高考申論題
108年
[港灣工程] 土壤力學(含樁基礎)
第 一 題
📖 題組:
試回答下列問題: (一)試繪圖並說明樁載重試驗(pile load test)之設備安排。(7 分) (二)為何需要進行樁載重試驗?(4 分) (三)若為軸向壓縮試驗,如何對試驗樁施加載重?(4 分) (四)如何由試驗結果,判斷樁之極限承載力?(5 分) (五)在砂土內與在黏土內之載重試驗,承載力判讀時機有何不同?為什麼?(5 分)
試回答下列問題: (一)試繪圖並說明樁載重試驗(pile load test)之設備安排。(7 分) (二)為何需要進行樁載重試驗?(4 分) (三)若為軸向壓縮試驗,如何對試驗樁施加載重?(4 分) (四)如何由試驗結果,判斷樁之極限承載力?(5 分) (五)在砂土內與在黏土內之載重試驗,承載力判讀時機有何不同?為什麼?(5 分)
📝 此題為申論題,共 5 小題
小題 (一)
試繪圖並說明樁載重試驗(pile load test)之設備安排。(7 分)
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作答此題應先將設備拆解為三大子系統:加載系統、反力系統、量測系統。繪圖時除了畫出千斤頂、反力梁與樁的相對位置外,務必標註實務規範中為避免『應力重疊干擾』的距離限制(如反力樁與試驗樁間距 ≥ 3D),此為技師/高普考給分的決戰關鍵。
小題 (二)
為何需要進行樁載重試驗?(4 分)
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看到此題,應立即聯想「理論與實務的落差」。樁基礎設計仰賴經驗與半理論公式,但地質具高度不均勻性且施工方法會改變土壤行為。解題時請從「驗證承載力」、「檢核變形」、「確保施工品質」及「經濟性(安全係數調整)」四個工程實務面向切入條列說明。
小題 (三)
若為軸向壓縮試驗,如何對試驗樁施加載重?(4 分)
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考生看到此題應聯想樁載重試驗的「加載設備與反力系統(Reaction System)」。思考實務上油壓千斤頂需要什麼來作為「頂推的反作用力」,進而引出「壓重法(載重台法)」與「反力樁法」兩種主要工法,並可補充新型的「O-cell雙向加載法」以展現實務專業度。
小題 (四)
如何由試驗結果,判斷樁之極限承載力?(5 分)
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看到這題,首先要聯想到樁載重試驗的產出是一張「載重-沉陷量(Q-S)曲線圖」。作答時必須點出,當曲線沒有明顯的破壞點時,實務上須仰賴工程經驗法則來判定極限承載力。應優先列舉實務最常見且國考必考的三大法則:明顯降伏點法、Davisson 偏移極限法,以及百分比樁徑沉陷量法(如 10% D 準則)。
小題 (五)
在砂土內與在黏土內之載重試驗,承載力判讀時機有何不同?為什麼?(5 分)
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看到本題應直覺聯結「土壤透水性差異」與「超額孔隙水壓消散機制」。解題關鍵在於說明打樁過程對土壤的擾動,砂土因透水性佳能迅速恢復強度;而黏土因透水性極差,會產生高超額孔隙水壓並伴隨「時效硬化(Set-up)效應」,必須等待水壓消散後方可測得真實長期承載力。