สูตร คํา น วณ การตอก เสาเข็ม

เสาเขม็ และการคํานวณ
การรับน้าํ หนักของเสาเขม็

กลมุ งานวิเคราะหวิจยั และพัฒนา
สาํ นกั ควบคมุ การกอ สราง
พฤศจกิ ายน 2547

สารบญั หนา

1. บทนํา 1

2. วัตถปุ ระสงคในการนําเสาเขม็ ไปใชในงานกอสราง 1

3. ชนดิ ของเสาเขม็ 2
3.1 เสาเขม็ ไม 2
3.2 เสาเข็มคอนกรตี หลอสําเรจ็ 2
3.3 เสาเขม็ หลอในท่ี 5

4. ขอ กําหนดเกี่ยวกบั การตอกเสาเขม็ 7
4.1 การตอกเสาเข็ม 8
4.2 ขอปฏบิ ตั ใิ นการตอกเสาเข็ม 8
4.3 การจัดเสาเข็มและระยะหางของเสาเขม็ 9
4.4 ความลึกของเสาเขม็ ท่ีจมดนิ 9
4.5 การใชน ํ้าฉดี ใหเ สาเขม็ จมลงในดิน 10
4.6 เสาเขม็ เอยี ง 10
4.7 เสาเข็มรับแรงถอน 10
4.8 เสาเขม็ ส้นั Friction Piles ในกรงุ เทพฯ 11
4.9 Nagative Skin Friction ของเสาเข็ม 11
4.10 เสาเข็มรบั แรงในแนวราบ 12
4.11 นํา้ หนกั ของลกู ตุมตอกสาํ หรบั เสาเขม็ คสล. และเสาเขม็
คอนกรตี อัดแรง 13
4.12 สูตรทีใ่ ชในการคาํ นวณหาการรบั น้ําหนักของเสาเขม็ ตอก 14
4.13 การคาดคะเนความสามารถในการรบั นา้ํ หนกั ของเสาเขม็ 17
4.14 ผลกระทบจากการตอกเสาเข็ม 19

5. เสาเข็ม กลุม 21

- / 6. คํานวณน้ําหนกั

-2- หนา

6. คาํ นวณนํา้ หนกั บรรทุกจากคณุ สมบตั ิของดนิ 23
6.1 เสาเข็มทีล่ อยอยูในช้ันดนิ ออ น 23
6.2 เสาเข็มทีป่ ลายจมอยูใ นช้นั ดนิ แข็ง 27
6.3 นาํ้ หนกั บรรทกุ ของเสาเข็ม 35

7. ตัวอยางในการคาํ นวณเสาเขม็ คอนกรตี อดั แรง 36
7.1 ตัวอยา งในการคาํ นวณเสาเขม็ คอนกรตี อดั แรงรปู ตัว I 36
7.2 ตัวอยางในการคาํ นวณเสาเข็มคอนกรีตอดั แรงรปู ส่ีเหลย่ี ม 39
7.3 ตัวอยา งในการคาํ นวณแผนเหล็กเพอ่ื การเช่อื มตอเสาเข็ม 40

เสาเขม็ และการคาํ นวณการรับนา้ํ หนกั ของเสาเข็ม

1. บทนํา

เสาเขม็ เปน วัสดุทใ่ี ชแพรหลายมากท่ีสดุ ในการรบั นา้ํ หนกั ของอาคาร โดยเสาเข็มจะรับน้ํา
หนกั จากฐานรากกอ น แลว จงึ คอยถา ยใหด นิ ซ่งึ จะตางจากฐานรากแบบแผ ทด่ี นิ รบั นํา้ หนกั จากฐากรากโดย
ตรง การออกแบบฐานโดยใชเสาเข็ม กเ็ พราะดินท่อี ยตู ้นื รับนํ้าหนักไดนอ ย จงึ ตองใชเ สาเข็มเปน ตัวชวยถาย
นาํ้ หนกั ขา งบนลงไปยังดนิ ชั้นลา งทีแ่ ขง็ กวา ความสามารถในการรับนํ้าหนักของเสาเข็มขึน้ อยูกับตัวเสาเข็ม
เอง (วัสดุทใ่ี ชในการทาํ เสาเขม็ ) และความสามารถในการรับนํ้าหนกั ของดิน รอบตัวเสาเข็ม
(Skin friction) และปลายเสาเขม็ (End Bearing)

2. วตั ถปุ ระสงคในการนําเสาเขม็ ไปใชงานกอสราง

2.1 เพอื่ ถายน้าํ หนักผานน้ํา หรอื ชน้ั ดนิ ออ นไปยังชัน้ ดนิ แขง็ ที่เหมาะสม ไดแ ก เสาเข็มรับน้าํ
หนักทีป่ ลาย (End – Bearing – Piles)

2.2 เพอ่ื ถา ยนา้ํ หนกั ลกึ ลงไปในชนั้ ดนิ ออ นดว ย แรงเสียดทาน (Skin Friction) ตลอดความ
ยาวของเสาเข็ม ไดแก เสาเขม็ เสียดทาน (Friction Piles)

2.3 เพอ่ื อัดใหดนิ ประเภท Granular soils ใหแ นนตัวเพอื่ เพิ่ม Bearing Capacity ของมนั ได
แก Compaction piles

2.4 เพอื่ ขยายความลกึ ของฐานรากใหผานบรเิ วณทจ่ี ะเกดิ Scouring ปอ งกนั ไวเผ่อื ดินจะสกึ
กรอ นหนีไป

2.5 เพือ่ เปน สมอรงั้ โครงสรา งตาง ๆ ท่รี ับแรงถอน (uplift) เนอื่ งจากแรงดันของน้าํ หรือ
Overturning Moment ไดแก Tension piles หรอื Uplift piles

2.6 เพอ่ื เปน สมอตา นแรงฉดุ ในแนวนอนจากกําแพงกันดนิ หรือแรงฉุดอนื่ ๆ ไดแก Anchor
piles

2.7 เพอ่ื ปองกันเขื่อนเทียบเรอื จากการกระแทกของเรือ หรือวัตถลุ อยนาํ้ อนื่ ๆ ไดแ ก
Fender piles และ Dolphins

2.8 เพอื่ ตา นทานแรงในแนวราบหรือแรงในแนวเอยี งที่มีคามากตาง ๆ ไดแ ก Batter piles

-2-

3. ชนดิ ของเสาเข็ม

ถา จาํ แนกเสาเข็มตามวัสดุทีใ่ ชทาํ และการใชง านสามารถแบง ออกไดเปน
3.1 เสาเขม็ ไม
เสาเข็มไมตามปกตเิ ปน ไมเ บญจพรรณ ตดั กง่ิ และทุบเปลอื กออก ตอนตอกเจาะดา น-ปลาย
ลงตองมลี ําตนตรง ไมผ หุ รอื มีราขนึ้ เสาเข็มไมจะตองทุบเปลือกหรอื ถากเปลือกออกทัง้ หมด ตาไมต า ง ๆ จะ
ตอ งตดั ใหเรียบเสมอฝงของตน เสาเขม็ ปลายและหวั เสาเขม็ จะตองเลื่อยตดั เรยี บไดฉากกับลาํ ตน
3.2 เสาเขม็ คอนกรตี หลอ สําเร็จ
เสาเข็มคอนกรีตหลอ สาํ เรจ็ ตามปกติเรามกั จะหลอ เสาเข็มในโรงงานกอ น เมือ่ คอนกรตี ได
อายแุ ลว คอยขนยาย จากโรงงาน ไปยังสถานทีก่ อสรา ง หรือในบางครัง้ เราอาจหลอ เสาเข็มในบรเิ วณทก่ี อ
สรางเลยกไ็ ด
เสาเข็มคอนกรีตหลอสําเร็จมีอยดู วยกนั 2 ชนดิ คอื
3.2.1 เสาเขม็ คอนกรีตเสรมิ เหล็ก (Reinforcement Precast Concrete piles)

เสาเข็มคอนกรีตเสริมเหล็ก รปู รา งจะเปน แบบใดกไ็ ดแ ลวแตจะออกแบบ แตสวน
ใหญค วรใหจดุ ศูนยถ วงของหนาตัดทบั จุดศูนยกลางของเสาเขม็ เหลก็ เสรมิ ตามยาวตอ งมีพอเพยี งท่จี ะรบั
โมเมนตด ัดเนือ่ งจากการขนสง และยกตอก ตอ งมอี ยา งนอ ย 4 เสน เสนผา ศนู ยก ลางไมค วรเลก็ กวา 9
มลิ ลเิ มตร สําหรบั เหล็กปลอก อาจเปนปลอกแบบพัน หรือ แบบปลอกเด่ยี วก็ได ตอ งเสริมบริเวณปลายและ
โคนเสาใหม าก เพราะทง้ั ทีโ่ คนและท่ีปลายเสาเขม็ อาจเสียหายเนือ่ งจากแรงกระแทกได การทําใหค อนกรีต
แนน อาจใชเครอ่ื งเขยา คอนกรตี หรืออาจใชแบบชนดิ เหว่ยี ง (Spun) กไ็ ด

จาํ นวนเปอรเซน็ ตเ หลก็ ปลอก เม่อื เทียบกับปริมาตรคอนกรตี ในชวงนนั้ ๆ ไมควร
นอ ยกวา ทก่ี าํ หนดในรูปขา งลางน้ี

-3-

3.2.2 เสาเขม็ คอนกรตี อัดแรง (Precast Prestressed Concrete piles)
เสาเขม็ คอนกรตี อัดแรงรูปรางและหนาตดั เหมือนกบั เสาเขม็ คอนกรตี ธรรมดา แต

ไดเ ปรยี บกวา ทสี่ ามารถทําไดยาวกวา และมีพื้นทห่ี นา ตดั เล็กกวา สาํ หรับเหลก็ เสรมิ ตามยาวน้ัน เปน ลวด
เหล็กรบั แรงดงึ ไดสูง ตาม มอก. 95- 2517 หรอื อาจจะใชล วดเหลก็ ตาม ASTM 416-59 T หรือ JIS G 3536-
1971

การดงึ ลวดเหลก็ หรือเชือกเหล็กตอ งไมมากกวา 0.7 f‘s (f‘s คอื ความเคน ดงึ สงู สุด
ของเชอื กหรอื ลวดเหลก็ ) และหลงั จากการตัดลวดเหล็ก เมื่อคอนกรีตรบั ความเคน อัดได .45f’c แลว ความ
เคน ดึงประสทิ ธผิ ล ตอ งไมมากกวา 0.6 f‘s (f’c คอื ความเคนอดั สูงสุดของคอนกรีตรูปทรงกระบอกเสน
ผา ศูนยกลาง 150 มม. สงู 300 มม. เมือ่ คอนกรตี มอี ายุ 28 วนั )

เสาเขม็ คอนกรตี อัดแรงมอี ยูสองชนดิ ดวยกนั คือ ชนิดดึงลวดเหล็กกอน แลว คอ ย
หลอ คอนกรตี กบั ชนิดหลอ คอนกรีตกอ น แลว คอยดึงลวดเหล็ก แตสําหรับในบา นเรา นยิ มทําชนดิ ดงึ ลวด
เหลก็ กอ นแลวคอยหลอคอนกรตี

การอดั แรงเขา ไปในคอนกรตี กอน โดยการดงึ เหล็กใหย ดื ตวั ออก แลวปลอ ยใหหด
เขา ในขณะทีเ่ หลก็ หดเขาน้ัน มันจะอดั คอนกรตี ทาํ ใหค อนกรีตรับแรงอัดอยกู อนใชง าน การอัดแรงให
คอนกรตี น้ีทําใหคอนกรีตสามารถรบั แรงโมเมนตดดั ไดม ากข้นึ นเ้ี ปน ขอไดเปรยี บของเสาเขม็ ชนิดคอนกรตี
อดั แรง การขนสง และยกตอก ตอ งยกตามจดุ ยก ท่ผี ูผลิตกําหนด เพราะผผู ลติ ไดคํานวณออกแบบไวแลว
ถา ผูใชไ มป ฎบิ ัติตาม เสาเข็มอาจเสยี หายได

-4-
คา โมเมนตดดั สูงสุด ทีเ่ กิดข้นึ กับเสาเขม็ ทุกชนดิ ณ จดุ ยกตา ง ๆ กัน ดงั น้:ี -

