114 公務人員升官等薦任 建築工程 建築營造與估價 考古題詳解
第 1 題25 分
連續壁為常見的地下開挖擋土工法之一,請問何謂導牆及導溝?如何檢查連續壁開挖之垂直精度及壁體坍塌狀況?
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核心觀念
本題考查連續壁施工前的導牆(導溝)功能,以及槽段開挖完成後如何檢查垂直精度與槽壁坍塌。施工時以穩定液支撐槽壁,並在鋼筋籠吊放前檢查槽溝形狀與槽底狀況。
導牆與導溝
- 導牆:在連續壁施工線兩側先行施作的臨時導引構造物,常以鋼筋混凝土製作。它界定槽段的位置與寬度、引導挖掘機具,並穩定地表淺層土體;施工時也可作為穩定液液位及鋼筋籠吊放的控制基準。
- 導溝:沿連續壁線位開挖的淺溝,通常位於導牆位置,用來定位、施作導牆並提供成槽作業的導引空間。工程用語有時會將導牆位置形成的溝槽概稱為導溝;作答時應說明其與導牆的關係,避免將兩者混為同一構造。
解題方法:垂直精度與坍塌檢查
槽段開挖完成後,使用**超音波測壁儀(超音波測定儀)**檢測槽壁。將探頭下放至槽溝內,沿深度量測探頭與槽壁的距離,依測得的槽壁輪廓判讀:
- 垂直精度:比較不同深度的槽壁位置,確認槽壁偏斜程度是否符合規定。以偏斜率表示時,可寫為
第 2 題25 分
請分別說明混凝土施工缺點中常見之泌水及蜂巢現象,其發生原因、對混凝土品質之影響及減少或防止出現之方法。
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核心觀念
本題考混凝土新拌階段常見的兩種缺陷:泌水與蜂巢。泌水是新拌混凝土中的固體顆粒下沉、水分上升;蜂巢則是混凝土未能充分填滿模板與鋼筋周圍,硬化後留下孔洞、粗骨材外露或空隙的現象。兩者發生機制不同,答題時應分別從「原因、對品質的影響、預防方法」說明。
解題方法
採用「現象定義 → 施工或材料原因 → 品質影響 → 對應改善措施」的架構。泌水的重點在材料分離與表面積水;蜂巢的重點在澆置、模板或搗實不良造成填充不足。改善方法應與成因相對應,例如泌水要改善配比與穩定性,蜂巢則要確保澆置密實及混凝土可順利通過鋼筋間隙。
泌水
定義與發生原因
泌水是新拌混凝土中水泥與骨材等固體顆粒沉降、拌合水向上移動,並在表面或混凝土內部形成水層的現象。常見原因如下:
- 水量過多或水灰比偏高:拌合水超過材料穩定包裹與懸浮所需,固體顆粒易沉降。
- 材料級配或細料不足:細骨材、水泥或礦物摻料不足,混凝土保水性與黏聚性較差。
- 骨材粒徑、級配不良或材料離析:拌合物穩定性不足,固體下沉、水分上升。
- 拌合、運送或澆置過程造成分離:長時間等待、過度振動或不當搬運,均可能加劇泌水。
- 模板或底層吸水、漏水狀況不均:局部水分逸散差異可能造成表面水分聚集或不均勻。
對混凝土品質的影響
- 表面泌水蒸發後易形成孔隙,使表層較疏鬆、耐磨性與耐久性降低。
- 水分上升可能在鋼筋下方形成水膜或空隙,降低混凝土與鋼筋的握裹力。
- 泌水通道可能增加混凝土滲透性,降低抗滲及抗凍融等耐久性能。
- 若泌水被抹入表面,會造成表面水灰比偏高,增加起砂、剝落或裂縫風險。
- 泌水嚴重時會使水泥漿與骨材分離,造成混凝土均勻性及強度不利。
減少或防止方法
- 控制用水量與水灰比,依規定配比拌製,不以任意加水改善工作性。
- 調整骨材級配,適量增加細料或採用適當礦物摻料,提高黏聚性與保水性。
- 選用適當減水劑或增黏性材料,改善工作性而不增加過量拌合水。
- 控制拌合、運送與澆置時間,避免材料分離;振動搗實適度,避免過度振動。
- 表面有泌水時,待水分消散後再進行抹面,不將泌水直接抹入混凝土表層。
蜂巢
定義與發生原因
蜂巢是硬化混凝土內部或表面形成孔洞、空隙,常伴隨粗骨材外露,外觀如蜂巢的缺陷。常見原因如下:
第 3 題25 分
