Site icon บจก.ณรงค์ไมโครสปัน | ไมโครไพล์ | micropile แบบครบวงจร

การสำรวจและทดสอบดินในงานวิศวกรรมฐานราก

ชั้นดิน

มนุษย์รู้จักสำรวจดินเพื่อทำฐานรากของโครงสร้างมานานแล้ว ในอดีตมักจะใช้ลองโดยไม่มีมาตรฐานระบุอย่างชัดเจน ตัวอย่างเช่น ในหนังสือที่เขียนโดยวิศวกรชาวฝรั่งเศสเมื่อปี พ.ศ. 2234 (ค.ศ. 1691) ได้อธิบายวิธีการสำรวจดินเพื่อใช้ก่อสร้างฐานรากไว้ดังนี้ “ให้ลองเจาะหลุมหลายๆ หลุมเพื่อหาชั้นดินที่เปลี่ยนแปลง และเพื่อที่จะให้แน่ใจว่าดินที่มีคุณภาพดีนี้ไม่ได้วางอยู่บนดินเหนียว ดินทราย หรือดินใดๆ ที่จะยุบตัวลงเมื่อมีแรงกดกระทำ ในกรณีที่เจาะหลุมเพื่อดูดินไม่ได้ ก็ให้ใช้ไม้ยาว 6 – 8 ฟุต เคาะพื้นดิน ถ้าเสียงนั้นแน่นและเบาแสดงว่าดินแน่น ดินจะมีกำลังต้านทานแรงกดได้ดี แต่ถ้าเสียงที่ได้ เป็นเสียงทึบดินจะมีกำลังต้านทานแรงกดไม่ดีจึงไม่ควรใช้วางฐานราก”

ในการสำรวจดินเพื่อการวิเคราะห์และออกแบบฐานรากนั้น วิศวกรจำเป็นจะต้องใช้ทั้งพื้นฐานความรู้ทางทฤษฏีของวิศวกรรมปฐพี และความรู้ทางวิศวกรรมโยธาแขนงอื่นๆ ประกอบด้วย อีกทั้งทักษะของการค้นหา การรวบรวม เรียบเรียงข้อมูล ให้สามารถนำมาใช้เป็นพารามิเตอร์สำหรับใช้ในการวิเคราะห์ได้
ปัญหาที่มักจะพบสำหรับผู้ที่ไม่มีประสบการณ์ในการเลือกใช้พารามิเตอร์สำหรับวิเคราะห์และออกแบบมาก่อนคือ ไม่สามารถที่จะแปลงค่าที่ได้จากการทดสอบที่ใช้กันโดยทั่วไปเช่น Standard penetration test ไปเป็นค่าพารามิเตอร์ของดินเช่น Undrained shear strength, S หรือค่า internal friction angle ได้ ยิ่งไปกว่านั้นก็คือไม่สามารถตัดสินใจได้ว่าจะใช้หลุมเจาะเท่าใด เพื่อที่จะให้เกิดความมั่นใจในการวิเคราะห์ออกแบบดี หรือใช้การทดสอบใดเพื่อที่จะได้พารามิเตอร์ที่เหมาะสมกับการวิเคราะห์ออกแบบแต่ละชนิดดี ในทางวิศวกรรมฐานรากนั้นไม่มีกฏเกณฑ์ที่แน่นอนตายตัว มีแต่เพียงแนวทางและประสบการณ์ที่สั่งสมขึ้นมาเท่านั้น สำหรับประสบการณ์นั้นอาจไม่จำเป็นจะต้องเกิดจากการลงมือกระทำเพียงอย่างเดียว อาจได้มาจากการศึกษาข้อมูลที่ได้มีผู้ทำไว้และได้เขียนเผยแพร่ในวงวิชาการหรือในวงการวิชาชีพ ซึ่งสามารถค้นหาและศึกษาได้ทั่วไป
     วสท. ได้กล่าวไว้ว่า “จากการสำรวจโครงการก่อสร้างขนาดใหญ่ทั้งงานอาคาร งานทางหลวงและงานโครงสร้างพื้นฐานที่ล่าช้ากว่า พบว่า ต้นทุนการก่อสร้างโดยเฉลี่ยแล้วจะสูงขึ้นมากกว่างบก่อสร้างที่ประมูลได้ ซึ่งครึ่งหนึ่งของต้นทุนที่สูงขึ้นนี้มักเกิดจากการวางแผนด้านการสำรวจดินไม่มีประสิทธิภาพพอเพียง หรือจากการประมวลผลแปลค่าเพื่อนำผลลัพธ์ข้อมูลงานดินนี้ไปใช้ไม่ถูกต้อง”
     สำหรับการเจาะสำรวจดินนั้นจะต้องกระทำอย่างเหมาะสม กล่าวคือในการเจาะสำรวจในปริมาณเพิ่มขึ้นอาจจะทำให้วิศวกรมีข้อมูลมากเพียงพอที่จะสามารถตัดสินใจเลือกใช้โครงสร้างได้อย่างปลอดภัยและประหยัด เมื่อพิจารณาด้านเศษฐศาสตร์ประกอบ แต่ถ้ามีการเจาะสำรวจมากเกินกว่าจุดหนึ่งจะทำให้ข้อมูลนั้นมีมากเกินความจำเป็นและไม่ทำให้ค่าใช้จ่ายในการทำโครงสร้างลดลงได้อีก แต่ค่าใช้จ่ายในการเจาะสำรวจจะเพิ่มขึ้น ซึ่งแสดงไว้ในรูป

ประสิทธิภาพของค่าใช้จ่ายของการสำรวจและทดสอบที่เพิ่มขึ้นต่อค่าใช้จ่ายของโครงการ

     การสำรวจและการทดสอบดินสำหรับโครงการหนึ่งๆ นั้น จะมีข้อมูลการสำรวจและข้อมูลการทดสอบเป็นจำนวนมากซึ่งอาจทำให้การประมวลผลข้อมูลเพื่อนำมาใช้คำนวณต่อค่อนข้างมีความยุ่งยากเนื่องจากโดยปกติแล้วการวิเคราะห์จะสมมุติให้เนื้อดินมีความสม่ำเสมอเพื่อลดความยุ่งยากในการคำนวณและการควบคุมการก่อสร้าง ถึงแม้ว่าชั้นดินจะมีลักษณะค่อนข้างจะสม่ำเสมอ แต่ก็อาจมีความแปรปรวนในชั้นดินเกิดขึ้นได้ ซึ่งเป็นเรื่องปกติ ดั้งนั้นก่อนการคำนวณออกแบบจะต้องสร้างรูปตัดชั้นดินขึ้นมาก่อน โดยรูปตัดชั้นดินควรจะระบุถึงคุณสมบัติของดินทางด้านวิศวกรรมในแต่ละความลึกไว้ และควรระบุถึงการเปลี่ยนชนิดของดินไว้เพื่อใช้ในการเลือกพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในการคำนวณต่อไป ในการสร้างรูปตัดชั้นดินเพื่อการคำนวณวิเคราะห์ขึ้นมานั้นต้องอาศัย Engineering judgement ร่วมกับการเลือกค่าข้อมูลที่เหมาะสมให้กับชั้นดินในกรณีที่ข้อมูลบางส่วนขาดหายไป ซึ่ง judgement นี้เกิดจากความรู้และความเข้าใจในกระบวนการสำรวจในสนามและการทดสอบในห้องปฏิบัติการ

การสำรวจและทดสอบดินในงานวิศวกรรมฐานราก
Exit mobile version