สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน
เนื่องจากในวันนี้ผมได้รับข้อความจากเพื่อนรักสมัยเรียนท่านหนึ่งสอบถามผมมาว่า หากเราจะตรวจสอบจำนวนเสาเข็มที่ได้รับการออกแบบมาว่ามีความถูกต้องเหมาะสมมากน้อยขนาดไหน เราจะมีวิธีการอย่างไร ?
วันนี้ผมจึงจะมาให้คำแนะนำในการประมาณค่าเพื่อตรวจสอบจำนวนเสาเข็มที่เราจะใช้ในโครงสร้างบ้านหรืออาคารของเรากันนะครับ
จริงๆ วิธีในการประมาณค่าจำนวนเสาเข็มที่จะใช้ในอาคารหนึ่งๆ จะสำคัญที่หน่วย นน ใช้งานต่อ พท ของอาคารนั่นเองครับ ซึ่งค่าๆ นี้จะรวมถึง นน บรรทุกคงที่ เช่น นน ของโครงสร้าง เสา คาน พื้น ผนัง เป็นต้น และ นน บรรทุกจร แล้วนะครับ
หากเป็นอาคารที่มีพื้นเป็นระบบไร้คาน นน ใช้งานต่อ พท ต่อ ชั้น จะเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 900 kgf/m^(2) ไปจนถึง 1,200 kgf/m^(2) ซึ่งจะขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำงานสถาปัตยกรรม ประเภท และ ความยาวช่วงของอาคาร
หากเป็นอาคารที่มีพื้นเป็นระบบคาน นน ใช้งานต่อ พท ต่อ ชั้น จะเฉลี่ยอยู่ที่ประมาณ 1,000 kgf/m^(2) ไปจนถึง 1,300 kgf/m^(2) ซึ่งจะขึ้นอยู่กับวัสดุที่ใช้ทำงานสถาปัตยกรรม ประเภท และ ความยาวช่วงของอาคารเช่นกันครับ
เรามาดู ตย กันเลยดีกว่านะครับ
ดูรูปประกอบนะครับ ผมสมมติว่ามีอาคารความสูง 5 ชั้น ระบบพื้นที่ใช้เป็นพื้น คอร ขนาดความหนา 20 cm อาคารหลังนี้ต้องรับ นน บรรทุกขนาดความกว้างทั้งหมดของตัวอาคารเท่ากับ 12.3 m ขนาดความลึกทั้งหมดของตัวอาคารเท่ากับ 10.4 m นน บรรทุกคงที่เพิ่มเติมนอกจาก นน ของตัวโครงสร้างมีค่าเท่ากับ 250 kgf/m^(2) และ นน บรรทุกจรมีค่าเท่ากับ 200 kgf/m^(2) และ สถาปนิกได้ออกแบบให้มีจำนวนเสาทั้งสิ้น 12 ต้น และ วิศวกรได้ออกแบบเสาเข็มมาดังนี้
2 ต้นใน ตัวฐานรากมีเสาเข็มจำนวน 3 ต้น
6 ต้นกลาง ริมนอก ตัวฐานรากมีเสาเข็มจำนวน 2 ต้น
4 ต้นนอก ริมนอก ตัวฐานรากมีเสาเข็มจำนวน 1 ต้น
โดยที่เสาเข็มที่ใช้จะมี ค่า นน บรรทุกที่นยอมให้เท่ากับ 40 T/Pile
รวมทั้งสิ้นอาคารหลังนี้มีเสาเข็ม = (2)(3) + (6)(2) + (4)(1) = 22 ต้น
หากเราต้องเป็นวิศวกรผู้ตรวจสอบงานออกแบบของอาคารหลังนี้ จงประมาณการจำนวนเสาเข็มที่จะใช้ในอาคารหลังนี้ออกมา
อาคารลักษณะนี้มีการใช้งานทั่วๆ ไป มิใช่อาคารสาธารณะ ซึ่งข้อนี้สังเกตได้จาก นน บรรทุกจรที่ใช้นั้นมค่าไม่มาก และ อาคารนี้มีระบบพื้นเป็นระบบไร้คาน และ มิใช่อาคารที่มีลักษณะความยาวช่วงที่มาก ดังนั้นผมจะประมาณการ นน ใช้งานอยู่ที่ 1,000 kgf/m^(2) นะครับ
