ค่าสปริงของดินสำหรับนำไปสร้างแบบจำลองโครงสร้างและความเข้าใจผิดบางประการเกี่ยวกับเรื่องนี้

posted in: เกี่ยวกับก่อสร้าง |

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน

ในทุกๆ วันพฤหัสบดีแบบนี้ ผมก็จะมาพบกับเพื่อนๆ เพื่อที่จะพูดคุยกันถึงหัวข้อ “ความรู้ดีๆ เรื่องวิศวกรรมงานฐานราก งานดินและเสาเข็ม” นะครับ
วันนี้ผมจะขออนุญาตแชร์และนำเอาบทความดีๆ ที่เขียนโดยท่านอาจารย์ ดร.พัลลภ วิสุทธิ์เมธานุกูล ผู้เขียนหนังสือ “คู่มือวิศวกรรมฐานราก” เอามาฝาก ซึ่งบทความๆ นี้จะมีความเกี่ยวข้องกันกับเรื่อง “ค่าสปริง (K) ของดินสำหรับนำไปใช้ใน STRUCTURAL MODEL และความเข้าใจผิดบางประการเกี่ยวกับเรื่องๆ นี้”

ซึ่งหากเพื่อนๆ เป็นแฟนเพจที่ติดตามอ่านบทความของผมมาโดยตลอดก็น่าจะเห็นมาโดยตลอดว่าในทุกๆ ครั้งที่ผมจะพูดถึงเกี่ยวกับเรื่อง INTERACTION ระหว่าง SOIL-PILE ผมมักจะพูดอยู่เสมอว่าเพื่อนๆ ควรที่จะต้องมีความรู้และความเข้าใจให้ลึกซึ้งเสียก่อนที่จะนำเอาไปใช้ เช่น นอกจากดูค่า qall แล้วยังต้องดูค่าอื่นๆ ร่วมด้วยเสมอ ไม่ว่าจะเป็นค่า WATER CONTENT ของดินที่เหมาะสมซึ่งจะเป็นการ ENSURE ในเรื่องของค่า ALLOWABLE SETTLEMENT ที่เราจะนำมาใช้ในการคำนวณหาเป็นค่า SOIL SPRING ด้วย เป็นต้นนะครับ
https://www.facebook.com/FoundationEngineeringHandbook/posts/893701414310963
อย่างไรก็ดีผมต้องกราบขอบพระคุณท่านอาจารย์ ดร.พัลลภ วิสุทธิ์เมธานุกูล ที่ท่านได้ให้ความกรุณาเขียนบทความดีๆ แบบนี้มาแชร์ให้พวกเราได้อ่านเป็นวิทยาทานด้วยนะครับ

 

“ค่าสปริง (K) ของดินสำหรับนำไปใช้ใน structural model และความเข้าใจผิดบางประการ”
การโมเดลโครงสร้างที่สัมผัสหรือฝังอยู่ในดินถือเป็นปัญหาแบบ soil-structure interaction ซึ่ง structural engineer มักจะแทนดินด้วยสปริงที่เหมาะสม จากนั้นจึงใส่แรงกระทำต่อโครงสร้าง (DL, LL, แรงดันดิน, แรงดันน้ำ) เพื่อหาแรงที่เกิดขึ้นในโครงสร้างและนำไปออกแบบ member
 
สปริง หรือ K หน่วยเป็น kN/m เช่น 10000 kN/m แปลว่าใส่แรงกระทำต่อสปริง 10000 kN สปริงจะขยับ 1 เมตร ค่า K นี้ไม่ควรสับสนกับสัมประสิทธิ์การต้านแรงกดของดิน (Coefficient of subgrade reaction) หรือ k หน่วยเป็น kPa/m หรือ kN/m3 เช่น k = 30000 kN/m3 แปลว่าใส่ pressure กระทำ 30000 kPa ทำให้ดินทรุด 1 เมตร
k ของดินมีทั้งค่าในแนวดิ่ง kv และค่าในแนวราบ kh แต่ในที่นี้จะขอเรียกทั่วๆ ไปว่า k ซึ่งผมพบว่ายังมีเรื่องเข้าใจผิดเกี่ยวกับการหา k นี้อยู่บ่อยครั้ง
 
=กรณีที่ 1=
บางท่านใช้ทฤษฎี bearing capacity เพื่อหาค่า k ในแนวดิ่ง โดยคำนวณ allowable bearing capacity หรือ qall ออกมาก่อน จากนั้นจึงหารด้วย settlement ‘ที่ท่านต้องการไม่ให้เกิน’ ออกมาเป็นค่า k เช่น qall หาได้ 400 kPa และต้องการให้ slab ทรุดไม่เกิน 5mm จึงคำนวณ k = 400/0.005 = 80000 kN/m3 ซึ่งไม่ถูกต้องเพราะดินอาจไม่ได้ทรุดเพียง 5mm เมื่อมี pressure 400 kPa มากระทำ ความเข้าใจผิดนี้ทำให้หา k ได้สูงเกินไปมาก
 
=กรณีที่ 2=
ใช้ Vesic equation (หรือสมการอื่นที่มี B เป็นตัวหาร) สมมุติตัวอย่างเช่น งานขุดดินลงไปเพื่อก่อสร้าง box culvert ที่มี base slab กว้าง 10 เมตร และมีความยาวหลายสิบหรือเป็นร้อยเมตร ที่เคยเห็นคือบางท่านแทนค่า B ใน Vesic equation ด้วย 10 เมตรเลย ทำให้ได้ค่า k ต่ำมาก สปริง K จึงอ่อนเกินไป เมื่อใส่แรงกระทำ slab จึงทรุดมาก ท่านจึงใส่เสาเข็มเพื่อลดการทรุดตัวทั้งที่อาจไม่จำเป็น
 
