專技高考申論題
114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：
某結構物座落於斜坡上（如圖 2），地下水位於建築控制點下 1 m，請依 113 年 1 月 1 日版之建築物基礎構造設計規範中的解說做合理工程判斷，並回答下列問題：
某結構物座落於斜坡上（如圖 2），地下水位於建築控制點下 1 m，請依 113 年 1 月 1 日版之建築物基礎構造設計規範中的解說做合理工程判斷，並回答下列問題：
📝 此題為申論題，共 2 小題
小題 (一)
判斷地下水位面是水平或沿著坡面，請繪製於示意圖面上（無須按比例，但要標示水位距離地表面距離）。繪出結構物底部 A-A 剖面之水壓浮力（tf/m2）分布圖（標示轉折變化位置的數值），再依此計算建築物底部之總水壓浮力（tf）。（9 分）
思路引導 VIP
這是一題結合最新法規與基礎力學的實務題。首先，需根據113年版《建築物基礎構造設計規範》解說，判斷山坡地地下水位若假設為水平，將導致下游側水位高出地表之不合理現象，故應判斷為「沿著坡面」。接著，利用圖示尺寸找出左側、高低樓層交界處（轉折點）及右側控制點的地面高程，扣除1m後即為各點地下水頭，藉此計算水壓分布，最後分段計算體積求得總浮力。
小題 (二)
有關地層參數如表 1，請依題目給予的條件，在不考慮地下室壁面與土壤摩擦力和考慮地下室壁面與土壤摩擦力的兩種情況下，分別計算抗浮安全係數？（16 分）
（提示：
A.單純考慮垂直上浮力作用之安全係數，無需考慮因上浮造成之旋轉安全係數與滲流力，僅考慮靜水壓力。
B.計算土壤與壁面之摩擦力可參考基樁砂質土壤之摩擦力計算方式（側向土壓力係數可依靜止土壓力係數（K0）計算，並請忽略坡度影響，結構物與土壤間的摩擦角（）採用 0.8'）。
C.壁面摩擦力計算：採平均摩擦力觀念計算，並無需考慮土壤浸水效應和臨界深度之影響。）
思路引導 VIP
看到這類抗浮安全係數考題，應先將「抗力（結構總重、壁面摩擦力）」與「驅動力（水上浮力）」分開計算。先由平面及剖面圖判定各區塊的載重與面積算出總結構重，再依建築控制點與水位的相對高程找出底部水頭高度以求出總上浮力。計算摩擦力時，需嚴格遵守題目『不考慮浸水效應』、『採用靜止土壓係數』及『平均摩擦力觀念』的提示，將各壁面的平均埋深找出，並依面積分別計算摩擦阻力，最後再代入公式求出兩種情況下的安全係數。