บทนำระบบฐานรากรถไฟฟ้า
ฐานรากและกำแพงกันดินสำหรับงานรถไฟฟ้า
การทดสอบเสาเข็ม
หน้าหลัก    l        คณะผู้จัดทำ        l        วิทยากร        l        ภาพบรรยากาศ
รายงานวิชา สัมมนา (Seminar) ในหัวข้อ "ฐานรากลึกและกำแพงกันดินสำหรับงานโครงการรถไฟฟ้า"
โครงการปริญญาโท สาขาวิชาวิศวกรรมโครงสร้างพื้นฐานและการบริหาร ภาคพิเศษ
ภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ปัญหาที่พบในงานเสาเข็มหลังการติดตั้ง
บทที่ 1 บทนำ

     ในการก่อสร้างงานโครงสร้างพื้นฐานขนาดใหญ่สิ่งที่สำคัญอันดับแรกคือ การก่อสร้างฐานรากโดยในรายงานเล่มนี้จะพูดถึงการก่อสร้างฐานรากสำหรับงานรถไฟฟ้า ฐานรากที่ใช้ในงานรถไฟฟ้าจะใช้ฐานรากแบบมีเสาเข็มสำหรับงานโครงสร้างยกระดับ ซึ่งเสาเข็มที่ใช้ในกรงเทพมหานครส่วนใหญ่เป็นเสาเข็มเจาะ และใช้กำแพงกันดินสำหรับงานสถานีใต้ดิน โดยมีรายละเอียดจากบริษัทซีฟโก้ จำกัด มหาชน ดังนี้
งานเสาเข็มเจาะ (Bored Piles)
งานเสาเข็มเจาะเป็นงานฐานรากส่วนสำคัญในการก่อสร้างอาคารและโครงสร้างพื้นฐานเหมาะสำหรับบริเวณที่มีชั้นดินอ่อนแต่จำเป็นต้องใช้เสาเข็มเพื่อรองรับน้ำหนักของโครงสร้างเพื่อความมั่นคงแข็งแรง หรือใช้กับบริเวณพื้นที่ที่ไม่สะดวกในการใช้เสาเข็มตอก นอกจากนี้เสาเข็มเจาะสามารถทำให้มีขนาดใหญ่เพื่อรองรับน้ำหนักอาคารหรือสิ่งปลูกสร้างที่มีระดับความสูงมากๆ โดยไม่ก่อให้ดินเกิดการเคลื่อนตัวไปดันสิ่งก่อสร้างข้างเคียงให้เกิดความเสียหายเหมือนกรณีใช้เสาเข็มตอกการใช้เสาเข็มเจาะยังสามารถลดขนาดของฐานรากให้เล็กกว่ากรณีใช้เสาเข็มตอก และสามารถลดมลภาวะเรื่องเสียง
แรงสั่นสะเทือนที่เกิดขึน้ กับกรณีที่ใช้เสาเข็มตอก รูปแบบเสาเข็มเจาะที่ใช้จะขึ้น อยู่กับสภาพใต้ดิน ดังนั้น จะต้องมีการสำรวจสภาพใต้ดินก่อน จึงจะสามารถออกแบบเสาเข็มเจาะให้เหมาะกับสภาพใต้ดินขณะเดียวกันก็สามารถรับน้ำหนักบรรทุกของโครงสร้างได้ตามที่กำหนด
เสาเข็มเจาะ สามารถแบ่งได้เป็น 2 ประเภท ตามขนาดของเสาเข็ม ดังนี้
    1. เสาเข็มเจาะขนาดเล็ก
    เสาเข็มเจาะขนาดเล็ก คือเสาเข็มที่สามารถรับน้ำหนักตั้งแต่ 30 ตันจนถึงประมาณ 150 ตัน โดยมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 350 ถึง 600 มิลลิเมตร และอาจเจาะลึกถึง 30 เมตร ขึน้ อยู่กับสภาพพืน้ ที่ก่อสร้างแต่ละแห่งเหมาะกับงานโครงสร้างที่มีระดับความสูงไม่เกิน 10ชั้น ถ้าต้องการให้สามารถรองรับน้ำหนักได้มากขึ้น จะต้องเพิ่มจำนวนเสาเข็มมากขึ้นทำให้ต้องใช้พื้น ที่ฐานรากมากขึ้น ตามลำดับ ในการก่อสร้างเข็มเจาะขนาดเล็กใช้เครื่องเจาะแบบก้านหมุน (Rotary Drilling Rig) ขนาดเล็ก และระบบสามขา (Tripod Rig) ซึ่งมีขนาดที่กระทัดรัดการใช้เข็มเจาะขนาดเล็กมีข้อได้เปรียบคือ ก่อให้เกิดเสียงรบกวนและแรงสั่นสะเทือนในระหว่างการก่อสร้างน้อยมาก อีกทั้งเครื่องมือต่างๆมีขนาดที่กระทัดรัดทำให้เคลื่อนย้ายได้ง่ายและสามารถทำงานได้ใกล้ตัวอาคารมากหรืออาจทำงานภายในตัวอาคารได้
    2. เสาเข็มเจาะขนาดใหญ่
    เสาเข็มเจาะขนาดใหญ่ คือเสาเข็มที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 600 มิลลิเมตร ปัจจุบันสามารถก่อสร้างได้ถึงขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 2,000 มิลลิเมตร สามารถก่อสร้างให้มีความยาวได้มากกว่า 60 เมตร และรับน้ำหนักได้เกิน 1,500 ตันต่อต้น เหมาะกับงานโครงสร้างขนาดใหญ่ทุกระดับความสูง การที่เสาเข็มมีความยาวมาก จะทำให้แรงเสียดทานรอบเสาเข็มช่วยรับน้ำหนักได้ส่วนหนึ่ง นอกจากแรงแบกทานรองรับที่ใต้ปลายเสาเข็มซึ่งรับน้ำหนักส่วนใหญ่เอาไว้ ขนาดของเสาเข็มจะขึ้น อยู่กับแรงรับน้ำหนักของสิ่งปลูกสร้างที่ได้รับการออกแบบไว้ ในกรณีงานโครงสร้างที่ต้องรองรับน้ำหนักมาก เสาเข็มเจาะขนาดใหญ่จะได้เปรียบเสาเข็มเจาะขนาดเล็กและเสาเข็มตอก เนื่องจากเสาเข็มเจาะขนาดใหญ่จะใช้พื้น ที่ฐานรากน้อยกว่าเสาเข็มเจาะขนาดเล็กและเสาเข็มตอกเทคโนโลยีในการทำเข็มเจาะขนาดใหญ่ร่วมกับกำแพงกันดินระบบ (Diaphragm Wall) จะสามารถช่วยร่นระยะเวลาการก่อสร้างของอาคารสูงที่มีห้องใต้ดินลึกให้สั้นลงได้ โดยการนำเทคนิคการก่อสร้างระบบก่อสร้างจากบนลงล่าง (Top - Down Construction) โดยผู้ก่อสร้างโครงสร้างบนดินไม่จำเป็นต้องรอให้งานก่อสร้างใต้ดินเสร็จสิ้นก่อนจึงจะเริ่มงานโครงสร้างบนดินได้ ทางซีฟโก้สามารถจะก่อสร้างเสาเข็มเจาะขนาดใหญ่พร้อมติดตั้งเสาเหล็กขนาดใหญ่ไว้ที่หัวเสาเข็มให้ปลายเสาเหล็กโผล่ถึงระดับดินเดิมไว้ ซึ่งเสาเหล็กดังกล่าวจะสามารถรองรับน้ำหนักอาคารเหนือดินได้ความสูงระดับหนึ่ง ทำให้ผู้ก่อสร้างสามารถเริ่มงานโครงสร้างอาคารต่อไปได้เลยหลังจากที่งานเสาเข็มและงาน D-Wall เสร็จ พร้อมๆกับงานขุดดินก่อสร้างฐานราก โดยไม่ต้องรองานขุดดินฐานรากก่อน

งานกำแพงกันดินชนิด ไดอะแฟรม วอลล์ (Diaphragm Wall)
    กำแพงกันดินชนิดไดอะแฟรม วอลล์ คืองานโครงสร้างใต้ดินอีกประเภทหนึ่งที่เป็นที่นิยมในปัจจุบัน เป็นเทคนิคการทำกำแพงกันดินที่ไม่ต้องใช้ Sheet Pile สามารถกันน้ำใต้ดินได้ดี และสามารถดัดแปลงมาใช้กับเทคนิคการก่อสร้างโครงสร้างใต้ดินและโครงสร้างระบบ Top-down ได้ดี กำแพงกันดินชนิด Diaphragm Wall เป็นเทคนิคการก่อสร้างฐานรากประเภทหนึ่งที่บริษัทซีฟโก้นำมาใช้ ซึ่งทำให้สามารถขุดเจาะลงไปในพื้น ที่เมืองซึ่งมีสิ่งก่อสร้างหนาแน่น และพื้น ที่ซึ่งคับแคบในระดับที่ลึกมาก การก่อสร้างสามารถก่อสร้าง กำแพงกันดินซึ่งมีความหนาตั้งแต่ 0.6 ถึง 1.5 เมตร ก่อสร้างขึ้นโดยเสริมเหล็กและเทคอนกรีตลงไปในร่องดินที่ขุดไว้ล่วงหน้าด้วยวิธีการเทคอนกรีตใต้น้ำ (Tremie Concrete) เพื่อก่อเป็นกำแพงซึ่งมีรูปทรงและมิติต่างๆ ตามที่ออกแบบไว้เพื่อรองรับตัวอาคารด้านบนโครงสร้างชั้น ใต้ดินที่อาคารต่างๆมีอยู่ในปัจจุบัน ส่วนใหญ่ที่ก่อสร้างโดยใช้เทคโนโลยี Sheet pile จะมีความลึกสูงสุดเฉลี่ยประมาณ 2 ชั้น เท่านั้น แต่การใช้เทคโนโลยี Diaphragm Wall ทำให้สามารถก่อสร้างชั้นใต้ดินได้ลึกกว่า 3 ชั้น ซึ่งบริษัทเป็นรายแรกที่สามารถสร้างชั้น ใต้ดินได้ลึกถึง 6 ชั้น คือการสร้างชั้น ใต้ดินอาคารโรงแรมแกรนด์ไชน่า บริเวณหัวมุมสี่แยกราชวงศ์
ซึ่งรายละเอียดด้านเทคนิคของทั้งเสาเข็มเจาะและกำแพงกันดินจะขอกล่าวถึงในบทถัดไป