งานก่อสร้างฐานราก

หน่วยท่ี 2 งานก่ อสร้ างฐานราก อ.ปัญญาวุธ ช่วยคง แผนกช่างก่อสร้าง วทิ ยาลัยเทคนิคสุราษฎร์ธานี

-1- งานกอ สรา งฐานราก ฐานราก ( Footing ) ทําหนาท่ีรับนํ้าหนักจากโครงสรางทั้งหมด และถายน้ําหนักลงสูเสาเข็ม หรือดินโดยตรง คณุ สมบัติของดินที่รองรบั ฐานราก ควรมคี วามสามารถรองรับนํ้าหนกั บรรทกุ ไดโ ดยไมเกิด การเคลื่อนตัว หรือพังทลายของดินใตฐานราก และตองไมเกิดการทรุดตัวลงมาก จนกอใหเกิดความ เสียหายแกโครงสรา ง 1. ปจ จัยตางๆ ท่มี อี ิทธิพลตอ การรบั น้าํ หนักของฐานราก ดงั ตอ ไปน้ี 1.1 ความสามารถในการแบกรับน้ําหนักของดิน ดินในทางวิศวกรรมจะมีความหมายถึงกรวด (Gravel) ทราย (Sand) เม็ดฝุน (Silt) ดินเหนยี ว (Clay) หรอื สว นผสมตางๆ ดังกลาวขา งตน ฐานรากของ อาคารจะตองวางอยูบนดินและถายนํา้ หนัก ( Load ) ลงสูดินในท่ีสุด การกําเนิดดินเม่ือประมาณ 4,500 ลานปลวงมาแลว ในยุคนั้นสภาพธรณีวิทยาของโลกสวนใหญประกอบดวยหินซึ่งคอยๆ เย็นตัวลง ตามลําดบั เม่อื หินเหลานนั้ สําผัสกับอากาศ น้าํ ความรอน ลม ฝน พายุ ธารนํา้ แขง็ และแรงกดดัน ทํา ใหเกิดการแตกเปนชิ้นและยอยสลายตัวของแรประกอบหิน โดยผานการเปลี่ยนแปลงจากขบวนการทาง ฟสิกส เคมี หรือชีววิทยา ดังกลาวขางตนอยางชาๆ ตลอดเวลา จนกลายเปนเม็ดหิน หรือเม็ดทรายท่ีเรา พบเหน็ ในปจ จุบนั ขบวนการท่ีกลาวมาท้งั หมดขางตน เรยี กวา \"ขบวนการทาํ ลาย\" ลกั ษณะชั้นดนิ บริเวณกรงุ เทพและปริมณฑล เปนชัน้ ดินทเี่ กิดจากการทับทมของตะกอนหิน เนอ่ื งจากกระบวนการทําลาย สะสมอยา งตอเนือ่ งจากการพัดพาของกระแสน้าํ เปนระยะเวลายาวนาน ปก คลุมปากอาวไทยบริเวณภาคกลางต้ังแตจังหวัดราชบุรี และตั้งแตจังหวัดพระนครศรีอยุธยาลงมา สภาพ ธรณีวิทยาของภมู ภิ าคน้ีมีลักษณะทีแ่ ตกตางจากภูมิภาคอ่นื ๆ จงึ ทาํ ใหม ีช่ือเรยี กเฉพาะเจาะจงวา

-2- \"ดินเหนียวกรุงเทพ\" ซึ่งผูที่เกี่ยวของกับงานกอสรางควรมีความเขาใจถึงคุณสมบัติพื้นฐานของดินเหนียว กรงุ เทพเปนอยา งยิง่ ดนิ เหนยี วในกรงุ เทพสามารถจําแนกชั้นดินอยา งกวางๆ ดงั นี้ 1) ชน้ั บนสดุ (Top Layer) เปนชน้ั เปลือก ดินเหนยี วแขง็ มคี วามหนาประมาณ 1- 4.5 เมตร เปนดินตะกอนท่ีถูกพัดพามาโดยการซะลางและแปลงสภาพ เปนช้ันดินเหนียวแข็งเนื่องจากน้ําในดิน ละเหยออกในฤดูแลงและเปย กในฤดนู ้ําหลาก การขยายตวั ของดินผิวบนจะนอ ยลงทุปเ พราะผวิ หนา ท่ีแข็ง น้ําซึมลงไปไดยาก มีผลทําใหช้ันความหนาของเปลือกดินเหนียวแข็งเพิ่มข้ึนทุกป แลวจึงแข็งตัวอีกครั้ง คุณสมบัติของดินในชนั้ นีจ้ ะเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาล และการข้นึ ลงของนํ้าใตด ิน 2) ช้ันดินเหนียวออน (Soft Clay) เปนชั้นดินเหนียวท่ีอยูใตชั้นบนสุด มีความหนาประมาณ 10-15 เมตร และมีความหนาเพม่ิ ขนึ้ เมื่อใกลอาวไทย โดยอาจมีความหนาถงึ 20 เมตร มีสเี ทาเขม บริเวณ ดานประชิดติดอาวไทย มีสีเทาอมเขียวถึงเทาดํา มีเศษเปลือกหอยปะปนเปนดินออนถึงออนมาก ชวง ความลึกจากผิวดินระหวาง 4-8 เมตร ดินบางแหงจะมีความไวตัวสูง มวลดินจะพังทลายไดงาย หากถูก รบกวน พรอมท่ีจะไหล และยุบตัวไดอยางมาก เมื่อมีนํ้าหนักหรอื แรงมากระทํา การยุบตัวจะใชเวลานาน นับปข้ึนไป ความสามารถรับกําลัง แรงเฉือนแบบไมม ีการระบายน้ํา ไดนอยมาก โดยเฉาะดานประชิดติด อา วไทย ช้นั ดนิ เหนยี วออนนี้ เปนช้นั ดินที่กอ ปญหาทางดานการออกแบบและการกอสรางเปน อยางมาก 3) ช้ันดินเหนียวแข็ง (Stiff Clay) เปนช้ันดินถัดไป มีความหนาประมาณ 5 – 10 เมตร มี ความแข็งกวา ชัน้ ดนิ เหนียวออน มที รายแปงและทรายละเอยี ดปะปนอยูบาง ชน้ั ดินนมี้ ีคุณสมบัติแตกตาง จากชนั้ ดินเหนยี วออ นอยางมาก 4) ชั้นทรายชั้นท่ี 1 (First Sand Layer) เปนช้ันดินท่ีถัดลงมาจากชั้นดินเหนียวแข็ง ดินใน ชั้นนี้มีความหนาประมาณ 5 เมตร บางพื้นที่อาจไมปรากฏพบโดยเฉพาะพ้ืนที่อาวไทย เชน บางพื้นที่ใน จังหวัดสมุทรปราการอาจไมมีช้ันทรายนี้ ชั้นดินทรายน้ีมีความแข็งแรงสูง และสามารถควบคุมอัตราการ ทรุดตัวของอาคารได การออกแบบอาคารขนาดเล็กถึงขนาดกลาง ควรกําหนดใหปลายเสาเขม็ วางอยูบน ชั้นดนิ ทรายน้ี 5) ทรายแนนช้ันที่ 2 (Second Sand Layer) มีความลึกอยูระดับประมาณ 40-50 เมตร จากผิวดิน มีความแขง็ แรงมากกวาทรายชัน้ ท่ี 1 ลกั ษณะเดนกอนถึงช้นั ทรายนี้ จะเปนดินเหนยี วแข็งสลับ กับชั้นทรายบาง เรียงซอนกันสลับกันลงไปหลายชั้น แลวจึงพบทรายแนนช้ันท่ี 2 อาคารขนาดใหญท่ีมี น้ําหนักมากอาจกําหนดใหปลายเสาเขม็ วางอยูบนชั้นทรายน้ี จากการสํารวจชัน้ ดินยงั ไมพ บช้ันดนิ แข็งดิน ดานเลย 1.2 ความแขง็ แรงของตัวฐานราก ฐานราก ( Footing) ทาํ หนาทีร่ บั นาํ้ หนักจากโครงสรางทั้งหมด ของอาคาร และถายน้ําหนักลงสูเสาเข็ม หรือดินโดยตรง คุณสมบัติของดินท่ีรองรับฐานราก ควรมี ความสามารถรองรับน้ําหนกั บรรทุกไดโ ดยไมเกิดการเคล่ือนตัวหรือพังทลายของดินใตฐานรากและ

-3- ตอ งไมเ กิดการทรุดตัวลงมาก จนกอใหเ กดิ ความเสียหายแกโ ครงสรา ง ฐานรากแบง ออกตามลกั ษณะได 2 ชนิด คือ ฐานรากตน้ื หรือแบบไมมเี สาเข็มรองรับและฐานรากลกึ หรอื แบบมีเสาเข็มรองรับ 1.2 1 ฐานรากต้นื หรอื ฐานรากแบบไมม ีเสาเข็ม เปนฐานรากซง่ึ ลึกจากระดับผิวดนิ นอ ยกวา หรือเทากับดานที่ส้ันท่ีสุดของฐานราก โดยฐานรากวางอยูบนชั้นดินโดยตรง