設計工程師一定要做的十件事

 

設計工程師的專業素養及用心程度,攸關工程之設計品質與完工後之使用績效。

因此,筆者常捫心自問:『設計工程師,到底需要具備哪些特質?才稱得上是一位優秀的專業工程師呢!』近年來,前往各地演講暨授課,每每在準備講義或講稿的時候,不論是翻閱文獻或是振筆疾書時,這個問題總是觸動筆者心弦,久久不能自已。

茲擬『設計工程師一定要做的十件事』之主題,分別闡釋及說明如下:

一、建立正確觀念

建立正確觀念,則做事原則及設計成果,方能中規中矩,不偏離王道與正道。至於有哪些正確觀念?當然不勝枚舉,惟筆者認為至少應包含下列各項。

1.學生時代一定要紮實地學習每一門科目。

2.進入職場後,一定要詳讀設計規則並確實瞭解規則改版與脈動之情形。

3.遇到問題,一定要請教賢達並勤查文獻,多方查證及印證資訊之正確性。

二、應合理懷疑從中央到地方政府的標準圖

不論筆者擔任設計審查、施工案查核...,最常聽到從業人員回應委員們垂詢意見的說法就是:『本案採用業主提供的標準圖進行設計作業。』這種作法,係存有潛在性隱憂的事實,敬謹說明如下:

有某縣市政府標準圖,於總則中列述:『選用水泥處理土壤工法,路基土壤疏鬆且不含水份時,以原路基土壤級配攪拌水泥方式進行孔洞填補。』

上述說法,筆者認為有下列各點值得探討:

(1)路基土壤疏鬆屬於定性描述,在沒有量化標準之前提下,施工單位將無所適從。

(2)路基土壤係曝露於大氣中之材料,不可能100%不含水份。致『不含水份』之規定,一定造成施工及驗收時之困擾。

(3)路基土壤並無級配規格之規定。

(4)水泥處理土壤工法,係於工廠內拌和或於現地場拌之方式,使土壤與水泥充分混合拌和均勻,並非以水泥填補原路基土壤之孔洞。故『以水泥填補孔洞』之用詞並不恰當。

三、親自前往現場勘察

筆者承辦馬祖某工程設計時,擬前往現場勘察、並採取土壤CBR值試驗樣品,返台進行強度試驗,惟主辦部門長官竟稱:『該地區皆為花崗岩地層,致現地材料之強度"應該"很高吧!』當時,筆者堅持必須前往工地現場勘察及取樣,並印證下列三件事實。

1.現場路基土壤,經筆者行走其上時,立即衍生嚴重沉陷之狀況。

2.本案經取樣三組CBR樣品並試驗後,求得CBR試驗值分別為4%、6%及40%,統計分析後,筆者設定CBR之設計值為CBR≧4%。與上項沉陷狀況,可謂是相互呼應。

3.花崗岩地層,並不保證現地材料強度一定很高。

四、透徹瞭解設計準則之規定或限制條件

任何設計準則,在應用於各項工程之設計時,一定相對列有明確之規定及限制條件,若工程師未能透徹瞭解設計準則之全貌,就可能產生不當之圖說。以下兩件事實足以說明。

1.某機場設計案,圖說標示跑道路基土壤之平鈑載重K值,設計值為≧600pci﹝lb/in2/in﹞。但是,其所採用之設計準則﹝FAA, Airport Pavement Design and Evaluation,1990﹞,卻明白規定:『任何土壤的路基基礎,其設計K值不得超過500pci【K≦500pci】。』

2.圖說標示擋土牆水泥混凝土,抗壓強度值為≧140kgf/cm2。但其所採用之設計準則﹝內政部營建署,建築物基礎構造設計規範,2001。﹞卻明白規定:『擋土牆其混凝土之規定壓力強度值不得小於210kgf/cm2。』

五、靜心思考

進行設計工作時,一定要靜心思考。亦即須要全面且充分掌握,各設計工項的界面整合及相容性。思考,就是解決界面落差以及各文件或圖說針對相同工項,卻有不同規定之矛盾性,之不二法門。因此,若有工程師表示其設計成果,係100%套用所謂的標準圖。一般而言,因為沒有經過思考而製作的設計成果,依據個人經驗,也一定是100%存有潛在性危機!屢試不爽,幾無例外。

六、查證各設計準則暨配套之施工規範

例如:採用AI MS-1,1991年版設計準則時,一定要採用同系列之AI SS-1,1992年版施工規範。若工程師擬變更施工規範條款,務必要提出強而有力的總則說明或特訂條款,不可以胡亂採用與設計準則精神不相符之施工規範。

七、完成圖說後就應審閱施工規範

以『控制性低強度回填材料』而言,行政院公共工程委員會,施工綱要規範第03377章中明白規定:『澆置完成後,需進行養護,養護時間依設計圖說規定。』但是,筆者所看到的圖說,針對此類材料的養護規定,卻有下列兩大錯誤樣態:

1.養護時間規定『付之闕如』。

2.養護時間規定『詳本案施工規範第03377章』。亦即將圖說與施工規範兩相比對之後,等同於未規定養護時間,有許多失敗案例可查。

八、設計若選用特殊材料要多方求證

旨揭『多方求證』的目的,在於不能只聽信代理商的片面之詞。亦即工程若須選用特殊材料時,除必須符合採購法規定之外,尚須研擬適切合理的施工規範及設計詳圖,同時不應造成綁標之疑慮。

若非得使用特殊材料不可,且國內又未達3家(含)以上之代理商或進口商時,工程師須依規定,簽報業主核准後,方能納入圖說中,總之,其程序應相當嚴謹。

九、符合安全性、經濟性、施工性

最佳化的設計成果,一定要同時符合安全性、經濟性及施工性。例如:核電廠興建若僅顧及安全性,不考慮投注超額的經費,且施工作業極為困難,最後設計成果,變得進退失據,實非國家之福,亦非百姓所樂見。

十、說服業主

工程師一定要將設計成果,說服業主同意及核准,方能推動施工標之發包。其實,最佳的說服方式,不外乎將依循之設計準則詳實的在設計審查會議中呈現,並與業主做良好的溝通及提供優質的服務,才是保障設計品質及施工成品均優的不二法門。

綜上所述,負責任且專業的土木設計工程師,在設計作業期間及施工階段的設計諮詢等工作,均為極其艱鉅且辛苦的任務,該做的事以及應注意事項,絕對不能馬虎。本文所述之十大要項行事,希望能提供大家參考。

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