การทดสอบเสาเข็ม (Pile Testing)

การทดสอบเสาเข็ม (Pile Testing) สามารถทำได้ส่วนใหญ่ 3 วิธี คือ

1. Seismic Test การทดสอบเสาเข็มโดยวิธี Seismic Test เป็นการทดสอบเพื่อประเมินสภาพความสมบูรณ์ตลอดความยาวของเสาเข็ม การทดสอบวิธีนี้เป็นการการทดสอบที่สะดวก รวดเร็ว และค่าใช้จ่ายตํ่า จึงเป็นที่นิยมใช้ในการตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มในขั้นต้น การทดสอบนี้สามารถดําเนินการได้ทั้งใน เสาเข็มคอนกรีตอัดแรง และเสาเข็มเจาะหล่อกับที่ โดยทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มตามมาตรฐาน ASTM D5882-07

ซึ่งผลการทดสอบโดยวิธี Seismic Test นั้นจะระบุถึงข้อบกพร่องต่างๆ เช่น รอยแตกร้าว โพรงหรือช่องว่าง รอยคอด หรือบวมของเสาเข็ม

2. Dynamic load Test การทดสอบเสาเข็มโดยวิธี Dynamic load Test จะสามารถตรวจสอบหาความสมบูรณ์ของเสาเข็มเบื้องต้น หากําลังรับนํ้าหนักบรรทุกของเสาเข็ม การกระจายหน่วยแรงเสียดทานของเสาเข็ม กําลังรับนํ้าหนักบรรทุกที่ปลายเข็ม ความสัมพันธ์ระหว่างการนํ้าหนักบรรทุกและการทรุดตัว ค่าหน่วยแรงเค้นอัดและแรงเค้นดึงที่เกิดขึ้นระหว่างการทดสอบ และทราบถึงประสิทธิภาพของปั้นจั่นตอกเสาเข็ม

การทดสอบเสาเข็มโดยวิธี Dynamic Pile Test นั้น สามารถทำการทดสอบได้ 3 ลักษณะตามช่วงเวลาการทดสอบ ดังนี้

-Initial Driving Test (IDT) เป็นการทดสอบระหว่างการตอกเสาเข็ม
-End of Driving Test (EDT) เป็นการทดสอบทันทีเมื่อตอกเสาเข็มถึงระดับปลายเสาเข็มที่กำหนดค่ากำลังรับน้ำหนักบรรทุกที่ได้นี้จะต่ำเนื่องจากดินรอบเสาเข็มยังไม่คืนสภาพ
-Restrike Driving Test (RDT) เป็นการทดสอบหลังการตอกเสาเข็มแล้วเสร็จ (โดยทั่วไปไม่น้อยกว่า 7 วัน)
>>อ่านทั้งหมด

เสาเข็มตอก ( Driven Pile)

เสาเข็มตอก (Driven Pile) คือ เสาเข็มที่ต้องใช้ปั้นจั่นตอกเสาเข็มลงไปในดินจนได้ความลึกที่ต้องการ ซึ่งเป็นวิธีการที่ได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากมีวิธีการก่อสร้างไม่ซับซ้อนและค่าใช้จ่ายไม่สูง แต่ในปัจจุบันมีปัญหาในการก่อสร้างในพื้นที่ที่มีอาคารรอบข้าง เนื่องจากแรงสั่นสะเทือนในการตอกและการเคลื่อนตัวของดินที่ถูกแทนที่ด้วยเสาเข็ม เสาเข็มตอกมีส่วนประกอบที่สำคัญ คือ

1) หัวเสาเข็ม (Head) คือ ส่วนบนสุดของเสาเข็มที่รองรับแรงกระแทกจากการตอกเสาเข็ม

2) ตัวเสาเข็ม (Foot) คือ ส่วนลำตัวของเสาเข็มมีพื้นที่ผิวมากกว่าส่วนอื่นๆ ทำหน้าที่รับแรงฝืดระหว่างเสาเข็มกับดิน

3) ปลายเสาเข็ม (Tip) คือ ส่วนล่างสุดของเสาเข็ม ทำหน้าที่เจาะทะลุชั้นดินและรับแรงแบกทาน มีหลายรูปแบบแล้วแต่ชนิดของดินที่ตอกผ่าน ได้แก่

ปลายหัวป้าน เหมาะกับการตอกผ่านดินอ่อน
ปลายหัวเข็ม เหมาะกับการตอกผ่านดินอ่อน โดยสวนปลายปักลงชั้นดินดานหรือ ทราย
ปลายหัวดินสอ เหมาะกับการตอกผ่านดินเหนียว กรวด ทราย โดยปลายเป็นเหล็กหล่อ
ปลายหัวปากกา เหมาะกับการตอกผ่านชั้นหิน
>>อ่านทั้งหมด

การคำนวณ Blow Count งานตอกเสาเข็ม

การทดสอบ Blow Count เราจะใช้สำหรับประเมินกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็มตอก (Driven Pile) ซึ่งจะใช้กับเสาเข็มทุกต้น โดยมีสูตรที่ใช้คำนวณหลายสูตรด้วยกัน แต่ในที่นี้จะขอยกตัวอย่างการคำนวณ Blow Count ด้วย Danish’s Formular ดังนี้

