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110年公務人員高等考試三級考試試題
類 科：土木工程、水利工程
科 目：土壤力學（包括基礎工程）
考試時間：2小時 座號：
※注意：可以使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
代號：
35580
35680
頁次：
8
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1
一、如表 1所示鑽探報告，請依各項試驗填上數值。（每格2分，共24 分）
表1、鑽探報告
土
樣
編
號
深
度
m
標 準
貫 入
試 驗
N值
統 一
土 壤
分 類
USCS
顆粒分析 土
粒
比
重
Gs
自 然
含 水
量 ω
（%）
濕土單
位重
γm
（KN/m3）
孔
隙
比
e
液性
限度
L.L.
塑性
限度
P.L.
塑性
指數
P.I.
礫 石
Grvel
（%）
砂
Sand
（%）
粉 土
粘 土
Fine
（%）
s-1 1.5
註：1 t=9.8 KN、1 kg=9.8 N
標 準 貫 入
試驗（SPT）
打擊次數
N1=3、N2=5、N3=6
標 準 貫 入
試 驗 銅 圈
土樣
銅圈
內徑
di（cm）
銅圈
內高
hi（cm）
銅圈內土壤濕土重
Wm（N）銅圈內土壤烘乾重
Ws（N）
3.1 7.2 1.0437 0.833
塑 性 限 度
試驗
3次毛玻璃搓土條至直徑3 mm開裂含水量
ω1=17.0%
ω2=18.0%
ω3=19.0%
液 性 限 度
試驗 打擊次數N1=15、ω1=47.0%
打擊次數N2=20、ω2=43.0%
打擊次數N3=35、ω3=35.0%
土粒比重
試驗GS空 比 重 瓶 Wc=0.784 N ， 乾 土 粒 重 Ws=0.3626 N ， 瓶 +土+滿 水 重
W1=1.40434 N，空瓶+滿水重W2=1.176 N，水溫T℃=20℃
(
WT℃=9.78236 KN/m3)[註：取小數點2位，4捨5入]
含
水
量
打擊次數 log N
510 20 25 30 40 50
代號：
35580
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2
統 一 土
壤 分 類
參 考 資
料
粒 徑 分
布曲線
二、表 2～表 4有A、B、C三個基地進行垃圾掩埋場選址，垃圾掩埋場
預定地下開挖 6.0 m，採用深 12 m 連續壁當擋土壁體，如圖 1所示，
試分析以下三個場址，那個適合？
說明：垃圾掩埋場選址條件：不用不透水布與皂土布，以原地土壤
止水與吸附重金屬離子，請選擇基地？（8分）並說明選址
理由？（8分）
註：粘土層若被穿透，不可當不透水層，因為混凝土發揮強
度伴隨著體積收縮。
在暴雨下地下水位上升到地表，請以擋土壁的最高流線，在
Fs = 2 下，連續壁單元止水樁最少須由 GL0 m 至GL 下多少
公尺？（9分）
註：流砂
Fs 2
/
sub
c w
iH
i
L
。
60
50
40
30
20
10
0
010 20 30 40 50 60 70 80 90 100
PI
LL
塑性圖表
MH、OH
ML、OL
ML-CL CL
CH
A-line PI=0.73(LL-20)
U-line PI=0.9(LL-8)
PASSING(%)
ASTN
RETAINED
(%)
GRAVEL
COARSE
MEDIUM SAND FINE SAND SILT CLAY
鑽孔編號 土樣編號 圖例 深 度(M) 土壤分類 D20 D30 鑽孔編號 土樣編號 圖例 深 度(M) 土壤分類 D20 D30
DIAMETER(mm)
代號：
35580
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3
圖1.垃圾掩埋場選址，垃圾掩埋場預定地下開挖6.0 m，採用深12 m連
續壁當擋土壁體
表2 .A基地地質鑽探報告
暴雨水位
GL0.0 m
預定開挖面
GL
-
6
.0 m
設計止水樁深
GL
?
m
連續壁深
GL
-
12.0 m
垃圾掩埋場
名稱：
地點：華夏路、重上街口 地面標高：+0.47M 孔號：
A
1
地下水位：4.50m 鑽探日期：
83.04.30
試驗時間：83.05.14 83.05.20
鑽 探 部 分 試 驗 部 分
地 質 說 明
回填砂土含混凝土塊、雜物
棕灰色粉質粘土夾
粉土薄層
灰色粉質細砂含中砂
灰色粉質粘土夾砂
質粉土及細砂薄層
深
度
m
柱
狀
圖
土樣
編號
擊
數
N
自然
含水量
(%)
分
類
液性
限度
L.L.
