สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน
กลับมาพบกันในทุกๆ วันพุธแบบนี้อีกครั้งหนึ่งซึ่งผมก็จะมาพบกับเพื่อนๆ เพื่อที่จะพูดคุยกันถึงหัวข้อ “ความรู้ดีๆ เรื่องประสบการณ์งานคำนวณออกแบบและการก่อสร้าง” นะครับ
ตามที่ผมได้แจ้งเอาไว้กับเพื่อนๆ เมื่อสัปดาห์ที่แล้วว่าวันนี้ผมอยากจะขออนุญาตหยิบยกและนำเอาตัวอย่างของการคำนวณหาค่าการทรุดตัวของเสาเข็ม ในกรณีที่โครงสร้างเสาเข็มของเรานั้นเป็นเสาเข็มเดี่ยวให้เพื่อนๆ ได้รับชมกัน ดังนั้นวันนี้ผมจึงจะขอหยิบยกเอากรณีของการคำนวณจริงๆ ที่ผมเคยทำเอาไว้เพื่อที่จะใช้ในการตรวจสอบหาค่าการทรุดตัวของเสาเข็มมาใช้เป็นตัวอย่าง โดยผมขอสรุปปัญหาและข้อมูลให้เพื่อนๆ ได้ทราบดังต่อไปนี้นะครับ
ผมมีเสาเข็มไมโครไพล์ต้นหนึ่งดังแสดงอยู่ในรูปที่ 1 ซึ่งเสาเข้มต้นนี้มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเท่ากับ 230 มม และมีความยาวทั้งหมดของเสาเข็มที่ฝังตัวอยู่ในดินเท่ากับ 24 ม โดยที่คอนกรีตที่ใช้ในการก่อสร้างเสาเข็มต้นนี้จะมีค่ากำลังอัดประลัยของคอนกรีตที่อายุ 28 วัน โดยอ้างอิงจากผลการทดสอบจากตัวอย่างรูปทรงกระบอกมาตรฐานมีค่าเท่ากับ 400 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร
จากผลการสำรวจดินพบว่า เสาเข็มต้นนี้ต้องฝังตัวผ่านชนิดของดิน 3 ชั้นหลักๆ ทั้งนี้ข้อมูลของขนาดความยาวของเสาเข็มที่ฝังตัวอยู่ในดินชั้นที่ 1 2 และ 3 จะมีค่าเท่ากับ 7 ม 11 ม และ 6 ม ตามลำดับโดยที่ตัวดินเองจะมีความสามารถในการรับกำลังเสียดทานที่ผิวของดินในชั้นที่ 1 2 และ 3 เท่ากับ 4 ตัน 11 ตัน และ 10 ตัน ตามลำดับ ตัวดินเองจะมีความสามารถในการรับกำลังแบกทานที่ปลายล่างสุดของเสาเข็มและค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของดินซึ่งในที่นี้ย่อมหมายถึงดินชั้นที่ 3 จะมีค่าเท่ากับ 8 ตัน และ 2000 ตันต่อตารางเมตร สุดท้ายก็คือค่าอัตราส่วนปัวซองของดินจะมีค่าเท่ากับ 0.30
จากข้อมูลข้างต้นจงทำการคำนวณว่า หากเราทราบว่าเสาเข็มต้นนี้จะมีความสามารถในการรับน้ำหนักสูงสุดเท่ากับ 40 ตันและเราได้ทำการกำหนดให้ใช้เสาเข็มต้นนี้ในการรับน้ำหนักใช้งานปลอดภัยตามที่ผลการทดสอบดินได้ทำการคำนวณเอาไว้ เสาเข็มต้นนี้จะมีค่าการทรุดตัวมากกว่าค่าการทรุดตัวที่ยอมให้ซึ่งกำหนดให้ใช้เท่ากับ 20 มม หรือไม่ ?
