高考申論題
114年
[港灣工程] 土壤力學(包括基礎工程)及鋼筋混凝土學
第 三 題
📖 題組：
沉箱及板樁為常見之碼頭構造物。
沉箱及板樁為常見之碼頭構造物。
📝 此題為申論題，共 3 小題
小題 (三)
錨錠式板樁貫入地盤深度 D 及錨錠繫桿拉力 T 之決定，常採用自由土壤支撐法或固定土壤支撐法，請繪圖說明二分析方法假設條件及分析結果之差異。（10 分）
思路引導 VIP
看到錨錠式板樁的兩種分析方法，首要聯想核心差異在於「板樁底部的貫入深度是否足以形成夾制（固定）效果」。答題時必須比較兩者的「假設條件（邊界條件）」與「分析結果（貫入深度D、繫桿拉力T、最大彎矩M之大小差異）」，並利用變形曲線、土壓力分佈圖及彎矩圖來進行圖文對照說明。
小題 (一)
請分別列舉沉箱碼頭及板樁碼頭常見之破壞模式。（10 分）
思路引導 VIP
看到此題，應先從力學行為區分兩者：沉箱為「重力式剛性擋土結構」，板樁為「柔性錨碇擋土結構」。接著依循「外部穩定（地工破壞，如滑動、承載力、整體穩定）」與「內部穩定（結構元件破壞，如桿件斷裂、彎曲）」兩大面向進行系統性聯想，即可完整且有條理地列舉對應的破壞模式。
小題 (二)
沉箱碼頭之整體穩定性評估，須檢核那些項目？（5 分）
思路引導 VIP
看到「沉箱碼頭整體穩定性」，應直接將其視為重力式擋土結構於水下環境的應用。解題核心為聯想重力式擋土牆外部穩定性的四大檢核指標（抗滑、抗傾倒、承載力、深層滑動），並點出水域環境特有的外力（如浮力、波浪力）及沉陷問題。
板樁牆支撐分析法
💡 比較板樁牆自由端與固定端支撐之假設、變形及內力差異
| 比較維度 | 自由土壤支撐法 | VS | 固定土壤支撐法 |
|---|---|---|---|
| 樁底邊界條件 | 可自由轉動(鉸支承) | — | 無位移與轉角(固定端) |
| 貫入深度 (D) | 較淺 | — | 較深 |
| 最大彎矩 (M) | 較大 (斷面需較厚) | — | 較小 (可節省材料) |
| 變形特徵 | 單一曲率彎曲 | — | 具反曲點之雙曲率 |
| 繫桿拉力 (T) | 較大 | — | 較小 |
💬自由端法較保守且深度淺，固定端法透過增加深度換取較小的構件斷面。
