ฐานรากแบบวางบนดิน หรือ BEARING FOUNDATION หรือ ฐานรากแบบวางบนเสาเข็ม หรือ PILE FOUNDATION
วันนี้ผมต้องขออนุญาตโพสต์ให้เกิดความต่อเนื่องจากเมื่อวานกันอีกสักหนึ่งโพสต์นะครับ เพราะว่าประเด็นที่ผมได้นำมาหยิบยกเป็นกรณีศึกษาเมื่อวานนี้ค่อนข้างที่จะมีความเร่งด่วนสำหรับน้องที่ได้มาปรึกษาผมถึงประเด็นปัญหาๆ นี้ ดังนั้นในวันนี้เรายังคงจะต้องพูดถึงเรื่อง ปัญหาและเทคนิคในการทำงานก่อสร้างโครงสร้างประเภทต่างๆ อยู่นะครับ
ยังไงผมต้องขออนุญาตทำการเท้าความโดยย่อสักเล็กน้อยก่อนนะครับ เผื่อว่าจะมีเพื่อนๆ ท่านใดที่อาจจะไม่ได้มีโอกาสอ่านโพสต์ของเมื่อวานแต่ได้มาอ่านโพสต์ของผมในวันนี้ จะได้ไม่งงว่าเกิดอะไรขึ้น ซึ่งเรื่องมีอยู่ว่าน้องบนเฟซบุ้คของผมท่านหนึ่งได้อินบ็อกซ์เข้ามาเพื่อปรึกษาเรื่องป้ายโฆษณาป้ายหนึ่งซึ่งมีความสูงจากพื้นดินประมาณ 7500 มม หรือ 7.50 เมตร
พอผมได้เห็นลักษณะและรูปร่างจากรูปถ่ายแล้วก็เลยได้สอบถามไปยังน้องท่านนี้ถึงกรณีของจุดรองรับของโครงสร้างดังกล่าวว่ามีลักษณะเป็นเช่นใด คำตอบที่ได้ก็คือ เนื่องจากทางเจ้าของมีความเห็นว่าป้ายๆ นี้ไม่ได้มีความสูงอะไรมากมายนัก ซึ่งแน่นอนว่าน้ำหนักหรือแรงกระทำในแนวดิ่งเองก็มีค่าที่น้อยมากๆ เช่นเดียวกัน นั่นเลยเป็นเหตุให้ทางเจ้าของโครงสร้างของเฟรมเหล็กเฟรมนี้ไม่ได้ใส่ใจที่จะให้วิศวกรโครงสร้างหรือผู้ที่มีความรู้ทางด้านงานวิศวกรรมเป็นผู้ดำเนินการออกแบบและให้รายละเอียดในส่วนของงานวิศวกรรมโครงสร้างให้แก่โครงสร้างๆ นี้ โดยจะเห็นได้ว่าจะไม่มีการทำโครงสร้างตอม่อ ฐานราก หรืองานเสาเข็มใดๆ เพื่อที่จะทำหน้าที่รองรับโครงสร้างเฟรมๆ นี้เลย โดยที่วิธีการที่ทางเจ้าของตั้งใจจะใช้เป็นเพียงแค่การยึดลงไปโดยตรงกับพื้น คสล แบบวางบนดิน โดยอาจจะใช้เป็นเพลทเหล็กยึดลงไปที่พื้นโดยใช้พุกระเบิด อย่างเก่งก็อาจจะมีการเทพอกบริเวณจุดต่อให้มีขนาดโตขึ้นอีกเพียงเล็กน้อยก็เท่านั้น ทั้งหมดที่กล่าวถึงมานี่เองคือเหตุและผลว่า ทำไมผมจึงเกิดความเป็นห่วงขึ้นแต่สิ่งที่ผมเป็นห่วงนั้นไม่ได้เกิดจากเรื่องน้ำหนักบรรทุกหรือแรงกระทำในแนวดิ่งนะครับแต่มีอยู่ด้วยกัน 2 ประการหลักๆ ได้แก่ แรงกระทำในแนวด้านข้างและเสถียรภาพของโครงสร้าง เพราะแน่นอนว่าแรงกระทำในแนวด้านข้างที่ผมเป็นห่วงนี้ย่อมหมายถึง “แรงลม” ซึ่งหากดูจากรูปสเก็ตช์ก็จะเห็นได้ว่าแรงลมที่กระทำในแนวด้านข้างกับโครงสร้างเฟรมนี้จะมีอยู่ด้วยกันทั้งในรูปแบบของ แรง และ โมเมนต์ดัด ซึ่งก็จะมีอยู่ในทั้ง 2 ระนาบ ด้วยกัน