เอาละ เรามาเริ่มต้นทำการคำนวณกันเลยดีกว่า โดยอาจจะเริ่มต้นจากการคำนวณค่าพารามิเตอร์พื้นฐานต่างๆ ของเสาเข็มกันก่อน ซึ่งอาจจะเริ่มต้นจาก
Lp = ค่าความยาวของเสาเข็ม
Lp = 24 M
Lp = 24000 MM
Dp = ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเสาเข็ม
Dp = 230 MM
P = ขนาดเส้นรอบรูปของเสาเข็ม
P = 230 x 4
P = 920 MM
Ap = ขนาดพื้นที่หน้าตัดของเสาเข็ม
Ap = 230×230
Ap = 52900 MM^(2)
Fcp’ = ค่ากำลังอัดประลัยของคอนกรีตที่ใช้ทำเสาเข็ม
Fcp’ = 400 KSC
Ep = ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของเสาเข็ม
Ep = 15100 x √(Fcp’)
Ep = 15100 x √(400)
Ep = 302000 KSC
Ep ≈ 3 T/MM^(2)
ต่อมาก็คือ การคำนวณค่าพารามิเตอร์พื้นฐานต่างๆ ของดินบ้าง ซึ่งอาจจะเริ่มต้นจาก
∆(ALLOW) = ค่าการทรุดตัวที่ยอมให้ของเสาเข็ม
∆(ALLOW) = 20 MM
μ = อัตราส่วนปัวซองของดิน
μ = 0.30
Es = ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของดินชั้นที่รับแรงแบกทาน
Es = 2000 T/M^(2)
Es = 0.002 T/MM^(2)
สุดท้ายก็คือ การคำนวณค่าพารามิเตอร์พื้นฐานต่างๆ ของการรับกำลังของดินและเสาเข็ม ซึ่งก็อาจจะเริ่มต้นจาก
Q(MAX.) = 40 T
Q(B) = กำลังรับแรงแบกทานปลอดภัยของเสาเข็ม
Q(B) = Q(B1) + Q(B2) + Q(B3)
Q(B) = 0 + 0 + 8
Q(B) = 8 T
Q(F) = กำลังรับแรงฝืดปลอดภัยของเสาเข็ม
Q(F) = Q(F1) + Q(F2) + Q(F3)
Q(F) = 4 + 11 + 10
Q(F) = 25 T
Q(T) = กำลังรับแรงปลอดภัยทั้งหมดของเสาเข็ม
Q(T) = Q(B) + Q(F)
Q(T) = 8 + 25
Q(T) = 33 T
ดังนั้น
Q(T) < Q(MAX.)
33 T < 40 T <<<OK>>>
เมื่อเป็นเช่นนี้เราก็สามารถเริ่มต้นทำการคำนวณหาค่าของการทรุดตัวเนื่องจากปัจจัยต่างๆ ไปทีละค่าๆ ก็แล้วกัน โดยที่เราอาจจะเริ่มต้นจากค่า ∆(E) ก่อน ซึ่งค่า ∆(E) ก็คือ ค่าการทรุดตัวของเสาเข็มเนื่องจากคุณสมบัติความยืดหยุ่นตัวของตัวโครงสร้างเสาเข็มเอง โดยที่สมการที่ใช้ในการทำการคำนวณหาค่าๆ นี้ก็คือ
∆(E) = [ Q(B) + ξ x Q(F) ] x Lp / ( Ap x Ep )
โดยที่ค่า ξ ก็คือค่าสัมประสิทธิ์เนื่องจากการกระจายตัวของหน่วยแรงฝืดตลอดความยาวของเสาเข็ม ซึ่งอาจจะหาได้จากรูปที่ 2 ที่ได้แนบอยู่ในโพสต์ๆ นี้ ซึ่งจากการพิจารณาข้อมูลดินแล้วพบว่า ยิ่งชั้นดินมีความลึกที่เพิ่มมากยิ่งขึ้น ก็จะยิ่งมีค่าแรงฝืดที่เพิ่มมากขึ้นตามไปด้วย ซึ่งก็จะสอดคล้องกันกับรูปทางด้านขวามือ ดังนั้นผมจะเลือกกำหนดให้ค่า ξ นั้นมีค่าเท่ากับ 0.67 ดังนั้นเราก็จะสามารถทำการคำนวณหาค่าของ ∆(E) ออกมาได้เท่ากับ
∆(E) = [ Q(B) + ξ x Q(F) ] x Lp / ( Ap x Ep )
∆(E) = [ 8 + 0.67 x 25 ] x 24000 / ( 52900 x 3 )
∆(E) = 3.74 MM
ต่อมาก็คือทำการคำนวณหาค่า ∆(B) กันต่อ ซึ่งค่า ∆(B) ก็คือ ค่าการทรุดตัวของเสาเข็มเนื่องจากน้ำหนักที่กระทำที่ปลายของโครงสร้างเสาเข็ม โดยที่สมการที่ใช้ในการทำการคำนวณหาค่าๆ นี้ก็คือ
∆(B) = σ(B) x Dp x INF(B) x [ 1 – μ^(2) ] / Es
สำหรับค่า σ(B) ก็คือ หน่วยแรงแบกทานที่เกิดขึ้นที่ปลายของเสเข็ม ซึ่งก็คำนวณได้ง่ายๆ จาก
σ(B) = Q(B) / Ap
σ(B) = 8 / 52900
