ขั้นตอนในการคำนวณหาค่าความแข็งแกร่งของดินในรูปของค่าสปริงยืดหยุ่นของฐานรากแบบตื้น

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน

วันนี้ผมจะขออนุญาตมาทำการโพสต์และแชร์ความรู้เกี่ยวกับเรื่อง ความรู้และวิธีในการอ่านข้อมูล ซึ่งจะรวมไปถึงการนำข้อมูลจากผลการทดสอบดินหรือ BORING LOG ไปใช้งานมาฝากเพื่อนๆ ทุกคนนะครับ

เพื่อให้เนื้อหาของเรานั้นมีความต่อเนื่องจากเมื่อสองสัปดาห์ก่อน วันนี้ผมก็จะมาทำการยกตัวอย่างในการคำนวณหาค่า Ksh นี้ให้แก่เพื่อนๆ ได้รับทราบกันต่อเนื่องจากค่า Ksv ที่เราได้ทำการคำนวณไปเป็นที่เรียบร้อยในครั้งที่แล้ว โดยที่วิธีการที่เราจะนำมาใช้ในการคำนวณหาค่าความแข็งแกร่งหรือว่าสติฟเนสในการต้านทานแรงกระทำทางด้านข้างของดินนั้นเราสามารถที่จะทำการคำนวณได้จาก

Ksh = Kh x H x T

 

โดยที่ค่า H ในสมการๆ นี้ก็คือ ความกว้าง หรือ ความยาว ของพื้นที่ๆ ดินส่วนนั้นๆ จะต้องรับผิดชอบในการรับน้ำหนักส่วนต่างๆ ทางด้านข้างของฐานรากตามลำดับ ดังนั้นสำหรับค่าความแข็งแกร่งหรือว่าสติฟเนสในการต้านทานแรงกระทำทางด้านข้างของดินตามทิศทางของแกน X หน้าตาของสมการ Ksh(x) ก็จะกลายเป็น

Ksh(x) = Kh(x) x Z x T

 

ซึ่งค่า Z ในสมการๆ นี้ก็คือค่าของ ความกว้าง ของฐานราก ส่วนค่าความแข็งแกร่งหรือว่าสติฟเนสในการต้านทานแรงกระทำทางด้านข้างของดินตามทิศทางของแกน Z หน้าตาของสมการ Ksh(z) ก็จะกลายเป็น

Ksh(z) = Kh(z) x X x T

 

ซึ่งค่า X ในสมการๆ นี้ก็คือค่าของ ความยาว ของฐานรากและสำหรับค่า Kh นั้นเราสามารถที่จะทำการคำนวณหาได้จากการประยุกต์ใช้สมการที่ VESIC เคยได้เป็นผู้นำเสนอเอาไว้ตั้งแต่เมื่อปี ค.ศ. 1961 ซึ่งหน้าตาของสมการๆ นี้จะเป็นดังต่อไปนี้ครับ

Kh = 1.3 x Esoil/{B[1-v^(2)]} [Esoil x B^(4)/(Econcrete x I)]^(1/12)

 

โดยที่ค่า Esoil และ Econcrete ก็คือ ค่าโมดูลัสยืดหยุ่นของดิน และ ของคอนกรีตที่ใช้ในการก่อสร้างตัวโครงสร้างฐานราก ตามลำดับ ส่วนค่า B ก็คือ ระยะของความกว้างของฐานรากที่จะกระทำตั้งฉากกันกับทิศทางที่เรากำลังให้ความสนใจ และสุดท้ายก็คือค่า I ซึ่งก็คือ ค่าโมดูลัสความเฉื่อย ของหน้าตัดของฐานรากรอบแกนนั้นๆ นะครับ

 

เอาละ มาถึงขั้นต้นของการคำนวณในตัวอย่างของเรากันละ แต่ผมคิดว่าก่อนที่เราจะมาทำการคำนวณหาค่า Ksh นี้เราน่าที่จะมาย้อนอ่านดูรายละเอียดของปัญหาข้อนี้กันก่อนสักเล็กน้อยก็แล้วกันนะครับ

