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技師◆基礎工程與設計
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109年 - 109 專技高考_大地工程技師:基礎工程與設計(包括開挖工程及基礎相關結構設計)#93271
> 申論題
四、某地下車站工程基地之地層剖面及其相關土壤工程性質參數如下圖所 示,地下水位位於地表面下3.0 m。站體的開挖深度為20.0 m,設計之連 續壁深度為38.0 m,支撐開挖將分六階進行開挖,每階開挖深度分別距 地表為3.5 m、6.5 m、10.0 m、13.5 m、16.0 m、20.0 m,開挖區之地下水位將控制於開挖面下1.0 m 深度位置。請計算此基地各開挖階段上舉破 壞安全係數,並請說明整體檢算成果。若有未通過安全檢核狀況,請提出可避免開挖上舉破壞之工程建議方案為何?
相關申論題
一、某一工程設計樁長 40 m,樁徑 1.5 m 之場鑄鑽掘抗拉拔樁,工址經調查 後得其地層剖面如下圖所示,地下水位位於地表面下 4 m。經詳細的實 驗室試驗後,得知該工址土層 OCR 值在深度(Z)15 m 內之變化可以 表示,當 Z≥15 m 時,土壤為正常壓密狀態;黏土層之不 排水剪力強度的正規化公式為,其中。依規範要求抗拉拔基樁之安全係數FS= 6,試求此鑽 掘樁之極限抗拉拔力及容許抗拉拔力各為若干?另若地下水位下降至 地表面下 10 m,會對此基樁之抗拉拔力有何影響?(25 分) [ 提示:砂土層β=K tan δ,採用 、δ/ φ'=0.9 ;黏土層 ,其中大氣壓力=100 kPa。計 算樁身阻抗時 Sand I 層以一層、Clay 層等分四層、Sand II 層等 分二層進行計算,各層相關參數取該層深度中央點之數值進 行計算,混凝土單位重為24.5 kN/m3。]
#384583
二、某一淺基礎需承載 3000 kN 的垂直載重,經調查後基地的地層分布及各 層之相關土壤參數如下圖所示,設計 2.0 m x 2.0 m 的獨立基腳,基礎底 面位於地表面下 1.5 m。依據「建築物基礎構造設計規範」,軟弱土層下 接堅硬土層時,其支承力為軟弱土層支承力與堅硬黏土層支承力兩者內 插推求之,極限承載力可用 來估算,其中以上層土層參數計算之極限承載力、以下層土層參數計算之極限 承載力,而B =基礎寬度、H=基礎底面至下層土層之深度。若安全係數 的要求為FS = 3,請檢核此設計是否符合?若承載需求提高至 4000 kN, 而獨立基腳尺寸仍維持為 2.0 m x 2.0 m,試探討是否可行?
#384584
三、如下圖之重力式擋土牆,地下水位原在牆背側地表面下 6 m。在某次暴雨後,發現牆後之地下水位升高至地表面下 3 m,且觀察一段長時間後 水位仍維持不動。顧慮此擋土牆之安全性,請檢核地下水位改變後,此 擋土牆之抗傾倒及抗滑動之安全係數?[註:請以朗金土壓力理論進行主動土壓力之計算,擋土牆底面之介面摩 擦角以δ / φ'=0.8 進行計算,混凝土單位重為 24.0 kN/m3。]
#384585
五、已知一邊坡之土壤性質 = 18.0 kN/m3、φ = 34°、c' = 0 kPa,潛在滑動面如圖 2,共有 7 個切片,每一切片體的幾何與方位如表 2 所示。在無水壓力條件下,應用 Bishop(1955)簡化切片法,並假設切片兩側之剪力無變化 (△T = 0) ,計算該潛在滑動面的安全係數? 註:安全係數是介於 1.40~2.00,因限於考試時間,僅需迭代計算 2 次即可,並以 第 2 次計算值為評分標準。
#557826
四、我國建築物基礎構造設計規範對於筏式基礎之結構設計,建議以參數 β 來區分,若柱與柱中心距小於1.75/β 時,可採用剛性基礎分析方法設計, 反之,則應採用柔性基礎分析方法設計之。說明 β之定義,以及來自何控制方程式?
#557825
三、有一長方形開挖工址(面積為 20 m × 60 m ) ,最終開挖深度是12 m,它的 擋土結構是連續壁,壁體深度 24 m 與厚度等於0.6 m ,施工階段採 4 層 開挖以及架設 3 層內支撐,其最下階支撐是位於地表下7.0 m。現地土層為單一厚度36.0 m 之黏土,黏土總單位重 = 17.66 kN/m3 ,以及正規化不 S排水剪力強度等於 0.30,地下水位處於地表面。計算側向壓力平衡安全係數(壁體貫入安全係數)? 。註:忽略擋土壁體之容許彎矩貢獻、以及主動區張力裂縫影響。附著力折減係數設為 0.75,另提示安全係數是 1.16~1.07 之間。
#557824
二、已知淺基礎(長3m×寬2m)設於下列單一土層(如圖1),該工址的常時水位面是位於 GL-2.0m,土壤物理參數是= 2.65 、e= 0.65 、 ω=10% ,土壤剪力強度參數為Φ'= 30,c'= 0kPa。當安全係數 =3.0 ,求基礎容許承載力? 廣義淺基礎極限承載力,表示如下: 當Φ'= 30 °c,=15.3 ,=9.8,=6.6。相關影響因子之公式,則如表1。
#557823
一、說明單樁總沉陷量之估算方法,依半經驗公式論述之。
#557822
四、某承受雙向偏心載重之筏式基礎座落於厚層飽和均質黏土層中,請針對此筏式基礎之承載力分析以及沉陷量分析需注意事項進行說明,亦請說明如何評估沉陷量對於上述筏式基礎可能造成之損壞。(20 分)
#557338
三、地基調查的內容,包含決定調查項目、鑽孔數量、位置與深度、取樣深度與室內試驗項目,以及現地試驗項目等。請分別以淺基礎、樁基礎以及深開挖工程為例,說明鑽孔深度應如何決定,以及其決定原則之理由。 (若有條件不足之處,請自行做合理假設以利作答)(20 分)
#557337
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