และไมมีการตอกเสาเข็มเพ่อื รองรับฐานราก ฐานรากแบบตนื้ เหมาะกบั สภาพพนื้ ดินท่ีมคี วามสามารถแบกรบั นํ้าหนักบรรทุกไดสูง และ กับสภาพพื้นดินท่ีตอกเสาเข็มไมลงหรือไดอยางยากลําบาก เชน พ้ืนที่ดินลูกรัง พื้นท่ีภูเขา ทะเลทราย ขนาดของฐานรากต้นื ข้นึ อยูก ับนํ้าหนกั บรรทกุ ของอาคาร และความสามารถในการแบกรับน้าํ หนกั บรรทกุ หรอื หนว ยแรงแบกทานปลอดภัยของดิน ซึ่งดนิ แตละชนดิ มคี วามสามารถแตกตา งกนั ขนาดของฐานรากตืน้ สามารถคํานวณไดจากสตู รดงั น้ี ขนาดพื้นที่ฐานราก (ม2) = น้ําหนกั บรรทุกจากอาคาร (กก.) หนวยแรงแบกทานปลอดภยั ของดนิ (ตนั ) คา หนวยแรงแบกทานปลอดภยั ของดนิ (ตัน) ท่ีใชคํานวณขนาดของฐานราก ชนิดของหนิ สภาพ คา แรงแบกตานความปลอดภยั (ตนั ) ชวง คาท่ใี ช 1 หินอคั นีหรอื หนิ แปร แขง็ มาก 600-1,000 800 2 หนิ แปร แขง็ ปานกลาง 300-400 350 3 ดินดาน แนน มาก 80-120 100 1.2.2 ฐานรากลึก หรือฐานรากแบบมีเสาเข็ม เปนฐานรากที่ถายน้ําหนักจากโครงสรางลงสู ดินดวยเสาเข็ม เน่ืองจากช้ันดินท่ีรับนา้ํ หนกั ปลอดภัยอยูในระดับลึก เหมาะกับการกอสรางบนดินออน มี การออกแบบฐานรากใหมีขนาดเสาเขม็ และความลึกใหม ีลกั ษณะแตกตางกัน เพื่อเพ่ิมความสามารถในการ แบกรบั น้ําหนัก และความเหมาะสมในแตละพ้ืนที่ 2. ฐานรากตื้น สามารถแบง ฐานรากตื้นตามลักษณะออกเปน 5 ประเภท ดงั นี้ 2.1 ฐานรากแผ หมายถึง ฐานรากที่รับนํ้าหนักจากอาคารเพียงตนเดียว แลวถายนํ้าหนักลงสู พ้ืนดิน ความหนาของตัวฐานตองสามารถตานทานโมเมนตดัดและแรงเฉือนไดอยางเพียงพอ รวมท้ัง สามารถปองกันการกัดกรอนตัวเหล็กเนื่องจากความชื้น ในบางคร้ังวศิ วกรอาจกําหนดความหนาที่คอยๆ เพ่ิมขึ้นหรือเอียงข้ึน (Slop) เพ่ือตานโมเมนตและแรงเฉือนดวย ลักษณะของฐานรากแผเดียวท่ีดี ควร กําหนดใหเ สาตอมอ อยูทีก่ ลางฐาน หรือจดุ ศนู ยถว งของฐาน รูปรางของฐานแผเดียว นิยมออกแบบใหเปนรูปส่ีเหล่ียมจัตุรัสหรือสี่เหลี่ยมผืนผาในบางกรณีที่ เสาอาคารไมวางอยูบนศูนยกลางฐานราก เชนฐานรากท่ีอยูชิดเขตที่ดิน ฐานแผเดียวอาจถูกออกแบบให เสาวางอยูดานใดดา นหนึ่งของฐานราก เรยี กฐานรากตีนเปด ทาํ ใหเกดิ แรงกระทาํ เย้ืองศูนย

-4- แรงตานทานของดินใตฐ านรากกระจา ยไมส ม่าํ เสมอ และมกั กอใหเกดิ ปญหาฐานรากเอยี งตัวในดานตรงกัน ขามทําใหอาคารอาจทรุดได ลกั ษณะของฐานรากชนดิ แผเ ดยี ว มี 3 ลกั ษณะ คอื 2.1.1 ฐานหนาเทากนั ตลอด 2.1.2 ฐานเพม่ิ ความหนาเปนชนั้ 2.1.3 ฐานมีความหนาแบบลาดเอียง ฐานหนาเทา กันตลอด ฐานเพมิ่ ความหนาเปน ชน้ั ฐานมคี วามหนาแบบลาดเอียง 2.2 ฐานรากตอเนื่องรับกําแพง เปนฐานรากท่ีทําหนาที่รองรับนาํ้ หนกั