ผมมีฐานรากร่วมที่มีขนาดความยาวเท่ากับ 7.50 เมตร ความกว้างเท่ากับ 3.00 เมตร และความหนาเท่ากับ 1.00 เมตร ดังที่แสดงอยู่ในรูป A โดยที่ผมจะทำการสมมติให้ค่า q(u) และ Esoil ของดินนั้นมีค่าเท่ากับ 150 ตันต่อตารางเมตร และ 15,000 ตันต่อตารางเมตร ตามลำดับ โดยที่ผมจะทำการกำหนดให้ใช้คอนกรีตที่มีค่ากำลังอัดประลัยอ้างอิงตามตัวอย่างรูปทรงกระบอกมาตรฐานที่อายุ 28 วัน เท่ากับ 240 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร และ ค่าการทรุดตัวมากที่สุดของดินที่เรายินยอมจะให้เกิดขึ้นได้โดยที่ไม่ทำให้เกิดผลใดๆ ต่องานวิศวกรรมโครงสร้างของอาคารนั้นมีค่าเท่ากับ 20 มม ดังนั้นหากผมมีความต้องการที่จะทำการจำลองโครงสร้างนี้ในซอฟต์แวร์ไฟไนต์เอลีเมนต์ ซึ่งนั่นก็หมายความว่าผมจะต้องทำการคำนวณหาค่า Ksv ในรูปแบบค่าความแข็งแกร่งของสปริงเพื่อที่จะได้ทำการ INPUT ค่าคุณสมบัติของ BOUNDARY CONDITIONS เหล่านี้เข้าไปในซอฟต์แวร์ ผมจึงอยากที่จะขอให้เพื่อนๆ ทุกคนมาช่วยกันทำการคำนวณหาค่า Ksv และ Ksh ของฐานรากนี้ด้วยกันนะครับ

ทั้งนี้เราอาจที่จะเริ่มต้นทำการคำนวณจากสมการตั้งต้นก่อนก็แล้วกัน โดยอาจเริ่มจากการคำนวณหาค่าความแข็งแกร่งหรือว่าสติฟเนสในการต้านทานแรงกระทำทางด้านข้างของดินตามทิศทางของแกน X กันก่อน จะได้ว่า

Ksh(x) = Kh(x) x Z x T

 

ส่วนการคำนวณหาค่าความแข็งแกร่งหรือว่าสติฟเนสในการต้านทานแรงกระทำทางด้านข้างของดินตามทิศทางของแกน Z ก็จะสามารถเขียนได้ว่า

Ksh(z) = Kh(z) x X x T

 

จากปัญหาข้อนี้หากเพื่อนๆ ดูรูป B ก็จะพบว่า เราสามารถที่จะทำการ MESH ให้ฐานรากของเรานั้นขนาดของชิ้นส่วนคร่าวๆ ออกมาให้มีขนาดที่เท่าๆ กันได้ดังรูป ดังนั้นเราก็อาจจะสรุปเรื่องพื้นที่รับผิดชอบในแต่ละแกนออกมาได้ว่า

At = At(x) = At(z)
At = Z x T = X x T
At = W x T

 

ในที่สุดเราก็อาจจะสรุปได้ว่า ค่าความแข็งแกร่งหรือว่าสติฟเนสในการต้านทานแรงกระทำทางด้านข้างของดินตามทิศทางของแกน X ก็จะสามารถเขียนได้ว่า

Ksh(x) = Kh(x) x At

 

ส่วน ค่าความแข็งแกร่งหรือว่าสติฟเนสในการต้านทานแรงกระทำทางด้านข้างของดินตามทิศทางของแกน Z ก็จะสามารถเขียนได้ว่า

Ksh(z) = Kh(z) x At

 

ต่อมาเราก็จะเห็นได้ว่าในฐานรากรูปนี้เราจะสามารถทำการแบ่งพื้นที่ในการรับผิดชอบน้ำหนักของสปริงออกได้เป็นทั้งหมด 2 ค่าด้วยกัน นั่นก็คือ สปริงสีเขียว และ สีแดง ซึ่งก็คือรูป C และ D ที่ผมได้ทำการไฮไลต์ไว้ด้วยเขียว และ สีแดง ดังนั้นเราก็จะสามารถที่จะทำการคำนวณหาพื้นที่รับผิดชอบของสปริงในแต่ละแกนและแต่ละสีออกมาได้ดังนี้ครับ

At (GREEN) = W (GREEN) x T
At (GREEN) = 1.50/2 x 1.00
At (GREEN) = 0.75 x 1.00
At (GREEN) = 0.75 SQ.M

 

และสุดท้ายก็คือ

At (RED) = W (RED) x T
At (RED) = 1.50 x 1.00
At (RED) = 1.50 SQ.M

ขั้นตอนต่อมาก็คือการคำนวณหาค่า Kh(x) และ Kh(z) ซึ่งทั้งสองค่านี้จะแตกต่างกันเฉพาะเทอมที่เป็นค่าของ ความกว้าง หรือค่า B และค่าของ I ที่จะใช้ในการคำนวณตัวฐานรากเพียงเท่านั้น ทั้งนี้เราอาจที่จะต้องทำการคำนวณหาข้อมูลของ Econcrete ก่อน ซึ่งเราก็จะทราบกันดีว่าค่า Econcrete นี้จะมีความสัมพันธ์กันโดยตรงกับ ค่ากำลังอัดประลัยของคอนกรีต หรือ fc’ ที่ปัญหาข้อนี้ได้ให้เอาไว้ซึ่งมีค่าเท่ากับ 240 กิโลกรัมต่อตารางเซนติเมตร ดังนั้นค่า Econcrete จึงมีค่าเท่ากับ

