577 ฐานรากแผ่ ต้องมี “เหล็กเสริม” อะไรบ้าง? เหล็กเสริมตะแกรงล่าง,เหล็กเดือย , เหล็กปลอกเสาในฐานราก, เหล็กเสริมพิเศษ (กรณีฐานรากขนาดใหญ่)
สำหรับการก่อสร้างฐานรากแผ่ (Spread Footing) ซึ่งเป็นโครงสร้างส่วนที่ทำหน้าที่ถ่ายน้ำหนักจากเสาลงสู่ดินโดยตรง การจัดวาง “เหล็กเสริม” ที่ถูกต้องมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อความมั่นคงของอาคาร โดยประกอบด้วยเหล็กเสริมหลักๆ ดังนี้ครับ:
- เหล็กเสริมตะแกรงล่าง (Bottom Mesh Reinforcement)
ในฐานรากแผ่เดี่ยว แรงดันดินจากด้านล่างจะทำให้ฐานรากพยายามแอ่นตัวขึ้นในลักษณะคานยื่นออกไปทั้งสองข้าง ทำให้เกิดแรงดึงขึ้นที่บริเวณส่วนล่างของฐานราก ดังนั้น จึงจำเป็นต้องเสริมเหล็กตะแกรงที่ด้านล่างของฐานรากเพื่อต้านทานแรงดึงนี้ โดยเหล็กตะแกรงล่างนี้มักจะทำจากเหล็กข้ออ้อย (DB) เนื่องจากมีบั้งที่ช่วยยึดเกาะกับเนื้อคอนกรีตได้ดีกว่าเหล็กเส้นกลม
- เหล็กเดือย (Dowel Bars)
เหล็กเดือยคือส่วนของเหล็กยืนจากเสาตอม่อที่ยื่นลงมาถึงตะแกรงเหล็กด้านล่างของฐานรากแล้วแผ่ออกโดยรอบ ทำหน้าที่เป็นตัวเชื่อมต่อโครงสร้างเสากับฐานรากเพื่อส่งผ่านน้ำหนักบรรทุกจากเสาลงสู่ฐานรากได้อย่างสมบูรณ์ โดยทั่วไปเหล็กที่ยื่นขึ้นมาเพื่อทาบกับเสาตอม่อชั้นบน (ระยะทาบเหล็ก) มักจะยาวประมาณ 40-50 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเหล็กเส้นเพื่อให้ถ่ายแรงได้อย่างต่อเนื่อง
- เหล็กปลอกเสาในฐานราก (Column Stirrups in Foundation)
นอกจากเหล็กยืนเสาแล้ว ภายในส่วนของเสาที่ฝังอยู่ในฐานรากยังต้องมีเหล็กปลอกรัดรอบเหล็กยืนเสาด้วย เหล็กปลอกทำหน้าที่รัดเหล็กยืนไม่ให้โก่งตัวเมื่อต้องรับน้ำหนักในแนวดิ่ง และช่วยเพิ่มความเหนียวให้กับโครงสร้างคอนกรีต ในกรณีฐานรากที่มีเสาเข็มต้นเดียว เหล็กปลอกมักจะถูกจัดวางให้ถี่เป็นพิเศษเพื่อช่วยกอดรัดเนื้อคอนกรีตและป้องกันการฉีกขาดของฐานรากจากการงัดของหัวเสาเข็ม
- เหล็กเสริมพิเศษ (กรณีฐานรากขนาดใหญ่)
สำหรับฐานรากที่มีขนาดใหญ่หรือมีลักษณะเป็นฐานรากร่วม (Combined Footing) ที่รองรับเสาตั้งแต่ 2 ต้นขึ้นไป วิศวกรจะออกแบบให้มีการเสริมเหล็กพิเศษเพิ่มเติม ดังนี้:
- ตะแกรงเหล็กบน: ในฐานรากร่วม แรงดันดินจะทำให้ฐานรากแอ่นบริเวณใต้เสาและโก่งตัวที่กลางช่วงระหว่างเสา จึงจำเป็นต้องเสริมทั้งเหล็กตะแกรงล่างและเหล็กตะแกรงบน
- เหล็กเสริมต้านทานแรงเฉือน: หากฐานรากต้องรับน้ำหนักมหาศาล อาจมีการเสริมเหล็กปลอกตั้งหรือเหล็กรูปพรรณพิเศษเพื่อป้องกันการวิบัติจากแรงเฉือนทะลุ (Punching Shear) ซึ่งจะช่วยกระจายแรงไม่ให้เสากดทะลุตัวฐานราก
สรุปท้ายบทความ เหล็กเสริมในฐานรากแผ่ต้องประกอบด้วย เหล็กเสริมตะแกรงล่าง เพื่อรับแรงแอ่นจากการดันของดิน เหล็กเดือย (Dowel Bars) เพื่อส่งถ่ายน้ำหนักจากเสาลงสู่ฐาน เหล็กปลอกเสาภายในฐานราก เพื่อช่วยรัดโครงสร้างและเพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงอัด และในกรณีที่ฐานรากมีขนาดใหญ่หรือเป็นฐานรากร่วม จะต้องมีการเสริม เหล็กตะแกรงบน และเหล็กต้านทานแรงเฉือนเพิ่มเติมตามการคำนวณของวิศวกรเพื่อป้องกันฐานรากแตกร้าวหรือเอียงตัว