จากผนังกออิฐหรือ ผนังคอนกรีตเสริมเหล็กของอาคารหลายๆ ชั้น ขนาดความกวางของฐานราก ข้ึนอยูกับนํ้าหนักที่กดลงสู ฐานราก ในบางคร้ังวิศวกรอาจกําหนดความหนาที่คอยๆ เพ่ิมข้ึนหรือเอียงขึ้น (Slope) เพ่ือตานโมเมนต ดดั และแรงเฉอื น ทําใหฐานมีความหนาแบบลาดเอยี ง ฐานรากตอ เนอื่ งรบั กาํ แพงมี 2 ลักษณะ ดังนี้ 2.2.1 ฐานหนาเทากนั ตลอด 2.2.2 ฐานมีความหนาแบบลาดเอียง ฐานหนาเทากันตลอด ฐานมคี วามหนาแบบลาดเอยี ง

-5- 2.3 ฐานรากแผรวม เปนการออกแบบฐานรากเพ่ือแกปญหา กรณีไมสามรถสรางฐานรากเดียวที่ สมมาตรได ซง่ึ ฐานรากทไี่ มสมมาตรน้ีเมอ่ื รับนํา้ หนักที่ถา ยลงบนฐานรากไมเ ทา กัน ทําใหเ กดิ แรงเยื้องศูนย อาจทาํ ใหอ าคารทรุดได ดังนน้ั ฐานรากท่ีออกแบบจึงมีลกั ษณะแผกวา งออกแบบเพ่ือรองรับน้ําหนกั อาคาร จากเสาตอมอมากกวา 1 ตน การออกแบบฐานรากแผรวมตองกาํ หนดขนาดของฐานราก โดยเสาเตอมอ ตนทม่ี นี ้าํ หนักมากตอ งอยูบนฐานรากทมี่ ขี นาดพน้ื ทีม่ ากกวา เสาตอมอ ตนทีม่ นี ้าํ หนักนอยกวา เพ่อื กระจาย น้ําหนักลงสูดินใหสมํ่าเสมอกัน ฐานรากอาจมีลักษณะเปนรูปส่ีเหล่ียมผืนผา หรือส่ีเหลี่ยมคางหมู ท้ังน้ี ขึ้นอยูก ับการออกแบบของวศิ วกร ลักษณะของฐานรากแบบแผร วม 2.4 ฐานรากชนิดมีคานรัด เปนการออกแบบฐานรากเพื่อแกปญหา กรณีที่ไมสามารถสรางฐาน รากท่ีสมมาตรไดอีกวิธีหน่ึง เหมาะกับเสาของอาคารที่มีความจําเปนตองสรางประชิดติดกับอาคารเดิม หรอื แนวเขตท่ดี นิ ไมสามารถวางตําแหนง ของฐานใหต รงกับแนวเสาตอมอได ในกรณีจงึ ออกแบบใหม ีคาน คอนกรตี แบกรับนํ้าหนักจากเสาตอมอ ซึง่ รับนาํ้ หนักจากอาคารจะถูกถานลงที่เสาตอมอ แลว ถา ยน้ําหนัก ลงบนคาน กอ นท่จี ะลงสูฐานรากอกี ทอดหน่ึง

-6- ลกั ษณะของฐานรากชนิดมคี านรดั 2.5 ฐานรากชนิดแผ ในกรณีท่ีเสาอาคารอยูใกลเคียงกันมาก หรืออาคารมีน้ําหนักบรรทุกมาก เชน อาคารสูง ถาออกแบบฐานรากเปนแบบฐานรากเดียว พ้ืนที่อาคารอาจซอ นทบั กนั กอ สรางยงุ ยาก การ ออกแบบฐานรากควรเปนฐานรากแบบแผ ซึ่งมีลักษณะเปนแบบคอนกรีตเสริมเหล็กแผเต็มพ้ืนที่อาคาร เสาตอมอทกุ ตน วางอยูบ นฐานรากอันเดยี วกนั ซ่ึงสามารถประหยัดคาใชจายลงมาก หากพ้ืนทีร่ วมกนั ของ ฐานเดียวมากกวา ¾ ของพน้ื ทอ่ี าคารท้ังหมด การพิจารณาเลอื กใชชนดิ แผจะตองพิจารณาตามหลักเกณฑ กอ น การเลือกชนดิ ของฐานรากควรตัดสินใจตามรายละเอียดตอไปนี้ 1) หากช้ันดินท่ีจะกอสรางมีความสามรถในการแบกรับนํ้าหนักไดตํ่า การใชเสาเข็มรองรับ ฐานราก มีคาต่าํ กวาฐานรากต้นื 2) กรณีของดนิ กอสรางเปนชนั้ ทราย และอาคารที่สรางมนี ํ้าหนกั ไมม ากนัก สามารถใชเ ครือ่ ง สั่นสะเทือนกระแทกเพื่อใหดนิ ใตฐานรากใหจัดเรียงตัวแนน มากข้นึ และใชฐานรากแบบตื้น ชว ยประหยัด คากอ สรา งลงได 3) เม่ือชั้นดนิ ใตฐานรากเปนชน้ั ดนิ ออน ควรเลอื กใชเ สาเข็มรองรบั นํ้าหนัก โดยดนิ บางสภาพ ราคาคากอสรา งถูกกวาฐานรากชนดิ แผแบบไมม ีเสาเข็ม ฐานรากชนิดแผกระจายนํ้าหนักจากอาคารลงสูดินดานลาง ในลักษณะของดินภายใตฐาน รากอาจมีลักษณะตางกัน บางจุดอาจเปนชั้นดินออนและบางจุดอาจเปนชั้นดินแข็งท่ีไมสมํ่าเสมอกัน ดังน้ันการออกแบบฐานรากที่ดีตองมีความแข็งตัว เพื่อควบคุมอัตราการทรุดตัวใหมคี วามสมาํ่ เสมอกันท่ัว ท้งั ฐาน

-7- ฐานรากชนดิ แผมหี ลายลักษณะ ดังน้ี 2.5.1 ฐานแผแบน เปนฐานรากท่ีมีความหนาของตัวฐานรากเทากันตลอดท้ังฐาน เหมาะ สําหรับการใชงานที่รองรับโครงสรางท่ีมีน้ําหนักมาก เชน ฐานของถังน้ํามันอาคารสูง การออกแบบฐาน รากชนิดนใี้ หป ระหยัดควรใชค วามหนาไมเกนิ 30 ซม. 2.5.2 ฐานแผเสรมิ ความหนาใตเ สา เม่อื ฐานแผตอ งรบั น้าํ หนกั สงู มาก สง ผลใหค วามหนาตาม รูปแบบฐานแผแบนที่คํานวณไดไมประหยัด การออกแบบอาจเลือกใชฐานแผแบบเสริมความหนาใตเสา โดยเสริมความหนาเฉพาะบริเวณหัวเสา เพ่ือชวยเพิ่มความตานทานแรงเฉือนทะลุท่ีทําใหเสาตอมอทะลุ ฐานราก 2.5.3 ฐานแผรวมกับคาน เปน ฐานรากอีกแบบหนึง่ ท่อี อกแบบมาเพ่ือลดความหนาของฐาน แผแ บน โดยการสรา งคานคอนกรตี ระหวางเสาตอมอรองรบั ฐานรากแผ

-7- 2.5.4 ฐานแผเ สรมิ ผนัง เปน ฐานที่ออกแบบใหคานชวยรับนํ้าหนักอาคารเชน เดียวกับฐานแผ รวมกับคาน แตอ อกแบบใหค านคอนกรีตระหวางเสาตอมอ อยดู านบนของฐานแผ 2.5.5 ฐานแผแบบกลอง ในกรณีที่ฐานรากตองแบกรับนํ้าหนักมากและตองออกแบบให ความหนาของฐานรากเกินกวา 90 ซม. ทําใหคากอสรางสูงมากฐานแผแบบกลองมีลักษณะเปนคาน คอนกรีตอยูระหวา งฐานแผสองช้ัน ทาํ ใหฐานรากมลี ักษณะเหมอื กลองหรอื หองภายในคาน นอกจากนีฐ้ าน แผแ บบกลองมีนา้ํ หนักเบาแตร บั นํ้าหนักไดเทา กับฐานรากอืน่ ทําใหชว ยลดการทรุดตัวได 3. ฐานรากเข็ม (Pile Footing) คือ ฐานรากที่แบกรับนํ้าหนักจากตัวอาคารแลวจะถายนํ้าหนักลดสูตัว เสาเข็มกอน จากนั้นเสาเข็มก็จะทําหนาท่ีถายนํ้าหนักลงสูช้ันดินที่ลึกลงไป การเลือกใชฐานรากตองมี เสาเข็มมารองรับนี้ ตองคํานึงถึงปจจัยดานขนาดน้ําหนักท่ีบรรทุกวามีมากเกินกวากลสมบัติของดินที่จะ ไดรบั หรือไม ถา กลสมบตั ขิ องดนิ ในทอ งถ่ินน้ันๆ ออ นตวั มากๆ ถา ไมใชเสาเข็มรองรับ กอ็ าจจะทําใหอาคาร ทรงตวั อยูไมได เหมือนกบั การทเี่ ราเอาเกา อซี้ ึ่งมี 4 ขา และแขง็ แรงดไี ปวางลงบนดนิ เลน ในไมช า เกา อ้ีน้ัน ก็จะเอียงตัวจนลมไปได แตถาเราตอขาเกาอี้ใหยาข้ึนจนทะลุชั้นเลนนั้นลงไป ก็จะพบกับช้ันดินที่แข็งขึน้ เปนผลใหเกาอ้นี ัน้ มเี สถยี รภาพตั้งอยไู ด นิยมใชในเขตกรุงเทพมหานคร