請說明何謂 SRC 構造?請分析說明 SRC 構造的特性、適用範圍及優缺點,並說明 SRC 構造中剪力釘的作用。
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核心觀念
SRC 構造是鋼骨鋼筋混凝土構造,英文為 Steel Reinforced Concrete。其主要構件以型鋼、鋼筋與混凝土組合,使鋼骨與鋼筋混凝土共同承受作用力。典型作法是在鋼骨周圍配置鋼筋、模板並澆置混凝土;樓版及梁柱接合處則依結構設計,以剪力釘、連接板或其他接合方式確保力量能在構件間傳遞。
本題重點在於說明 SRC 的組成與受力特性、適用情境,以及剪力釘在鋼骨與混凝土間的傳力作用。題目未要求計算,也未涉及特定法條或公式,作答應以構造原理和工程特性為主。
解題方法
可依「定義與組成 → 受力特性 → 適用範圍 → 優缺點 → 剪力釘功能」的順序作答。描述 SRC 受力時,須說明各材料的主要貢獻,並指出結構性能仍取決於構件配置、接合細節、施工品質及整體設計,不能將複合構造的優點寫成無條件成立。
構造特性與受力
- 型鋼:具良好抗拉、抗彎能力與延性,可承受較大的作用力,並有利於提升構件的韌性。
- 鋼筋:與混凝土共同承受拉力及彎矩,並協助控制裂縫、提供構件所需的補強與圍束效果。
- 混凝土:主要承受壓力,可增加構件剛度與強度;包覆型鋼及鋼筋後,也能提供一定的防火與防蝕保護。
SRC 藉由上述材料在構件中的配置與接合,使型鋼與鋼筋混凝土共同受力。其耐震能力來自構件延性、鋼筋混凝土圍束、適當的梁柱接頭與接合設計,以及整體結構系統的妥善配置;並非僅採用 SRC 即能自然保證耐震性能。
適用範圍
SRC 常用於中高層或高層建築,以及對承載力、耐震性能或構件尺寸有較高要求的建築。當設計需要結合鋼骨的承載與延性,以及混凝土的剛度與耐火特性時,也可考慮採用 SRC。
是否適用仍須依建築用途、樓層與跨距、載重、基地條件、施工能力、成本及工期綜合評估;SRC 並非所有建築都比 RC 或鋼構更合適。
優缺點
優點
第 4 題25 分
請繪圖說明地下室防水工程中的內防水及雙層牆工法之水處理個別構造機制。
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核心觀念
本題考查地下室外牆受地下水作用時,內防水與雙層牆工法各自如何阻水、導水及排水。作答應以剖面圖交代水的來源、構造層次與水流方向,並說明兩種工法處理滲水的機制。
兩者的差別在於:
- 內防水:防水層設於地下室外牆的室內側,直接阻止滲水進入室內;水壓仍作用於外牆及防水層,屬背水面防水。
- 雙層牆工法:於外牆內側另設一道內牆,兩牆之間留設空腔;滲入外牆的水先進入空腔,再由底部集水、導排,不讓水直接進入室內。
解題方法與構造機制
以下以地下水由外向內作用說明。考卷作圖時,宜標明「地下水方向」、「防水層位置」、「排水方向」及關鍵構造。
一、內防水工法
地下水側 室內側
水壓 →
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│ 地下室外牆 │ 防水層 │ 保護層/粉刷層 │ 室內
│ │ │ │
│ │ │ │
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**水處理機制:**防水層設在外牆室內側,形成連續的阻水面,阻止已穿過外牆或接縫的水再進入室內。防水層須連續處理牆面、底板交接處、施工縫、伸縮縫及穿牆管周邊等容易滲漏部位,並避免後續裝修或設備固定破壞防水層。
**構造特性:**水壓由外側推向室內,防水層位於受水壓作用的背水面,因此防水層與基層的黏結、基層裂縫及接縫細部處理特別重要。若水壓使防水層鼓起、剝離或破損,水便可能沿防水層與牆體間竄流,造成室內滲漏。
二、雙層牆工法
地下水側 室內側
水壓 →