塑性
限度
P.L.
顆 粒 分 析
礫 石 砂沉 泥
塑性
指數
P.I.
當地
密度
T/m3
比
重
Gs
孔
隙比
e
代號：
35580
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4
表3. B基地地質鑽探報告
表4. C基地地質鑽探報告
工程名稱：
Sampler:2" Standard Split spoon 地點：岡山大德路
鑽孔編號：
B
-
1
日期：
85.5.2
-
地下水位：現地面下-1.8m
滲出水
試 驗 部 分
地 質 說 明
深
度
m
土樣
編號
自 然
含水量
(%)
比
重
液性
限度
L.L.
塑
性
限度
P.L.
顆 粒
分 析
礫 石 砂 細 粒
塑
性
指數
P.I.
當地
密度
g/cc
孔隙
比
e
鑽 探 部 分
柱
狀
圖
N
Bolw/Ff
分
類
無圍
壓
縮強度
T/m2
容
許
承載力
Qa(T/m2)
回填 砂土
黃色 沉砂質
黃灰色 砂質
灰色 沉泥質
黃
灰色
砂
質
沉泥
夾 粘土質 互層
灰黃
色
粘土質
沉泥
砂質 沉泥 互層
黃色 黏土質 沉泥
黃色 沉泥質
黃色
黃灰色 砂質
承載力未考慮沉陷因素
名稱：
地點：高雄市鹽埕區
鑽探日期：
83.4.16 20
試驗時間：
新建地質鑽探工程
鑽探深度：106m 孔 號：
B 25
地下水位：-5.21m
試 驗 部 分
地 質 說 明
土樣
編號
自 然
含水量
(%)
比
重
液性
限度
L.L.
塑
性
限度
P.L.
顆 粒 分 析
礫 石 砂細 粒
塑
性
指數
P.I.
當地
密度
g/cc
孔隙
比
e
鑽 探 部 分
柱
狀
圖
N
Bolw/Ff
分
類
無圍
壓
縮強度
T/m2
容許
承載力
Qa(T/m2)
承載力未考慮沉陷因素
內
摩
擦角
回填、黃灰色細砂夾
粘土
灰褐色粘土土質粉砂
灰褐色粘土質粉砂夾
螺層
灰褐色粘土質粉砂或
粉粉砂質粘土
棕灰色粘土質中細砂
灰褐色粘土質中細砂
深
度
m
代號：
35580
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5
三、河川護岸工程開挖 3.5 m，採用懸臂式擋土牆，設計 9 m 深FSPIII 鋼
版樁擋土，施工時地下水降至 GL-5.2 m，如圖 2所示；基地地質鑽
探報告，如題二表 4所示。請分析其穩定安全係數 Fs=？（25 分）
註：土壤主動壓力a= ( z + q u)tan2(45 2
)2C tan(45 2
)
土壤被動土壓力p= ( z + q u)tan2(45 2
)2C tan(45 2
)
護岸上方地表超載重，取 q = 9.8 KN/m2
土壤短期強度，請用單軸抗壓強度分析
qu=SPT
98 N
8(KN/m2)[Terzaghi & Peck(1967)]
可使用土層簡化分析，歸類同一土層其單位重與抗剪強度可平
均之，地下水以上土壤單位重為
m、地下水以上土壤單位重為
sat 土層分割原則：
粘性土壤 NSPT ≤ 4 軟弱粘土
4NSPT ≤ 15 中等硬粘土
NSPT 15 硬粘土
砂性土壤 NSPT ≤ 10 鬆砂
10 NSPT ≤ 30 中等砂
NSPT 30 緊密砂
粘土張力在開挖後會消失，地表 GL0 m，張力取 0。
計算取小數第 3位，四捨五入。
圖2. 懸臂式擋土牆
護岸上方地表超載重，取q=9.8 KN/m2
設計9 m深
FSP III鋼版樁擋土
GL0.0 m
GL-9.0 m
地下水降至GL-5.2 m
預定開挖面GL-3.5 m
代號：