-8- ฐานรากเขม็ ยงั แบงประเภทของเสาเขม็ ที่มารองรับไดอีก 2 ประเภทใหญๆ คือ 3.1 ฐานรากเสาเข็มสั้น Friction Pile เปนฐานรากท่ีแบกรับนํ้าหนักไมมากนัก และกอสรางอยู บนช้ันดนิ ออน เชน อาคารบา นพักอาศัยท่ัวไปท่ีปลูกสรางในเขตภาคกลาง การแบกรับนํ้าหนกั ของเสาเข็ม จะอาศัยความเสียดทาน Friction ของดินที่มาเกาะรอบๆตัวเสาเข็มเทาน้ัน ความยาวของเสาเข็มส้ันที่ สะดวกตอการปฏิบัติงานโดยทั่วไป จะมีความยาวประมาณ 6-16 เมตร ถาความยาวไมเกิน 6 เมตร ก็ สามารถใชแรงงานคนและสามเกลอตอกลงไปได แตถายาวมากกวา 6 เมตรข้ึนไป จะตองใชปนจ่ันเปน เคร่ืองตอก 3.2 ฐานรากเสาเขม็ ยาว Bearing Pile เปนฐานรากท่ตี อ งแบกรบั นาํ้ หนกั มาก และกอ สรา งอยูบน ชัน้ ดนิ ออน เชน อาคารสํานกั งาน โรงงานอตุ สาหกรรม โรงแรม หา งสรรพสนิ คา ฯลฯ การแบกรบั นํา้ หนัก ของเสาเข็มยาวน้ี จะตองอาศัยทั้งความเสียดทาน (Friction) ของดิน และการแบกรับนํ้าหนักที่ปลาย เสาเขม็ Bearing ซ่ึงหยัง่ ถึงช้ันทรายในระดบั ความลกึ 21 เมตรข้ึนไป ความยาวของเสาเข็มซ่ึงยาวมากกวา 21 เมตรนั้น ในทางปฏิบัติแบงเปน 2 ทอน แลวคอยๆตอกลงดวยปนจ่ัน ซ่ึงตองไดรับความเห็นชอบจาก วิศวกรผูออกแบบเสมอ และการใชสองทอนตอกัน ก็อาจจะทําใหเกิดปญหาเสาเข็มเคล่ือนหลุดออกจาก กันในภายหลังได อาจเปนผลใหเกดิ การทรดุ ตัวไดเ ชนกัน 3.3 ประเภทขอเสาเข็มที่ใชในงานฐานรากอาคาร มี 2 ประเภท คอื 3.3.1 เสาเขม็ ส้ัน (Friction Pile) เสาเข็มคอนกรีตประเภทนี้ มผี ลิตขายในหลายรปู รา ง เชน รูปตัวที (T) รูปตัวไอ (I) รูปหกเหลี่ยมกลวง และรูปส่ีเหล่ียมตัน ขนาดหนาตัดทั่วไปคือ 15x15 ซม. และ 18x18ซม. สว นความยาวสามารถสงั่ ซื้อไดต งั้ แต 1-8 ม. ถาความยาวมากกวานีส้ ัดสวนก็จะไมเหมาะสม

-9- และหักไดงายความสามารถในการรับนํ้าหนักของเสาเข็มส้ัน จากกฎกระทรวงกําหนดไววา ถาไมมี ผลทดสอบจริง ใหใชค าความฝดหรอื ความเสยี ดทานของดินรอบเสาเขม็ ดงั น้ี - ดินที่อยูในระดับความลึกไมเ กนิ 7 ม. จากระดับนา้ํ ทะเลปานกลาง ใหใชคาแรงฝดของดิน ไมเ กนิ 600 กโิ ลกรมั /ตร.ม. และ - ดนิ ที่อยลู กึ กวา 7 ม. จากระดับน้าํ ทะเลปานกลาง ใหใ ชคา แรงฝด ตามสมการ ดงั น้ี หนวยแรงฝด = 600 + 220e (กโิ ลกรัม/ตร.