การรับแรงกระทำตามแนวแกนร่วมกันกับแรงดัดในโครงสร้างเสาเข็ม

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน

ในทุกๆ วันพฤหัสบดีแบบนี้ ผมก็จะมาพบกับเพื่อนๆ เพื่อที่จะพูดคุยกันถึงหัวข้อ “ความรู้ดีๆ เรื่องวิศวกรรมงานฐานราก งานดินและเสาเข็ม” นะครับ

ตามที่ผมได้เรียนเพื่อนๆ ไปเมื่อสัปดาห์ที่แล้วว่าวันนี้ผมจะมาทำการยกตัวอย่างถึงการนำเอาวิธีในการวิเคราะห์ความสามารถในการรับแรงด้านข้างประลัยตามทฤษฏีของ MEYERHOF นี้มาให้เพื่อนๆ ทุกคนได้รับชมกันอีกสักหนึ่งโพสต์ ซึ่งก็น่าจะเป็นโพสต์สุดท้ายของหัวข้อๆ นี้สำหรับการโพสต์ในครั้งนี้ ต่อไปหากมีเพื่อนท่านใดที่มีความสนใจอีกก็อยากให้ทำการสอบถามเข้ามาอีกที ผมก็จะค่อยนำเอาเรื่องๆ นี้มาทำการอธิบายเพิ่มเติมให้เพื่อนๆ ได้รับทราบกันต่อไปในโอกาสหน้านะครับ

 

เอาละครับ ผมคิดว่าเพื่อเป็นการไม่เสียเวลาอันมีค่าของพวกเรา ผมว่าเรามาเริ่มต้นดูรายละเอียดต่างๆ และข้อมูลทั้งหมดของตัวอย่างปัญหาข้อนี้กันเลยจะดีกว่านะครับ

 

ผมมีความต้องการที่จะใช้เสาเข็มตอกเพื่อใช้ในการก่อสร้างกำแพงกันดิน โดยที่ผมตั้งใจที่จะทำการอออกแบบให้ใช้เป็นเสาเข็มเดี่ยว ดังนั้นเสาเข็มของผมจึงจะต้องมีความสามารถในการรับแรงดัดที่เกิดขึ้นได้ โดยที่ผมตั้งใจที่จะใช้เสาเข็มที่มีรูปทรงเป็นสี่เหลี่ยมจัตุรัสที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของเสาเข็มเท่ากับ 300 มม และมีความยาวของเสาเข็มที่ฝังตัวอยู่ในดินทั้งหมดเท่ากับ 12 เมตร โดยที่คอนกรีตที่ใช้ในการก่อสร้างเสาเข็มต้นนี้จะมีค่ากำลังอัดประลัยของคอนกรีตที่อายุ 28 วัน โดยอ้างอิงจากผลการทดสอบจากตัวอย่างรูปทรงกระบอกมาตรฐานมีค่าเท่ากับ 280 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร ข้อมูลที่ได้จากการออกแบบและผลการทดสอบนั้นยืนยันว่า เสาเข็มต้นนี้ของผมจะมี ค่าความสามารถในการรับแรงกระทำตามแนวแกนใช้งาน ได้ไม่น้อยกว่า 35 ตันต่อต้น ในขณะเดียวกันก็จะมี ค่าความสามารถในการรับแรงดัดใช้งาน ได้เท่ากับ 8 ตัน-เมตร โดยที่ผลจากการทำการทดสอบดินนั้นจะเป็นดังต่อไปนี้

 

ชั้นดินดังกล่าวนี้ถือว่าเป็นดินเหนียวที่มีค่าโมดูลัสของกำลังตามแนวราบของดินโดยเฉลี่ยเท่ากับ 3000 ตันต่อลูกบาศก์เมตร โดยที่ดินเหนียวดังกล่าวนี้ก็จะมีค่า UNDRAINED COHESION เท่ากับ 6 ตันต่อตารางเมตร ค่าสุดท้ายก็คือค่า LIMIT PRESSURE ที่หาได้จากการทำการทดสอบโดยอาศัย PRESSURE METER จะมีค่าเท่ากับ 35 ตันต่อตารางเมตร นะครับ

