSD,表面無游離水、孔隙已吸水)為基準;因此,現場骨材若比 SSD 乾,會吸收拌合水,若比 SSD 濕,則會帶入表面水,均須修正。

骨材四種含水狀態如下:

  1. 烘乾狀態(OD):骨材內外水分均已烘除。
  2. 氣乾狀態(AD):表面乾燥,內部孔隙尚未完全飽和。
  3. 飽和面乾狀態(SSD):內部孔隙吸水飽和,表面沒有游離水。
  4. 濕潤狀態(Wet):內部孔隙飽和,且表面有游離水。

吸水率與含水率皆以烘乾重量為分母:

AC=WSSD−WODWOD,MC=W現況−WODWODAC=\frac{W_{SSD}-W_{OD}}{W_{OD}},\qquad MC=\frac{W_{\text{現況}}-W_{OD}}{W_{OD}}

有效吸水率為骨材達 SSD 所需吸水量占烘乾重量的比例:

EA=AC−MCEA=AC-MC

此處依題目用語,將料庫取樣狀態視為現況含水狀態;EA>0EA>0 表示骨材尚未達 SSD,將吸收拌合水。

解題方法

(二)計算有效吸水率

烘乾重量為 745745 克,料庫取樣重量為 756756 克,故現況含水率為:

MC=756−745745=11745≈1.477%MC=\frac{756-745}{745} =\frac{11}{745} \approx 1.477\%

已知吸水率 AC=4%AC=4\%,因此:

EA=AC−MC=4%−1.477%≈2.523%EA=AC-MC =4\%-1.477\% \approx 2.523\%

取至小數點後兩位,粗骨材有效吸水率為 2.52%2.52\%。此結果為正,表示骨材尚未達 SSD,拌合時會吸收部分水分。

(三)修正粗骨材用量與拌合水量

料庫骨材含水率為:

MC=756−745745≈1.477%MC=\frac{756-745}{745}\approx 1.477\%
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第 二 題25 分

都市土木之捷運工程或建築工程之高層建築物,常使用地下連續壁當作擋土壁體及地下結構壁體。地下連續壁主體工程施工前,應先構築導溝。請詳述:

(一) 導溝之功用與重要性。

(二) 有關導溝之寬度、垂直度與深度,在設計施工上應考慮為多少?

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核心觀念

導溝(導牆,Guide Wall)是地下連續壁施工前,沿壁體中心線先行施作的淺層溝槽及兩側導牆。它屬於施工用的臨時結構,主要負責定位、導引挖掘機具及穩定槽口;真正深槽的槽壁穩定,則主要由穩定液提供。

解題方法

本題依序掌握三件事:導溝如何協助連續壁施工、導溝尺寸如何配合設計壁厚,以及如何確保導牆不變形、不傾斜。施工數值須以契約圖說及核定施工計畫為準,常用經驗值則用來說明設計上的基本考量。

(一)導溝之功用與重要性

  1. 定位及控制壁體線形:依設計中心線放樣,標示連續壁各單元的位置,讓挖掘機具依導溝方向施工,減少壁體偏位。
  2. 導引挖掘機具:導牆形成穩定的槽口,可供抓斗或其他挖掘設備定位及導引,猶如挖掘機具的軌道,有助維持開挖方向與垂直度。
  3. 支撐槽口、降低淺層坍塌風險:導溝應挖至穩定土層,使導牆能承受施工荷重並保護地表附近的槽口,避免鬆散土層崩落。
  4. 維持穩定液液面及施工循環:導牆可限制槽口範圍,協助穩定液留存在槽內並循環使用;穩定液在深槽中形成液壓以維持槽壁穩定。
  5. 控制壁體厚度及施工品質:導牆間距控制槽口寬度,並可作為鋼筋籠吊放、特密管及混凝土澆置等作業的上部控制基準。

導牆若位置偏差、間距不正確或施工後向內傾斜,會影響連續壁的中心線、厚度、垂直度及後續鋼筋籠吊放,因此必須維持導牆堅固、平整、垂直,並設置適當回撐。

(二)寬度、垂直度與深度之設計施工考量

1. 寬度

導溝兩側導牆內側的淨距,應略大於連續壁設計厚度,以容許挖掘及施工誤差。常用作法為比設計壁厚增加約 5 cm5\text{ cm},平均分配於兩側,即每側約增加 2.5 cm2.5\text{ cm}。

若連續壁設計厚度為 tt,則導溝淨寬可按下式掌握:

B≈t+5 cmB \approx t+5\text{ cm}
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第 三 題25 分

為解決連棟住宅或集合住宅鄰居因樓板噪音而吵架之問題,依建築技術規則隔音相關法規,自 110110 年 11 月 11 日起,新建照樓板之隔音效果要達到 5858 分貝以下。請詳述樓板應如何施作才能達到此隔音效果標準?