-5-
การจะตดั สนิ ใจใชเ สาเข็มคอนกรตี หลอ สาํ เร็จนั้น ผซู ้ือควรจะแนใจวาเสาเขม็ ชนิดน้นั ๆ
สามารถรบั แรงอดั และโมเมนตด ดั ไดตามท่ผี ซู ื้อตอ งการ การจะทดสอบวา เสาเขม็ น้ัน จะเสยี หายเนื่องจาก
ขนสง หรือยกตอกหรอื ไม เราสามารถทดสอบกอนทจี่ ะซ้ือได โดยเอาเสาเข็มวางบนเหลก็ เสน ขนาดเสนผา
ศนู ยก ลาง 25 มม. ซ่ึงวางอยูบนพ้ืนคอนกรีต โดยใหจ ดุ ยกอยูตรงเหลก็ เสนพอดี (ดรู ูปประกอบ) แลว เพ่มิ นา้ํ
หนกั กดอยา งสมาํ่ เสมอเทากนั ตลอดทง้ั ความยาวของเสาเขม็ โดยปกติใชน้ําหนักกด 30% ถงึ 50% ของนาํ้
หนกั ของเสาเข็มตน น้นั แลว สงั เกตรอยราวถา รอยราวเกดิ ขื้น กวางกวา 0.2 มลิ ลิเมตร ถือวา เขม็ นั้นใชไมได
และถารปู หนา ตัดของเสาเขม็ เปน รปู ตัว I หรอื รปู อนื่ ใดกต็ าม ควรเลอื กเสาเขม็ ท่มี ีพนื้ ทีห่ นาตัดมาก ๆ เพราะ
สามารถรบั แรงกระแทกเนื่องจากการตอกไดมาก และถา ชว งดนิ ออ นลึก ๆ เสาเข็มทมี่ ีพนื้ ท่ีหนา ตดั โตจะทาํ
หนา ท่ีเสาไดด กี วา เสาเขม็ ทีม่ ีพื้นท่หี นาตดั เลก็

3.3 เสาเข็มหลอในที่ (Cast-in-place Concrete Piles)
เสาเขม็ หลอ ในท่ีทําโดยเจาะรลู งไปในดินจนไดความลึกตามที่ตอ งการ แลว เทคอนกรีตจน
เตม็ รทู เี่ จาะอาจใชส วานเจาะ ตอกแบบหรือปลอกเหลก็ หรืออาจจะกดปลอกเหลก็ ลงไปขุดดนิ ภายในปลอก
เหล็กขนึ้ แลว จึงเทคอนกรตี
โดยปกติเข็มหลอ ในที่แบง ตามลักษณะได 3 ชนิด Shell type (case type) , Shell-less type
(Uncased type) และ Pedestal (enlarged bulb)

3.3.1 Shell type ทาํ โดยตอกปลอกเหลก็ กลวงปด ปลายลงไปในดนิ เม่อื ถงึ ระดบั ที่
ตอ งการแลวจึงเทคอนกรตี ลงไปในปลอกเหล็ก โดยทง้ิ ปลอกเหลก็ ไวเ ปน สวนหนง่ึ ของเสาเขม็

3.3.2 Shell-less type ทาํ โดยตอกหรอื กดปลอกเหล็กกลวงลงไปในดนิ ถา เปน
ปลอกเหลก็ ชนดิ ตอก มกั จะมแี กนกลางสาํ หรับตอก เม่อื ตอกถงึ ระดบั ทีต่ องการ ดึงแกนกลางออกแลว เท
คอนกรตี ลงไป กระแทกคอนกรีตใหแนนแลว คอ ยๆ ดึงปลอกข้นึ กอ นที่คอนกรตี จะกอตวั ถา เปนปลอกเหล็ก

-6-

ชนดิ ใชก ดลงไปมกั จะเปดปลาย เมอื่ กดถึงระดับทีต่ องการจงึ ขุดดินออก แลว จึงเทคอนกรตี และคอ ยๆ ดงึ
ปลอกเหลก็ ขึน้ เปนระยะๆ กอนคอนกรตี กอ ตัวเชนเดยี วกนั

3.3.3 Pedestal Type เปน เสาเข็มทีม่ ีเชิงหรือกระเปาะอยูทีป่ ลายเสาเขม็
เชงิ หรอื กระเปาะอาจเปนคอนกรตี หลอ สาํ เร็จ รปู กรวย หรืออาจจะตอกคอนกรีตท่ีเพง่ิ ผสมใหมด วยลกู ตมุ
หนกั ๆ ใหล กู ตมุ ดันดินกระจายออกไปรอบๆ ปลายปลอกเหลก็ คอนกรตี ก็จะแขง็ ตวั เปน เชิงอยูใ ตเ สาเขม็ ในชน้ั
ดินลกึ ๆ

3.3.4 เสาเขม็ เหลก็ (Steel Piles)
เสาเขม็ เหลก็ ถา ทาํ ดวยทอเหล็ก มกั จะเทคอนกรตี ใสในทอ หลกั จากตอกไดถ งึ
ระดบั ทตี่ อ งการแลว แตเสาเข็มเหล็กทใี่ ชก ันอยางกวา งขวางมักจะเปนรปู ตัว H เพราะสามารถตอกลงในดนิ
ไดด กี วาชนิดอน่ื ๆ สามารถตอกทะลุชั้นหนิ บางได และสามารถรับนํา้ หนกั บรรทกุ ไดมากกวา รูปอ่ืนๆ
ขอ เสยี ของเสาเข็มเหล็กนน้ั เหน็ จะเนื่องจากการกดั กรอนเพยี งอยา งเดียว แตถ าตอก
ในชนั้ ดนิ ทไี่ มถ กู รบกวนการกดั กรอ นจะนอยมาก การปอ งกันการกัดกรอ นนั้น เรามักจะเผื่อความหนาของ
เหลก็ ไว 1/16 นวิ้ จากรปู หนาตดั ทีค่ ํานวณได หรอื อาจจะเลอื กใชโ ลหะชนดิ พเิ ศษ ซงึ่ เขาทําไวสําหรับ
ปอ งกนั การกัดกรอนโดยเฉพาะกไ็ ด
สาํ หรบั เสาเข็มเหล็กที่ฝงอยูใ นชัน้ ดนิ ทถี่ กู รบกวน หรอื ช้นั ดินถมบรเิ วณท่มี นี ํา้ ขน้ึ
นาํ้ ลง หรอื บรเิ วณทเ่ี รียกวา เปยกๆ แหงๆ น้ัน เราตองปองกนั บริเวณนเ้ี ปนกรณีพเิ ศษ เชน เทคอนกรตี หุม
กอ นถมดิน หรอื ทายางมะตอยกอ นถมดินเหลา น้ี เปนตน
3.3.5 เสาเขม็ ประกอบ (Composite Piles)
เสาเข็มประกอบเปนเสาเข็มท่ีประกอบดวยวัสดุสองอยางประกอบข้ึนเปนเข็มตน
เดยี วกนั เชน ไมกบั คอนกรตี หรอื เหลก็ กับคอนกรีตขอ สาํ คัญท่ีสดุ ของเสาเข็มประเภทนคี้ ือ “ขอ ตอ” ขอ ตอ
ตอ สมั ผสั แนบสนิทกันสามารถถา ยนาํ้ หนักบรรทุกไดโดยตรงขอ ตอ ตองทนทานตอแรงโมเมนตด ัด และแรง
ดงึ ขึน้ หรือแรงยกขึ้น (Uplift force) ไดด แี ละขอตอ ตอ งประกอบกนั ในสนามไดส ะดวก
3.3.6 เสาเขม็ เจาะเสยี บ (Pre-bored Pile)
เปน เสาเขม็ คอนกรตี หลอสาํ เร็จรูปธรรมดาทัว่ ไปแตแทนทีจ่ ะทําการตอกตัง้ แตเรม่ิ
แรก กลบั ทาํ การเจาะรนู าํ เสียกอนจนเลยระดับความลึกของชน้ั ดนิ ออน เพอื่ ให เมอื่ ตอกเสาเขม็ แลว แรงสัน่
สะเทอื นเกดิ ขึน้ นอ ย จากผลการทดสอบการรับนาํ้ หนักของเสาข็มประเภทน้ีปรากฏวา การใชเขม็ เจาะเสียบ
นไ้ี มทาํ ใหการรบั น้าํ หนกั ของเสาเขม็ ลดลงเลย
ประโยชนของการใชเ สาเขม็ ชนดิ นกี้ ็คอื
1. ลดปริมาตรในการแทนทดี่ วยเสาเข็ม
2. ลดคา Negative Skin Friction เพราะกอ นการตอกไดขดุ เอาดินออ นในตําแหนง
ทจี่ ะตอกเสาเข็มออกไปกอนแลวโดยท่ีหลมุ เจาะมีขนาดโตกวา เสาเข็มประมาณ 5-10 ซม.

-7-

3. ลดความสน่ั สะเทอื นในสว นดนิ ช้นั บนๆ เพราะหลุมเจาะมขี นาดใหญก วา เสา
เขม็

4. ลดการเคลือ่ นตวั ของดนิ ชัน้ บนๆ ซึง่ อาจจะทําใหตําแหนง ของเสาเข็มผิดไปจาก
ที่ตองการ

5. ลดความเสยี หายอันอาจจะเกดิ ตออาคารขา งเคียงไดมาก
6. มคี วามมน่ั ใจในการตอกเสาเขม็ คอื มคี วามมัน่ ใจวา เสาเขม็ จะไมเ กิดการหักขึ้น
3.3.7 เสาเข็มไมโคร (Micro – Piles)
เปน เสาเขม็ เจาะขนาดเล็กมีขนาดระหวาง 150 – 250 มม. ใชผงดนิ เหนียว
(Bentonite) ผสมนาํ้ ใสล งไปในรเู จาะเพือ่ ปอ งกนั ดนิ พัง รับน้ําหนักสวนใหญดวยความผดื ของผนงั เสาเข็ม
ทอ เหล็กทีใ่ ชทาํ เสาเข็มไมโครจะตอ งเปน ชนดิ ไมม ีตะเขบ็ (Seamless pipe) ทอ เหลก็ ทใี่ ชท ม่ี ีกําลังคลาก
(yield point) สงู จะประหยดั กวาชนดิ ทมี่ ีกาํ ลังคลากตํา่ ปกตมิ กั ใชทอ เหลก็ ยาวประมาณทอ นละ 2 – 3 เมตร
ปลายทัง้ 2 ขางเปนเกลยี ว ตอ กนั ดวย Coupling ตวั ทอ ปลายของทอนสุดทายทาํ เปน non-return valve เพื่อ
ใชส าํ หรบั การอดั นํ้าปูนครัง้ แรก สว นของทอนเหล็กบรเิ วณทจี่ ะทํา non-return valve เจาะรูขนาดเสน ผา ศนู ย
กลาง 12 มม. ปกติใช 4 รู หางเทา ๆ กันโดยระยะระหวา งรูแตละชดุ ประมาณ 50 ซม. สําหรับการอัดน้าํ ปนู
ครัง้ ท่ี 2

4. ขอกาํ หนดเกี่ยวกบั การตอกเสาเขม็

การจดั ตาํ แหนงของเสาเขม็ ทจ่ี ะตอก ตองใหอยใู นตาํ แหนง ทวี่ ศิ วกรกําหนด ใหผ ิดพลาดได
ไมเ กนิ 5-10 ซม. ถา ตอกผดิ มากกวา นี้ จะเกดิ แรงหนีศนู ยขน้ึ และเสาเข็มจะรับแรงโมเมนตดดั จะเปน
อนั ตรายได ดงั นัน้ จึงตอ งมีการควบคมุ งานอยางใกลช ิด ถาเปน ชนดิ เขม กลุมใหต อกจากภายในมาสูภาย
นอก หรอื ถาตอกเข็มใกลอ าคารขางเคียง ใหต อกจากใกลอ าคารขางเคยี งกอ น แลวคอ ยตอกไลออกมาภาย
นอก เพราะปริมาตรดนิ ทเี่ ข็มแทนท่นี นั้ จะไปดนั เข็มเดิม หรือเขม็ ที่ตอก ก็มีความสาํ คญั มาก การตอกเขม็
ตอ งใชห มอนรองรับ เชน อาจใชกระสอบหรอื ไม เพือ่ ลดแรงกระแทกจากลกู ตมุ เมื่อตอกไดค วามตานทานที่
ตอ งการแลว ใหหยุดตอก เพราะถา เคน ตอไป หัวเสาเขม็ อาจเสยี หายได เชน ควรหยดุ เม่อื ผลการตอกเสาเข็ม
ดังนี้

