เสาเข็ม (Pile Foundations) มีกี่ประเภท แต่ละประเภทมีคุณสมบัติเด่น และวิธีการนำไปใช้งานอย่างไร

Type : Construction Material (วัสดุก่อสร้าง)

Catagory : เสาเข็ม (Pile Foundations)

Summary Product Data​ : ข้อมูลที่น่าสนใจของเสาเข็ม

เสาเข็มถือเป็นองค์ประกอบส่วนสำคัญที่สุดส่วนหนึ่งของอาคาร โดยทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการถ่ายเทน้ำหนักของตัวอาคารลงสู่พื้นดิน โดยถ่ายน้ำหนักจากหลังคา ,พื้น ,คาน,เสา,ตอม่อและฐานราก ลงไปสู่ชั้นดินตามลำดับ

จากบันทึกพบว่าแนวความคิดในการก่อสร้างด้วยเสาเข็ม เกิดขึ้นครั้งแรกเมื่อ 6,000 ปีก่อน ในยุคที่เรียกว่า "Swiss Lake Dwellers" ซึ่งเป็นพื้นที่หนึ่งของประเทศสวิตเซอร์แลนด์ในปัจจุบัน ผู้คนในยุคนั้นใช้เสาเข็มที่ทำมาจากไม้ ในการสร้างกระโจมที่พักอาศัย โดยยกระดับความสูงจากพื้นเพิ่มขั้นเพื่อป้องกันตัวเองจากสัตว์ป่า

ในยุคถัดมาชาวโรมันได้ใช้เสาเข็มที่ทำมาจากไม้ และหินในการก่อสร้างจำนวนมาก อาทิเช่น ที่พักอาศัย วิหาร และสะพาน

ในปี ค.ศ. 1832 กระบวนการเก็บรักษาสภาพของไม้ได้เกิดขึ้นครั้งแรกในอังกฤษ โดยการฉีดสารเคมีเข้าไปในไม้ นี่เป็นช่วงเวลาที่เสาเข็มไม้ได้รับการพัฒนามากขึ้นอย่างก้าวกระโดด จนถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลาย 

หลังจากที่ใช้เสาเข็มไม้มานาน หลังยุค ค.ศ. 1900 เป็นต้นมา จึงเริ่มมีการพัฒนาจากเสาเข็มไม้ เป็นเสาเข็มปูนเพิ่มมากขึ้น และเมื่อถึงยุคอุตสาหกรรม ระบบฐานรากเสาเข็มได้ถูกพัฒนาต่อยอดแตกแขนงออกมาอีกหลากหลายประเภท ตามความต้องการที่เพิ่มมากขึ้น โดยมีการพัฒนากระบวนการผลิตเสาเข็มที่เป็นระบบ และมีความทันสมัย มาอย่างต่อเนื่องจวบจนถึงปัจจุบัน

Raw material : วัสดุ และส่วนประกอบหลักของเสาเข็ม แบ่งออกได้ 6 ประเภท ดังนี้

เสาเข็มไม้ (Timber Pile)

เป็นเสาเข็มที่หาได้ง่าย มีน้าหนักเบา ราคาถูก และขนส่งสะดวก แต่มีความสามารถรับน้ำหนักค่อนข้างต่ำ จึงจำเป็นต้องตอกเป็นกลุ่ม ส่งผลให้มีฐานรากมีขนาดใหญ่ ควรตอกให้ต่ำกว่าระดับน้ำใต้ดินเพื่อป้องกันการผุกร่อนจากปลวก และเห็ดรา ปัจจุบันนิยมใช้เสาเข็มไม้สน และยูคาลิปตัส ตามท้องตลาดจะระบุขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเป็นนิ้วและความยาวเป็นเมตร เหมาะกับการนำไปใช้กับสิ่งปลูกสร้างที่มีขนาดเล็ก

เสาเข็มคอนกรีตเสริมเหล็ก (Reinforced Concrete Pile)

เป็นเสาเข็มหล่อในโรงงาน ที่ต้องออกแบบเหล็กเสริมตามยาวให้เพียงพอ เพื่อรับโมเมนต์ดัด จากการเคลื่อนย้าย และการตอก ปัจจุบันไม่นิยมมากนักเนื่องจากไม่ประหยัด จึงนิยมใช้เข็มคอนกรีตอัดแรงแทน

เสาเข็มคอนกรีตอัดแรง (Prestressed Concrete Pile)

