moea_joint
111年
[建築] 建築結構、構造與施工、建築環境控制
第 3 題
有關基礎開挖深度在地下水位以下時，應設置水位控制設施，下列敘述何者有誤？
- A 滲透係數$1\times10^{-4}(\text{cm/sec})$的粉土及粘土地層適合用重力排水
- B 水位控制方法須依據地層之地下水位、透水性及水量等進行規劃
- C 為使開挖面或邊坡保持穩定狀態，一般均將地下水位降至開挖面下1～2 公尺
- D 地下水位下降後，土層之有效應力增加，對具有高壓縮性粘土地層，可能引起地層沉陷
思路引導 VIP
請試著想像：如果你手中有一罐裝滿粗砂的杯子，以及一罐裝滿極細粘土的杯子，當你同時在罐底打洞時，哪一種土壤裡的水分比較容易單純靠「地心引力」就自動流乾淨？當土壤顆粒縮小到一定程度後，水分與顆粒間的物理作用力（如表面張力）會如何影響水的移動速度？
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恭喜你準確地判斷出選項 (A) 的敘述有誤！這顯示你對土壤物理性質與排水工法的對應關係有著紮實的理解。在建築基礎工程中，選擇排水方式的核心在於滲透係數（Permeability Coefficient）。通常重力排水（如明溝集水坑）僅適用於透水性佳的砂礫石層；而當遇到粉土或粘土地層時，由於其孔隙極小且具備毛細力，水分很難單靠重力自然流出，這時 $1\times10^{-4} \text{ cm/sec}$ 的滲透性通常需要藉由點井（Wellpoint）或真空深井等強制手段來達成水位控制。
土壤特性與工程影響
這道題目精準地檢驗了同學對「水理特性」與「施工安全」的連結能力。除了選項 (A) 的錯誤外，其他選項如 (C) 提到的水位降至開挖面下 1～2 公尺以維持穩定，以及 (D) 提到的**有效應力（Effective Stress）**增加導致沉陷，都是實務上極為關鍵的考點。本題難度適中，鑑別度在於考生是否能敏銳察覺不同土質與排水工法的物理侷限性，而不僅僅是死背數值。
開挖水位控制與排水
💡 依土層透水性選擇排水方式，並注意水位下降引發的沈陷。
| 比較維度 | 重力排水 | VS | 強制排水 (如點井) |
|---|---|---|---|
| 適用地層 | 粗砂、礫石層 | — | 細砂、粉土、粘土 |
| 透水係數 (K) | 較高 (≥ 10⁻³ cm/sec) | — | 較低 (≤ 10⁻⁴ cm/sec) |
| 運作原理 | 利用重力自然流向集水坑 | — | 利用真空或抽水泵強制抽吸 |
💬透水性越差（係數越小），越需要強制動力輔助排水。