เสาเขม็ ไม 4 – 5 คร้ัง / การจม 1 น้วิ

เสาเข็มคอนกรตี 6 – 8 ครง้ั / การจม 1 น้ิว

เสาเข็มเหลก็ 12 – 15 คร้งั / การจม 1 น้ิว

ระหวา งตอกเขม็ ตอ งคอยแกท ิศทางของเสาเขม็ ถา ผวิ หนา ไมเ รยี บ เข็มอาจเปล่ยี นทศิ ทาง

ได ถา ระหวา งตอกเสาเข็มเปลยี่ นทิศทาง หรือตอกจมผิดปกติ เสาเข็มอาจจะหัก เสาเข็มตน นัน้ ใชไมไ ด

-8-

การตอกเสาเขม็ บริเวณดินเหนยี ว หรอื ดินตะกอน (Silt) คอื ดนิ พวกทน่ี า้ํ หนีไดชา เมอ่ื เสา
เขม็ แทนท่ดี ินทาํ ใหแ รงดนั ของนาํ้ ในดนิ (pore water pressure) เพมิ่ ขนึ้ ทาํ ใหมกี าํ ลงั ดันเสาเข็มใหล อยข้นึ
มา หรอื เรยี กวา เสาเขม็ จะรับนา้ํ หนักบรรทุกไดม ากกวา ปกตใิ นชวงแรกของการตอก ไมม ีผลเทาไรนัก ถา
เขม็ นน้ั เราออกแบบใหร ับนํา้ หนักแบบเสยี ดทาน แตถ าเปน เสาเข็มชนดิ รับนาํ้ หนกั ท่ปี ลายจะทรดุ ตัวเร็วใน
ชว งแรก และจะเปนขอ ผดิ พลาดมากถา เราตอกเขม็ เพอ่ื ทาํ เปนหมุดหลักฐาน ของการสํารวจคาระดบั เวน
แตไ ดต อกเสาเขม็ ตนใกลเ คยี ง เสร็จเรียบรอ ยแลว

การตอกเขม็ ในดินเหนียวบางชนดิ ดินจะถกู รบกวนมาก ทําใหดินรบั นํา้ หนกั ไดน อยลง
อาจทงิ้ ไวหลงั จากตอกเสาเขม เสรจ็ แลว หนึง่ ถงึ สองเดือนหรอื อาจมากกวา จึงทาํ การกอ สรา งได
4.1 การตอกเสาเข็ม

การตอกเสาเขม็ หมายถึงกรรมวธิ ีใดๆ กต็ าม ทที่ ําใหเ ขม็ อยูใ ตด ิน ณ ตําแหนง ทเ่ี รา
ตอ งการ พรอ มทจ่ี ะรบั นา้ํ หนักบรรทกุ จากอาคารได วธิ กี ารตอกเสาเข็มมีอยหู ลายแบบดวยกนั เชน

1. Drop hammer เปน วธิ ที เ่ี กา แกท่ีสดุ และยงั คงใชอ ยูใ นปจ จบุ ัน ประกอบดว ยปนจน่ั ตัว
ใหญพ รอ มท้ังลกู ตุมทสี่ ามารถเลอ่ื นขึน้ ลงได ตามความตองการโดยใชสายลวดสลิงเปนตวั ยกลกู ตมุ ใหสูงขนึ้
แลว ปลอ ยตกลงมาบนหัวเสาเข็มลกู ตุมท่ตี องไมน อยกวา 50 เปอรเซ็นตข องน้าํ หนักของเสาเขม็ สําหรับเสาเข็ม
คอนกรีตเสรมิ เหล็ก

2. Steam hammer ประกอบดว ยกรอบเหลก็ สั้นๆ ซึ่งเปนรางวางใหล กู ตมุ ว่ิงขน้ึ วงิ่ ลงการ
บงั คบั ลกู ตุมบงั คับดวยการระเบดิ ของไอน้าํ หรอื แรงกดของอากาศ Steam hammer มรี ะยะยกคงท่ีตอกรัวและ
เรว็ ทาํ การตอกสม่าํ เสมอ มกี ารส่ันสะเทือนคงที่ การเสียหายเนื่องจากการตอกวิธนี ีน้ อ ยกวาวธิ ี
Drop hammer

3. Water jet การตอกวธิ ีนเ้ี ราตองฝงทอ ไวในเสาเข็ม แลว อัดนาํ้ ลงไปตามทอ ดว ยความดนั
สงู ไปยงั ปลายของเสาเข็ม แรงกดดนั นํ้าจะทําใหด ินรอบๆ ปลายเสาเข็มหลวม ทาํ ใหเข็มจมลงดวยนาํ้ หนักตัว
มนั เอง การตอกเข็มวธิ นี ้ี เหมาะทจ่ี ะใชก บั ดนิ กรวดหรอื ทราย หรอื กบั เสาเขม็ ทอี่ อกแบบใหรับนาํ้ หนกั ท่ี
ปลาย เพราะถา ตอกบรเิ วณดนิ หนียวจะทําใหด ินเหนยี วรอบๆ เสาเขม็ เปนนํ้าโคลน ถา ตอกบริเวณดิน
ตะกอนทาํ ใหด ินตะกอนมลี กั ษณะกงึ่ ของไหล

4. Jacking ถา ตอ งการตอกบริเวณทม่ี ีระยะยกไมสงู นัก หรือบริเวณท่ีจะทําใหเ กิดการสั่น
สะเทอื นไมไ ด เราตอ งใช Hydraulic Jack กดเสาเขม็ ใหเ สาเขม็ จมลง
4.2 ขอ ปฏิบตั ิในการตอกเสาเขม็

1. จะตอ งมคี รอบหวั เสาเข็ม และหมอนรองรบั หวั เสาเข็ม กันเสาเข็มแตก
2. การกระแทกของลูกตมุ ตอกบนหัวเสาเขม็ จะตอ งลงเตม็ หนา และไดฉากกบั แกน
ของเสาเข็ม
3. ตอ งหยดุ การตอกเสาเข็มใหทนั ทกี อ นทเ่ี สาเข็มจะเสยี หายเพราะ Overdriving เมอื่

-9-

ปรากฏการณใ นขณะตอกเสาเขม็ ดงั ตอไปน้ี

- เสาเข็มมอี าการสั่นและสะบดั ใกลร ะดบั ผิวดนิ

- ลกู ตมุ ตอกเดง ขนึ้ โดยเสาเข็มไมทรดุ จมเลย

- หวั เสาเข็มแตกท้ังทท่ี าํ การตอกตามปกติ

4. ตอ งหยดุ การตอกทนั ทที ก่ี ารทรดุ ตวั ของเสาเข็มแสดงถึงความตา นทานการตอกสงู

พอความตอ งการ เมอ่ื ผลการตอกเปนดังนี้

- เสาเข็มไม 4 – 5 blows ตอ นว้ิ

- เสาเขม็ คอนกรตี 6 – 8 blows ตอ น้วิ

- เสาเข็มเหลก็ 12 – 15 blows ตอน้วิ

5. ลกั ษณะของเสาเข็มทีต่ อกซง่ึ แสดงวา ชาํ รดุ เสียหายแลว มลี กั ษณะอาการใหเหน็ ดงั นี้

- การทรดุ ตวั ของเสาเข็มขณะตอกเพิ่มข้ึนทันที หรือขน้ึ ๆ ลงๆ ขณะท่ลี ักษณะ

ของชนั้ ดินไมอํานวยใหเ ปนเชน นนั้

- เสาเขม็ เปล่ยี นทิศทางทนั ทที ันใด

6. ในการตอกเสาเข็มจํานวนมากๆ ภายในบรเิ วณท่กี อ สรางนนั้ โดยเฉพาะอยางยิ่งของ

หองใตดิน เมอื่ ตอกเสาเข็มเสรจ็ ใหมๆ แลว ไมค วรขุดดนิ ทันที ควรปลอ ยทงิ้ ไวป ระมาณ 1 เดือน ทั้งนเี้ พราะ

ดนิ เม่ือถกู เสาเขม็ ตอกจะถกู รบกวน (disturbed) ทาํ ใหคา Shear Strength ของดนิ ลดนอยลง ซึ่งจะกลับคืน

กําลังประมาณ 90 % ภายใน 30 – 50 วนั ดงั นนั้ หากรีบทาํ การขดุ ดินจะเกดิ การเลอื่ นไถลของดนิ ทําใหเสา

เขม็ ท่ีตอกไวแ ลว เสยี หายได

7. การตอกเขม็ กลมุ ใหต อกเสาเขม็ จากตนกลางกลุม ออกไป

4.3 การจัดเสาเขม็ และระยะหางของเสาเข็ม

1. เสาเขม็ ใตฐ านรากจะตอ งจดั เรยี งสม่าํ เสมอเหมือนกนั ทุกดา น

2. สําหรบั เสาเข็ม End Bearing Piles ระยะหา งระหวางศนู ยกลางของเสาเขม็ จะตอ งหางกัน

อยา งนอ ย 2 เทา ของขนาดเสนผาศนู ยก ลางสําหรับเสาเข็มกลม หรือ 2 เทาของเสน ทแยงมมุ สําหรับเสาเข็มสี่

เหลย่ี ม หรอื เสาเข็มเหล็กแตตองไมน อ ยกวา 2.5 ฟุต หรือ 75 ซม. หรอื ผิวตอ ผิวหางกัน 12 นิ้วฟตุ หรือ 30 ซม.

3. สําหรบั เสาเขม็ Friction Piles ระยะหา งระหวางศนู ยก ลางของเสาเขม็ จะตอ งหา งกนั อยา ง

นอย 3 – 5 เทา ของเสน ผาศนู ยกลางของเสาเข็ม หรอื 3 ฟตุ 6 นว้ิ (1.00 ม.)

4. เสาเขม็ สาํ หรับโครงสรางในทะเลทร่ี ับคลน่ื กระแทกจะตองหา งกันอยา งนอ ย 5 เทา ของ

เสนผาศูนยก ลาง

4.4 ความลึกของเสาเข็มท่ีจมดนิ

1. เสาเขม็ จะตอ งตอกใหจมดนิ ไมนอยกวา 3 เมตร (10 ฟตุ ) ในชนั้ ดินแขง็ และไมนอยกวา

1 ใน 3 ของ ความยาวของเสาเข็ม หรือ 6 เมตร (20 ฟุต) ในชัน้ ดินออน

- 10 -

2. สําหรับเสาเข็ม Friction Piles ตอกลงในชั้นดินประเภทตา ง ๆ กนั ซง่ึ คาดวาจะตอกจมลง

ไปไดน น้ั ไดแ สดงไวใ นตารางขางลา ง

ช้นั วัสดุ ความลึกทีค่ าดวาจะตอกจมลงได หมายเหตุ

ทรายสะอาดแนน เลก็ นอย ปกตใิ ชน ้าํ ฉดี
ทรายอ่ืน ๆ 20 ฟตุ หรอื 6 เมตร
ดินปนทราย 30 ฟตุ “ 9 เมตร
ดินลว น ๆ 35 ฟุต “ 10 เมตร
ดินปนซลิ ท 45 ฟตุ “ 13.50 เมตร
ซลิ ทป นโคลน 50 – 100 ฟุต “ 15 - 30 เมตร

4.5 การใชนํ้าฉีดใหเสาเขม็ จมลงในดิน
การใชน า้ํ ฉดี ชว ยในขณะตอกเสาเข็มเพื่อใหเสาเขม็ จมลงไปนัน้ จะใชใ นดินทรายรวน, จะไมด ี

นกั เมอื่ เปน กรวดเพราะน้าํ ไลไ มคอ ยขนึ้ และไมควรใชในดนิ ประเภทซิลท สว นในดนิ เหนียวใชไ มไดผล
นาํ้ ทฉี่ ีดจะฉีดออกท่ปี ลายเสาเข็มโดย ใชท อขนาดเสนผา ศูนยก ลาง 2 ถึง 3 นวิ้ ตรงปลายมี

หวั ฉดี ขนาดเสน ผา ศูนยกลาง 1 -2 นว้ิ สําหรับเสาเข็ม ขนาด 10 ถงึ 14 นิ้ว (25 – 35 ซม.) จะใชป ริมาณนา้ํ 15
-60 ลิตรตอ วินาที (200 – 850 แกลลอน ตอนาที) สาํ หรบั Fine sand through sandy gravels ปม นํา้ จะตอ งมี
capacity ประมาณ 500 แกลลอน ตอ นาที ท่ีแรงดัน 100 – 300 ปอนด ตอ ตร.นิว้ การฉดี นํ้าจะตองหยุด เม่ือ
เขม็ จมลงไปยงั ตําแหนง ที่กําหนดไวโ ดยท่ัวไปควรเหลือระยะประมาณ 1.00 เมตร เพือ่ ใชวิธีตอกลงไป, เสา
เขม็ ตน ขางเคียง หากกระทบกระเทอื นจากการฉีดนา้ํ แลว เสาเขม็ ตนน้นั ๆ จะตอ งตอกซํ้าลงไปอกี