จากรูปที่ 1 ในทางปฏิบัติแล้ว Vesic equation สามารถใช้หา k ได้ทั้งในแนวดิ่งและแนวราบ โดยต้องแทนค่าสติฟเนสของฐานราก และ modulus ของดิน และค่า B ให้ถูกต้อง
ในปํญหา box culvert ที่กล่าวข้างต้น การสร้าง structural model (เช่นใน SAP2000) จะทำแบบ 1 m strip ค่า B จึงเท่ากับ 1m ไปโดยปริยาย หากลองเปรียบเทียบกับกรณีของเสาเข็ม B จะเท่ากับขนาดของเสาเข็ม
 
รูปที่ 2 แสดงการทดลอง beam on elastic subgrade ของ Vesic ซึ่งพบว่าสมการ Vesic จะใช้การได้ดีต่อเมื่อ beam มีความยาวพอสมควรถึงยาวมากเท่านั้น (L >> 😎
 
รูปที่ 3 แสดงตัวอย่างโมเดล box culvert วางบนดินที่มีค่า k = 50000 kN/m3 สปริงใต้ slab จัดวางห่างกัน 0.5m ดังนั้น K = k(1 m strip)(0.5m) = 25000 kN/m ยกเว้นสปริงตรงขอบซึ่งมีระยะรับผิดชอบเพียง 0.25m ดังนั้น K = k(1m strip)(0.25m) = 12500 kN/m เมื่อใส่แรงภายนอกกระทำด้วย load combination ตามที่ code กำหนด จึงหาแรงที่เกิดขึ้นได้และนำไปออกแบบ RC ต่อไป รูปที่ 4 เป็น box culvert ที่สร้างเสร็จ
เรื่องสปริงของดินที่จริงมีความซับซ้อนมากกว่านี้ เนื้อหาที่ผมกล่าวถึงข้างบนเป็นเพียงแนวทางปฏิบัติหนึ่งเท่านั้นครับ
 

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านจากคำถามในวันนี้น่าที่จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
#โพสต์วันพฤหัสบดี
#ความรู้เกี่ยวกับการทำงานเสาเข็มและฐานราก
#ค่าสปริงของดินสำหรับนำไปสร้างแบบจำลองโครงสร้างและความเข้าใจผิดบางประการเกี่ยวกับเรื่องนี้
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 เสาเข็มสปันไมโครไพล์ Spun Micro Pile และเสาเข็มไอไมโครไพล์ I Micropile พร้อมรับประกันผลงาน และความเสียหายที่เกิดจากการติดตั้ง 7+ Year Warranty เสาเข็มมีรูกลมกลวงตรงกลาง การระบายดินทำได้ดี เมื่อตอกแล้วแรงสั่นสะเทือนน้อยมาก จึงไม่กระทบโครงสร้างเดิม หรือพื้นที่ข้างเคียง ไม่ต้องขนดินทิ้ง ตอกถึงชั้นดินดานได้ ด้วยเสาเข็มคุณภาพมาตรฐานเสาเข็มคอนกรีตเสริมเหล็กแบบแรงเหวี่ยง มอก.397-2562 และมาตรฐานเสาเข็มคอนกรีตเสริมเหล็กอัดแรงหล่อสำเร็จ มอก.396-2549 การผลิตที่ใช้เทคโนโลยีที่ทันสมัย จากประเทศเยอรมัน เสาเข็มสามารถทำงานในที่แคบได้ หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน เสาเข็มสามารถรับน้ำหนักปลอดภัยได้ 15-50 ตัน/ต้น ขึ้นอยู่กับขนาดเสาเข็มและสภาพชั้นดิน แต่ละพื้นที่ ทดสอบโดย Dynamic Load Test ด้วยคุณภาพและการบริการที่ได้มาตรฐาน เสาเข็มเราจึงเป็นที่นิยมในงานต่อเติม

รายการเสาเข็มภูมิสยาม

เสาเข็มไอ ไมโครไพล์ (I Micropile)

1) I-18 รับนน. 15-20 ตัน/ต้น

2) I-22 รับนน. 20-25 ตัน/ต้น

3) I-26 รับนน. 30-35 ตัน/ต้น

 

เสาเข็มสี่เหลี่ยม สปันไมโครไพล์ (Square Spun Micro Pile)

4) S18 รับนน. 18-22 ตัน/ต้น

5) S23 รับนน. 25-35 ตัน/ต้น

 

เสาเข็มกลม สปันไมโครไพล์ (Spun Micro Pile)

6) Dia.21 รับนน. 20-25 ตัน/ต้น

7) Dia.25 รับนน. 25-35 ตัน/ต้น

8) Dia.30 รับนน. 30-50 ตัน/ต้น

(การรับน้ำหนักขึ้นอยู่กับสภาพชั้นดินในแต่ละพื้นที่)

สอบถามเพิ่มเติมได้ 24ชม. ทุกวันค่ะ
☎️ 082-790-1447 (คุณจิน)
☎️ 082-790-1448 (คุณสปัน)
☎️ 082-790-1449 (คุณปุ๊ก)
☎️ 091-9478-945 (คุณสปัน)
☎️ 091-8954-269 (คุณสปัน)
☎️ 091-8989-561 (คุณมาย)
📲 https://lin.ee/hum1ua2
🎥 https://lin.ee/gN4OMZe
📥 https://m.me/bhumisiam

 

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