112 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

連續壁又稱地下連續壁，是沿預定位置分段開挖深槽，在穩定液保護下放入鋼筋籠，再以水中混凝土澆置成鋼筋混凝土地下牆。各單元壁段彼此銜接，形成連續的地下壁體；常用於深開挖工程，兼作擋土、止水及地下結構的一部分。

這題主要考查三件事：連續壁的定義與功能、典型施工流程，以及壁體或接縫失效的成因。破裂不一定是混凝土本體「裂開」；包泥、蜂窩、接縫缺陷或槽壁坍塌造成的孔洞與滲流，也會使壁體失去擋土、止水能力，導致土砂流失、路基掏空與鄰房沉陷。

解題方法

作答依「是什麼 → 有何用途 → 怎麼施工 → 為何失敗」鋪陳。說明施工流程時，須指出穩定液支撐槽壁、鋼筋籠形成補強骨架，以及導管由槽底向上澆置混凝土等品質控制要點；分析破裂原因時，則從地質水文、開槽、鋼筋籠、混凝土澆置、單元接縫及開挖受力逐項檢討。

一、主要功能

1. 擋土與維持開挖穩定：地下室開挖前先形成周邊擋土壁，降低開挖土體向內位移，並支承土壓及部分地下水壓。
2. 止水與隔離地下水：減少地下水及土砂流入開挖區；實際止水效果仍受壁體品質、接縫、地層透水性與施工完整性影響。
3. 作為永久結構的一部分：依設計可兼作地下室外牆、承受部分結構荷重，或與底版、樓板及支撐系統共同工作。
4. 降低施工對周遭環境的影響：在都市密集區有助於控制開挖造成的地盤變位，但不能取代監測、支撐及施工管理。

二、主要施工工序

1. 施工規劃與放樣：依地質調查、地下水位、鄰房及管線資料，規劃壁厚、深度、單元長度、接頭形式、施工順序與穩定液管理。
2. 施作導溝：在地表開挖淺溝並設導牆，以定位抓斗、引導開挖及穩定槽口，避免槽口土體鬆動。
3. 分單元開挖槽溝：以抓斗或銑削設備分段開挖至設計深度；槽內維持穩定液液位與適當性質，以液壓支撐槽壁、抑制坍塌。
4. 清底與檢查槽況：清除槽底沉渣，檢查深度、垂直度及穩定液品質；必要時進行換漿或清槽。
5. 安裝接頭構件及吊放鋼筋籠：依設計設置接頭管、端板等構件，再將預組鋼筋籠平穩吊入槽內，確認保護層、定位與籠體垂直，避免卡籠或碰撞槽壁。
6. 以導管澆置水中混凝土：將導管伸至槽底，連續澆置混凝土，使新拌混凝土由下而上置換穩定液；維持導管埋入混凝土中的深度，並監測混凝土面上升、澆置量與穩定液排出狀況。
7. 完成單元並銜接相鄰單元：拔除接頭構件或依設計形成接頭，再依施工順序施作相鄰壁段，使壁體連續。
8. 品質檢測與開挖監測：整理開挖、鋼筋籠、混凝土及穩定液紀錄；依規定或設計進行壁體檢測，並於後續開挖監測壁體變位、地下水位、地表及鄰房沉陷。

三、連續壁破裂或失效原因

（一）地質與地下水條件

核心觀念

懸臂施工法（Balanced Cantilever Method）是以橋墩為中心，向跨間兩側逐節段施工，使施工期間的自重與施工荷重大致保持平衡，並逐步形成橋梁上部結構的工法。其主要適用於跨越深谷、河川、繁忙道路等不適合設置大量臨時支撐的場址，也常用於預力混凝土箱型梁橋。

「平衡」的重點是控制橋墩兩側懸臂的施工荷重與彎矩，降低施工階段傳至橋墩的偏心作用。每一節段完成後，須依施工階段分析結果施加預力，並將節段重量、施工機具與風力等納入控制。兩側節段宜同步、對稱推進；若施工進度不同，須採取配重或其他措施控制不平衡彎矩。