เป็นเสาเข็มที่อาศัยเทคนิคการดึงลวดรับแรงดึงแล้วเทคอนกรีตลงในแบบ เมื่อคอนกรีตแข็งจนได้กำลังจึงทำการตัดลวดรับแรงดึง จึงทำให้เกิดแรงอัดในเสาเข็ม ซึ่งช่วยลดปัญหาการแตกร้าวของเสาเข็มได้ดีกว่าแบบอื่นๆ โดยรูปแบบเสาเข็มประเภทนี้ที่นิยมนำไปใช้งานมากก็คือ

เสาเข็มกลมแรงเหวี่ยงอัดแรง หรือ ที่เรียกกันทั่วไปว่าเสาเข็มสปัน เป็นเสาเข็มคอนกรีตอัดแรงชนิดพิเศษที่ผลิตโดยใช้กรรมวิธีการปั่นคอนกรีตในแบบหล่อซึ่งหมุนด้วยความเร็วสูง ทำให้เนื้อคอนกรีตมีความหนาแน่นสูงกว่าคอนกรีตที่หล่อโดยวิธีธรรมดา จึงมีความทนทานสูง รับน้ำหนักได้มาก เสาเข็มสปันมีลักษณะเป็นเสากลม ตรงกลางกลวงมักใช้เป็นเสาเข็มเจาะเสียบ (Auger press pile)

เสาเข็มคอนกรีตหล่อในที่ (Cast-in-place Concrete Pile)

หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าเสาเข็มเจาะ เป็นเสาเข็มที่มุ่งเน้นให้เกิดผลกระทบต่ออาคารข้างเคียงจากการสั่นสะเทือนน้อยที่สุด สามารถทำความลึกได้มากกว่าเสาเข็มตอก และสามารถควบคุมตำแหน่งได้ดีกว่า แต่มีราคาสูงกว่าในกรณีรับน้ำหนักเท่ากัน

เสาเข็มเหล็ก (Steel Pile)

เป็นเสาเข็มที่ทำจากเหล็กทั้งท่อน มีความสามารถในการรับน้าหนักได้สูงกว่าเสาเข็มคอนกรีตและไม้ แต่มีราคาแพง ในปัจจุบันได้มีเทคโนโลยีเคลือบกันสนิมที่ซึมลงไปในเนื้อเหล็ก ติดตั้งได้เร็ว ไม่มีผลกระทบทางเสียง แรงสั่นสะเทือนน้อย สามารถถอน และเคลื่อนย้ายได้ง่าย นิยมใช้กับงานโครงสร้างชั่วคราวที่ต้องรับน้าหนักมากแต่ต้องทำการรื้อถอนในภายหลัง

เสาเข็มประกอบ (Composite Pile) เป็นเสาเข็มที่ประกอบด้วยวัสดุสองชนิดในต้นเดียวกัน จุดสำคัญของเสาเข็มชนิดนี้คือรอยต่อต้องแข็งแรง ทนทาน และสามารถถ่ายน้ำหนักจากท่อนบนสู่ท่อนล่างได้เป็นอย่างดี

***ข้อมูลอ้างอิงโดย https://civil.kku.ac.th

Specific Data : ข้อมูลจำเพาะของเสาเข็ม (Pile Foundations)

- Content : เนื้อหา

เสาเข็ม (Pile Foundations)

- Environmental Effect : คุณสมบัติเด่นเฉพาะตัว

เสาเข็มถือเป็นองค์ประกอบส่วนสำคัญที่สุดส่วนหนึ่งของอาคาร โดยทำหน้าที่เป็นตัวกลาง ในการถ่ายเทน้ำหนักของตัวอาคารลงสู่พื้นดิน โดยถ่ายน้ำหนักจากหลังคา ,พื้น ,คาน,เสา,ตอม่อและฐานราก ลงไปสู่ชั้นดินตามลำดับ

การถ่ายเทน้ำหนักของเสาเข็มมี 2 ลักษณะ  คือ เสาเข็มสั้น หรือ เสาเข็มที่รับน้ำหนักโดยใช้แรงเสียดทาน ซึ่งเสาเข็มชนิดนี้จะถ่ายน้ำหนักตัวอาคารกับชั้นดินโดยใช้แรงเสียดทานในการช่วยรับน้ำหนัก และเสาเข็มยาว คือ เสาเข็มที่ถ่ายน้ำหนักตัวอาคาร ผ่านชั้นดินอ่อนไปยังชั้นดินที่มีความแข็งเพื่อรับน้ำหนักเสาเข็มโดยตรง

- Application : ประเภทการนำไปใช้งาน

การแบ่งประเภทของเสาเข็มตามรูปแบบการก่อสร้าง

เสาเข็มตอก (Driven Pile)