ขั้นตอนแรกเราจะคำนวณ พท ของอาคารทั้งหมดก่อนนะครับ
พท ต่อ ชั้น = (12.3)(10.4) = 128 m^(2) / floor
พท อาคารทั้งหมด = (128)(5) = 640 m^(2)
ขั้นตอนต่อมา เราจะคำนวณ นน บรรทุกทั้งหมดของอาคารนะครับ
นน บรรทุกทั้งหมดบนอาคาร = (640)(1,000) = 640,000 kgf = 640 T
ขั้นตอนต่อมา เราจะมาหาจำนวนเสาเข็มทั้งหมดในตัวอาคารนะครับ
ในที่นี้เราจะใช้ค่า DISTRIBUTION FACTOR ประมาณ 30% ซึ่งค่าๆ นี้ก็จะรวมผลของ REDUNDANCY และ กรณีที่เราไม่สามารถออกแบบให้ฐานราก 1 ตัว นั้นรับ นน ทั้งหมดที่เกิดขึ้นได้เรียกว่า 100% นะครับ เราจึงควรเผื่อค่าๆ นี้เข้าไปด้วย
จำนวนเสาเข็มทั้งหมดที่จะใช้ภายในตัวอาคารควรมีค่าไม่น้อยกว่า = (640)(1+30/100)/(40) = 20.8 ~ 21 ต้น
หากเปรียบเทียบจำนวนเสาเข็มที่ที่วิศวกรออกแบบมาตั้งแต่ต้นเท่ากับ 22 ต้น ก็ถือว่ามีค่าใกล้เคียงกันนะครับ จึงถือว่าการออกแบบจำนวนเสาเข็มนี้น่าจะใช้ได้
ในตอนท้ายนี้ผมต้องเน้นย้ำและสำทับกับเพื่อนๆ อีกสักครั้งนะครับว่า วิธีการข้างต้นนี้เป็นวิธีการตรวจสอบโดยวิธีประมาณการเท่านั้น เพราะ ในการออกแบบอาคารหนึ่งๆ นั้นจะประกอบไปด้วย นน บรรทุกมากมายหลากหลายรูปแบบซึ่งเราไม่ได้นำมาคำนึงถึงในการประมาณการค่าข้างต้น เช่น นน ที่เกิดจากแรงลม นน ที่เกิดจากแรงกระทำของแผ่นดินไหว เป็นต้น ดังนั้นขอให้เราพึงระลึกอยู่เสมอว่า การคำนวณข้างต้น เป็นการคำนวณเพื่อประเมินจำนวนเสาเข็ม ขั้นต่ำ เพียงเท่านั้น ซึ่งหากผลการออกแบบจำนวนของเสาเข็มนั้นม่ค่ามากกว่าค่าๆ นี้อยู่เล็กน้อยจะได้ไม่ต้องตกอกตกใจไป นอกเสียจากว่าจำนวนเสาเข็มที่ประมาณการนั้นมีค่าน้อยกว่า หรือ มากกว่า ที่ทำการออกแบบมาเป้นจำนวนหลายเท่าตัวเลย หากเป็นเช่นนั้นจริง เราอาจจะต้องทำการพูดคุยและปรึกษากับวิศวกรผู้ออกแบบจำนวนเสาเข็มนี้เพื่อที่จะทราบถึงสมมติฐานในการออกแบบ (DESIGN CRITERIA) ว่าเป็นอย่างไร คิด นน บรรทุกอะไรบ้าง ทั้งนี้ก็เพื่อที่จะได้ทำการปรึกษา และ หารือร่วมกันว่าเหตุใดจำนวนเสาเข็มถึงมากกว่า หรือ น้อยกว่า ค่าที่เราประมาณการเอาไว้ ทั้งนี้ก็เพื่อเหตุผลว่าในฐานะวิศวกรออกแบบ เรามีความต้องการที่จะทำการออกแบบให้อาคารนั้นๆ ใช้ปริมาณเสาเข็มในจำนวนที่เหมาะสม มีความประหยัด และ ปลอดภัยเพียงพอนั่นเอง
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
ADMIN JAMES DEAN