 

โดยที่จากการพิจารณาถึง วิธีในการก่อสร้างตัวเสาเข็ม และ คุณภาพต่างๆ ในการควบคุมการทำงานก่อสร้างแล้วเราอาจจะทำการกำหนดให้ใช้ค่าสัดส่วนความปลอดภัยที่จะใช้ในการออกแบบไว้เท่ากับ 2.50 ก็แล้วกันนะครับ

 

ภายหลังจากการที่เราทำการพิจารณาผลการทดสอบดินจากชุดข้อมูลของดินข้างต้นแล้ว จงทำการคำนวณดูซิว่า เสาเข็มของผมจะมี ค่าความสามารถในการรับแรงกระทำตามแนวแกนใช้งาน และ ค่าความสามารถในการรับแรงดัดใช้งาน เท่ากับเท่าใด ?

 

ก่อนอื่นเลยหากจะเริ่มต้นทำการพิจารณาจากสมการที่เราจะนำมาใช้ในการคำนวณ แน่นอนว่าจะต้องเป็นสมการที่ใช้สำหรับ “ดินเหนียว” และสำหรับความยาวของเสาเข็มเพียงแค่ 12 เมตร หากเพื่อนๆ เป็นผมก็คงจะทำการกำหนดเหมือนๆ กันนั่นก็คือ กำหนดให้เป็นเสาเข็มที่เป็นแบบ “เสาเข็มสั้น” ดังนั้นเรามาเรียบเรียงข้อมูลต่างๆ ที่เราทราบจากข้อมูลข้างต้นก่อนนะครับ

 

Lp = 12 METRE

 

Dp = 300 MM

Dp = 0.30 METRE

 

Fpc’ = 280 KSC

 

Ep = 15100 x √Fpc’

Ep = 15100 x √280

Ep = 252670 KSC

Ep = 2.5×10^(6) T/M^(2)

 

Ip = Dp^(4)/12

Ip = 0.30^(4)/12

Ip = 6.75×10^(-4) M^(4)

 

Qpc = 35 T

 

Mpc = 8 T-M

 

Es = 3000 T/M^(3)

 

C(u) = 6 T/M^(2)

 

P[C(u),LIMIT] = 50 T/M^(2)

 

S.F. = 2.50

 

โดยที่เราอาจจะเริ่มต้นจากการทำการคำนวณหาค่า Krp เป็นค่าแรกกันก่อนเลยนั่นก็คือ

 

Krp = Ep Ip / Es Lp^(4)

 

Krp = 2.5×10^(6) x 6.75×10^(-4) / [3000 x 12^(4) ]

 

Krp = 0.0000271

 

โดยจากข้อแม้ที่ว่า ค่าของ Krp ที่เราทำการคำนวณหามาได้จากสมการๆ นี้จะต้องมีค่าที่ น้อยกว่า หรือ เท่ากับ 0.01 ซึ่งก็เป็นจริงตามนั้น ดังนั้นค่า Krp นี้จึงถือว่าใช้ได้ ต่อมาเราก็จะมาทำการคำนวณหาค่าสัดส่วนระหว่างค่า Lp/Dp ซึ่งก็จะมีค่าเท่ากับ

 

Lp/Dp = 12 / 0.30

 

Lp/Dp = 40

 

จากนั้นเราก็จะนำเอาค่าๆ นี้ไปทำการแทนลงในเส้นโค้งที่อยู่ในรูปที่ผมได้นำมาโพสต์แนบอยู่ภายในโพสต์ๆ นี้ ซึ่งค่าของ Kcr ที่อ่านได้ก็จะอยู่ที่

 

Kcr ≈ 8.00

 

ตอนนี้เราได้ทำการรวบรวมข้อมูลสำหรับการคำนวณที่ครบถ้วนหมดแล้ว ดังนั้นก็จะมาทำการคำนวณหาค่า Qu(L,CLAY,SP) กันเลยนะครับ

 