4.6 เสาเข็มเอียง
ในการตอกเสาเขม็ เอียงนัน้ ทว่ั ไปแลวจะตอกเอียง 1 : 12 ถงึ 5 : 12 ถาตอกเอยี งเกิน 3 : 12

(1:4) แลว จะตอ งใชเ คร่ืองมือตอกพิเศษ
การตอกเสาเข็มเอยี งนนั้ มีประโยชนส าํ หรับตา นแรงในแนวราบแตย ุงยากในดา นปฎิบตั ิ

4.7 เสาเขม็ รับแรงถอน
1. เสาเขม็ ทรี่ บั แรงถอนนัน้ เหลก็ หัวเสาเข็มจะตองโผลฝ งเขาไปในฐานรากอยางนอ ย

60 ซม.
2. Friction Piles ในดนิ เหนยี ว ทรายหรือกรวดคา แรงถอนท่ปี ลอดภัยจะมคี าเทากบั ครึ่งหนึง่

ของคาปลอดภยั ทเี่ สาเขม็ น้ันจะรับได
3. End – Bearing Piles คา แรงถอนโดยปลอดภัยคํานวณไดจากคา เนือ้ ทผี่ ิวสัมผัสรอบนอก

x หนว ย แรงเฉอื นของวัสดทุ ีเ่ สาเขม็ นั้นจมอยู สาํ หรบั ทรายแลวคา หนว ยแรงเฉอื นใหใชค า 250 ปอนด ตอ
ตร.ฟุต (1.2 t/m2)

- 11 -

4.8 เสาเข็มสนั้ Friction Piles ในกรุงเทพฯ
จากการทดสอบการรบั นํา้ หนักของเสาเขม็ สน้ั ค.ส.ล. ยาวประมาณ 10 เมตร ของเสาเขม็ รูป

ตา ง ๆ กนั 6 แบบ คือเสาเขม็ รูปสามเหลยี่ มดานเทา รปู ส่เี หลีย่ มจัตรุ ัส รปู ดเี อช รปู กลม รูปตวั วาย และรปู 8
เหล่ียม โดยวธิ กี าร Maintain Loading Test เพม่ิ นา้ํ หนักทุก ๆ 2 เมตริกตัน จนถึงจุด (Ultimate load) วบิ ตั ิ
และหลงั จากน้นั ทําการ Quick Test อกี ครง่ึ หนง่ึ ไดผลสรปุ ดังนี้

1. เสาเข็มสนั้ ทกุ ตนจะถึงจุดวิบัตทิ นั ที่เม่ือคาความฝดดานขา งมีคาสงู สุด
2. คา การทรดุ ตัวของเสาเข็มส้นั ท่ีจุดวิบัติมคี า ประมาณ 4.4 -5.5 มม. (Maintain Loading
Test) เฉล่ียประมาณ 5 มม.
3. คา นาํ้ หนักปลอดภัยของเสาเข็มสัน้ ควรใชเ ทากบั คร่งึ หนึง่ ของคานา้ํ หนกั บรรทุกสงู สุดของ
เสาเขม็ (F.S =2)
4. ในการหาคานํ้าหนักบรรทกุ สงู สดุ ของเสาเขม็ อาจใชการทดลองแบบ Quick Test ได
เพราะใหผ ลใกลเ คียงกับ Maintain Load test ถา หากวาคา การทรดุ ตวั ไมมีผลตอ โครงสรางมาก
5. ในการคดิ คนคาเสน รอบรูปของเสาข็ม ควรใชเสน รอบรปู ประสิทธผิ ล สําหรับเสาเข็มทีม่ ี
หนา ตดั เปน รปู เรขาคณิตงาย ๆ หรอื ทมี่ เี สนรอบรปู เรยี บสมํา่ เสมอตลอด อาทิเชน รปู สีเ่ หลีย่ ม แปดเหลีย่ ม วง
กลม สามเหล่ยี ม มีคา Reduction Factor = 1 เสาเข็มทม่ี หี นา ตัดไมใ ชรปู ทรงเรขาคณิตงา ย ๆ อาทเิ ชน รปู ตัว
ไอ รูปดเี ฮช และ รูปตวั วาย มคี า Reduction Factor = 0.86 ยกเวน เสาเขม็ รปู ตัววายมคี าเทากับ 1
6. เสนรอบรปู ประสิทธิผล Reduction Factor x เสนรอบรปู นอ ยสุด
4.9 Negative Skin Friction ของเสาเขม็
1. Negative Skin Friction คือแรงฉดุ ลง (Downward Drag) ทกี่ ระทาํ ตอเสาเข็มเน่ืองจากการ
เคลอ่ื นตวั สมั พทั ธระหวา งเสาเข็มและดนิ โดยรอบ ซึง่ มกั จะเกดิ ขนึ้ ในทท่ี ่ีดนิ เปน Compressible Soil ซึ่งไดแ ก
Soft to Medium Clay, Soft silt, Peat และ Mud หรอื ในทท่ี ด่ี นิ ถมใหม เม่ือดนิ เหลานน้ั เกดิ การยบุ ตัวจะเกิด
Negative Skin Friction ซงึ่ เปน การเพ่ิม Axial Load แกเ สาเข็มทําใหเสาเขม็ ทรดุ ตวั มากขึน้
ทาํ ใหอ าหารเสยี หายได ระดับน้าํ ใตด นิ ทีล่ ดลง ก็ทําใหเกิด Negative skin Friction ไดเ ชนกนั
2. สาเหตุใหญท ีท่ าํ ใหเกิด Negative Skin Friction ก็คอื

- การทรุดตวั ของชั้นดนิ ถมใหมโดยรอบเสาเข็ม
- การทรุดตัวของดนิ เนอ่ื งจากดินถูกรบกวน (Disturbed)
- ระดบั น้าํ ใตด นิ ลดลง
3. การลดคา Negative Skin Friction บนเสาเขม็ คอนกรตี หลอสาํ เร็จหรอื เสาเข็มเหล็ก กลม
กลวง สามารถลดลงไดโ ดยการทําลาํ ตวั เสาเข็มสว นท่จี มอยใู นดนิ ถมดวย soft Bitumen ซ่งึ ตอ งมีคุณสมบตั ิดัง
ตอ ไปน้ี
Penetration at 25 oC = 53 to 70 mm.

- 12 -

Soft Point (R and B) = 57oC to 63 oC

Penetration Index = Less than + 2

Bitumen จะตองทําใหร อ นทอ่ี ุณหภมู ิ 180oซ (Max) แลว พนหรอื เทลาดเสาเขม็ ความหนา

ของ Coating 10 มม. หรือ 3/8 น้ิว กอน Coating จะตอ งทาํ ความสะอาดผวิ หนาเสาเข็มและทาทับหนา (Prime)

ดว ย Shell Composites Bitumen Solvent Primer โดยใชแปลงทาหรือพน ในอตั ราประมาณ 2 กก. ตอ

10 ตร.เมตร

เมอ่ื ตอ งการใหไ ดรบั Full End – Bearing Resistance แลวปลายลา งสุดของเสาเขม็ ยาว

ประมาณ 10 เทา ของเสนผา ศูนยก ลาง หรอื ความกวา งของเสาเขม็ ไมต อ ง Coating ถา Coating ดว ยแลว จะทํา

ใหคา End – Bearing Resistance ลดลง

การใช Bitumen ดงั กลาว Coat เสาเขม็ หนา 1 ซม. นน้ั สามารถลด Negative Skin Friction

ไดม ากกวา 90%

4.10 เสาเข็มรับแรงในแนวราบ

1. ถา แรงรวมกระทาํ เอียงเปน มุมมากกวา 5 องศา แตไ มเกิน 15 องศา กบั แนวดงิ่ แลว จะตอ ง

ใชเสาเข็มเอยี งรบั แรงในแนวราบ

ถา มุมเอยี งไมเ กิน 5 องศา แลวควรใช Vertical Pile แตถ ามุมเอียงเกินกวา 15 องศา แลวควร

ใชเ สาเขม็ แบบ Dead Man

2. เม่ือไมมีการทดสอบ และไมค าํ นงึ ถึงประเภทเสาเขม็ หรือดนิ ทเี่ สาเขม็ ตอกแลว Vertical

Pile ยอมใหร ับแรงในแนวราบได 1,000 ปอนด (500 กก.)

3. Menulty (1956) ไดแ นะนําคาแรงในแนวราบท่ีเสาเขม็ 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 ดินแนน

เสาเข็ม ของเสาเข็ม หยาบ ละเอียด ปานกลาง

(นวิ้ )

ไม ปลายอสิ ระ 12 1,500 1,500 1,500 *
ปลายยดึ แนน* 12 5,000 4,500 4,000

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 เสาเข็มฝงยึดในคอนกรีตฐานรากอยา งนอ ย 24 นวิ้ ฟตุ

(60 ซม.)

- 13 -

4. จากผลการทดสอบของ vertical Pile ที่ Full Embedded นน้ั เสาเขม็ จะสามารถรบั แรงใน
แนวราบไดเพียง 1/10 ถงึ 1/5 ของความสามารถรบั น้ําหนกั ในแนวดิง่ ของมนั โดย Deflection ไมม ากกวา 1/2
นิ้วฟตุ (12.5 มม.)

4.11 นาํ้ หนักของลกู ตุมตอกสําหรบั เสาเข็ม ค.ส.ล. และเสาเขม็ คอนกรตี อดั แรง
1. นาํ้ หนกั มากสุดของลูกตุม ตอก (Milligan)

Wmax = 0.0764 A B
h
ในเม่ือ Wmax = นา้ํ หนกั มากสุดของลกู ตมุ ตอก , เมตรกิ ตนั

A = เนอื้ ท่ีหนักกวา งของเสาเข็ม , ตร.ซม.
B = หนากวางของเสาเขม็ , ซม.
h = ระยะตกของลูกตุมตอก , ซม.

2. นาํ้ หนักนอ ยสดุ ของลกู ตมุ ตอก (Humes)

ความยาวของเสาเข็ม Wmin
(เมตร) (เมตริกตัน)
15
15 - 18 P
3/4P
มากกวา 18 2/3P

P = น้ําหนักของเสาเข็ม

3. นา้ํ หนกั ของลกู ตมุ ตอกนน้ั ควรสัมพนั ธกบั นํ้าหนกั ของเสาเขม็ กลา วคือหนัก
1 - 2 เทา ของน้าํ หนักเสาเขม็

4. CP 2004 กาํ หนดไวว า นํ้าหนักของลกู ตมุ ตอกจะตอ งหนักพอทแี่ นใ จวา สามารถ
ตอกเสาเขม็ จมสดุ ทา ยไดป ระมาณ 2.5 มม. (1/10 น้วิ ฟุต) ตอครั้ง และไมค วรจะหนักนอ ยกวา เสาเข็ม

Swedish Code กาํ หนดอยา งนอ ย 3 ตน แตนํ้าหนักตมุ ตอกอาจใช 2 ตนั ได ถาเสาเข็มยาวไม
เกนิ 10 เมตร และรบั นา้ํ หนักมากสดุ 45 ตัน สาํ หรบั เสาเขม็ ยาวใน Compact Material แลว ควรใชลูกตุมตอก
หนกั 4 ตนั

- 14 -

5. ระยะยกของลูกตมุ ตอก
สําหรับ Drop Hammer ระยะสงู ของการยกลกู ตุม ตอกควรยกตํา่ โดยเฉพาะอยางย่ิง
ในขณะเรม่ิ ตอกในระยะทีเ่ สาเขม็ จมงา ย ทัง้ นีเ้ พื่อปองกันหัวเสาเขม็ ชํา้ , โดยทัว่ ไปแลว จะยกลูกตมุ ตอกสงู
ประมาณ 3 ฟุต (90 ซม.) และไมควรเกิน (2.40 เมตร) 8 ฟุต
4.12 สตู รทใี่ ชใ นการคํานวณหาการรบั นํา้ หนักของเสาเขม็ ตอก (Dynamics Pile Driving Formula)
. Engineering News Formula (แนะนําใหใช F.S. = 4)

Qu = S Wh
+ 2.54C

QU = Ultimate bearing capacity เปนตน

W = นาํ้ หนักของลกู ตุมเปนตน

h = ระยะยกลูกตมุ สงู จากหวั เสาเขม็ เปน ซม.