懸臂施工主要分為兩類：

• 場鑄節段式：在已完成的懸臂端架設掛籃（form traveler），於現場綁紮鋼筋、配置預力鋼腱、立模、澆置混凝土，待混凝土達規定強度後施加預力，再移動掛籃施工下一節段。
• 預鑄節段式：節段於預鑄場製作、養護，再運至橋位，以吊裝設備逐節段架設；節段接合面施作接縫材料及接合預力，逐步向跨中推進。

施工流程

1. 施工準備與施工階段分析

施工前須完成地質調查、橋墩及上部結構設計、施工計畫與施工階段分析。分析內容至少包括各施工階段的結構內力、變形、穩定性、墩頂不平衡彎矩、混凝土收縮徐變、預力損失及成橋線形。

依分析結果訂定節段長度、施工順序、預力施加時機與數量、掛籃或吊裝設備配置、合龍順序，以及施工期間的監測與容許差標準。

2. 橋墩與墩頂起始節塊施工

先完成基礎及橋墩，確認墩頂位置、高程與軸線符合設計。接著在墩頂施作起始節塊（pier table），作為兩側懸臂的起點。

起始節塊施工時，須注意支承及臨時固定配置。懸臂尚未延伸至跨中前，結構穩定主要依賴橋墩、墩頂支承及臨時固定系統；應確認橋墩能承受施工階段的彎矩、剪力與扭矩，並防止起始節塊發生滑移或轉動。

3. 架設掛籃或節段吊裝設備

場鑄工法於起始節塊上安裝掛籃，完成錨定、行走及承載系統檢查；預鑄工法則配置節段運輸、吊裝與定位設備。

設備使用前須檢查錨桿、吊桿、主桁架、模板、行走機構及安全設施，並以規定的承載能力及施工荷重進行檢核。掛籃移動前，應確認新舊節段的連接及錨定狀況，避免設備移動造成懸臂失穩。

4. 兩側對稱逐節段施工

以橋墩為中心，向兩側逐節段推進。一般採兩側同步施工，使新增混凝土自重、施工人員與機具荷重盡可能互相平衡。

場鑄節段的循環作業如下：

1. 移動掛籃至新節段位置並錨定。
2. 調整模板，校正節段幾何尺寸與預拱度。
3. 綁紮鋼筋，安裝預力鋼腱管道、錨具及埋設物。
4. 澆置混凝土，按規定養護。
5. 混凝土達到設計規定的強度後，施加該節段施工所需預力。
6. 檢查預力、錨具及節段品質，解除掛籃固定並移至下一節段。

預鑄節段的循環作業如下：

1. 將預鑄節段運至架設位置。
2. 吊裝並調整節段位置、軸線與高程。
3. 清理接合面，依設計施作接縫材料。
4. 穿設並張拉接合鋼腱，使新節段與既有懸臂形成整體。
5. 檢核節段接合、預力及線形後，進行下一節段架設。

無論採何種方式，每一節段都須依施工階段計算結果確認結構安全與變形，再進入下一循環。

5. 懸臂持續延伸與施工監測

節段施工逐步延伸時，持續量測墩頂位移、節段高程、懸臂端線形、混凝土溫度及預力施加情形，並與施工階段預測值比較。若實測值超出容許範圍，應依核定程序調整後續節段的模板高程或施工控制值。

懸臂愈長，施工階段的彎矩與撓度通常愈大；施工荷重不對稱、預力不足、掛籃變形及混凝土收縮徐變，都會影響懸臂端高程與跨中合龍位置。因此線形控制須從起始節塊開始，逐節段累積管理。

6. 跨中合龍

核心觀念

本題考查勞動部職業安全衛生署推動的「營造四化」，以及如何運用四化降低營造作業中的職災風險。營造工程常有工期緊、作業環境變動大、工種交錯及高處或重物作業等特性；四化的核心，是將更多工作移至可控制的設計與製造階段，並以標準化、機械化及專業訓練，減少人員暴露在高風險現場作業的機會。