Econcrete = 15,100√fc’
Econcrete = 15,100 √240
Econcrete ≈ 233,930 KSC
Econcrete = 2,339,300 TSM

ต่อมาเราอาจจะต้องใช้ข้อมูลของ Esoil ที่ปัญหาข้อนี้ได้ให้เอาไว้แล้วซึ่งก็จะมีค่าเท่ากับ 15,000 TSM และก็อาจที่จะเลือกใช้ ค่าอัตราส่วนปัวซองของดิน หรือ v ซึ่งก็จะมีค่าอยู่ระหว่าง 0.30 ถึง 0.50 โดยที่ในปัญหาข้อนี้ผมจะขอเลือกใช้เป็นค่าเฉลี่ยเท่ากับ 0.40 ก็แล้วกัน ดังนั้นเราก็จะสามารถทำการคำนวณหา I(x) และค่า Kh(x) ออกมาก่อนซึ่งก็จะเป็นการแทนค่า B ด้วยระยะเท่ากับ 7.50 เมตร ซึ่งก็จะออกมามีค่าเท่ากับ

I = I(x)

I(x) = B(x) x T ^(3) / 12
I(x) = 7.50 x 1^(3) / 12
I(x) = 0.625 M^(4)

และ

Kh = Kh(x)

Kh(x) = 1.30 x Esoil/{B(x)[1-v^(2)]} [Esoil x B(x)^(4)/(Econcrete x I)]^(1/12)

Kh(x) = 1.30 x 15,000/{7.5x[1-0.4^(2)]} [15,000 x 7.5^(4)/(2,339,300 x 0.625)]^(1/12)

Kh(x) = 4,136 T/M^(3)

ต่อมาผมก็จะทำการคำนวณหา I(z) และค่า Kh(z) ออกมา ซึ่งก็จะเป็นการแทนค่า B ด้วยระยะเท่ากับ 3.00 เมตร ซึ่งก็จะออกมามีค่าเท่ากับ

I = I(z)

I(z) = B(z) x T ^(3) / 12
I(z) = 3.00 x 1^(3) / 12
I(z) = 0.250 M^(4)

และ

Kh = Kh(z)

Kh(z) = 1.30 x Esoil/{B(z)[1-v^(2)]} [Esoil x B(z)^(4)/(Econcrete x I)]^(1/12)

Kh(z) = 1.30 x 15,000/{3x[1-0.4^(2)]} [15,000 x 3^(4)/(2,339,300 x 0.25)]^(1/12)

Kh(z) = 8,224 T/M^(3)

สุดท้ายเราก็จะสามารถทำการคำนวณหาค่า Ksh ของสปริงทั้ง 4 ค่าที่ผมได้กล่าวถึงไปแล้วข้างต้นออกมาได้โดยการคูณค่า Ksh(x) และ Ksh(z) ที่เราได้ทำการคำนวณไว้แล้วกับพื้นที่การรับผิดชอบของสปริงแต่ละสี ซึ่งผมก็จะเริ่มต้นจากการคำนวณหาค่า Ksh(x) ก่อน ซึ่งก็จะออกมามีค่าเท่ากับ

Ksh(x) (GREEN) = Kh(x) x At (GREEN)
Ksh(x) (GREEN) = 4,136 x 0.75
Ksh(x) (GREEN) =3,102 T/M

และ

Ksh(x) (RED) = Kh(x) x At (RED)
Ksh(x) (RED) = 4,136 x 1.50
Ksh(x) (RED) =6,204 T/M

สุดท้ายผมก็จะทำการคำนวณหาค่า Ksh(z) ต่อเป็นค่าสุดท้าย ซึ่งก็จะออกมามีค่าเท่ากับ

Ksh(z) (GREEN) = Kh(z) x At (GREEN)
Ksh(z) (GREEN) = 8,224 x 0.75
Ksh(z) (GREEN) =6,168 T/M

และ

Ksh(z) (RED) = Kh(z) x At (RED)
Ksh(z) (RED) = 8,224 x 1.50
Ksh(z) (RED) =12,336 T/M

 

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านจากคำถามในวันนี้น่าที่จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ

#โพสต์วันพฤหัสบดี
#ความรู้เกี่ยวกับการทำงานเสาเข็ม
#อธิบายถึงขั้นตอนในการคำนวณหาค่าความแข็งแกร่งของดินในรูปของค่าสปริงยืดหยุ่นของฐานรากแบบตื้นครั้งที่7

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