Qu(L,CLAY,SP) = 0.40 x C(u) x Dp x Lp x Kcr

 

Qu(L,CLAY,SP) = 0.40 x 6 x 0.30 x 12 x 8.00

 

Qu(L,CLAY,SP) = 69 T

 

โดยที่มีหนึ่งข้อแม้ว่า ค่าของ Qu(L,CLAY,SP) ที่เราทำการคำนวณหามาได้จากสมการๆ นี้จะต้องมีค่าที่ น้อยกว่า หรือ เท่ากับ สมการดังต่อไปนี้

 

Qu(L,CLAY,SP) ≤ 0.40 x P[C(u),LIMIT] x Dp x Lp

 

Qu(L,CLAY,SP) ≤ 0.40 x 50 x 0.30 x 12

 

Qu(L,CLAY,SP) ≤ 72 T

 

ซึ่งก็เป็นจริงตามนั้น ดังนั้นค่า Qu(L,CLAY,SP) นี้จึงถือว่าใช้ได้ สุดท้ายเราจะสามารถทำการคำนวณหาค่าโมเมนต์ดัดสูงสุดที่จะเกิดขึ้นในเสาเข็มสั้นอันเนื่องมาจากแรงทางด้านข้างประลัยในดินเหนียวได้จากสมการนี้

 

Mmax[Qu(L,CLAY,SP)] = 0.22 x Qu(L,CLAY,SP) x Lp

 

Mmax[Qu(L,CLAY,SP)] = 0.22 x 69.12 x 12

 

Mmax[Qu(L,CLAY,SP)] = 182 T-M

 

จากนั้นเราก็จะมาทำการคำนวณหา ค่าความสามารถในการรับแรงกระทำตามแนวแกนใช้งาน และ ค่าความสามารถในการรับแรงดัดใช้งาน ซึ่งก็อาจจะเริ่มต้นจากการคำนวณหาค่า Qa กันก่อน

 

Qa = Qu(L,CLAY,SP) / S.F.

 

Qa = 69.12 / 2.50

 

Qa = 27 T

 

โดยที่หนึ่งข้อแม้ที่ว่า ค่าของ Qa ที่เราทำการคำนวณหามาได้จากสมการๆ นี้จะต้องมีค่าที่ น้อยกว่า หรือ เท่ากับ Qpc ซึ่งมีค่าเท่ากับ 35 T ดังนั้นค่า Qa สำหรับเสาเข้มในปัญหาข้อนี้จึงมีค่าเท่ากับ

 

Qa = 27 T

 

ต่อมาก็คือค่า Ma นะครับ

 

Ma = Mmax[Qu(L,CLAY,SP)] / S.F.

 

Ma = 182 / 2.5

 

Ma = 72 T-M

 

โดยที่หนึ่งข้อแม้ที่ว่า ค่าของ Ma ที่เราทำการคำนวณหามาได้จากสมการๆ นี้จะต้องมีค่าที่ น้อยกว่า หรือ เท่ากับ Mpc ซึ่งมีค่าเท่ากับ 8 T-M ดังนั้นค่า Ma สำหรับเสาเข้มในปัญหาข้อนี้จึงมีค่าเท่ากับ

 

Ma = 8 T-M

 

สรุปก็คือ ค่า Qa จะมีค่าเท่ากับ 27 T ซึ่ง “ดิน” เป็นตัวที่จะทำหน้าที่ในการควบคุมการออกแบบ ส่วนค่า Ma จะมีค่าเท่ากับ 8 T-M ซึ่ง “เสาเข็ม” เป็นตัวที่จะทำหน้าที่ในการควบคุมการออกแบบ

 

โดยเพื่อนๆ จะเห็นได้จากขั้นตอนของการคำนวณในปัญหาข้อนี้ว่า เราจำเป็นที่จะต้องทราบขีดจำกัดสูงสุดหรือ MAXIMUM CAPACITY ของความสามารถในการรับกำลังทั้งค่าแรงกระทำตามแนวแกน หรือ AXIAL LOAD และความสามารถในการรับแรงดัด หรือ MOMENT CAPACITY ของทั้ง “ดิน” และ “เสาเข็ม” ทั้งนี้ก็เพื่อที่เราจะได้ทราบว่า ค่าจากสิ่งใด ที่จะเป็นตัวที่จะทำหน้าที่ในการควบคุมการออกแบบของเรานั่นเองครับ