營造四化包括：

1. 設計標準化
2. 構件預鑄化
3. 施工機械化
4. 人員專業化

四者彼此配合：設計先標準化，讓構件便於工廠製造；構件預鑄化後，現場可減少支模、綁筋、澆置等工作；施工機械化可降低人力搬運及高處作業；人員專業化則確保設計、製造、吊裝與組裝等程序能依標準安全執行。

解題方法與四化內涵

作答時可依「是什麼、如何降低風險、案例為何」逐項說明。案例須能對應該項內涵，並點出它如何減少現場高風險作業。

一、設計標準化

在工程規劃與設計階段，將常用構件、尺寸、接合方式、施工程序及安全需求標準化，使構件可重複使用、施工步驟較一致，並利於後續預鑄與機械吊裝。

**案例：**住宅工程採用標準化樓層平面、柱梁尺寸及管線配置，並在設計階段預先規劃構件吊點、吊裝順序及施工動線。如此可減少現場臨時修改、重複丈量及交錯作業，也便於建立一致的施工與安全檢查程序。

二、構件預鑄化

將原本在工地現場製作的構件，改在工廠或適當場地預先製造，再運至工地組裝。工廠環境較易控制品質、作業空間及安全措施，能減少現場支模、綁筋、澆置等作業，以及人員在高處或狹窄場所工作的時間。

**案例：**梁、柱、樓板、樓梯或外牆採預鑄方式製作，運至現場後以吊車吊裝定位，再依設計完成接合；土木工程也可採用預鑄人孔、預鑄溝蓋或預鑄護岸構件，減少現場模板、鋼筋組立及混凝土澆置作業。

三、施工機械化

核心觀念

本題考查 SRF 與煤混燒後產生的飛灰，為何不能直接視同一般燃煤飛灰摻入水泥系材料。作答重點是連結「燃料來源與燃燒條件」造成的灰分差異，以及混燒飛灰中活性成分對水泥漿體的反應。

混燒飛灰的組成會受 SRF 來源、SRF 與煤的混燒比例、鍋爐型式及燃燒條件影響，因此批次間可能具有較大差異。尤其循環式流體化床鍋爐若以石灰石脫硫，飛灰可能含較多游離氧化鈣；SRF 中的鋁箔或其他含鋁物質若未完全氧化，也可能使飛灰殘留可反應性金屬鋁。

解題方法

可依「來源與特性 → 與燃煤飛灰比較 → 摻入水泥後的問題」三層回答。比較時要指出一般燃煤飛灰常見的火山灰反應性與混燒飛灰的特殊風險；說明危害時，再把活性鋁、游離氧化鈣及其他可溶性成分分別連結到產氣、膨脹或水泥水化受干擾等結果。

混燒飛灰的特性及與純燃煤飛灰的差異

混燒飛灰不能一概而論：各批次並非必定同時具有上述所有成分或問題。材料使用前應依實際來源進行化學、物理及工程性質檢驗。

摻入水泥系材料可能引發的問題

1. 活性金屬鋁產氫，引起孔隙與膨脹 SRF 所含鋁箔若在鍋爐內未完全氧化，飛灰中可能殘留金屬鋁。水泥孔隙溶液呈強鹼性，金屬鋁在其中反應會產生氫氣：

核心觀念

篩分析以試料總重為分母，計算各篩的停留百分率；將各篩停留百分率由上而下累加，即為累積停留百分率；通過率則為 $100\%$ 減去累積停留百分率。

標稱最大粒徑依 CNS 1240 的判定方式，取「累積停留百分率首次超過 $10\%$」的篩號上一級篩號。細度模數（FM）則將標準篩組的累積停留百分率加總後除以 $100$。

解題方法

先加總各篩與底盤的留篩重量：

各篩停留百分率為：

再依序累加求累積停留百分率，並以 $100\%$ 減去累積值求通過率。