專技高考申論題
110年
[土木工程技師] 大地工程學(包括土壤力學、基礎工程與工程地質)
第 一 題
📖 題組：
二、請回答下列有關場鑄樁之問題：（25 分）
二、請回答下列有關場鑄樁之問題：（25 分）
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
圖二所示之圓形場鑄樁埋在不同強度之黏土層，已知樁長 L 為 12 m、樁徑 D 為 1 m。黏土層之剪力強度採用飽和黏土試體，分別進行三軸不壓密不排水試驗（Unconsolidated-Undrained Test）與無圍壓縮試驗（Unconfined Compression Test），試驗獲得之土壤凝聚力（c）、摩擦角（ϕ）與無圍壓縮強度（qu）亦示於圖中，請採用 α 法預測該支樁之容許摩擦力（kN）。（安全係數 FS = 3.0；α = 0.21 + 0.26/(cu/pa)、cu為黏土不排水剪力強度、pa為一大氣壓= 101.3 kN/m2）
思路引導 VIP
本題重點在於運用 α 法評估黏土層中場鑄樁的摩擦力。解題時需先將不同試驗（UU、UC）的強度參數轉換為不排水剪力強度（cu），再依題目公式求得各層的 α 值與單位摩擦力，最後分層累加總極限摩擦力，並除以安全係數即可得解。
小題 (二)
欲採用現場樁載重試驗之結果以評估該支基樁於各黏土層之實際摩擦力，試說明需藉由樁載重試驗獲得那些資料？並請詳述評估各土層摩擦力之步驟。
思路引導 VIP
看到評估『各土層』實際摩擦力，首先要想到不能僅靠樁頭的總載重與沉陷，必須透過『樁身應變計（Strain Gauge）』來量測不同深度的應變。解題關鍵在於清楚說明如何從儀器取得資料，再利用應變推算各深度軸向力，最後以相鄰兩深度的軸力差求得該土層的摩擦力（載重傳遞分析）。
場鑄樁黏土摩擦力計算
💡 依 cu 分層計算附著係數與摩擦力，經安全係數求得容許值。
🔗 場鑄樁摩擦力計算流程
- 1 判定強度 cu — UU 試驗 cu=c；UC 試驗 cu=qu/2。
- 2 求解 α 與 fs — 代入經驗公式求 α，再求單位摩擦力 fs=α*cu。
- 3 加總極限力 Qs — 計算各層樁周面積 As=πDL，求和得總摩擦力。
- 4 安全係數折減 — 將 Qs 除以 FS 即得容許摩擦力。
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🔄 延伸學習：延伸學習：了解不同樁型（如打入樁與場鑄樁）α 係數公式的差異。