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核心觀念

本題考查集合住宅「分戶樓板」的衝擊音隔音。腳步、物品掉落等撞擊樓板所產生的振動,會經樓板傳至下層;因此設計重點是在結構樓板上設置緩衝層與地板面層,降低衝擊音的傳遞。

以命題當年(民國 110 年)法規為準,依《建築技術規則》建築設計施工編第 46 條之 6,分戶樓板應符合規定的隔音構造之一;規格式構造可依材料、厚度與樓板組合施作,性能式構造則須符合相應的隔音指標。樓板衝擊音指標為 Ln,wL_{n,w},數值愈低代表隔音性能愈佳;規定上限為 5858 分貝。

本條適用於連棟住宅、集合住宅的分戶樓板;陽臺,以及樓板下方未設居室的樓板,有法定例外。以下依命題當年規定說明。

解題方法與施作方式

作答時先指出法規容許規格式或性能式構造,再依樓板類型選擇做法。規格式構造的共同概念是:在結構樓板上鋪設緩衝材,緩衝材上方施作浮動地板或面層;緩衝材須避免被砂漿、混凝土或施工過程破壞,也須避免地板面層與分戶牆直接剛性接觸而形成聲橋。

一、鋼筋混凝土樓板厚度 15 公分以上,或鋼承板式鋼筋混凝土樓板最大厚度 19 公分以上

在符合上述樓板厚度的前提下,樓板上方表面材(含緩衝材)可採下列任一規格式構造:

  1. 橡膠緩衝材+補強混凝土地板 橡膠緩衝材厚度至少 0.80.8 公分,動態剛性不大於 5050 百萬牛頓/立方公尺;其上施作厚度至少 55 公分的混凝土地板,並以鋼筋或鋼絲網補強。其上地板表面材不受限。

  2. 橡膠緩衝材+水泥砂漿及地磚 橡膠緩衝材厚度至少 0.80.8 公分,動態剛性不大於 5050 百萬牛頓/立方公尺;其上水泥砂漿與地磚的厚度合計至少 66 公分。

  3. 橡膠緩衝材+木質地板 橡膠緩衝材厚度至少 0.50.5 公分,動態剛性不大於 5555 百萬牛頓/立方公尺;其上木質地板厚度合計至少 1.21.2 公分。

  4. 玻璃棉緩衝材+木質地板 玻璃棉緩衝材密度為每立方公尺 9696 至 120120 公斤,厚度至少 0.80.8 公分;其上木質地板厚度合計至少 1.21.2 公分。

  5. 架高木地板 木質地板厚度合計至少 22 公分。架高角材或基座與樓板之間,須鋪設厚度至少 0.50.5 公分的橡膠緩衝材,或厚度至少 0.80.8 公分的玻璃棉緩衝材;架高空隙再填充密度每立方公尺至少 6060 公斤、厚度至少 55 公分的玻璃棉、岩棉或陶瓷棉。

  6. 玻璃棉或岩棉緩衝材+補強混凝土地板 玻璃棉緩衝材密度為每立方公尺 9696 至 120120 公斤,或岩棉緩衝材密度為每立方公尺 100100 至

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第 四 題25 分

目前國內最普遍使用之道路鋪面材料為熱拌瀝青混凝土(Hot Mix Asphalt Concrete, HMAC)。而優良品質之熱拌瀝青混凝土,應具備那些材料特性?

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核心觀念

熱拌瀝青混凝土(HMAC)由瀝青膠泥、粗細粒料及礦粉等拌合而成。良好混合料須同時具備足夠的承載與抗變形能力、耐久性、行車安全性,以及施工時的可鋪築與壓實性。各項性能彼此牽制,不能只追求單一特性。

本題考查瀝青混凝土的理想材料性能,不是特定配比或試驗數值,因此沒有計算公式或法條適用問題。

解題方法

可依鋪面從施工到服役的需求,逐項整理:

  1. 施工時:混合料應易於拌和、運送、鋪築與壓實。
  2. 承受車輛荷重時:應有足夠穩定性,抵抗車轍、推移等永久變形。
  3. 長期使用時:應抵抗水、空氣、日照、溫度變化與交通磨耗,並能承受反覆荷重。
  4. 作為路面表層時:應有足夠抗滑能力,並減少水與空氣滲入造成的損害。

優良熱拌瀝青混凝土應具備的特性

1. 穩定性(Stability)

混合料應有足夠強度與抗剪能力,在車輛荷重及高溫條件下不易產生車轍、推移、波浪或側向變形。

穩定性不足時,路面容易在車輪反覆通過處產生永久變形;但只追求高剛度,也可能使混合料過脆而容易開裂。

2. 耐久性(Durability)

混合料應能抵抗交通磨耗及氣候作用,避免瀝青老化、粒料剝落、鬆散、龜裂等劣化。適當的瀝青含量、粒料品質與級配,有助於形成穩固且耐久的混合料。

3. 柔性(Flexibility)

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