คือการใช้ปั้นจั่นตอกเสาเข็มลงไปในดินจนได้ความลึกที่ต้องการ เป็นวิธีการที่ได้รับความนิยมมากที่สุดเนื่องจากวิธีการก่อสร้างไม่ซับซ้อนและค่าใช้จ่ายไม่สูง แต่ในปัจจุบันมีปัญหาในการก่อสร้างในพื้นที่ ที่มีอาคารรอบข้าง เนื่องจากแรงสั่นสะเทือนในการตอกและการเคลื่อนตัวของดินที่ถูกแทนที่ด้วยเสาเข็ม เนื่องจากการตอกเสาเข็มมักกระทำโดยผู้รับจ้างซึ่งไม่ใช่วิศวกรจึงมีความเสี่ยงที่จะมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น ซึ่งการควบคุมการตอกควรจะต้องกระทำโดยวิศวกรผู้รับผิดชอบโครงการนั้นจึงจะเหมาะสมเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัย 

เสาเข็มเจาะหล่อในที่ (Bored Pile)

คือเสาเข็มที่ก่อสร้างโดยหล่อคอนกรีตลงไปในดินที่ถูกเจาะเป็นหลุมไว้ล่วงหน้าให้เต็ม เป็นวิธีก่อสร้างที่ช่วยแก้ปัญหาที่พบจากการใช้เสาเข็มตอก ทั้งการขนย้ายเสาเข็มเข้าพื้นที่ก่อสร้าง การรบกวนอาคารรอบข้างเนื่องจากแรงสั่นสะเทือนจากการตอก รวมทั้งการควบคุมตำแหน่ง และแนวของเสาเข็ม การเจาะอาจกระทำโดยกระบวนการแห้ง (Dry Process) คือการเจาะโดยไม่ต้องใช้น้ำช่วยในกรณีที่ดินข้างหลุมเจาะมีเสถียรภาพ ส่วนใหญ่จะเป็นเสาเข็มเจาะขนาดเล็ก ( Small Diameter Bored Pile )ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในช่วง 35-60 เซนติเมตร ( ส่วนใหญ่จะเป็น ขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง 35, 40, 50, 60 เซนติเมตร ) มีความลึกอยู่ในช่วงประมาณ 18-23 เมตร

แต่ถ้าหากดินข้างหลุมเจาะพังทลาย จำเป็นต้องใส่น้ำผสมสารเบนโทไนท์หรือโพลิเมอร์ลงไปในหลุมเพื่อช่วยพยุงดินข้างหลุม เรียกว่ากระบวนการเปียก (Wet Process) ส่วนใหญ่จะเป็นเสาเข็มเจาะขนาดใหญ่ ( Large Diameter Bored Pile ) ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 60 เซนติเมตรขึ้นไป ( ส่วนใหญ่จะมี ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 80, 100, 120, 150 เซนติเมตร ) มีความลึกอยู่ในช่วงประมาณ 25-65 เมตร

สาหรับการเจาะดินนั้นสามารถกระทำได้หลายวิธี ได้แก่ การเจาะแบบหมุน (Rotary Type ) แบบขุด (Excavation Type ) และการเจาะแบบทุ้งกระแทก (Percussion Type ) ซึ่งเป็นวิธีที่ง่ายที่สุด เหมาะกับการก่อสร้างขนาดเล็กในพื้นที่แคบ การควบคุมคุณภาพของการก่อสร้างมีส่วนที่สาคัญคือ การกำหนดตำแหน่งของเสาเข็ม การควบคุมแนวการเจาะให้ได้แนวดิ่ง ความสะอาด และเรียบร้อยของหลุมเจาะ การติดตั้งเหล็กเสริม และการเทคอนกรีต หากการก่อสร้างเสาเข็มเจาะกระทำโดยบริษัทที่ดีและมีประสบการณ์ วิศวกรของบริษัทจะเป็นผู้ควบคุมดูแลคุณภาพของเสาเข็มเจาะได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เสาเข็มเจาะเสียบ (Auger Press Pile)

เป็นการใช้เสาเข็มสำเร็จรูป ติดตั้งโดยการเจาะดินให้เป็นรูขนาดเล็กกว่าขนาดเสาเข็มเล็กน้อยแล้วกดเสาเข็มลงไปในรู เป็นการแก้ปัญหาการสั่นสะเทือน และการเคลื่อนตัวของดิน วิธีนี้สามารถใช้การตอกแทนการกดได้ซึ่งนอกจากจะลดปัญหาการสั่นสะเทือน และการเคลื่อนตัวของดินแล้ว ยังช่วยในกรณีที่ต้องตอกเสาเข็มผ่านชั้นดินที่แข็งแรงมากๆ จึงนิยมใช้เสาเข็มกลมแรงเหวี่ยงอัดซึ่งมีรูกลวงตรงกลาง โดยในระหว่างที่กดเสาเข็มลงไปนั้น สว่านที่ใส่อยู่ในรูเสาเข็มก็จะหมุน เพื่อนำดินขึ้นมา เมื่อกดเสาเข็มพร้อมกับเจาะดินจนเสาเข็มจมลงใกล้ระดับที่ต้องการก็หยุดกด ดึงดอกสว่านออกแล้วตอกด้วยลูกตุ้มจนได้ระดับที่ต้องการ

