專技高考-建築師建築結構108 年第 39 題單選題
關於樁基礎結構之敘述,下列何者錯誤?
A樁頭固定,樁的種類、樁徑及作用於樁的水平力都相同時,地盤反力係數較大則樁頭之彎矩變小
B單樁之極限垂直支承力,通常為樁底端點之支承力與樁表面之摩擦阻力之兩者間取其小值正確答案
C比較單樁與群樁之沉陷量時,若每一樁頭的載重皆相同,一般而言,群樁的沉陷量會比單樁大
D當基樁週邊地層沉陷,可能使樁表面受到負摩擦力,而考慮地震力、風力、衝擊力等短期載重情況時,可不計負摩擦力的影響
B正確答案
單樁極限垂直支承力為端點支承力與摩擦阻力之「和」,不是取小值。
為什麼答案是 B
錯誤選項(即本題答案)。單樁極限垂直支承力應為「端點支承力 + 表面摩擦阻力」之『和』,而非取兩者較小值。這是基礎工程的基本公式。
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完整詳解
Pro · 無限重點 單樁極限垂直支承力為端點支承力與摩擦阻力之「和」,不是取小值。
記口訣:樁的支承力 = 端點 + 摩擦(相加不是取小)
逐選項分析
A✕
地盤反力係數越大代表土壤越硬,樁體受水平力時變形較小,樁頭承受的彎矩也隨之減小,此敘述正確。
B✓ 正確
錯誤選項(即本題答案)。單樁極限垂直支承力應為「端點支承力 + 表面摩擦阻力」之『和』,而非取兩者較小值。這是基礎工程的基本公式。
C✕
群樁因樁間應力重疊影響(應力泡交互作用),在相同單樁載重下,群樁整體沉陷量會比單樁大,此為群樁效應的典型現象。
D✕
負摩擦力屬長期載重效應,當考慮地震、風力、衝擊力等短期載重時,因作用時間短,負摩擦力來不及發揮,可不計其影響,此敘述正確。
單樁垂直支承力組成
| 組成項目 | 來源 | 計算方式 | 影響因素 |
|---|
| 端點支承力 Qp | 樁底土壤承載 | Qp = qp × Ap | 樁底土層強度 |
| 表面摩擦力 Qs | 樁身側面摩擦 | Qs = fs × As | 樁周土壤、樁長 |
| 極限支承力 Qu | 兩者總和 | Qu = Qp + Qs(相加) | 整體土層條件 |
樁基礎承載的力學原理是「端承」跟「側摩擦」兩種機制同時工作,就像一根釘子既靠尖端頂住地面、又靠釘身跟木頭的摩擦力固定。很多人直覺以為工程設計要保守取小值,但這裡的陷阱在於:兩種支承機制是「疊加關係」不是「競爭關係」。樁端戳入硬土層產生的反力,加上樁身周圍土壤提供的摩擦阻力,這兩股力量會一起分擔上方荷重,所以公式是 Qu = Qp + Qs (相加)。如果改成取小值,等於放棄了另一種支承機制的貢獻,完全違背力學原理。記住:同時作用就相加,互斥選擇才取小。