ม.) วิธีความสามารถในการรับนํ้าหนักของเสาเข็ม เชน เสาเข็ม ขนาด 6 นิ้ว ยาว 6 ม. จะ คาํ นวณไดโ ดยการคาํ นวณเสนรอบรปู เสาเขม็ คูณความยาวเสาเข็ม แลว คูณกบั คา แรงฝดท่ีกําหนด เชน เสาเข็มขนาด 6 นิ้ว ยาว 6 ม. จะรบั นํา้ หนักปลอดภยั ได 1,700 กโิ ลกรมั /ตัน เสาเขม็ ขนาด 5 นวิ้ ยาว 5 ม. จะรับนา้ํ หนกั ปลอดภัยได 1,200 กโิ ลกรัม/ตนั เสาเขม็ ขนาด 4 นว้ิ ยาว 4 ม. จะรบั น้าํ หนักปลอดภัยได 750 กโิ ลกรมั /ตนั เสาเขม็ ขนาด 3 น้วิ ยาว 3 ม. จะรบั นา้ํ หนกั ปลอดภัยได 400 กโิ ลกรมั /ตัน 3.3.2 เสาเขม็ ยาว Bearing Pile สามารถแบงตามชนดิ การกอสรา งไดดงั นี้ 1) เข็มตอกคอนกรีตอัดแรง Prestress Concrete Pilling เสาเข็มคอนกรีตหลอ สําเร็จรูป Precast Concrete Pile เปนเสาเข็มคอนกรีตอัดแรงท่ีหลอจากโรงงาน ผลิตโดยอาศัยเทคนิค การดึงลวดรับแรงดึง Pre-tension Method แลวเทคอนกรีตลงในแบบหลอ ในขณะที่แรงดึงในเสนลวด Tendon ยังคงคางอยู เมอ่ื คอนกรตี แข็งตวั จนไดกําลงั อดั ตามเกณฑแ ลว จงึ ตัดลวดรับแรงดึงออก โดยปกติ การถา ยกําลังจากลวดรับแรงดึงสูคอนกรีต จะตอ งใชค อนกรีตที่มกี ําลังอดั ไมตาํ่ กวา 250 กก./ตร.ซม. และ เมื่อคอนกรีตอายุครบ 28 วัน คุณสมบัติของคอนกรีต เมื่อทดสอบดวยรูปทรงลูกบาศกขนาด 15x15x15 ซม. ตองมีกําลังอัดประลัยไมตํ่ากวา 420 กก./ตร.ซม. หรือเมื่อทดสอบดวยรูปทรงกระบอกขนาด เสนผาศูนยกลาง 6 นิ้ว สูง 12 นิ้ว ตองมีกําลังอัดประลัยไมต่ํากวา 350 กก./ตร.ซม. ปูนซีเมนตท่ีใชอาจ เปนชนิดแข็งตัวเร็ว Rapid Hardening Strength cement, Type III หรือ ชนิดปอรตแลนดธรรมดา Ordinary Portland cement Type I ผสมสารเรงการกอตัว โดยมีสวนผสมของปูนซีเมนตไมนอยกวา 400 กก./ลบ.ม.ของคอนกรีต บมคอนกรีตดวยน้ําหรือไอนา้ํ กําลังดึงประลัยสูงสุดของลวดตองไมต่ํากวา 17,500 กก./ตร.ซม. เข็มประเภทนี้ เปนเข็มที่ราคาคอนขางประหยัด ทํางานไดรวดเรว็ เปนที่นิยม และมี ผผู ลิตแพรห ลาย มหี นา ตดั ตา งๆกัน เชน สี่เหลีย่ มตัน รปู ตวั ไอ รปู วงกลม ขอเสียหลักของการใชเขม็ ตอกก็ คือ ระหวางการตอก จะเกิดการส่ันสะเทือนมากกวาเข็มอื่นๆ หนาตัดของเข็มจะเปนรูปตัวไอ I หรือ ส่ีเหล่ียมตัน โดยท่ัวไปจะมีขนาดประมาณ 8-9 และ 20-30 ม./ทอน จึงควรจะตอใชตามจํานวนที่เหมาะ กบั ความยาวท่ีตอ งการ ความยาวของตวั เขม็ ข้นึ อยกู บั ประเภทดนิ ของเขตน้นั ๆ พ้ืนทท่ี ี่ใกลแมน ํ้าหรอื เปน แองมากอน จะมคี วามจาํ เปนตอ งตอกใหลกึ กวา พ้ืนท่อี นื่ กรณีที่ไมม ีความแนใจ นอกจากจะสามารถ

- 10 - สอบถามเทศบาลแลว ยังสามารถเลือกสอบถามขางบานวา มีการเลือกวางเขม็ ทค่ี วามลกึ เทาไร เข็มท่เี ปนท่ี นิยม คือเขม็ I18 I22 I26 2) เสาเข็มเจาะ Boring Pile ซง่ึ ปจ จุบนั เปนทีน่ ยิ ม วธิ ีการไมย งุ ยาก จะเหมาะกบั บา น ทีก่ อ สรางตดิ กัน หรอื กรณที ่ีพน้ื ทที่ างเขา แคบมาก รถใหญไ มส ามารถเขาได การใชเ ข็มเจาะจงึ จะเหมาะกับ สถานการณกวา มีท้ังแบบ+ ขนาดเล็ก