ฐานราก (Footing) ทำหน้าที่รับน้ำหนักจากโครงสร้างทั้งหมดแล้วถ่ายน้ำหนักลงสู่เสาเข็มหรือดินโดยตรง คุณสมบัติของดินที่รองรับฐานรากควรมีความสามารถรองรับน้ำหนักบรรทุกได้โดยไม่เกิดการเคลื่อนตัวหรือพังทลายของดินใต้ฐานรากและต้องไม่เกิดการทรุดตัวลงมากจนก่อให้เกิดความเสียหายแก่โครงสร้าง
ฐานราก ถูกแบ่งออกตามลักษณะได้ 2 ชนิด คือ
- ฐานรากตื้น (Shallow Foundation) หรือแบบไม่มีเสาเข็มรองรับ หมายถึงฐานรากซึ่งลึกจากระดับผิวดินน้อยกว่า หรือเท่ากับด้านที่สั้นที่สุดของฐานราก โดยฐานรากวางอยู่บนชั้นดินโดยตรง และไม่มีการตอกเสาเข็มเพื่อรองรับฐานราก เหมาะกับสภาพพื้นดินท่ีมีความสามารถแบกรับน้ำหนักบรรทุกได้สูง และกับสภาพพื้นดินท่ีตอกเสาเข็มไม่ลงหรืออย่างยากลำบาก เช่น พื้นที่ดินลูกรัง พื้นที่ภูเขาทะเลทราย
- ฐานรากลึก (Deep Foundation) หรือแบบมีเสาเข็มรองรับ หมายถึงฐานรากที่ถ่ายน้ำหนักโครงสร้างลงสู่ดินด้วยเสาเข็ม เนื่องจากชั้นดินที่รับน้ำหนักปลอดภัยอยู่ในระดับลึก เหมาะกับการก่อสร้างบนดินอ่อน มีการออกแบบฐานรากให้มีขนาดเสาเข็มและความลึกให้มีลักษณะ แตกต่างกันเพื่อเพิ่มความสามารถในการรับน้ำหนัก และความเหมาะสมในแต่ละพื้นที่
ปัจจัยที่มีผลต่อความมั่นคงของฐานราก
- ความแข็งแรงของตัวฐานรากเองซึ่งหมายถึงโครงสร้างส่วนที่เป็นคอนกรีตเสริมเหล็ก
- ความสามารถในการแบกรับน้ำหนักของดินใต้ฐานราก
- การทรุดตัวของดินใต้ฐานราก ควรเกิดขึ้นได้น้อย และใกล้เคียงกันทุกฐานราก
ประเภทของฐานราก ทั้งฐานรากชนิดตื้นและชนิดลึก มีลักษณะของการก่อสร้างและความสามารถในการรับน้ำหนักที่แตกต่างกัน แบ่งได้ดังนี้
- ฐานแผ่เดี่ยว (Spread Footing) หมายถึงฐานรากที่รับน้ำหนักจากเสาอาคาร เพียงต้นเดียว แล้วถ่ายน้ำหนักลงสู่พื้นดิน ความหนาของตัวฐานต้องสามารถต้านทานโมเมนต์ดัดและแรงเฉือนได้อย่างเพียงพอ และสามารถป้องกันการกัดกร่อนตัวเหล็กเสริมเนื่องจากความชื้น ในบางกรณีที่เสาอาคารไม่วางอยู่บนศูนย์กลางฐานราก เช่นอยู่ติดเขตที่ดินอาจถูกออกแบบให้เสาวางอยู่ด้านใดด้านหนึ่งของฐานราก เราเรียกว่าฐานรากแบบนี้ว่า ฐานรากตีนเป็ด
- ฐานต่อเนื่องรับกำแพง (Continuous Footing) หมายถึงฐานรากที่ทำหน้าที่รองรับน้ำหนักจากผนังก่ออิฐ หรือผนังคอนกรีตเสริมเหล็กของอาคารหลายๆ ชั้น ขนาดความกว้างของฐานรากขึ้นอยู่กับน้ำหนักที่กดลงสู่ฐานราก
- ฐานแผ่ร่วม (Combined Footing) เป็นการออกแบบฐานรากเพื่อแก้ปัญหากรณีไม่สามารถสร้างฐานรากเดี่ยวที่สมมาตรได้ ซึ่งฐานรากที่ไม่ สมมาตรนี้เมื่อรับน้ำหนักที่ถ่ายลงบนฐานไม่เท่ากันทำให้เกิดแรงเยื้องศูนย์ อาจทำให้อาคารทรุดตัวได้
- ฐานรากชนิดมีคานรัด (Cantilever Footing) เป็นการออกแบบฐานรากเพื่อแก้ปัญหากรณีไม่สามารถสร้างฐานรากที่สมมาตรได้อีกวิธีหนึ่ง เหมาะกับเสาของอาคารที่มีความจำเป็นต้องสร้างประชิดติดกับอาคารเดิม หรือแนวเขตดินที่ไม่สามารถวางตาแหน่งของฐานให้ ตรงกับแนวเสาตอม่อได้ จึงออกแบบให้มีคานคอนกรีตแบกรับน้ำหนักจากเสาตอม่อ
- ฐานรากแพ (Mat or Raft Foundation) เป็นฐานร่วมขนาดใหญ่ใช้รับน้ำหนักบรรทุกของเสาหลายๆ ต้น โดยจะแผ่บนพื้นที่กว้างๆ บางครั้งจะใช้รับน้ำหนักบรรทุกของเสาทุกต้นของอาคารก็ได้โดยมากแล้วเราจะใช้ฐานแพกับอาคารสูง ข้อดีของฐานรากชนิดนี้เมื่อเทียบกับฐานรากเดี่ยวคือ กระจายน้ำหนักสู่ดิน หรือหินเบื้องล่างได้ดีกว่า และปัญหาการทรุดตัวต่างระดับแทบหมดไป เพราะฐานรากชนิดนี้มีความต่อเนื่องกันตลอดโยงยึดกันเป็นแพ แต่การก่อสร้างจะยุ่งยาก และสิ้นเปลือง
แหล่งข้อมูล – สาขาวิชาช่างก่อสร้าง วิทยาลัยเทคนิคเชียงใหม่