S = ระยะท่เี สาเข็มจมเปนเซน็ ตเิ มตร โดยคดิ เฉล่ียจากการ

ตอก 10 ครั้งสุดทาย

C = 0.9 สาํ หรบั ลูกตมุ ปลอ ย (drop hammer)

F.S. = Factor safety

. Hiley’s Formula* (แนะนําใหใ ช F.S. = 4)

Qu = eWhZ
S +C2

QU = Ultimate bearing capacity เปน ตัน

e = Efficiency factor = W + Pr 2
W+P

W= นาํ้ หนกั ของลกู ตุม เปน ตัน
P= นา้ํ หนักของเสาเข็มเปนตัน
r= Coefficient of restitution = 0.25
ในกรณที ่เี สาเขม็ คอนกรีตถูกตอกดว ยลูกตมุ ปลอ ยรอง
h= ดวยกระสอบ
Z= ระยะยกลกู ตมุ สงู จากหวั เสาเข็มเปน เซน็ ติเมตร
Equipment Loss Factor
= 1 สาํ หรับ Falling hammer

- 15 -

= 0.80 Drop hammer with Friction winch

S = ระยะที่เสาเขม็ จมเปน เซน็ ติเมตร โดยคิดเฉลีย่ จากการ
C
C1 = ตอก 10 คร้ังสุดทา ย

C2 = = Temporary Compression = C1+C2+C3

การยุบตัวของกระสอบรองหวั เสาเข็มหนา L2 (ม.)

= 1.8 Q uL 2 ซม.
A

การยุบตวั ของเสาเข็มคอนกรตี เสรมิ เหล็กทย่ี าว L (ม.)

= 0.72 Q uL 2 ซม.
A

. Janbu’s Formula ( แนะนําใหใช F.S. = 4)

Qu = Wh
KuS

Ku = Cd 1 + 1+ λ 
 Cd 


Cd = 0.75 + 0.15 P
W

WhL
λ = AES 2

W= นาํ้ หนกั ของลูกตมุ เปนตัน
h= ระยะยกลูกตมุ สูงจากหวั เสาเข็มเปนเซน็ ตเิ มตร
P= นา้ํ หนกั ของเสาเข็มเปนตนั
A= เนอื้ ทีห่ นาตดั ของเสาเขม็ , เปน ตารางเซน็ ตเิ มตร
S= ระยะทเี่ สาเข็มจมเปนเซ็นตเิ มตร โดยคิดเฉลยี่ จากการตอก
10 ครง้ั สุดทาย
E= พกิ ดั ยืดเปนตนั /ซม2
L= ความยาวของเสาเข็มเปนเซ็นติเมตร

- 16 -

Load Bearing Capacity (แนะนาํ ใหใช F.S. = 5)

Qu = S + a 2ab
12

เมือ่ a = กาํ ลงั งานจากการตอกท่ีหวั เขม็ = eWh
e= 1 สําหรบั falling hammer
0.8 สาํ หรับ drop hammer with friction Winch
= L = พลังงานที่สูญเสยี ไปในตัวเสาเขม็
b= AE
นา้ํ หนักของลูกตุมเปนตัน
W= นา้ํ หนักของเสาเขม็ เปนตนั
P= ความยาวของเสาเขม็ เปน เซน็ ตเิ มตร.
L= เนอื้ ทหี่ นา ตัดของเสาเขม็ คอนกรตี เสริมเหล็กเปนตารางเซน็ ตเิ มตร
A= พกิ ดั ยืดเปนตนั /ซม.2
E= ระยะยกลกู ตุม สูงจากหวั เสาเขม็ เปนเซน็ ติเมตร
h= Ultimate bearing capacity เปน ตน
Qu = ระยะท่ีเสาเขม็ จมเปนเซ็นตเิ มตร/ครง้ั โดยคิดเฉล่ยี จากการตอก
S= 10 ครั้งสดุ ทาย

. Gates formula ( แนะนําใหใช F.S = 3)

pu = a eh Eh (b − log s) Eh = kips ft or kN m
ab
PU = kips or kN
s

Fps in 27 1.0

SI mm 104.5 2.4

eh = 0.75 for drop and 0.85 for all other hammers
PU = Ultimate pile capacity
eh = hammer efficiency
Eh = manufacturer’s hammer – energy rating
S= ระยะทเ่ี สาเข็มจม (amount of point penetration per blow)

- 17 -
ฉ. Danish formula (แนะนาํ ใหใ ช F.S. = 3 ถึง 6)

Pu = eh Eh C1 = eh Eh L (units of s)
s + C1
2 AE

L= ความยาวของเสาเข็ม

4.13 การคาดคะเนความสามารถในการรับน้าํ หนักบรรทกุ ของเสาเข็มตอก สูตรทใี่ ชใ นการคํานวณหาการ

รบั นาํ้ หนกั ของเสาเขม็ ตอกนน้ั เปน สูตรทวี่ ิเคราะหเชิงสถติ อิ าจไมถ กู ตองตรงกับความเปน 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 มีอยูหลายสตู ร ซ่งึ ใหผ ลแตกตางกนั ออกไป ดังน้นั การเลอื กใชจ ะตอ งเลือกสตู รท่ีใหคา ถกู

ตอ งใกลเ คียงกับคา นํ้าหนกั จริงทีเ่ สาเขม็ ตน น้ันสามารถรับได

2. สตู รตา ง ๆ ท่ีตอกดวยเครือ่ งจักรนั้น จะใหค าผดิ ไปมาก หากดินเปน ดินเหนยี ว จงึ ไมค วร

ใชส ตู รเหลาน้ใี นสภาพดนิ ดงั กลาว นอกจากจะไดปรับแกแลว โดยผชู าํ นาญการ

3. สูตรตาง ๆ ทใี่ ชอ ยทู วั่ ไปนัน้ เปน สตู รสาํ หรับ End Bearing Pile จริง ๆ กลา วคอื ปลาย

เสาเขม็ หย่งั อยบู นชน้ั ลกู รังหรือช้ันหิน ดนิ ดาล หรือในสภาพท่ีเสาเขม็ ตอกไมลงจริง ๆ ในสภาพดังกลาวน้ี

สูตรของ Janbu จะใหผ ลดีทสี่ ดุ สวนสตู รของ Hiley ใหผ ลดี

4. จากผลการทดลองเสาเขม็ จํานวน 88 ตน ของ Michigan State Highway Commission

(1965) ไดแ สดงใหเหน็ วาสตู รของ Gate เหมาะสมมากสําหรับนา้ํ หนกั สงู สดุ ไมเกิน 400 Kips (ประมาณ

200 เมตรกิ ตนั ) Olson และ Flaate (1967) ไดท าํ การวเิ คราะหเ ชิงสถิติของเสาเขม็ จํานวน 93 ตัน สรุปไดว า

สตู รการตอกเสาเข็มทีเ่ หมาะสมทีจ่ ะใชไดแกสตู รของ Hiley, Janbu และ Gate

5. เนอื่ งจากชนั้ ดนิ ในกรงุ เทพฯ และบริเวณจงั หวดั ขา งเคียงไมเ หมาะสมทจี่ ะใชส ตู รการตอก

เขม็ เนอ่ื งจากใหค าตางมากจากความเปนจรงิ ท่ีเสาเข็มน้นั จะรับได คณะวิศวกรรมศาสตรจ ุฬาลงกรณ-

มหาวทิ ยาลยั ไดท ําการวิเคราะหสูตรการตอกเสาเข็ม โดยการหาวาสตู รใดจะใหค าใกลเ คียงกับนา้ํ หนักจริง

ทไ่ี ดจากการ load test จน failure ปรากฎวาทุกสตู รใหค าต่ํากวา ความเปน จริง ซึ่งสรปุ ไดดงั น้ี

- สาํ หรับเสาเขม็ รปู DH สตู รทใี่ หผลดคี อื สตู รของ Gate Hiley, Engineering News และ

So ซง่ึ สตู รของ Gate ใหคาใกลเคยี งท่สี ดุ คือตํา่ กวาความเปน จริง 1.63 เทา

- สาํ หรบั เสาเขม็ รปู สเี่ หล่ียมจตั รุ สั สตู รทใ่ี หผลดคี ือสูตรของ Janbu, Hiley, So และ

Modified Eng News ซึ่งสูตรของ Janbu ใหค า ใกลเคียงที่สดุ คอื ตาํ่ กวา ความเปนจริง 1.54 เทา

- สาํ หรบั เสาเข็มรปู ตวั ไอ แนะนาํ ใหใชส ูตรของ Gate

6. จากขอ มลู ดงั กลา วพอจะสรปุ ไดดงั น้ี

6.1 ในกรณีท่ีเสาเข็มตอกไมลงจริง ๆ หรือเปน End Bearing Pile จรงิ ๆ แลว สตู รท่ีควร

ใชค ือสูตรของ Janbu หรือสูตรของ Gate เมอ่ื นา้ํ หนกั สงู สุดไมเกนิ 200 เมตริกตัน

- 18 -

6.2 ในกรณที เ่ี สาเข็มตอกลงและตอกอยูในบรเิ วณกรงุ เทพฯ และจังหวดั ขางเคยี ง

ความยาวของเสาเขม็ ท่ตี อกลงไปประมาณ 20 เมตร จากผวิ ดินแลว ถา เปนเสาเขม็ รูป DH หรอื รปู ตัวไอ

ควรใชสูตรของ Gate ทไ่ี ดป รบั แกแ ลวโดยคณะวศิ วกรรมศาสตร ถาเปนเสาเข็มรูปสี่เหล่ยี มจัตรุ ัส ควรใชสตู ร

ของ Janbu ทไ่ี ดปรับแกแลว 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
2
ใชส ําหรบั เสาเข็มรูปส่เี หลย่ี มจัตุรสั

ในเมือ่ RU = นาํ้ หนักพบิ ัตขิ องเสาเขม็ , เมตริกตนั
Wr = นาํ้ หนักของลูกตุมตอก, เมตริกตนั
h = ระยะของลกู ตมุ ตอก, เมตร

t = ดา นแคบของหนา ตัดเสาเข็ม, เมตร

s = ระยะจมเฉล่ียของเสาเข็ม, เมตรตอครั้ง

Ku = Cd 1 + 1+ λ 
 Cd 


Cd = 0.75 + 0.15 WP
Wr

Wp = นา้ํ หนกั ของเสาเขม็ , เมตริกตัน

λ = Wr .h.L
A.E.s 2
E = Mod. Of E = 1.8 x 106 เมตริกตัน/ตร.ม.

L = ความยาวของเสาเข็ม, เมตร

a = e.Wr h : (e = 0.80)
b = L/A.E.

