หองใตดิน เมอื่ ตอกเสาเข็มเสรจ็ ใหมๆ แลว ไมค วรขุดดนิ ทันที ควรปลอ ยทงิ้ ไวป ระมาณ 1 เดือน ทั้งนเี้ พราะ ดนิ เม่ือถกู เสาเขม็ ตอกจะถกู รบกวน (disturbed) ทาํ ใหคา Shear Strength ของดนิ ลดนอยลง ซึ่งจะกลับคืน กําลังประมาณ 90 % ภายใน 30 – 50 วนั ดงั นนั้ หากรีบทาํ การขดุ ดินจะเกดิ การเลอื่ นไถลของดนิ ทําใหเสา เขม็ ท่ีตอกไวแ ลว เสยี หายได 7. การตอกเขม็ กลมุ ใหต อกเสาเขม็ จากตนกลางกลุม ออกไป 4.3 การจัดเสาเขม็ และระยะหางของเสาเข็ม 1. เสาเขม็ ใตฐ านรากจะตอ งจดั เรยี งสม่าํ เสมอเหมือนกนั ทุกดา น 2. สําหรบั เสาเข็ม End Bearing Piles ระยะหา งระหวางศนู ยกลางของเสาเขม็ จะตอ งหางกัน อยา งนอ ย 2 เทา ของขนาดเสนผาศนู ยก ลางสําหรับเสาเข็มกลม หรือ 2 เทาของเสน ทแยงมมุ สําหรับเสาเข็มสี่ เหลย่ี ม หรอื เสาเข็มเหล็กแตตองไมน อ ยกวา 2.5 ฟุต หรือ 75 ซม. หรอื ผิวตอ ผิวหางกัน 12 นิ้วฟตุ หรือ 30 ซม. 3. สําหรบั เสาเขม็ Friction Piles ระยะหา งระหวางศนู ยก ลางของเสาเขม็ จะตอ งหา งกนั อยา ง นอย 3 – 5 เทา ของเสน ผาศนู ยกลางของเสาเข็ม หรอื 3 ฟตุ 6 นว้ิ (1.00 ม.) 4. เสาเขม็ สาํ หรับโครงสรางในทะเลทร่ี ับคลน่ื กระแทกจะตองหา งกันอยา งนอ ย 5 เทา ของ เสนผาศูนยก ลาง 4.4 ความลึกของเสาเข็มท่ีจมดนิ 1. เสาเขม็ จะตอ งตอกใหจมดนิ ไมนอยกวา 3 เมตร (10 ฟตุ ) ในชนั้ ดินแขง็ และไมนอยกวา 1 ใน 3 ของ ความยาวของเสาเข็ม หรือ 6 เมตร (20 ฟุต) ในชัน้ ดินออน - 10 - 2. สําหรับเสาเข็ม Friction Piles ตอกลงในชั้นดินประเภทตา ง ๆ กนั ซง่ึ คาดวาจะตอกจมลง ไปไดน น้ั ไดแ สดงไวใ นตารางขางลา ง ช้นั วัสดุ ความลึกทีค่ าดวาจะตอกจมลงได หมายเหตุ ทรายสะอาดแนน เลก็ นอย ปกตใิ ชน ้าํ ฉดี 4.5 การใชนํ้าฉีดใหเสาเขม็ จมลงในดิน นกั เมอื่ เปน กรวดเพราะน้าํ ไลไ มคอ ยขนึ้ และไมควรใชในดนิ ประเภทซิลท สว นในดนิ เหนียวใชไ มไดผล หวั ฉดี ขนาดเสน ผา ศูนยกลาง 1 -2 นว้ิ สําหรับเสาเข็ม ขนาด 10 ถงึ 14 นิ้ว (25 – 35 ซม.) จะใชป ริมาณนา้ํ 15 4.6 เสาเข็มเอียง (1:4) แลว จะตอ งใชเ คร่ืองมือตอกพิเศษ 4.7 เสาเขม็ รับแรงถอน 60 ซม. ของคาปลอดภยั ทเี่ สาเขม็ น้ันจะรับได x หนว ย แรงเฉอื นของวัสดทุ ีเ่ สาเขม็ นั้นจมอยู สาํ หรบั ทรายแลวคา หนว ยแรงเฉอื นใหใชค า 250 ปอนด ตอ - 11 - 4.8 เสาเข็มสนั้ Friction Piles ในกรุงเทพฯ ตา ง ๆ กนั 6 แบบ คือเสาเขม็ รูปสามเหลยี่ มดานเทา รปู ส่เี หลีย่ มจัตรุ ัส รปู ดเี อช รปู กลม รูปตวั วาย และรปู 8 1. เสาเข็มสนั้ ทกุ ตนจะถึงจุดวิบัตทิ นั ที่เม่ือคาความฝดดานขา งมีคาสงู สุด - การทรุดตวั ของชั้นดนิ ถมใหมโดยรอบเสาเข็ม - 12 - Soft Point (R and B) = 57oC to 63 oC Penetration Index = Less than + 2 Bitumen จะตองทําใหร อ นทอ่ี ุณหภมู ิ 180oซ (Max) แลว พนหรอื เทลาดเสาเขม็ ความหนา ของ Coating 10 มม. หรือ 3/8 น้ิว กอน Coating จะตอ งทาํ ความสะอาดผวิ หนาเสาเข็มและทาทับหนา (Prime) ดว ย Shell Composites Bitumen Solvent Primer โดยใชแปลงทาหรือพน ในอตั ราประมาณ 2 กก. ตอ 10 ตร.