民國115年 高考三級 土木工程 營建管理與工程材料考古題

民國115年 高考三級 土木工程 營建管理與工程材料收錄考選部官方試題,共 4 題可線上瀏覽,考選部未公告本科目答案。

官方資料

題目與答案

第1題

公共工程施工前,承攬廠商通常應依契約、施工規範及機關要求提送施 工計畫,經監造單位及主辦機關審查後據以執行。請說明施工計畫書通 常應包含之主要內容,並說明監造單位或主辦機關審查施工計畫時應注 意之重點。(25 分)

參考解答(AI 生成,非官方)

  • 一、施工計畫書之定位與功能:施工計畫係承攬廠商依契約(工程採購契約範本相關條款)、施工規範通則及機關要求,於開工前或分項工程施作前提送之技術文件,經監造單位審查、主辦機關核定後據以執行。其功能在將設計圖說轉化為可執行之施工方法、品質與安全管制依據,並作為履約管理、估驗計價、施工查核及爭議處理之重要憑據,故其內容須具體、可驗證且與契約一致。
  • 二、整體施工計畫之主要內容:包括工程概要與範圍、契約金額與工期、施工組織與權責分工、施工順序與分區規劃、施工網圖與資源配置、假設工程與臨時設施、施工便道與動線、土方開挖與棄土處理、交通維持與安全衛生管理、環境保護與污染防治、界面協調機制、防汛與緊急應變,以及品質管理架構等,並附相關圖說與計算書。
  • 三、分項施工計畫之主要內容:應載明施工方法與步驟、使用機具與人力配置、材料設備廠牌規格與檢試驗、施工詳圖與放樣、品質管理計畫(QC 工程表、檢驗頻率、不合格品處理)、安全衛生與風險評估、施工進度與要徑、與其他標別或管線單位之界面,以及完工檢查與移交程序,必要時並提送職業安全衛生管理計畫及交通維持計畫。
  • 四、審查重點(一)適法性與契約符合性:應核對是否涵蓋契約及施工規範規定項目、引用規範版本與 CNS 編號是否正確、材料設備是否達規格要求、工期與里程碑是否與契約一致、有無降低設計標準或實質變更契約之虞,並確認各項計畫間之ㄧ致性與界面完整性。
  • 五、審查重點(二)技術可行性與品質安全:審查施工方法是否可行、機具能量與施工順序是否合理、品質檢驗頻率與停留點是否足夠、安全衛生與風險評估是否具體可執行、附圖與計算是否完備;審查意見應以書面逐項列明並要求限期補正,避免以「原則同意」含混核定,以明確責任並利後續查核。

第2題

公共工程執行過程中面臨諸多不確定因素,風險管理為有效控制工程潛 在損失之重要機制。請說明工程風險管理之主要步驟及各步驟之管理重 點,並就公共工程實務中舉三項常見風險案例,說明其可能影響及因應 對策。(25 分)

參考解答(AI 生成,非官方)

  • 一、風險管理之意義與流程架構:工程風險係指不確定事件發生機率與其對成本、工期、品質、安全及環境影響之組合。依 ISO 31000 與專案管理精神,風險管理包含溝通與諮詢、範圍與環境建立、風險辨識、風險分析、風險評量、風險處理及監督與審查等循環步驟,並應於規劃階段即納入施工計畫與契約條件中,而非僅於事故發生後補救。
  • 二、風險辨識與分析:蒐集歷史案例、契約文件、地質與管線資料,運用腦力激盪、德菲法(Delphi method)、查核表、工作分解結構(WBS)、SWOT 分析及故障樹分析(FTA)等工具辨識風險源;再以發生機率與衝擊程度構成之風險矩陣(如 5×5)定性分級,重大者輔以蒙地卡羅模擬定量分析,估算可能之成本與工期衝擊。
  • 三、風險評量、處理與監督:依機關風險容忍度訂定等級門檻,採避免、減輕、轉移(保險、履約保證、分包)與承受四種策略,指定風險責任人、編列風險準備金(contingency),並建立風險登錄表(risk register)定期滾動檢討,追蹤殘餘風險並將結果回饋至施工計畫、進度網圖與安全衛生管理,形成閉環管理。
  • 四、常見風險案例一:地質與地下水不確定,如卵礫石層、軟弱黏土或突發湧水。可能影響為開挖面坍塌、鄰近建物沉陷受損、工期延誤及索賠爭議。因應對策包括加強地質探查與試挖、採地質改良或擋土工法、設置自動化監測儀器與警戒值、訂定地質差異處理條款並投保第三人責任險。
  • 五、常見風險案例二:物價波動與缺工缺料,如鋼筋、預拌混凝土價格劇烈變動或模板工、鋼筋工短缺。可能影響為成本超支、進度落後及品質因趕工而下降。因應對策包括善用契約物價調整機制、辦理長期採購與備料、採預鑄化與自動化工法減少人力依賴、建立替代供應商名單並於網圖預留浮時。
  • 六、常見風險案例三:管線遷移與界面協調,如台電、自來水、電信及瓦斯管線待遷。可能影響為要徑停工待遷、重複開挖及民眾抗爭。因應對策包括施工前管線調查與試挖、召開協調會報並將遷移時程納入進度網圖、建立界面矩陣與權責分工、研擬先行施工或臨時遷移方案,並留存協調紀錄以利展延工期之舉證。

第3題

為達到土木營建工程的低碳永續與減碳政策指標,某混凝土材料採用卜 特蘭石灰石水泥(CNS 15286 IL 型)。 請說明石灰石粉在水泥水化過程中所扮演的機理。(10 分) 與卜特蘭水泥(CNS 61 I 型)相比較,對混凝土之工作性、早期強度 (1~3 天)、水化熱與抗碳化能力等工程性質可能產生何種影響?請 分別詳加說明其影響趨勢。(15 分)