A = เนอ้ื ทหี่ นาตัดของเสาเขม็ , ตร.เมตร

7. สาํ หรบั เสาเข็มตอกในบรเิ วณกรงุ เทพฯ และจังหวดั ขางเคยี ง (ยกเวนจงั หวดั สมุทรปราการ

สมทุ รสาคร สมทุ รสงคราม และฉะเชงิ เทรา) นนั้ สามารถจะหาคา น้ําหนักพบิ ตั ทิ ่เี สาเข็มน้ันจะสามารถรับ

ไดโ ดยอาศยั ความเสียดทานของดินโดยรอบ เสาเข็มและแรงแบกทานตรงปลายเสาเขม็ ดร.ชัย มุกตพันธุ

- 19 -

ไดเ สนอสตู รดังกลา วนีไ้ ว (ดูรายละเอยี ดใน) ซึง่ จัดวาเปน ทีเ่ หมาะสมสตู รหนง่ึ เมอ่ื ไมใ ชส ตู รตอกเสาเข็ม
8. เสาเข็มท่ีตอกในดินเหนยี ว นน้ั คา Safe load อาจหาไดจากสูตรของ Faber’s Formula

( )Pa
= W. H −d 7 + a2 .As
20
F. 1 + 0.8H 
 n 

ในเมื่อ Pa = Safe load, KN. หรอื tons
W= น.น.ของลูกตมุ ตอก, KN. หรือ tons

H = ระยะของลกู ตุมตอก, มม. หรอื นวิ้

d = เสนผา นศูนยก ลางหรอื ดานของเสาเขม็ , มม. หรอื นวิ้

AS = เนอื้ ท่ขี องดานของเสาเข็มท่จี มในดนิ , ตร.ม. หรอื ตร.ฟุต
n= จาํ นวนคร้ังที่ตอกจมครั้งสุดทาย (ครัง้ ตอ มม. หรือตอ นว้ิ )

a2 = 1 เมื่อเปน Imperial unit
= 107.3 เมอ่ื เปน SI 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 ใหดินบริเวณพน้ื 2-5 เทาของ

เสน ผาศนู ยกลางของเสาเขม็ 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 ตอกผานช้ันกรวด ไปยงั ชน้ั ดินเหนียว เข็มจะพาเอากรวดเขาไปในดนิ เหนยี ว

ลกึ ประมาณ 20 เทาของเสนผา นศนู ยกลางเสาเขม็ ซงึ่ จะเพ่มิ คา Skin friction

3) เสาเขม็ เมอื่ ตอกผานชัน้ ดนิ เหนยี วแขง็ ทีอ่ ยดู านใตข องช้นั ดนิ เหนยี วยอย ช้นั ดินเหนียว

แขง็ จะแตกและดนิ เหนยี วยอยจะเขา ไปในรอยราว เน่อื งจากการตอกระหวา งเสาเขม็ ในความลึกประมาณ

20 เทา ของเสนผานศูนยก ลางเสาเข็ม ผลกระทบน้ไี มรา ยแรง เพราะดนิ อดั เขา ไปในรอยแตก ซง่ึ จะใหคา

adhesion สงู กวา ดินเหนยี วยอ ย ขางบน

4) เสาเขม็ ตอกในดินเหนียวแขง็ จะเกิดรอยแตกท่ีผวิ หนา และดา นขางของเสาเข็ม ลึก

ประมาณ 20 เทา ของเสน ผา นศูนยกลางเสาเข็ม ทาํ ใหค า adhesion ในชว งน้ีไมมี ปกติแลวในความลกึ 1.2-1.8

เมตร จากหัวเสาเข็มจะไมค ดิ คา Skin resistance capacity

- 20 -

5) เมอื่ ตอกเสาเขม็ ลงในดินเหนยี วโดยท่ัวไปจะทาํ ใหเ กิดการปดู ของผวิ ดิน (Heave) หรอื เกดิ
การแทนที่ การปดู ขน้ึ ของดนิ หากเปน plastic Soil แลว อาจสูงขึ้นเปนฟุตได การปดู ของดินนีอ้ าจจะทําใหเกดิ
การทรดุ ตวั ตดิ ตามมากไ็ ด หลังจากตอกเสาเข็มเสรจ็ แลว เสาเขม็ ท่ีถูกยกตัวลอยขน้ึ เพราะการปดู ของดนิ จะ
ตอ งตอกยาํ้ ลงไป และเพือ่ เปนการปองกันการปดู ของดินการตอกเสาเขม็ ควรเริ่มตอกบรเิ วณกึ่งกลางออกไป
ยงั รมิ บริเวณกอ สรา ง

ในประเทศไทยผลการตอกเสาเขม็ ในชน้ั ดนิ เหนียวบริเวณกรุงเทพ จะเกิดผลกระทบพอสรปุ
ไดดังนี้

1) การสน่ั สะเทือนของการตอกเขม็ ทาํ ใหกาํ ลงั ของดินเสียไปประมาณ 28% ของ
Undisturbed Strength ซงึ่ วดั โดย field vane test

2) ระยะที่กระทบกระเทือนตอ Undrain Shear Strength นน้ั หางจากผิวเสาเขม็ โดยประมาณ
เทา กับระยะเสนผานศูนยก ลางของเสาเข็ม

3) กาํ ลงั ของดนิ ทเ่ี สยี ไปจะกลบั คนื มา หลังจากการตอกเสาเข็มแลว 14 วนั
4) Induced pore pressure จะมคี า สงู สุดภายในบรเิ วณ local Shear failure Zone
5) โดยสวนใหญแ ลว excess pore pressure จะกระจายออกไปหมดภายใน 1 เดือน หลงั จาก
ทต่ี อกเข็มแลว
(ข) การตอกเสาเข็มในทราย
การตอกเสาเข็มในทรายแลว จะเกิดผลตาง ๆ ดงั นี้
1) การทรุดตัวลง (Subsidence) แรงสนั่ สะเทอื นจากการตอกเสาเขม็ ในบรเิ วณท่ีเปน ดนิ
ทรายหลวม ๆ จะทาํ ใหท รายเกดิ การแนนตัว ทาํ ใหบ ริเวณขางเคยี งเกิดการทรดุ ตวั ลง สงิ่ กอสรา งในบรเิ วณ
นน้ั จะเสยี หาย ในทรายละเอยี ด หรือ Silt ท่ี saturated แรงสะเทอื นอาจจะทาํ ใหเกดิ การทรุดตวั เสียหายอยาง
มากมายได
2) การแนนตัว (Compaction) เมอ่ื ตอกเสาเข็มเดยี่ วใน loose Sand (relative density Dr =
17%) ทรายทอี่ ยหู างจากดา นขา งของเสาเข็ม ประมาณ 3 ถงึ 3 เทา ขนาดเสนผานศนู ยกลางของเสาเข็ม และ
ระยะหา งใตปลายเสาเขม็ ประมาณ 2.5 – 3.5 เทา ของเสนผา นศูนยก ลางของเสาเข็มจะแนน ตวั ใน medium
dense Sand (Dr = 3.5%) ทรายท่อี ยหู างจากดานขา งของเสาเขม็ ประมาณ 4.5 – 5.5 เทา ของเสนผานศนู ยก ลาง
เสาเขม็ และระยะหา งใตป ลายเสาเขม็ ประมาณ 3.0 - 4.5 เทา ของเสน ผานศูนยก ลางของเสาเข็มจะแนน ตวั
เนอ่ื งจากเสาเขม็ จมแทนทลี่ งไป เม่ือตอกเสาเข็มกลมุ ใน loose Sand ทรายรอบ ๆ และระหวางเสาเข็มจะแนน
ตวั มาก ถา ระยะหางของเสาเข็มหา งไมมาก (นอ ยกวาประมาณ 6 เทาขนาดเสน ผา นศูนยกลางเสาเข็ม)
คา Ultimate load capacity ของกลุมเข็มจะตองมีคามากกวาผลรวมของเสาเขม็ แตล ะตนรับได (i.e efficiency
ของกลมุ เข็มจะตองมีคามากกวา 1) แตถา ตอกใน dense Sand แลว การตอกจะทําใหท รายหลวมตวั มากกวา
แนน ตวั ขนึ้ group efficiency อาจมคี านอ ยกวา 1

- 21 -

5. เสาเขม็ กลมุ

เม่อื ตอกเสาเข็มเปน กลุมแลว ความสามารถในการรบั นํา้ หนักของเสาเข็มแตล ะตนจะลดลง

ทง้ั นเี้ น่ืองจาก Stress overlap กนั หากจะไมให Stress overlap กนั แลว จะตอ งตอกเสาเขม็ แตละตน หางกนั มาก

ซง่ึ ในทางปฎิบตั ิไมกระทาํ กัน เพราะ Pile cap จะโตทําใหคา กอ สรา งสงู ดังนน้ั เมือ่ มีการตอกเสาเขม็ มีระยะ

หา งตามท่ไี ดกาํ หนดไวขางบนแลว จะตองทําการ check effect ของกลมุ ดว ย เวนแตป ลายเสาเขม็ หยัง่ อยูบ นช้นั

หนิ

การลดกาํ ลังการรับนาํ้ หนกั ของเสาเขม็ นั้นหาไดจากสูตรตาง ๆ ดังตอ ไปน้ี

1) Converse Labarre Method

E = 1 + φ (n −1)m + (m − 1)n

90m.n

ในเมอ่ื E = ประสิทธภิ าพของเสาเขม็ แตละตน ในกลมุ เขม็

m = จาํ นวนแถวของกลมุ เข็ม

n = จาํ นวนเขม็ ในแตล ะแถว

ø = d/s มคี าเปนองศา

d = ขนาดเสน ผาศูนยก ลางของเสาเข็ม

s = ระยะหางของศนู ยกลางของเสาเขม็

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 งในกลุม ซง่ึ มีผลสรุปดังนี้

จาํ นวนสาเขม็
(ตน ) 2 3 4 5 6 9
E
(%) 94 87 82 80 77 72

- 22 -

3) Keriselos Method

ระยะหา งระหวา งศนู ยกลางองเสาเขม็ E
คดิ เปนจาํ นวนเทา ของเสนผาศนู ยก ลาง 1.0
0.95
10 0.90
8 0.85
6 0.75
5 0.65
4 0.55
3
2.5

4) Sowers ไดก าํ หนดระยะหา งของเสาเขม็ ยาวใน clay และ Group Efficiency ไวดงั น้ี

ระยะหาง So = 1.1 + 0.4n0.4

E = 0.5 + (n 0.4

− )0.9 0.1

ในเมือ่ n จาํ นวนเขม็ ทั้งหมด
ปกติแลวใน Clay ระยะหา งของเสาเข็มศูนยถ งึ ศูนยประมาณ 2 – 3 เทา ของขนาดเสน ผา
ศนู ยก ลางของเสาเข็มสว นใน Cohesionless Soil จะหา ง 2.5 – 4 เทา
3. ความสามารถในการรับนํ้าหนกั ของกลุมเขม็ จะมคี าเทากบั จํานวนเสาเข็มท้งั หมด x
นา้ํ หนกั ท่ีเสาเข็มแตละตนรับได x E

- 23 -

6. คาํ นวณน้ําหนกั บรรทุกจากคุณสมบัติของดนิ ( Static pile formula )

6.1 เสาเข็มทล่ี อยอยใู นชน้ั ดินออ น ( Friction Pile )

การคาํ นวณเพ่อื หานาํ้ หนักบรรทุก ควรคาํ นวณเปรียบเทียบระหวา งแรงเสยี ดทานที่ผวิ ของเสาเข็มแตรวมกนั

กบั แรงตานของเสาเขม็ กลุม ( Pile group ) คา ใดนอ ยกวาใหถ ือคานน้ั เปนแรงตา นทเ่ี สาเข็มชดุ น้ันสามารถรับน้ํา

หนกั ได ทง้ั นข้ี นึ้ อยกู ับระยะหางของเสาเข็ม การคาํ นวณคาทั้งสองเปนดงั ตอ ไปน้ี .-

. แรงเสียดทานทผี่ วิ ของเสาเขม็ แตละตน รวมกนั = n. AP. Ca ……. ( 2 ) (แรงเสียดทานสูงสดุ )
เมอ่ื n = จาํ นวนเสาเขม็ ในกลมุ

Ap = พนื้ ท่ีผวิ สว นท่ีฝง อยูในดนิ ของเสาเข็ม 1 ตน
Ca =
adhesion ระหวา งดนิ กับเสาเขม็ = oc c. (เสาเข็มคอนกรีต คา ca
มคี าประมาณรอยละ 90 ของ คา cohesion ของดนิ , สว นเสาเขม็ เหลก็

คดิ ประมาณรอ ยละ 80 ของ cohesion ของดินในชวงท่เี ปนดินออน

หรือจะดคู า adhesion factor ของเสาเข็มคอนกรีตไดจาก curve ใน

รปู ท่ี 4 ) สว นปลอดภัยใหใช ≥ 8

α = adhesion factor

ข. แรงตา น (สูงสดุ ) ของเสาเข็มกลมุ = c.L.P. + N c. c. Ag …….( 8 )
เมื่อ c = แรงเฉือน ( shear strength ) หรอื แรงเกาะกันของดิน ( cohesion )

ไดจ ากการเจาะสาํ รวจเปนตัน/ม

L = ความยาวของสวนที่ฝง ในดินของเสาเข็ม ( รวมความหนาของฐาน

รากดว ย

p = เสน รอบรูปของกลมุ เสาเข็ม = 2 ( F + B )

- 24 -

Undrained Shear Strength , c, tons / m.2 Ca = ∝ C
รูปท่ี 1. Adhesion Factors for Clays

Ag = - 25 -
Nc′ =
พ้ืนที่ของกลมุ เสาเขม็ ( = F.B. )
คา สมั ประสิทธกิ ารรับน้าํ หนัก ดไู ดจ ากตารางท่ี 2.
สว นปลอดภัยควรใชไ มน อ ยกวา 3

ตารางท่ี 1

D/B N c′ กลมุ เขม็ สเี่ หลีย่ มผนื ผา

กลุมเข็มกลมหรอื 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 = ความยาวของหนาตดั , B = ความกวา งของหนาตัด,
D = ความลกึ ของปลายเข็มจากผวิ ดิน

- 26 -

ตวั อยา งการคาํ นวณ 1
จงหา น.น. บรรทกุ ทุกสวนปลอดภยั ของเข็มกลุมบนดินออ น โดยกาํ หนดให
L = ความยาวของเสาเข็ม 8.0 ม.
D = เสน ผาศนู ยกลางของเสาเข็ม 80 ซม.
qu = Unconfined Compressive Strength 5.0 ตัน / ม.2
n = จาํ นวนเข็ม = 12 ตน
F = 1.8 ม.
B = 2.7 ม.