เมตร เมอ่ื ตอ งการใหไ ดรบั Full End – Bearing Resistance แลวปลายลา งสุดของเสาเขม็ ยาว ประมาณ 10 เทา ของเสนผา ศูนยก ลาง หรอื ความกวา งของเสาเขม็ ไมต อ ง Coating ถา Coating ดว ยแลว จะทํา ใหคา End – Bearing Resistance ลดลง การใช Bitumen ดงั กลาว Coat เสาเขม็ หนา 1 ซม. นน้ั สามารถลด Negative Skin Friction ไดม ากกวา 90% 4.10 เสาเข็มรับแรงในแนวราบ 1. ถา แรงรวมกระทาํ เอียงเปน มุมมากกวา 5 องศา แตไ มเกิน 15 องศา กบั แนวดงิ่ แลว จะตอ ง ใชเสาเข็มเอยี งรบั แรงในแนวราบ ถา มุมเอยี งไมเ กิน 5 องศา แลวควรใช Vertical Pile แตถ ามุมเอียงเกินกวา 15 องศา แลวควร ใชเ สาเขม็ แบบ Dead Man 2. เม่ือไมมีการทดสอบ และไมค าํ นงึ ถึงประเภทเสาเขม็ หรือดนิ ทเี่ สาเขม็ ตอกแลว Vertical Pile ยอมใหร ับแรงในแนวราบได 1,000 ปอนด (500 กก.) 3. Menulty (1956) ไดแ นะนําคาแรงในแนวราบท่ีเสาเขม็ Vertical Pile รบั ไดโ ดยปลอดภัย ไวด งั น้ี แรงทเี สาเข็ม Vertical Pile รบั ไดโ ดยปลอดภยั (ปอนด) ประเภท ขนาดเสน ของเสาเข็ม สภาพของ ผา ศนู ยก ลาง ทราย ทราย ดินแนน เสาเข็ม ของเสาเข็ม หยาบ ละเอียด ปานกลาง (นวิ้ ) ไม ปลายอสิ ระ 12 1,500 1,500 1,500 * คอนกรตี ปลายอสิ ระ 16 7,000 5,500 5,000 ปลายยึด ปลายยดึ แนน * 16 7,000 5,500 5,000 แนน หมายถึง เสาเขม็ ทมี่ ีเหล็กหวั เสาเข็มฝงยึดในคอนกรีตฐานรากอยา งนอ ย 24 นวิ้ ฟตุ (60 ซม.) - 13 - 4. จากผลการทดสอบของ vertical Pile ที่ Full Embedded นน้ั เสาเขม็ จะสามารถรบั แรงใน 4.11 นาํ้ หนักของลกู ตุมตอกสําหรบั เสาเข็ม ค.ส.ล. และเสาเขม็ คอนกรตี อดั แรง Wmax = 0.0764 A B A = เนอื้ ท่ีหนักกวา งของเสาเข็ม , ตร.ซม. 2. นาํ้ หนักนอ ยสดุ ของลกู ตมุ ตอก (Humes) ความยาวของเสาเข็ม Wmin P = น้ําหนักของเสาเข็ม 3. นา้ํ หนกั ของลกู ตมุ ตอกนน้ั ควรสัมพนั ธกบั นํ้าหนกั ของเสาเขม็ กลา วคือหนัก 4. CP 2004 กาํ หนดไวว า นํ้าหนักของลกู ตมุ ตอกจะตอ งหนักพอทแี่ นใ จวา สามารถ Swedish Code กาํ หนดอยา งนอ ย 3 ตน แตนํ้าหนักตมุ ตอกอาจใช 2 ตนั ได ถาเสาเข็มยาวไม - 14 - 5. ระยะยกของลูกตมุ ตอก Qu = S Wh QU = Ultimate bearing capacity เปนตน W = นาํ้ หนักของลกู ตุมเปนตน h = ระยะยกลูกตมุ สงู จากหวั เสาเขม็ เปน