Small Bored Pile เปนเสาเข็มเจาะที่มีขนาดเสนผาศูนยกลาง ระหวาง 30-60ซม. สามารถเจาะไดลกึ ประมาณ 20-30 เมตร ซง่ึ เปนช้นั ทรายช้นั แรกท่ีมีนํ้าใตด ินอยู ทาํ ให เจาะลึกกวานี้ไมได เราจึงเรียกเสาเข็มเจาะขนาดเล็กนี้วา เปน ระบบแบบแหง Dry Process การเลือกใช เสาเข็มเจาะขนาดเล็กนี้จะใชเพ่ือทดแทนเสาเข็มตอกคอนกรีตอดั แรง ดวยเหตุผลหลายประมาณ เชน ไม สามารถขนสงเสาเข็มตอกไปในพื้นท่ีกอสรางได การตอกเสาเข็มจะกอใหเกิดแรงส่ันสะเทือนและเสียงดัง ชุมชนอาจจะไมยินยอม สถานท่ีท่ีจะตอกนั้นคับแคบ ไมสามารถนําปนจ่ันเขาไปตอกได หรือเพ่ือใชงาน ซอมแซมอาคารเดิมที่ไมสามารถนําเสาเข็มตอกเขาไปตอกในอาคารได + ขนาดใหญ Large Bored Pile เปนเสาเข็มเจาะท่ีมีขนาดเสนผาศูนยกลางมากกวา 60ซม. ข้ึนไป สําหรับความลึกต้ังแต 25-60ม. เปน เสาเข็มที่ใชสําหรบั งานกอสรา งขนาดใหญม าก เชน สะพานลอยฟา สะพานทางหลวง อาคารสงู มาก ฯลฯ เสาเข็มเจาะขนาดใหญนี้ จะมีท้ังระบบแบบเปยก และระบบแบบแหง สําหรับระบบแบบเปยกน้ัน ใชใน กรณีทชี่ ้นั ดินมีนํ้าใตด ิน ซ่งึ นํา้ ใตด ินจะดันใหห ลุมทเ่ี จาะพงั ทลายได จึงตอ งใสน ้าํ ผสมสารละลายเบนโทไนต Bentonite ลงไปในหลุมเจาะดวย เพื่อทําหนาที่ตานทานน้ําใตดินและเคลือบผิวหลุมเจาะไมใหพัง สวน ระบบแหงนั้นจะใชในกรณีท่ีชั้นดินไมมีนํา้ ใตดิน และสภาพดินมีความหนาแนน ไมทําใหหลุมท่ีเจาะพงั ได โดยงา ย เสาเขม็ เจาะสามารถทาํ ได 2 c[[ 8nv - เสาเข็มเจาะระบบแหง (Dry Process) เปนเสาเข็มท่ีเหมาะกับเสาเข็มท่ีมีขนาด ของเสน ผา ศนู ยกลาง ตง้ั แต 0.35-0.60ม. ความลึกของหลมุ เจาะไมลกึ มากนัก กน หลุมเจาะยังอยูใ นช้ันดิน เหนียวแข็ง Stiff Clay หรือช้ันทรายที่ไมมีน้ํา การนําดินข้ึนมาจากหลุมเจาะ ใชเคร่ืองมีประเภทสวาน Auger หรอื กระบะตักดิน Bucket นําดนิ ขนึ้ มาเทานั้น ภายในหลมุ เจาะตองไมม นี ํ้า และการพงั ทลายของ ดินในหลุมเจาะควรนอ ยหรือไมมเี ลย - เสาเข็มระบบเปยก (Wet Process หรือ Slurry Method) เปนเสาเข็มเจาะท่ีมี ขนาดของเสนผาศูนยกลางตั้งแต 0.50ม. เปนตนไป ไมจํากัดความลึกของหลุมเจาะ สําหรับอาคารขนาด ใหญ อาจะเลือกใชระดับความลึกประมาณ 40-50 เมตร จากระดับพ้ืนดิน การปองกันดินพังทลาย ใช เทคนิคการสรางสภาพแวดลอมของหลุมเจาะใหมีเสถียรภาพ โดยการใชของเหลวประเภท Bentonite Slurry ซงึ่ เปนสารละลายทช่ี วยสรา งแรงดนั ในหลมุ เจาะ ปอ งกันดนิ พงั ทลาย และแรงดันน้าํ ในดิน ใสลงใน หลมุ เจาะ และการเทคอนกรีตโดยวธิ ีการเทคอนกรีตใตนํ้าผานทอ Tremie Pipe เพ่ือปองกันมใิ หค อนกรตี เกดิ การแยกตัว เมอื่ ไปสมั ผัสกบั สารละลาย Bentonite โดยตรง