***ข้อมูลอ้างอิงโดย https://civil.kku.ac.th

- Forewarning : ข้อควรระวังในการใช้งาน

ในงานฐานรากเสาเข็มบางประเภท เช่น เสาเข็มตอก อาจก่อให้เกิดมลภาวะทางเสียง และแรงสั่นสะเทือนจากการตอกเข็ม ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อการดำเนินชีวิตของผู้คนที่อาศัยอยู่รอบๆ รวมถึงตัวอาคารข้างเคียงที่อาจจะเกิดความเสียหายได้ ฉะนั้นในการดำเนินงานในส่วนฐานรากสำเข็ม ควรมีมาตรการในการป้องกันที่ดี และดำเนินงานอย่างเคร่งครัดตามหลักทางวิศวกรรม และกฏหมาย 

- Size : ขนาด

ขนาดของเสาเข็มแต่ละประเภทจะมีขนาดที่หลากหลาย โดยจะแตกต่างกันไปตามประเภทวัสดุส่วนประกอบ และประเภทการใช้งานตามความเหมาะสมกับอาคารแต่ละแบบ ซึ่งการเลือกใช้ขนาด หรือ ประเภทของเสาเข็มที่เหมาะสมกับตัวอาคาร จะต้องได้รับการคำนวณจากสถาปนิก และวิศวกรอย่างถูกต้องเหมาะสม จึงจะให้ความมั่นคงปลอดภัยในการนำไปใช้งาน

Material Trend : แนวโน้มการใช้งานเสาเข็มในอนาคต

เสาเข็ม ยังคงเป็นส่วนประกอบหลักของอาคารที่จะขาดไปไม่ได้ แต่ในอนาคตเสาเข็มจะถูกพัฒนาในด้านวัสดุส่วนประกอบ ,รูปแบบที่หลากหลาย ตลอดจนวิธีการติดตั้งที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น เพื่อตอบโจทย์ และยกระดับการใช้งานในด้านต่างๆให้สูงขึ้นตามยุคสมัย ประกอบด้วย

- ความคุ้มค่าในด้านเวลา และค่าใช้จ่าย 

- การลดเศษดิน หรือ เศษปูนหน้างาน

- การลดมลภาวะทางเสียง

- การลดปัญหาเรื่องแรงสั่นสะเทือน และการเคลื่อนตัวของดิน

- ความสะดวกรวดเร็วในการเคลื่อนย้าย และติดตั้ง ด้วยเวลาที่กระชับมากขึ้น

- ความเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อม

 

Contact Product : สินค้าเทียบเคียงในหมวดมือจับประตู

สินค้าเทียบเคียงในหมวด"ฐานราก - โครงสร้าง"

Wazzadu Academy : ข้อมูลวัสดุศาสตร์ในหมวดอื่นๆที่น่าสนใจ

ข้อมูลอ้างอิงจาก

-  https://civil.kku.ac.th

-  www.homeloverthai.com

-  www.koppersuip.com/pilings/history-of-piling.html

- Franki Foundations

แพลตฟอร์ม และเครื่องมือสำหรับการออกแบบตกแต่งบ้าน และงานสถาปัตยกรรม
โดยเป็นศูนย์กลางเชื่อมโยงกลุ่มผู้ใช้งานต่างๆ ตั้งแต่ สถาปนิก แบรนด์สินค้า ผู้จัดจำหน่าย และผู้ให้บริการต่างๆที่เกี่ยวข้อง ...

บทความอื่นๆ จากผู้เขียน

โพสต์เมื่อ

โพสต์เมื่อ

โพสต์เมื่อ

ไอเดียมาใหม่

โพสต์เมื่อ

Kemrex

brand

โพสต์เมื่อ

แนะนำสินค้า และบริการ
สงสัยหรือไม่? Hot Dip Galvanized คืออะไร

บทความที่เกี่ยวข้อง

...

โพลสำรวจ

ถาม-ตอบ

Wazzadu.com ใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสบการณ์การใช้งานของคุณ อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่