ซม. S = ระยะท่เี สาเข็มจมเปนเซน็ ตเิ มตร โดยคดิ เฉล่ียจากการ ตอก 10 ครั้งสุดทาย C = 0.9 สาํ หรบั ลูกตมุ ปลอ ย (drop hammer) F.S. = Factor safety . Hiley’s Formula* (แนะนําใหใ ช F.S. = 4) Qu = eWhZ QU = Ultimate bearing capacity เปน ตัน e = Efficiency factor = W + Pr 2 W= นาํ้ หนกั ของลกู ตุม เปน ตัน - 15 - = 0.80 Drop hammer with Friction winch S = ระยะที่เสาเขม็ จมเปน เซน็ ติเมตร โดยคิดเฉลีย่ จากการ C2 = = Temporary Compression = C1+C2+C3 การยุบตัวของกระสอบรองหวั เสาเข็มหนา L2 (ม.) = 1.8 Q uL 2 ซม. การยุบตวั ของเสาเข็มคอนกรตี เสรมิ เหล็กทย่ี าว L (ม.) = 0.72 Q uL 2 ซม. . Janbu’s Formula ( แนะนําใหใช F.S. = 4) Qu = Wh Ku = Cd 1 + 1+ λ Cd = 0.75 + 0.15 P WhL W= นาํ้ หนกั ของลูกตมุ เปนตัน - 16 - Load Bearing Capacity (แนะนาํ ใหใช F.S. = 5) Qu = S + a 2ab เมือ่ a = กาํ ลงั งานจากการตอกท่ีหวั เขม็ = eWh . Gates formula ( แนะนําใหใช F.S = 3) pu = a eh Eh (b − log s) Eh = kips ft or kN m Fps in 27 1.0 SI mm 104.5 2.4 eh = 0.75 for drop and 0.85 for all other hammers - 17 - Pu = eh Eh C1 = eh Eh L (units of s) L= ความยาวของเสาเข็ม 4.13 การคาดคะเนความสามารถในการรับน้าํ หนักบรรทกุ ของเสาเข็มตอก สูตรทใี่ ชใ นการคํานวณหาการ รบั นาํ้ หนกั ของเสาเขม็ ตอกนน้ั เปน สูตรทวี่ ิเคราะหเชิงสถติ อิ าจไมถ กู ตองตรงกับความเปน จริง ดังนั้น ผูใ ชส ตู ร เหลา นใี้ นการคํานวณจึงควรมขี อพิจารณา ดงั น้ี 1. สตู รการตอกเสาเขม็ เพื่อใชป ระเมนิ คา วา เสาเขม็ ท่ตี อกน้นั จะสามารถรบั นํ้าหนกั บรรทุก สงู สดุ ไดเ ทา ใดน้ัน มีอยูหลายสตู ร ซ่งึ ใหผ ลแตกตางกนั ออกไป ดังน้นั การเลอื กใชจ ะตอ งเลือกสตู รท่ีใหคา ถกู ตอ งใกลเ คียงกับคา นํ้าหนกั จริงทีเ่ สาเขม็ ตน น้ันสามารถรับได 2. สตู รตา ง ๆ ท่ีตอกดวยเครือ่ งจักรนั้น จะใหค าผดิ ไปมาก หากดินเปน ดินเหนยี ว จงึ ไมค วร ใชส ตู รเหลาน้ใี นสภาพดนิ ดงั กลาว นอกจากจะไดปรับแกแลว โดยผชู าํ นาญการ 3. สูตรตาง ๆ ทใี่ ชอ ยทู วั่ ไปนัน้ เปน สตู รสาํ หรับ End Bearing Pile จริง ๆ กลา วคอื ปลาย เสาเขม็ หย่งั อยบู นชน้ั ลกู รังหรือช้ันหิน ดนิ ดาล หรือในสภาพท่ีเสาเขม็ ตอกไมลงจริง ๆ ในสภาพดังกลาวน้ี สูตรของ Janbu จะใหผ ลดีทสี่ ดุ สวนสตู รของ Hiley ใหผ ลดี 4. จากผลการทดลองเสาเขม็ จํานวน 88 ตน ของ Michigan State Highway Commission (1965) ไดแ สดงใหเหน็ วาสตู รของ Gate เหมาะสมมากสําหรับนา้ํ หนกั สงู สดุ ไมเกิน 400 Kips (ประมาณ 200 เมตรกิ ตนั ) Olson และ Flaate (1967) ไดท าํ การวเิ คราะหเ ชิงสถิติของเสาเขม็ จํานวน 93 ตัน สรุปไดว า สตู รการตอกเสาเข็มทีเ่ หมาะสมทีจ่ ะใชไดแกสตู รของ Hiley, Janbu และ Gate 5. เนอื่ งจากชนั้ ดนิ ในกรงุ เทพฯ และบริเวณจงั หวดั ขา งเคียงไมเ หมาะสมทจี่ ะใชส ตู รการตอก เขม็ เนอ่ื งจากใหค าตางมากจากความเปนจรงิ ท่ีเสาเข็มน้นั จะรับได คณะวิศวกรรมศาสตรจ ุฬาลงกรณ- มหาวทิ ยาลยั ไดท ําการวิเคราะหสูตรการตอกเสาเข็ม โดยการหาวาสตู รใดจะใหค าใกลเ คียงกับนา้ํ หนักจริง ทไ่ี ดจากการ load test จน failure ปรากฎวาทุกสตู รใหค าต่ํากวา ความเปน จริง ซึ่งสรปุ ไดดงั น้ี - สาํ หรับเสาเขม็ รปู DH สตู รทใี่ หผลดคี อื สตู รของ Gate Hiley, Engineering News และ So ซง่ึ สตู รของ Gate ใหคาใกลเคยี งท่สี ดุ คือตํา่ กวาความเปน จริง 1.63 เทา - สาํ หรบั เสาเขม็ รปู สเี่ หล่ียมจตั รุ สั สตู รทใ่ี หผลดคี ือสูตรของ Janbu, Hiley, So และ Modified Eng News ซึ่งสูตรของ Janbu ใหค า ใกลเคียงที่สดุ คอื ตาํ่ กวา ความเปนจริง 1.54 เทา - สาํ หรบั เสาเข็มรปู ตวั ไอ แนะนาํ ใหใชส ูตรของ Gate 6. จากขอ มลู ดงั กลา วพอจะสรปุ ไดดงั น้ี 6.1 ในกรณีท่ีเสาเข็มตอกไมลงจริง ๆ หรือเปน End Bearing Pile จรงิ ๆ แลว สตู รท่ีควร ใชค ือสูตรของ Janbu หรือสูตรของ Gate เมอ่ื นา้ํ หนกั สงู สุดไมเกนิ 200 เมตริกตัน - 18 - 6.2 ในกรณที เ่ี สาเข็มตอกลงและตอกอยูในบรเิ วณกรงุ เทพฯ และจังหวดั ขางเคยี ง ความยาวของเสาเขม็ ท่ตี อกลงไปประมาณ 20 เมตร จากผวิ ดินแลว ถา เปนเสาเขม็ รูป DH หรอื รปู ตัวไอ ควรใชสูตรของ Gate ทไ่ี ดป รบั แกแ ลวโดยคณะวศิ วกรรมศาสตร ถาเปนเสาเข็มรูปสี่เหล่ยี มจัตรุ ัส ควรใชสตู ร ของ Janbu ทไ่ี ดปรับแกแลว ซึง่ มสี ูตรดังน้ี - Modified Gate Formula ( )Ru = Wr .h 44.6 log t s + 8.22 ใชส าํ หรบั เสาเข็มรูป DH หรอื รูปตวั ไอ - Modified Janbu Formular Ru = 2.14Wr .h Ku.s + 1 ab ในเมือ่ RU = นาํ้ หนักพบิ ัตขิ องเสาเขม็ , เมตริกตนั t = ดา นแคบของหนา ตัดเสาเข็ม, เมตร s = ระยะจมเฉล่ียของเสาเข็ม, เมตรตอครั้ง Ku = Cd 1 + 1+ λ Cd = 0.75 + 0.15 WP Wp = นา้ํ หนกั ของเสาเขม็ , เมตริกตัน λ = Wr .h.L L = ความยาวของเสาเข็ม, เมตร a = e.Wr h : (e = 0.80) A = เนอ้ื ทหี่ นาตัดของเสาเขม็ , ตร.เมตร 7. สาํ หรบั เสาเข็มตอกในบรเิ วณกรงุ เทพฯ และจังหวดั ขางเคยี ง (ยกเวนจงั หวดั สมุทรปราการ สมทุ รสาคร สมทุ รสงคราม และฉะเชงิ เทรา) นนั้ สามารถจะหาคา น้ําหนักพบิ ตั ทิ ่เี สาเข็มน้ันจะสามารถรับ ไดโ ดยอาศยั ความเสียดทานของดินโดยรอบ เสาเข็มและแรงแบกทานตรงปลายเสาเขม็ ดร.