參考解答(AI 生成,非官方)

  • 一、材料定位:CNS 15286 卜特蘭石灰石水泥之 IL 型,係以卜特蘭水泥熟料、石膏及少量石灰石粉共同研磨而成,石灰石添加量約 6% 至 20%。其目的在降低熟料用量,每公噸水泥約可減少 5% 至 10% 之二氧化碳排放,兼具廢料資源化與低碳永續之政策意義,並須符合該標準之物理與化學要求。
  • 二、機理(一)物理填充與成核效應:石灰石粉經研磨後粒徑細小,可填塞水泥漿體中之毛細孔隙,改善顆粒堆積與級配;同時提供 C-S-H 膠體成核位址(nucleation site),降低成核能障,加速 C3S 之早期水化反應,使漿體較早凝結並發展早期強度,此即所謂填充效應(filler effect)。
  • 三、機理(二)化學反應:石灰石中之碳酸鈣可與鋁酸三鈣(C3A)反應生成單碳鋁酸鈣(monocarboaluminate,C4AC̄H11),取代部分單硫鋁酸鈣(AFm),因生成物固相體積較大,可細化孔隙並提升早期緻密性;另與氫氧化鈣之反應極為微弱,主要仍以物理與成核作用為主,並可緩和石膏含量不當引起之膨脹。
  • 四、影響(一)工作性與早期強度:石灰石粉粒形圓滑且具填充作用,混凝土之黏聚性與流動性通常略優、泌水減少,坍度經時損失較小;但因稀釋效應(dilution effect)使熟料比例下降,1 至 3 天抗壓強度較 CNS 61 I 型卜特蘭水泥混凝土略低,約低 5% 至 15%,細度提高或降低水膠比可部分補償。
  • 五、影響(二)水化熱:因熟料量減少,單位水泥之水化熱與絕熱溫升較 I 型水泥為低,約可降低 5% 至 10%,可減緩大體積混凝土之溫度梯度與溫度裂縫風險,惟仍須以飛灰或爐石進一步替代方能顯著降低。
  • 六、影響(三)抗碳化能力:石灰石粉不具膠結性,漿體中可供碳化反應之氫氧化鈣儲量相對較少,且稀釋效應可能使毛細孔隙率與滲透性略增,故抗碳化能力較 I 型水泥混凝土為差,碳化深度較大,鋼筋腐蝕風險提高;工程上宜降低水膠比、延長養護、增加保護層厚度或掺配卜作嵐材料因應。

第4題

依現行CNS 560「鋼筋混凝土用鋼筋」(2018)規範,請說明: SD280、SD280W、SD420、SD420W 等規格中,「SD」、數字、「W」 各代表何種意義?並說明SD420 與SD420W 之主要差異。(15 分) 繪製典型熱軋鋼筋之應力-應變曲線,並標示出下列特徵點與區段: 比例限度(proportional limit)、降伏點(yield point)、極限抗拉強度 (ultimate tensile strength)、頸縮區(necking)、應變硬化區(strain hardening)(10 分)

參考解答(AI 生成,非官方)

  • 一、代號「SD」之意義:依 CNS 560「鋼筋混凝土用鋼筋」之規定,S 代表鋼(Steel),D 代表變形鋼筋(Deformed bar),即竹節鋼筋;故 SD 係指供鋼筋混凝土構造使用之熱軋竹節鋼筋,其表面須具備規定之竹節形狀與尺度,以確保與混凝土之握裹力。
  • 二、數字之意義:數字代表規定之降伏強度(yield strength)最小值,單位為 N/mm²(即 MPa)。SD280 表降伏強度不小於 280 N/mm²,SD420 表降伏強度不小於 420 N/mm²;並另規定抗拉強度下限、降伏比與伸長率等,以確保鋼筋具足夠強度與韌性。
  • 三、代號「W」之意義:W 表可銲性(Weldable),即該鋼筋除須符合對應強度等級之機械性質外,另須符合較嚴格之化學成分限制與碳當量(carbon equivalent, CE)上限(約 0.55% 以下),並限制磷、硫含量,使其於銲接、機械續接或冷彎時不易產生硬化裂紋,適用於須銲接之鋼筋籠、續接器及耐震構件。
  • 四、SD420 與 SD420W 之主要差異:兩者降伏強度同為 420 N/mm²,抗拉強度與伸長率要求亦大致相同,差異在於 SD420W 須符合可銲性之化學成分與碳當量限制,冶煉與軋製成本較高、單價較貴;SD420 則未強制限制碳當量。故設計圖說若註明可銲鋼筋或採銲接續接,應採用 SD420W,不可逕以 SD420 替代。
  • 五、應力-應變曲線之繪製要領:以縱軸為應力(stress,MPa)、橫軸為應變(strain,%)作圖。起點 O 至 A 為彈性直線段,斜率即彈性模數 Es(約 2.04×10⁵ MPa),A 點為比例限度(proportional limit),此後曲線開始偏離直線;B 點為降伏點(yield point),熱軋鋼筋常呈上降伏點與下降伏點及降伏平台。
  • 六、曲線後段與標註:由降伏平台末端 C 起進入應變硬化區(strain hardening),曲線再度上升至峰值 D,該點對應極限抗拉強度(ultimate tensile strength,fsu);過 D 後斷面開始局部收縮,進入頸縮區(necking),曲線下降至 E 點斷裂。繪圖時應標明 O、A、B、C、D、E 各點名稱、降伏平台、應變硬化區與頸縮區範圍,並註明兩軸名稱與單位,考生須依上述描述自行繪製。