( 1 ) สาํ หรับเขม็ เด่ียว

แรงเสยี ดทานรวม = n. Ap . ca
=
qu = n. Ap . ∝ c
c = 5 ตัน / ม2

2.5 ตนั / ม2

จากรูปท่ี 4 ∝= 0.85
N= 12

Ap = (π )(D)(L)
= ( 3.14 ) ( 0.30 ) ( 8.0 )

= 7.536 ม2

ca = 0.85 x 2.5
= 2.125 ตนั / ม2

∴ แรงเสียดทานรวม = ( 12 ) ( 7.536 ) ( 2.125 )
= 192.2 ตัน

ใช F.S = 3.0

∴ Allowable load = 192.2 = 64.1 ตัน
3

2. สําหรับเขม็ กลุม

แรงตา นของเสาเข็มกลมุ = cLp + Nc′c.Ag
c = 2.5 ตนั / ม2

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

∴ แรงตานทานของเสาเข็มกลมุ 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 ลายจมอยูในดินแข็ง

สาํ หรบั เสาเข็มท่อี ยูในบรเิ วณทม่ี ีชั้นดนิ ออ นอยเู หนือดนิ แข็ง ซึง่ เปน ลกั ษณะชัน้ ดินคลา ยกบั บริเวณ

ลมุ แมน า้ํ เจาพระยาตอนลาง ถา ปลายของเสาเข็มผานทะลชุ ้ันดินออ นลง ไปจมอยใู นช้นั ดนิ แขง็ ในการคาํ นวณ

หาคา นาํ้ หนักบรรทกุ ของเสาเข็มมกั จะไมคิดแรงตา นทผ่ี ิวในสวนของเสาเข็มท่จี 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 ลายจมอยใู นช้ันดนิ แขง็ โดยมสี ว น 20 บนเปนดนิ ออน จงึ มัก

จะคดิ คา นาํ้ หนักบรรทุกของเสาเขม็ จากแรงตา นทีป่ ลายเสาเขม็ แรงตา นท่ีวาของสวนที่จมอยใู นดินแขง็ เทาน้นั

หรือ Ultimate Bearing Load = Ultimate End Bearing

FSo
+ Skin Friction Capacity - น.น. ของเสาเข็ม

เม่ือ Ultimate End Bearing ( Q b ) เปนคาทห่ี าไดจากขอ ก.

Skin Friction Capacity ( Q f ) เปนคา ทห่ี าไดจ ากขอ ข.

และ FSo คอื สว นปลอดภัยอันเนื่องจากการสญู เสยี กาํ ลังของแรงตานท่ีปลายและทรี่ อบ ๆ เสาเข็มไมพรอมกัน

(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
c = แรงเฉอื นของดนิ

ϒ = Effective Unit Weight ของดินรอบเสาเขม็ ตัน/ ม.3
D = ความลึกของปลายลา งของเสาเขม็ ม.

- 28 - ม.

B = สว นที่แคบที่สดุ ของหนา ตดั เสาเขม็
สาํ หรับ Clay φ = 0, NC = 5.7 , Nq = 1, N ϒ = 0
จาก Equation (4) จะได

qb = 7.4c + γD

แตสาํ หรบั เสาเขม็ ท่ีมี DB 〉25
∴จะได qb = 9c + γD ( Terzaghi )

ในกรณีทีไ่ มสามารถหาคา จากผลการทดลองในหองทดลองได ก็อาจจะใชผลการทํา standard

penetration test ในสนามมาหาคา c โดยอาศยั ความสัมพนั ธที่แสดงไวใ นรปู ที่ 6. กจ็ ะไดคา c โดยประมาณซึ่ง

ไมถกู ตอ งมากนกั

สําหรบั ทราย C = 0

qb = γDN q + 0.4BγNγ

เมื่อ Nq, Nϒ = Bearing Capacity Factor ดไู ดจากกรา ฟ รูปที่ 7.
ข. Skin Friction Capacity

q f = ca D + KsγD2 tan δ ………..( 5 ) ตน / ม.
ตน / ม.2
qf = Ultimate Skin Friction Capacity,
Ca = Adhesion ระหวางดินกับเสาเขม็

= ∝c

∝ = Adhesion Factor ดจู ากกราฟรปู ท่ี 4

δ = Angle of Friction ระหวา งดนิ กบั ผิวเสาเข็มเปน องศา

∼ 3 φ
4

Ks = Coefficient of Earth pressure

ซง่ึ มีคาดงั ตอ ไปนี้ . -

N’ Ks
0– 4 0.5
4 – 10 0.6
10 – 30 0.7
30 – 50 0.8

- 29 -

รูปท่ี 6
PENETRATION RESISTANCE
VS. UNCONFINED STRENGTH OF CLAY

- 30 -
กราฟหาคา N q Nr

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)
2

N = observed number of blow

- 31 -

Skin Friction For Clay

φ =0

จาก Equation (5) q f = αeD
Skin Friction For Sand

C= 0

Equation (5) จะกลายเปน

qf = K sγD 2 tan 3 φ 
 4 

ตวั อยา งการคํานวณ 2 เมอื่ ปลายลางของเสาเขม็ จมอยูใ นชน้ั ดนิ แข็ง กาํ หนดขอ มูลตา ง ๆ ดังรปู จงคํานวณหา
น.น. บรรทุกสวนปลอดภยั ( allowable load ) ของเสาเขม็ น้ี

- 32 -

จาก Qu + น.น. ของเสาเขม็ = Fb + Ff …………… (a)
FS 0

น.น. ของเสาเข็ม = 0.30 x 0.30 x 2400 x 20

= 4320 Kg.

Fb = qb x Ab

qb = 9c + ϒ D
= 9 x 20 + ( 0.5 x 14 x 0.6 x 5 + 08. x 1.0 )

190.8 ตัน / ม2

Ab = 0.30 x 0.30 = 0.09 ม2
∴ Fb = 190.8 x 0.09
= 17.1 ตนั

Ff = Qf x As
= ∝1c1D1As+ ∝2c2D2As= As(∝1c1D1+ ∝2c2D2 )
As = 0.30 x 4 = 1.20 ม2 / ม.
∝1c1D1
= 0.4 x 12 x 5.0
= 24

∝2c2D2 = 0.30 x 20 x 1.0
= 7.6

∴ Ff = 1.2 ( 24 + 7.6 )
= 37.9

∴ แทนคา ใน (a ) โดยใช FSo = 3

Qu + 4.3 = 17.1 + 37.9
3

= 43.6 ตัน

Qu = 43.6 – 4.3
= 39.3

ใชค าสวนปลอดภัย = 2.5

Qa = 39.3 = 15.72 ตนั / เสาเขม็ หน่งึ ตน
2.5

- 33 -

ตวั อยา งการคํานวณ 3 เมอ่ื ปลายลางของเสาเขม็ จมอยใู นชน้ั ทราย กาํ หนดขอมูลตาง ๆ ดงั รปู จงคํานวณหานา้ํ
หนกั บรรทกุ สว นปลอดภัย ( allowable load ) ของเสาเข็มน้ี

จาก Qu + น.น. เสาเขม็ = Fb + Ff ………….(b)
FS 0

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
= 11 ตนั / ม2

- 34 -

0.4 Bϒ Nϒ = 0.4 x 0.30 x 1.0 x 46
= 5.52 ตัน / ม2

qb = γDN q + 0.4BγNγ

= 11 x 43 + 5.52

= 478.5 ตัน / ม2

Fb = 478.5 x 0.09
= 43.1 ตัน

Ff = Ff1 + Ff2

Ff 1 = Friction เน่อื งจาก very stiff clay
= Q f1 × As

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
 2  4

= 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
= 4.50 ตัน

Ff = Ff 1 + Ff 2
= 28.8 + 4.50

= 33.3 ตนั

แทนคา ใน ( b ) โดยใช FSo = 3
Qu + น.น.เสาเขม็ =
Fb + Ff
3

Qu + 4.3 = 43.1 + 33.3
3

= 47.7 ตนั

Qu - 35 -
ใชคาสว นปลอดภยั
= 47.7 - 4.3 = 43.4 ตนั
Qu = 2.5
= 43.4 = 17.35 ตัน

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 วตอไปในหัว

ขอ นี้ ผลทไี่ ดจ ะเปนหนวยแรงยดื และหนว ยแรงบรรทกุ ทว่ี ัดไดกส็ ามารถนาํ มาคาํ นวณหานํา้ หนักบรรทกุ ของ

เสาเขม็ ไดดังตอไปนี้

n ……..(6)

=α∑
( )Qu + λQca A − W
Q fi ∆Li P

i =1

เม่อื Qu = นา้ํ หนักบรรทกุ สงู สุดของเสาเขม็

Qfi = หนว ยแรงยดื ที่วดั ได ณ. ตาํ แหนงใด ๆ

Qca = หนว ยแรงบรรทุกเฉลยี่ โดยหาคาเฉลี่ยของหนวย

แรงบรรทุกท่ีระดบั 4d เหนอื ปลายเสาเขม็ กบั ที่

ระยะ d ใตป ลายเสาเขม็ ( d = เสนผานศูนยกลาง

หรอื สว นกวางนอ ยทสี่ ุดของหนา ตัดเสาเขม็ )

•Li = สว นของความยาวเสาเขม็
P= เสนรอบรูปของเสาเข็ม

A = พน้ื ที่หนาตัดของเสาเขม็

W = นาํ้ หนกั ของเสาเข็ม

และ ∝, λ = สมั ประสิทธ์แิ รงยืดและแรงบรรทกุ ตามลาํ ดบั มคี า ที่

พอจะแนะนาํ ไดด งั ตารางที่ 3 ( คา เหลา นอ้ี าจเปลยี่ น

แปลงไดต ามสภาพของดินท่ีแตกตา งไป )

ทม่ี า การคาํ นวณเสาเข็มของ วสท.

-36-

7. ตัวอยางในการคํานวณ เสาเขม็ คอนกรีตอดั แรง

7.1 ตัวอยา งในการคํานวณ เสาเข็มคอนกรีตอัดแรงรูปตัว I

Design of prestress concre I PILE

1. PILE SECTION PROPERTIES

X4 X5 X4 SIZE OF PILE = 18.000 CM.
LENGTH = 14.00 M.
= 3.00 CM.
X1 X1 = 2.00 CM.
X2 = 8.00 CM.
= 6.00 CM.
X2 X3 = 6.00 CM.
X4 =
= 204.00 CM^2
X3 X5 = 89.30 CM.
Ag = 48.96 KG/M
PERIMETER =
= 205.36 KG-(2 POINT PIC
X2 DEAD LAOD 30.00 %
MIN MOMENT
266.97 KG-M
X1 IMPACT LOAD
MAX MOMENT

MOMENT OF INERTIA Ix = 7,708.00 CM^4
SECTION MODULUS(TOP) Zt = 856.44 CM^3
SECTION MODULUS(BOT) Zb = 856.44 CM^3

2. DESIGN CRITERIA

1. fc' = 0.8fc' = 400.00 KSC.
2. fci' = 0.6fci' = 320.00 KSC.
3. fci = -0.8 SQR fci' = 192.00 KSC.
4. fti = 0.45fc' = -14.31 KSC.
5. fca = 0.33fc' = 180.00 KSC. (BENDING)
= -1.59 SQR fc' = 132.00 KSC. (BEARING)
6. fta = -1.99 SQR fc' = -31.80 KSC.
7. fr = -39.80 KSC.

3. P.C. WIRE OR STRAND

TYPE OF P.C. WIRE OR STRAND P.C.WIRE
DIAMETER OF P.C.WIRE OR STRAND
CROSSECTIONAL AREA ( a ) = 5.000 m.m.
fs'
fsi = 70% OF fs' = 0.1964 CM^2
Fi/Wire = fsi*a
Fe/Wire ( LOSS 20% ) = 18,000.00 KSC.
NO. OF P.C. WIRE OR STRAND
PERCENTAGE OF STEEL ( Pg ) = 12,600.00 KSC.