ชัย มุกตพันธุ - 19 - ไดเ สนอสตู รดังกลา วนีไ้ ว (ดูรายละเอยี ดใน) ซึง่ จัดวาเปน ทีเ่ หมาะสมสตู รหนง่ึ เมอ่ื ไมใ ชส ตู รตอกเสาเข็ม ( )Pa ในเมื่อ Pa = Safe load, KN. หรอื tons H = ระยะของลกู ตุมตอก, มม. หรอื นวิ้ d = เสนผา นศูนยก ลางหรอื ดานของเสาเขม็ , มม. หรอื นวิ้ AS = เนอื้ ท่ขี องดานของเสาเข็มท่จี มในดนิ , ตร.ม. หรอื ตร.ฟุต a2 = 1 เมื่อเปน Imperial unit F = สว นปลอดภัย (1.5 ถงึ 2.5) 4.14 ผลกระทบจากการตอกเสาเข็ม ก. การตอกเสาเขม็ ในดนิ เหนียว (Cohesive Soil) เกดิ ผลกระทบดงั นี้ 1) เกิดปรมิ าตรเสาเข็มแทนที่ (Pile Volume displacement) ทาํ ใหดินบริเวณพน้ื 2-5 เทาของ เสน ผาศนู ยกลางของเสาเขม็ เสียรปู (remold) และ pore pressure มคี า เพม่ิ ขน้ึ และจะกลับคนื ประมาณ 30 วนั คา Shear Strength และ Skin resistance ในบรเิ วณนีจ้ ะเพ่ิมข้นึ เนื่องจากผลของ Consolidation เมอ่ื pore pressure ลดลง 2) เมอื่ เสาเขม็ ตอกผานช้ันกรวด ไปยงั ชน้ั ดินเหนียว เข็มจะพาเอากรวดเขาไปในดนิ เหนยี ว ลกึ ประมาณ 20 เทาของเสนผา นศนู ยกลางเสาเขม็ ซงึ่ จะเพ่มิ คา Skin friction 3) เสาเขม็ เมอื่ ตอกผานชัน้ ดนิ เหนยี วแขง็ ทีอ่ ยดู านใตข องช้นั ดนิ เหนยี วยอย ช้นั ดินเหนียว แขง็ จะแตกและดนิ เหนยี วยอยจะเขา ไปในรอยราว เน่อื งจากการตอกระหวา งเสาเขม็ ในความลึกประมาณ 20 เทา ของเสนผานศูนยก ลางเสาเข็ม ผลกระทบน้ไี มรา ยแรง เพราะดนิ อดั เขา ไปในรอยแตก ซง่ึ จะใหคา adhesion สงู กวา ดินเหนยี วยอ ย ขางบน 4) เสาเขม็ ตอกในดินเหนียวแขง็ จะเกิดรอยแตกท่ีผวิ หนา และดา นขางของเสาเข็ม ลึก ประมาณ 20 เทา ของเสน ผา นศูนยกลางเสาเข็ม ทาํ ใหค า adhesion ในชว งน้ีไมมี ปกติแลวในความลกึ 1.2-1.8 เมตร จากหัวเสาเข็มจะไมค ดิ คา Skin resistance capacity - 20 - 5) เมอื่ ตอกเสาเขม็ ลงในดินเหนยี วโดยท่ัวไปจะทาํ ใหเ กิดการปดู ของผวิ ดิน (Heave) หรอื เกดิ ในประเทศไทยผลการตอกเสาเขม็ ในชน้ั ดนิ เหนียวบริเวณกรุงเทพ จะเกิดผลกระทบพอสรปุ 1) การสน่ั สะเทือนของการตอกเขม็ ทาํ ใหกาํ ลงั ของดินเสียไปประมาณ 28% ของ 2) ระยะที่กระทบกระเทือนตอ Undrain Shear Strength นน้ั หางจากผิวเสาเขม็ โดยประมาณ 3) กาํ ลงั ของดนิ ทเ่ี สยี ไปจะกลบั คนื มา หลังจากการตอกเสาเข็มแลว 14 วนั - 21 - 5. เสาเขม็ กลมุ เม่อื ตอกเสาเข็มเปน กลุมแลว ความสามารถในการรบั นํา้ หนักของเสาเข็มแตล ะตนจะลดลง ทง้ั นเี้ น่ืองจาก Stress overlap กนั หากจะไมให Stress overlap กนั แลว จะตอ งตอกเสาเขม็ แตละตน หางกนั มาก ซง่ึ ในทางปฎิบตั ิไมกระทาํ กัน เพราะ Pile cap จะโตทําใหคา กอ สรา งสงู ดังนน้ั เมือ่ มีการตอกเสาเขม็ มีระยะ หา งตามท่ไี ดกาํ หนดไวขางบนแลว