σ(B) = 1.512×10^(-4) T/MM^(2)
ส่วนค่า INF(B) ก็คือ ค่าแฟคเตอร์เนื่องจากกำลังแบกทานของดิน ซึ่งสำหรับกรณีของเสาเข็มและดินทั่วๆ ไปนั้น เราอาจจะเลือกทำการกำหนดให้ใช้ค่าของ INF(B) เท่ากับ 0.85 ก็ได้ ดังนั้นเราก็จะสามารถทำการคำนวณหาค่าของ ∆(B) ออกมาได้เท่ากับ
∆(B) = σ(B) x Dp x INF(B) x [ 1 – μ^(2) ] / Es
∆(B) = 1.512×10^(-4) x 230 x 0.85 x [ 1 – 0.30^(2) ] / 0.002
∆(B) = 13.45 MM
ค่าสุดท้ายก็คือค่า ∆(F) ซึ่งค่า ∆(F) ก็คือ ค่าการทรุดตัวของเสาเข็มเนื่องจากน้ำหนักที่กระทำตลอดความยาวของโครงสร้างเสาเข็ม โดยที่สมการที่ใช้ในการทำการคำนวณหาค่าๆ นี้ก็คือ
∆(F) = Q(F) x Dp x INF(F) x [ 1 – μ^(2) ] / ( P x Lp x Es )
สำหรับค่า INF(F) ก็คือ ค่าแฟคเตอร์เนื่องจากแรงฝืดของดิน ซึ่งเราจะสามารถทำการคำนวณหาค่าๆ นี้ได้ง่ายๆ จากสมการ
INF(F) = 2 + 0.35 √(Lp / Dp)
INF(F) = 2 + 0.35 √(24000 / 230)
INF(F) = 5.575
ดังนั้นเราก็จะสามารถทำการคำนวณหาค่าของ ∆(F) ออกมาได้เท่ากับ
∆(F) = Q(F) x Dp x INF(F) x [ 1 – μ^(2) ] / ( P x Lp x Es )
∆(F) = 25 x 230 x 5.575 x [ 1 – 0.30^(2) ] / ( 920 x 24000 x 0.002 )
∆(F) = 0.66 MM
จากรายการคำนวณทั้งหมดข้างต้น เราจึงอาจที่จะสามารถทำการคำนวณหาค่าการทรุดตัวทั้งหมดของโครงสร้างเสาเข็มไมโครไพล์ต้นนี้จะมีค่าเท่ากับ
∆(T) = ∆(E) + ∆(B) + ∆(F)
∆(T) = 3.74 + 13.45 + 0.66
∆(T) = 17.85 MM
ดังนั้นหากหากเราทำการเปรียบเทียบค่าของ ∆(T) ซึ่งมีค่าเท่ากับ 17.85 มม กับค่าของ ∆(ALLOW) ซึ่งมีค่าเท่ากับ 20 มม เราก็จะสามารถสรุปได้ว่า ค่าการทรุดตัวของโครงสร้างเสาเข็มไมโครไพล์ต้นนี้อยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้
∆(T) < ∆(ALLOW)
17.85 MM < 20 MM <<<OK>>>
เอาเป็นว่าในครั้งต่อไปที่เราจะมาพบกัน ผมอยากจะขออนุญาตมาพูดและอธิบายต่อถึงวิธีในการคำนวณหาค่าการทรุดตัวของเสาเข็ม ในกรณีที่โครงสร้างเสาเข็มของเรานั้นเป็นเสาเข็มกลุ่มให้เพื่อนๆ ได้รับทราบกันต่อก็แล้วกัน โดยหากว่ามีเพื่อนๆ ท่านใดที่มีความสนใจในหัวข้อๆ นี้เป็นพิเศษก็สามารถที่จะติดตามได้ในการพบกันครั้งต่อๆ ไปของเราได้นะครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านจากคำถามในวันนี้น่าที่จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
#โพสต์ของวันพุธ
#ความรู้เรื่องประสบการณ์งานคำนวณออกแบบและการก่อสร้าง
#การทรุดตัวของเสาเข็ม
#ครั้งที่สอง
ADMIN JAMES DEAN
เสาเข็มสปันไมโครไพล์ (Spun Micro Pile): ผู้เชี่ยวชาญการตอกเสาเข็มในพื้นที่จำกัด! คุณกำลังมองหาโซลูชันสำหรับการต่อเติมหรือเสริมฐานรากในพื้นที่จำกัดอยู่ใช่ไหม? เราพร้อมนำเสนอ เสาเข็มสปันไมโครไพล์ (Spun Micro Pile) คุณภาพสูง ซึ่งได้รับการออกแบบมาเพื่อรองรับโครงการก่อสร้างที่ซับซ้อนของคุณโดยเฉพาะ
จุดเด่นของผลิตภัณฑ์และบริการ:
ไร้กังวลเรื่องพื้นที่, ก่อสร้างได้อย่างมีประสิทธิภาพ:
รับน้ำหนักได้ดี, รับประกันคุณภาพ:
จัดส่งรวดเร็ว, ปลอดภัยเชื่อถือได้:
ติดต่อเรา!
@bhumisiam 094-254-6535 ดร.รัฐโรจน์