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6
四、某大樓新建工程地下開挖 6.0 m，以 12.5 m 深連續壁當擋土壁體，距
離連續壁 1 m 處有 5樓透天厝（獨立基腳），如圖 3所示。基地地質
鑽探報告，如題二表 4所示，工地為防連續壁挖掘時損及鄰房，故欲
在鄰房每根柱子施做 2支直徑 40 cm 的CCP（或 JGP、JSP）等高壓
噴射成型樁，至 GL-13.5 m 單軸抗壓強度 qu= 4900 KN/m2，請分析：
研判砂土地盤中 CCP（或 JGP、JSP）等高壓噴射成型樁在表 5中
樁載重設計，較屬何種類型的樁？（2分）
CCP 托基樁之土壤支撐有效深度起點為地表下多少公尺處？（5分）
2支CCP 樁分擔的鄰房載重？（2分）
單支 CCP 樁土壤承載力？（10 分）
2支CCP 樁支承鄰房的安全系數 Fs = ？（2分）
CCP 樁是否會被壓碎？（3分）壓碎的安全係數 Fs =？（2分）
註：每一樓層單位面積活載重及呆載重共計 9.8 KN/m2。
連續壁挖掘時，土壤短期主動破壞面假設為 45°。
CCP 樁屬高壓噴射強制攪拌樁，成型樁如照片 1所示。
單樁極限承載重Qult =Qs
（樁表皮摩擦阻力）+Qp
（樁端點抗力）
⑴粘性土壤 Qs= 0.45•Su'•as•L
Qp= 9•Su•Ap
式中：Su'：為樁身表皮土壤短期不排水剪力強度，請用單軸
抗壓強度分析 qu=
SPT
98 N
8
(KN/m2) [Terzaghi &
Peck(1967)]。
Su：為樁端土壤短期不排水剪力強度，請用單軸
抗壓強度分析 qu=
SPT
98 N
8
(KN/m2) [Terzaghi &
Peck(1967)]。
Σas：單位深度樁表皮面積（m2）
L：樁身有效入土深度（m）
AP：樁端橫斷面積（m2）
⑵砂性土壤 Qult =Qs（樁表皮摩擦阻力）+QP（樁端點抗力）
Qs=fs•Σas•L
Qp=qb•Ap
Qs之fs與qb，如表 5所示。
代號：
35580
35680
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7
表5.砂性土壤基樁最大表皮摩擦阻力及樁端點極限支承力
支承力 打入式基樁 鑽掘式基樁 植入式基樁
預鑽孔工法 中掘工法
fsN/3(≤15) 不使用皂土液Nave/3(≤15)
使用皂土液Nave/5(≤10)
N/5(≤15) 1.5
qb30 Np7.5 Np25 Np25 Np
註：表中Np值均採樁端點上方4倍樁徑範圍內土壤平均N值與樁端下方1倍樁範圍內
土壤平均N值之平均值，其值均不得超過50。（表中值單位為t/m2）換算SI制需乘上
9.8 KN。
照片1.CCP樁高壓噴射強制攪拌成型樁
代號：
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圖某大樓新建工程地下開挖 m，以m深連續壁當擋土壁體，距離連續壁m
處有樓透天厝（獨立基腳）
B=5 m B=5 m
1 m
1 m B=5 m B=5 m
B=5 m B=5 m B=5 m B=5 m
基腳長寬
2 m×2 m
寬80 cm連續壁
寬80 cm連續壁深GL-12.5 m
每根基腳2支斜5
40 cm、CCP托基樁
CCP托基樁到GL-13.5 m
預定開挖面
GL
-
6.0
m
40 cm、CCP托基樁斜5
每根基腳2支斜5
CCP托基樁
土壤位移方向
土壤短期45
主動破壞面
CCP托基樁之土壤支撐
有效深度起點GL-?m
5樓RC
（獨立基腳）
5樓RC
（獨立基腳）
= 45