จะตองทําการ check effect ของกลมุ ดว ย เวนแตป ลายเสาเขม็ หยัง่ อยูบ นช้นั หนิ การลดกาํ ลังการรับนาํ้ หนกั ของเสาเขม็ นั้นหาไดจากสูตรตาง ๆ ดังตอ ไปน้ี 1) Converse Labarre Method E = 1 + φ (n −1)m + (m − 1)n 90m.n ในเมอ่ื E = ประสิทธภิ าพของเสาเขม็ แตละตน ในกลมุ เขม็ m = จาํ นวนแถวของกลมุ เข็ม n = จาํ นวนเขม็ ในแตล ะแถว ø = d/s มคี าเปนองศา d = ขนาดเสน ผาศูนยก ลางของเสาเข็ม s = ระยะหางของศนู ยกลางของเสาเขม็ คา E นอ้ี าจหาโดยตรงจาก กราฟ 2) Feld Method วธิ นี ล้ี ดกาํ ลังของเสาเขม็ ลง 1/16 ของเข็มเด่ยี วตอ จํานวนเสน ทล่ี ากจากเข็ม ตน หนึ่งไปยงั เขม็ ใกลเ คยี งในกลุม ซง่ึ มีผลสรุปดังนี้ จาํ นวนสาเขม็ - 22 - 3) Keriselos Method ระยะหา งระหวา งศนู ยกลางองเสาเขม็ E 4) Sowers ไดก าํ หนดระยะหา งของเสาเขม็ ยาวใน clay และ Group Efficiency ไวดงั น้ี ระยะหาง So = 1.1 + 0.4n0.4 E = 0.5 + (n 0.4 − )0.9 0.1 ในเมือ่ n จาํ นวนเขม็ ทั้งหมด - 23 - 6. คาํ นวณน้ําหนกั บรรทุกจากคุณสมบัติของดนิ ( Static pile formula ) 6.1 เสาเข็มทล่ี อยอยใู นชน้ั ดินออ น ( Friction Pile ) การคาํ นวณเพ่อื หานาํ้ หนักบรรทุก ควรคาํ นวณเปรียบเทียบระหวา งแรงเสยี ดทานที่ผวิ ของเสาเข็มแตรวมกนั กบั แรงตานของเสาเขม็ กลุม ( Pile group ) คา ใดนอ ยกวาใหถ ือคานน้ั เปนแรงตา นทเ่ี สาเข็มชดุ น้ันสามารถรับน้ํา หนกั ได ทง้ั นข้ี นึ้ อยกู ับระยะหางของเสาเข็ม การคาํ นวณคาทั้งสองเปนดงั ตอ ไปน้ี .- . แรงเสียดทานทผี่ วิ ของเสาเขม็ แตละตน รวมกนั = n. AP. Ca ……. ( 2 ) (แรงเสียดทานสูงสดุ ) Ap = พนื้ ท่ีผวิ สว นท่ีฝง อยูในดนิ ของเสาเข็ม 1 ตน คดิ ประมาณรอ ยละ 80 ของ cohesion ของดินในชวงท่เี ปนดินออน หรือจะดคู า adhesion factor ของเสาเข็มคอนกรีตไดจาก curve ใน รปู ท่ี 4 ) สว นปลอดภัยใหใช ≥ 8 α = adhesion factor ข. แรงตา น (สูงสดุ ) ของเสาเข็มกลมุ = c.L.P. + N c. c. Ag …….( 8 ) ไดจ ากการเจาะสาํ รวจเปนตัน/ม L = ความยาวของสวนที่ฝง ในดินของเสาเข็ม ( รวมความหนาของฐาน รากดว ย p = เสน รอบรูปของกลมุ เสาเข็ม = 2 ( F + B ) - 24 - Undrained Shear Strength , c, tons / m.2 Ca = ∝ C Ag = - 25 - ตารางท่ี 1 D/B N c′ กลมุ เขม็ สเี่ หลีย่ มผนื ผา กลุมเข็มกลมหรอื สเี่ หลีย่ มจตุรัส 1 7.8 6.4 2 8.4 7 3 8.8 7.8 4 8.9 7.5 5 8.9 7.5 F = ความยาวของหนาตดั , B = ความกวา งของหนาตัด, - 26 - ตวั อยา งการคาํ นวณ 1 ( 1 ) สาํ หรับเขม็ เด่ียว แรงเสยี ดทานรวม = n. Ap . ca 2.5 ตนั / ม2 จากรูปท่ี 4 ∝= 0.85 Ap = (π )(D)(L) = 7.536 ม2 ca = 0.85 x 2.5 ∴ แรงเสียดทานรวม = ( 12 ) ( 7.536 ) ( 2.125 ) ใช F.S = 3.0 ∴ Allowable load = 192.2 = 64.1 ตัน 2. สําหรับเขม็ กลุม แรงตา นของเสาเข็มกลมุ = cLp + Nc′c.Ag L = 8.0 ม. P = 2 ( 1.8 + 2.7 ) = 9.0 - 27 - Ag = 1.8 x 2.7 = 4.86 ม2 D/B = 4.4 , Nc′ = 7.5 ∴ แรงตานทานของเสาเข็มกลมุ 2.5 x 8 x 9 x 7.5 x 2.5 x 4.86 = 271 ตนั ใช F.S =3 Allowable load on pile group = 271 3 = 90.3 ตนั ∴ Allowable load on pile group = 64.1 ตัน 6.2 สาํ หรบั เสาเข็มทปี่ ลายจมอยูในดินแข็ง สาํ หรบั เสาเข็มท่อี ยูในบรเิ วณทม่ี ีชั้นดนิ ออ นอยเู หนือดนิ แข็ง ซึง่ เปน ลกั ษณะชัน้ ดินคลา ยกบั บริเวณ ลมุ แมน า้ํ เจาพระยาตอนลาง ถา ปลายของเสาเข็มผานทะลชุ ้ันดินออ นลง ไปจมอยใู นช้นั ดนิ แขง็ ในการคาํ นวณ หาคา นาํ้ หนักบรรทกุ ของเสาเข็มมกั จะไมคิดแรงตา นทผ่ี ิวในสวนของเสาเข็มท่จี มอยใู นดินออ น ทง้ั น้เี พราะหลงั จากทต่ี อกเสาเขม็ ทะลชุ ั้นดินออ นลงไปนน้ั ในระยะแรกที่ดินออ นรับนํ้าหนักจะเกดิ การยุบตวั เนอื่ งจากขบวน การ Consolidation ไดม าก ระหวา งทีเ่ กิดการยุบตัวนน้ี ้าํ หนกั บรรทกุ สว นทรี่ ับโดยดนิ ออ นจะถูกถา ยไปยังสว นท่ี เปน ดนิ แขง็ เสยี สว นใหญ ฉะนัน้ สําหรับเสาเข็มทป่ี ลายจมอยใู นช้ันดนิ แขง็ โดยมสี ว น 20 บนเปนดนิ ออน จงึ มัก จะคดิ คา นาํ้ หนักบรรทุกของเสาเขม็ จากแรงตา นทีป่ ลายเสาเขม็ แรงตา นท่ีวาของสวนที่จมอยใู นดินแขง็ เทาน้นั หรือ Ultimate Bearing Load = Ultimate End Bearing FSo เม่ือ Ultimate End Bearing ( Q b ) เปนคาทห่ี าไดจากขอ ก. Skin Friction Capacity ( Q f ) เปนคา ทห่ี าไดจ ากขอ ข. และ FSo คอื สว นปลอดภัยอันเนื่องจากการสญู เสยี กาํ ลังของแรงตานท่ีปลายและทรี่ อบ ๆ เสาเข็มไมพรอมกัน (สาํ หรบั บรเิ วณกรงุ เทพฯ ขอแนะนาํ ใหใ ชค าประมาณ 3 ) ก. Ultimate End Bearing of a Single Pile จาก Terzaghi’s Equation qb = 1.2cNc + γDNq + 0.4BγNγ ………. (4) เมื่อ qb Ultimate End Bearing Capacity ตนั / ม.2 ϒ = Effective Unit Weight ของดินรอบเสาเขม็ ตัน/ ม.3 - 28 - ม. B = สว นที่แคบที่สดุ ของหนา ตดั เสาเขม็ qb = 7.4c + γD แตสาํ หรบั เสาเขม็ ท่ีมี DB 〉25 ในกรณีทีไ่ มสามารถหาคา จากผลการทดลองในหองทดลองได ก็อาจจะใชผลการทํา standard penetration test ในสนามมาหาคา c โดยอาศยั ความสัมพนั ธที่แสดงไวใ นรปู ที่ 6. กจ็ ะไดคา c โดยประมาณซึ่ง ไมถกู ตอ งมากนกั สําหรบั ทราย C = 0 qb = γDN q + 0.4BγNγ เมื่อ Nq, Nϒ = Bearing Capacity Factor ดไู ดจากกรา ฟ รูปที่ 7. q f = ca D + KsγD2 tan δ ………..