= 2474.64 KG.

= 1,979.71 KG.

= 8.00

= 0.7702

4. CHECK STRESS

Fe/Ag =EFFECTIVE PRESTRESS = 77.64 KSC.
Mmax/Zt = 31.17 KSC.
Mmax/Zb = 31.17 KSC.
Mmin/Zt = 23.98 KSC.
Mmin/Zb = 23.98 KSC.

4.1 Fe/Ag+Mmax/Zt ( pc ) = 108.81 KSC.

IF pc IS LESS THAN fca = 180 KSC.
(CONDITION A) O.K.
4.2 Fe/Ag-Mmax/Zb ( pt )
= 46.46 KSC.
IF pt IS MORE THAN fta = -31.80 KSC.

(CONDITION B) O.K.

4.3 Fi/Ag+Mmin/Zt ( pci ) = 121.02 KSC.
= 192 KSC.
IF pci IS LESS THAN fci
(CONDITION C) O.K.
4.4 Fi/Ag-Mmin/Zb ( pti ) = 73.07 KSC.
= -14.31 KSC.
IF pti IS MORE THAN fti
(CONDITION D) O.K.

5. CONCLUSION OF CONDITION

CONDITION A O.K.
CONDITION B O.K.
CONDITION C O.K.
CONDITION D O.K.

6. CRACKING MOMENT

Mcr =(Fe/Ag-fr)*Zb = 1,005.77 KG-M

7. ALLOWABLE CONCENTRIC LOAD

Na = (0.33fc'-0.27Fe/Ag)Ag
= 22,651.82 K.G.
= 22.65 TONS

8. ALLOWABLE LOAD AT DRIVING

Ncr = (3.1416^2*Ec*I)/L^2
Ec = 4270*W^1.5* SQR fc'

= 327,496.75 KSC.
Ix = 7,708.00 CM^4
Ncr = 12,711.43 K.G.

= 12.71 TONS

9. ULTIMATE DESIGN

As = 0.7856 CM^2
b=d = 18.000 CM
= 2.200 CM
d' = 15.800 CM
dp = d - d' = 0.0028
p = As/bdp = 18,000.00 KSC.
= 400 KSC.
fs' = 16,881.27 KSC.
fc' = 0.12 (UNDERREINFORCED)
fsu fs'(1-0.5pfs'/fc') = 0.9*{As*fsu*dp(1-0.59q)}
q = pfsu/fc' = 1,756.13 KG-M
Mu = 1,005.77 KG-M
= 1.75
CRACKING MOMENT
F.S.

RECOMMEND

1 TO ECONOMIZE AND CONTROL CRACKING pt SHOULD BE NEARLY 0

2 EFFECTIVE PRESTRESS SHOULD BE LESS TH = 80 KSC.

3 SUITABLE EFF.PRESTRESS FOR <12 METERS LONG = 20 KSC.

4 SUITABLE EFF.PRESTRESS FOR 13-21 METERS LONG = 30 KSC.

5 SUITABLE EFF.PRESTRESS FOR >21 METERS LONG = 40 KSC.

-38-

7.2 ตัวอยางในการคาํ นวณเสาเขม็ คอนกรีตอดั แรงรูปสเี่ หล่ียม

DESIGN OF P.C. SQUARE PILE

1. PILE SECTION PROPERTIES

DIMENTION = 40.00 CM.
= 13.50 M.
LENGTH = 392.00 KG/M
= 1,528.86 KG-M
DEAD LOAD OF PILE = 30.00 %
= 1,987.52 KG-M
MINIMUM MOMENT(TWO POINT PICK) = 1,600.00 CM^2
= 10,666.67 CM^3
PROVIDE IMPACT LOAD = 10,666.67 CM^3

MAXIMUM MOMENT

CROSSECTION AREA Ag

SECTION MODULUS( Zt

SECTION MODULUS( Zb

2. DESIGN CRITERIA

1. fc' = 400.00 KSC.
2. fci' = 0.8fc' = 320.00 KSC.
3. fci = 0.6fci' = 192.00 KSC.
4. fti = -0.8 SQR fci' = -14.31 KSC.
5. fca = 0.45fc' = 180.00 KSC. (BENDING)
= 132.00 KSC. (BEARING)
= 0.33fc' = -31.80 KSC.
6. fta = -1.59 SQR fc' = -39.80 KSC.
7. fr = -1.99 SQR fc'

3. P.C. WIRE OR STRAND

TYPE OF P.C. WIRE OR STRAND STRAND GRADE 250K
DIAMETER OF P.C.WIRE OR STRAND
CROSSECTIONAL AREA ( a ) = 0.375 inch
fs'
fsi = 70% OF fs' = 0.5175 CM^2
Fi/Wire = fsi*a
Fe/Wire ( LOSS 20% ) = 18,300.00 KSC.
NO. OF P.C. WIRE OR STRAND
PERCENTAGE OF ST ( Pg ) = 12,810.00 KSC.

= 6629.175 KG.

= 5,303.34 KG.

= 8.00

= 0.2588

4. CHECK STRESS = 26.52 KSC.
Fe/Ag EFFECTIVE PRESTRESS = 18.63 KSC.
Mmax/Zt = 18.63 KSC.
Mmax/Zb = 14.33 KSC.
Mmin/Zt = 14.33 KSC.
Mmin/Zb

4.1 Fe/Ag+Mmax/Zt ( pc ) = 45.15 KSC.
IF pc IS LESS THAN fca
= 180 KSC.
4.2 Fe/Ag-Mmax/Zb ( pt )
IF pt IS MORE THAN fta (CONDITION A) O.K.

= 7.88 KSC.

= -31.80 KSC.

(CONDITION B) O.K.

4.3 Fi/Ag+Mmin/Zt ( pci ) = 47.48 KSC.
IF pci IS LESS THAN fci
= 192 KSC.
4.4 Fi/Ag-Mmin/Zb ( pti )
IF pti IS MORE THAN fti (CONDITION C) O.K.

= 18.81 KSC.

= -14.31 KSC.

(CONDITION D) O.K.

5. CONCLUSION OF CONDITION O.K.
O.K.
CONDITION A O.K.
CONDITION B O.K.
CONDITION C
CONDITION D = 7,073.78 KG-M

6. CRACKING MOMENT = (0.33fc'-0.27Fe/Ag)Ag
= 199,744.79 K.G.
Mcr =(Fe/Ag-fr)*Zb = 199.74 TONS

7. ALLOWABLE CONCENTRIC LOAD = (3.1416^2*Ec*I)/L^2

Na = 4270*W^1.5* SQR fc'

8. ALLOWABLE LOAD AT DRIVING = 327,496.75 KSC.

Ncr = b^4/12 CM^4
Ec
= 213,333.33 CM^4
I
= 378,355.42 K.G.
Ncr
= 378.36 TONS
9. ULTIMATE DESIGN
= 2.0700 CM^2
As = 40.000 CM
b=d = 4.500 CM
= 35.500 CM
d' = 0.0015
dp = d - d' = 18,300.00 KSC.
p = As/bdp = 400 KSC.
= 17,689.77 KSC.
fs' = 0.06 (UNDERREINFORCED)
fc' = 0.9*{As*fsu*dp(1-0.59q)}
fsufs'(1-0.5pfs'/fc') = 11,254.39 KG-M
q = pfsu/fc' = 7,073.78 KG-M
ULTIMATE MOMENT (Mu) = 1.59
Mu
CRACKING MOMENT (Mcr)
F.S.= Mu/Mcr

RECOMMEND

1. TO ECONOMIZE AND CONTROL CRACKING pt SHOULD BE NEARLY 0

2. EFFECTIVE PRESTRESS SHOULD BE LESS THAN 0.2fc' 80 KSC.

3. SUITABLE EFF.PRESTRESS FOR <12 METERS LONG = 20 KSC.

4. SUITABLE EFF.PRESTRESS FOR 13-21 METERS LONG = 30 KSC.

5. SUITABLE EFF.PRESTRESS FOR >21 METERS LONG = 40 KSC.

-40-

7.3 ตวั อยางในการคํานวณแผนเหลก็ เพอื่ การเช่ือมตอเสาเขม็

DESIGN OF STEEL PLATE

1.SECTION OF PILE

DIMENTION ( b ) = 25.00 CM.
LENGTH = 10.50 M.

2.MATERIAL PROPRETY

STRENGTH OF CONCRETE (Fc') = 350.00 KSC.
STRENGTH OF STEEL (Fy) = 3,000.00 KSC.

3.LAOD-MOMENT

DEAD LOAD OF PILE = 150.00 KG/M
MOMENT = 353.90 KG-M
PROVIDE IMPACT LOAD = 30.00 %
MAXIMUM MOMENT = 460.07 KG-M

4.WELD JOINT DESIGN

CONSIDER MOMENT (M) = 460.07 KG-M
REQUIRED ONE EDGE STRENGTH (T) = M*100/b KG-M
= 1,840.29 KG
USE WELDING ROD TYPE = E60
SIZE OF THROAT = 3.00 m.m.
WELD STRENGTH (Fv) = 267.00 KG/CM
WELD LENGTH (Lw) = T/Fv CM.
= 6.89 CM.
IF Lw IS LESS THAN = 25.00 CM.

5.DOWEL BARS (CONDITION A) O.K.

CENTER OF STEEL FROM EDGE (d) = 3.00 CM.
CONSIDER FORCE (P) = T*b/(b-2d) KG.
= 2,421.44 KG.
REQUIRED AREA OF STEEL = P/Fy*0.5 CM^2
= 1.61 CM^2
DIAMETER OF DEFORMED BARS (Db) = 12.00 m.m.
NO.OF DEFORMED BARS PER ONE EDGE = 2.00
AREA OF STEEL PER ONE EGDE (a) = 2.26 CM^2
IF a IS GREATHER THAN = 1.61 CM^2

DEVELOPMENT LENGTH (ld)(ACI CODE) (CONDITION B) O.K.
= 0.0594Ab*Fy/SQRFc'
BUT NOT LESS THAN ( ACI CODE) = 10.77 CM.
= 0.006*(Db/10)/Fy
RECOMMEND ld = 21.60 CM.
= 30 CM.

6.END PLATE = T*d KG-CM
CONSIDER MOMENT = 5,520.88 KG-CM
= 6.00 m.m.
THICKNESS OF END PLATE (t1) = 3.00 m.m.
= 5.00 CM.
THICKNESS OF SIDE PLATE (t2)
= 18.00 CM^2
HEIGHT OF SIDE PLATE (h) = 0.77 CM.
= 26.30 CM^4
7.FIND C.G. OF STEEL PLATE = MC/I KSC.
CROSS SECTION AREA = 4.83 CM.
C.G. OF PLATE (X) = 1,014.61 KSC.
MOMENT OF INERTIA C.G. (I) = 1,200.00 KSC.
STRESS (p)
(CONDITION C) O.K.
C
p O.K.
IF p IS LESS THAN O.K.
O.K.
8.CONCLUSION OF CONDITION
CONDITION A TT
CONDITION B
CONDITION C Plate

T v
M PP

T dd
b
Plate t1

h

t2 b t2

บรรณานกุ รม

ภาษาไทย

- ชมรมวิศวกรรมโยธา , เสาเข็ม , คณะวศิ วกรรมศาสตร
จฬุ าลงกรณมหาวิทยาลยั 2524

- นายสมบูรณ สรอยครี ี
ขอ ควรรูใ นการกอสรางเรื่องเสาเข็ม , สวสั ดกิ ารกรมโยธาธิการ 2530

- วิศวกรรมสถานแหงประเทศไทย , น้าํ หนกั บรรทกุ ของเสาเข็ม , ตุลาคม 2521
- ศ.ดร. ชัย มุกตพนั ธ , นายคาซูโตะ นาคาซาวา , ปฐพกี ลศาสตร

และวศิ วกรรมฐานราก , สาํ นักพิมพดวงกมล 2546
- ผศ. มานะ อภพิ ฒั นะมนตรี , วิศวกรรมปฐพแี ละฐานราก

สมาคมสง เสริมเทคโนโลยี ( ไทย - ญี่ปนุ ) , พฤษภาคม 2545

ภาษาอังกฤษ

- Ralph B. Peck , Water E. Hanson , Thomas
H . Thornburn , Foundation Engineering.
2 nd Edition , June 1973

- Joseph E. Bowles , Foundation Analysis and Design
5 th Edition , 1997