Blow Count Calculation
Project :-
ก่อสร้างอาคารเรียนโรงเรียนวัดพิพิธประสาทสุนทร (พิพิธวิทยาคาร)
Danish’s Formula:-
Qu = [eWh]/[S+(eWhL/2AE)1/2]
Qu = Ultimate bearing capacity
W = Weight of hammer
h = Height of drop hammer
= The average subsidence of the pile by hammering the last 10 (S)
A = Cross section area of pile
e = Equipment loss factor
L = Length of pile
Criteria:-
SQ = Section of pile = 22 x 22 cm.
A = Cross section area of pile = 484 sq.cm.
L = Length of pile = 2100 cm.
Qa = Allowable bearing capacity or Safe load = 25 Tons
W = Weight of hammer = 3.5 Tons
h = Height of drop hammer = 30 cm.
e = Equipment loss factor = 0.8
(e = 1.00 for Free failling hammer or e = 0.80 for Drop hammer with friction winch)
FS = Factor of safety = 2.5
fc’ = The specified compressive strength of concrete at the age of 28 days = 350 Ksc
Resalt:-
E = Elastic modulus of concrete = 282.5 Tons/sq.cm.
Qu = Ultimate bearing capacity = 62.5 Tons
= The average subsidence of the pile by hammering the last 10 (S) = 0.541 cm.
The average subsidence of the pile by hammering the last 10 (S) does not exceed 0.541 cm.
The last 10 blow should be than or equal to 5.41 cm.
If the number of times in the hammer 30 cm. (1 ft.) greater than or equal to 55 times

ตอกเสาเข็มหรือทำฐานแผ่…ดี?

ฐานราก คือ ส่วนประกอบของโครงสร้างที่ถูกฝังอยู่ใต้ดิน ทำหน้าที่รองรับน้ำหนักของอาคารทั้งหลังเอาไว้ ส่วนการตัดสินใจว่าจะเลือกใช้ฐานรากแบบไหนนั้น โดยทั่วไปมีเกณฑ์ในการพิจารณาดังนี้:-

อันดับแรก เราต้องทราบน้ำหนักของอาคารที่ถ่ายลงบนฐานรากแต่ละฐานว่ามีน้ำนักกดลงไปเท่าไร ทำได้โดยให้วิศวกรคำนวณออกแบบโครงสร้างตามหลักวิศวกรรม

ต่อมาก็มาพิจารณาว่าชั้นดินในพื้นที่ที่เราจะก่อสร้างนั้นสามารถรับน้ำหนักได้เท่าไร

พิกัดรับน้ำหนักของชั้นดิน
พื้นที่ (ตัน/ตร.ม.)
กรุงเทพฯ หรือ พื้นที่ดินอ่อน 2
ภาคกลาง 8
ภาคเหนือ 8
ภาคตะวันออกเฉียงเหนือ 8
ภาคตะวันออก, ชลบุรี, ระยอง 10
ภาคใต้ 10
ใกล้ภูเขา (มองเห็นภูเขา) 12
ใกล้ทะเล 12

 

ต่อจากนั้นจึงมาคำนวณหาขนาดของฐานราก โดยหลักการแล้วการกำหนดว่าฐานรากที่ใช้เสาเข็มจะมีขนาดเท่าใดนั้นสามารถทำได้โดยนำเอา “น้ำหนักของอาคารทีกดลงบนเสาเข็ม” ลบกับ “พิกัดการรับน้ำหนักของดิน”คูณกับ “พื้นที่ของฐานรากที่สัมผัสดิน”

พิกัดรับ นน. ฐานราก = (นน. อาคารทีกดลงบนเสาเข็ม) – (พิกัดรับ นน. ดิน) X (พท. ฐานรากที่สัมผัสดิน) >>อ่านทั้งหมด

ตอกเสาเข็มอย่างไรไม่ให้หนีศูนย์

เพื่อให้มั่นใจว่าการตอกเสาเข็มจะตรงตามตำแหน่งที่กำหนดไว้และไม่คลาดเคลื่อน เราสามารถทำได้โดยไม่ยากตามขั้นตอน ดังต่อไปนี้:-

ขั้นแรกให้หาศูนย์กลางของเสาอาคารก่อน แล้วจึงปักหมุดไม้ (Pin) ลงบนตำแหน่งศูนย์กลางเสา และทาสีแดงไว้เพื่อให้มองเห็นได้ชัดเจน

หลังจากนั้นก็วางไม้ Off Set หรือไม้บอกระยะอ้างอิงภายนอกเสาเข็ม 2 อัน (การวางไม้ Off Set ควรห่างจากศูนย์กลางเสาเข็ม 1 เมตร ซึ่งเป็นตัวเลขที่ลงตัวและง่ายต่อการคำนวณ)

ก่อนตอกเสาเข็ม หลังจากปั้นจั่นยกเสาเข็มวางลงบนศูนย์กลางหมุดแล้ว ต้องตรวจสอบระยะระหว่างไม้ Off Set ถึงขอบเสาเข็มให้ได้เท่ากับระยะ 100 เซนติเมตร ลบกับ ครึ่งหนึ่งของขนาดเสาเข็ม หรือเขียนเป็นสมการได้ดังนี้:-

X = 100 – Y

โดย:-
x คือ ระยะ Offset (เซนติเมตร)
Y คือ ขนาดความกว้างหน้าเสาเข็ม/2 (เซนติเมตร)

เพื่อความสะดวกในการนำไปใช้งานจึงสรุปไว้ดังตารางข้างล่าง

ขนาดเสาเข็ม
(ซม.)
 ขนาดเสาเข็ม/2 (Y)
(ซม.)
100 – Y
(ซม.)
ระยะ Off Set (X)
(ซม.)
18 × 18 9 100 – 9 91
22 × 22 11 100 – 11 89
26 × 26 13 100 – 13 87
30 × 30 15 100 – 15 85
35 × 35 17.50 100 – 17.50 82.50
40 × 40 20 100 – 20 80
45 × 45 22.50 100 – 22.50 78.50