( 5 ) ตน / ม. = ∝c ∝ = Adhesion Factor ดจู ากกราฟรปู ท่ี 4 δ = Angle of Friction ระหวา งดนิ กบั ผิวเสาเข็มเปน องศา ∼ 3 φ Ks = Coefficient of Earth pressure ซง่ึ มีคาดงั ตอ ไปนี้ . - N’ Ks - 29 - รูปท่ี 6 - 30 - รปู ที่ 7 Corelation of Standard Penetration with Bearing Capacity Factors and Angle of Shearing Resistance ( Peck , Hanson, Thornburn 1953 ) เมือ่ N ′ = adjusted number of blow = 15 + 1 (N − 15) N = observed number of blow - 31 - Skin Friction For Clay φ =0 จาก Equation (5) q f = αeD C= 0 Equation (5) จะกลายเปน qf = K sγD 2 tan 3 φ ตวั อยา งการคํานวณ 2 เมอื่ ปลายลางของเสาเขม็ จมอยูใ นชน้ั ดนิ แข็ง กาํ หนดขอ มูลตา ง ๆ ดังรปู จงคํานวณหา - 32 - จาก Qu + น.น. ของเสาเขม็ = Fb + Ff …………… (a) น.น. ของเสาเข็ม = 0.30 x 0.30 x 2400 x 20 = 4320 Kg. Fb = qb x Ab qb = 9c + ϒ D 190.8 ตัน / ม2 Ab = 0.30 x 0.30 = 0.09 ม2 Ff = Qf x As ∝2c2D2 = 0.30 x 20 x 1.0 ∴ Ff = 1.2 ( 24 + 7.6 ) ∴ แทนคา ใน (a ) โดยใช FSo = 3 Qu + 4.3 = 17.1 + 37.9 = 43.6 ตัน Qu = 43.6 – 4.3 ใชค าสวนปลอดภัย = 2.5 Qa = 39.3 = 15.72 ตนั / เสาเขม็ หน่งึ ตน - 33 - ตวั อยา งการคํานวณ 3 เมอ่ื ปลายลางของเสาเขม็ จมอยใู นชน้ั ทราย กาํ หนดขอมูลตาง ๆ ดงั รปู จงคํานวณหานา้ํ จาก Qu + น.น. เสาเขม็ = Fb + Ff ………….(b) Qu = ? น.น.เสาเข็ม = 4.3 ตนั Fb = qb x Ab qb = γDN q + 0.4BγNγ ϒD = 0.5 x 14 + 0.6 x 5 + 1.0 x 1 - 34 - 0.4 Bϒ Nϒ = 0.4 x 0.30 x 1.0 x 46 qb = γDN q + 0.4BγNγ = 11 x 43 + 5.52 = 478.5 ตัน / ม2 Fb = 478.5 x 0.09 Ff = Ff1 + Ff2 Ff 1 = Friction เน่อื งจาก very stiff clay q f1 = αCD1 = 0.4 x 12 x 5.0 = 24.0 ตนั / ม. Ff 1 = 24 x 1.20 = 28.8 ตนั Ff 2 = Friction เนอ่ื งจากชั้นทราย 1.0 ม. = qf 2 x A s qf 2 = KS γDD1 + 1 γD12 tan 3 φ = 0.7 ( 10.0 + ½ x 1.0 x ( 1.0 ) 2 tan ¾ x 36° = 0.7 ( 10.0 + 0.5 ) tan 27° = 7.35 x tan 27° = 3.75 Ff 2 = 3.75 x 1.20 Ff = Ff 1 + Ff 2 = 33.3 ตนั แทนคา ใน ( b ) โดยใช FSo = 3 Qu + 4.3 = 43.1 + 33.3 = 47.7 ตนั Qu - 35 - 2.5 6.3 นํา้ หนักบรรทกุ ของเสาเขม็ Dutch Cone Penetration Test เปน การหานาํ้ หนกั บรรทุกของเสาเข็ม จากคณุ สมบตั ขิ องดินอกี วธิ ีหนึ่ง แตค ุณสมบัติของดนิ ทใี่ ชก บั วธิ นี ตี้ องหาไดม าจากการทดสอบจากการกดหัว dutch cone ในดนิ ตามวิธีการทีจ่ ะกลา วตอไปในหัว ขอ นี้ ผลทไี่ ดจ ะเปนหนวยแรงยดื และหนว ยแรงบรรทกุ ทว่ี ัดไดกส็ ามารถนาํ มาคาํ นวณหานํา้ หนักบรรทกุ ของ |
การคำนวณ เสาเข็ม รับน้ำหนัก
ลิขสิทธิ์ © 2024 moicapnhap Inc.