 

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านจากคำถามในวันนี้น่าที่จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ

 

#โพสต์วันพฤหัสบดี

#ความรู้เกี่ยวกับการทำงานเสาเข็ม

#ตอบปัญหาเรื่องการรับแรงกระทำตามแนวแกนร่วมกันกับแรงดัดในโครงสร้างเสาเข็ม

#ตอนที่7

 

ADMIN JAMES DEAN


บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด ผู้นำกลุ่มธุรกิจเสาเข็มสปัน ไมโครไพล์ รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้การรับรองมาตรฐาน ISO 45001:2018 การจัดการอาชีวอนามัยและความปลอดภัย การให้บริการตอกเสาเข็ม The Provision of Pile Driving Service และได้รับการรับรอง ISO 9001:2015 ของระบบ UKAS และ NAC รายแรกและรายเดียวในประเทศไทย ที่ได้รับการรับรองระบบบริหารงานคุณภาพ ตามมาตรฐานในกระบวนการ การออกแบบเสาเข็มสปันไมโครไพล์ การผลิตเสาเข็มสปันไมโครไพล์ และบริการตอกเสาเข็มเสาเข็มสปันไมโครไพล์ (Design and Manufacturing of Spun Micropile/Micropile and Pile Driving Service) Certified by SGS (Thailand) Ltd.

บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด คือผู้ผลิตรายแรกและรายเดียวในไทย ที่ได้รับการรับรองคุณภาพ Endoresed Brand จาก SCG ด้านการผลิตเสาเข็ม สปันไมโครไพล์ และได้รับเครื่องหมาย มาตรฐาน อุตสาหกรรม มอก. 397-2524 เสาเข็มสปันไมโครไพล์ Spun Micro Pile พร้อมรับประกันผลงาน และความเสียหายที่เกิดจากการติดตั้ง 7+ Year Warranty เสาเข็มมีรูกลมกลวงตรงกลาง การระบายดินทำได้ดี เมื่อตอกแล้วแรงสั่นสะเทือนน้อยมาก จึงไม่กระทบโครงสร้างเดิม หรือพื้นที่ข้างเคียง ไม่ต้องขนดินทิ้ง ตอกถึงชั้นดินดานได้ ด้วยเสาเข็มคุณภาพมาตรฐาน มอก. การผลิตที่ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย จากประเทศเยอรมัน เสาเข็มสามารถทำงานในที่แคบได้ หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน เสาเข็มสามารถรับน้ำหนักปลอดภัยได้ 15-50 ตัน/ต้น ขึ้นอยู่กับขนาดเสาเข็มและสภาพชั้นดิน แต่ละพื้นที่ ทดสอบโดย Dynamic Load Test ด้วยคุณภาพและการบริการที่ได้มาตรฐาน เสาเข็มเราจึงเป็นที่นิยมในงานต่อเติม

รายการเสาเข็มภูมิสยาม

1. สี่เหลี่ยม S18x18 cm.

รับน้ำหนัก 15-20 ตัน/ต้น

2. กลม Dia 21 cm.

รับน้ำหนัก 20-25 ตัน/ต้น

3. กลม Dia 25 cm.

รับน้ำหนัก 25-35 ตัน/ต้น

4. กลม Dia 30 cm.

รับน้ำหนัก 30-50 ตัน/ต้น

(การรับน้ำหนักขึ้นอยู่กับสภาพชั้นดินในแต่ละพื้นที่)

☎ สายด่วนภูมิสยาม:
082-790-1447
082-790-1448
082-790-1449
091-947-8945
081-634-6586

? Web:
bhumisiam.com
micro-pile.com
spun-micropile.com
microspunpile.com
bhumisiammicropile.com