ระนาบแรกได้แก่ แรงในระนาบของแกน Z ซึ่งก็จะทำให้เกิดโมเมนต์ดัดรอบๆ แกน X ซึ่งเพื่อนๆ ก็จะเห็นได้ว่าในระนาบแรกนี้ก็เสมือนคนยืนอยู่บน “แกนแข็ง” หรือ STRONG AXIS ของตัวเอง นั่นก็คือ ลักษณะของคนที่ยืนอยู่บนขาและเท้าทั้ง 2 ข้าง เพราะฉะนั้นต่อให้จุดต่อข้างล่างไม่มีความแข็งแรงมากเพียงพอที่จะถ่ายค่าแรงโมเมนต์ลงไปข้างล่างได้ จุดต่อๆ นี้ก็ยังจะคงมีแรงกระทำ Vz อยู่ ซึ่งหากว่าชิ้นส่วนโครงสร้างนี้บังเอิญถูก “จับใส่” ให้มีขนาดที่ใหญ่เพียงพอ ก็จะทำให้โครงสร้างๆ นี้ยังคงตั้งอยู่ได้ โดยที่โครงสร้างเฟรมๆ นี้ก็ยังคงไว้ซึ่งความมีเสถียรภาพรอบแกนนี้ได้นะครับ
ระนาบที่สองได้แก่ แรงในระนาบของแกน X ซึ่งก็จะทำให้เกิดโมเมนต์ดัดรอบๆ แกน Z ซึ่งเพื่อนๆ ก็จะเห็นได้ว่าในระนาบแรกนี้ก็เสมือนคนยืนอยู่บน “แกนอ่อน” หรือ WEAK AXIS ของตัวเอง นั่นก็คือ ลักษณะของคนที่ยืนเรียงหน้ากระดานอยู่บนคานที่มีขนาดเล็กๆ หากว่าบังเอิญมีเพื่อนมาผลักคนๆ นั้น ไม่ว่าจะเป็นจากทางด้านหน้าหรือทางด้านหลังก็ตาม ก็จะทำให้คนๆ นั้นมีโอกาสที่จะหงายหน้าหรือหงายหลังร่วงลงจากคานได้เลย เพราะฉะนั้นจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องแน่ใจว่าเท้าของคนๆ นั้นวางอยู่อย่างมั่นคงและแข็งแรงเพียงพอ ต้องแน่ใจจริงๆ ว่าเท้าของคนๆ นั้นจะสามารถถ่ายค่าแรงคู่ควบหรือแรงโมเมนต์ Mz ต่อลงไปยังจุดรองรับข้างล่างได้เพราะจุดต่อๆ นี้จะไม่ได้เหมือนกันกับอีกแกนหนึ่งซึ่งจะมีแรงกระทำ Vz กระทำเทียบเท่าเป็นแรงคู่ควบนั่นเอง ดังนั้นโครงสร้างเฟรมรอบแกนๆ นี้จะมีโอกาสสูงมากๆ ที่จะไร้ซึ่งเสถียรภาพได้นะครับ
วิธีการแก้ไขหรือจริงๆ แล้วหากจะพูดให้เข้าใจได้ง่ายๆ เลยก็คือ วิธีการเพิ่มเสถียรภาพให้แก่โครงสร้างเฟรมๆ นี้นั้นสามารถที่จะทำได้ด้วยหลากหลายวิธีการเลย เช่น อาจจะทำการก่อสร้างตอม่อและฐานรากรองรับ โดยที่ฐานรากนั้นจะใช้เป็นฐานรากระบบใดก็ได้ ไม่ว่าจะเป็น ฐานรากแบบวางบนดิน หรือ BEARING FOUNDATION หรือ ฐานรากแบบวางบนเสาเข็ม หรือ PILE FOUNDATION โดยที่จะเลือกใช้เป็นเข็มสั้นหรือเข็มยาวก็สุดแท้แต่ความต้องการของทางเจ้าของและผลจากการออกแบบโดยวิศวกรโครงสร้าง อาจจะทำการก่อสร้าง TRANSVERSE BRACING เพิ่มเติมเพื่อให้โครงสร้างรอบแกนอ่อนนี้มีเสถียรภาพที่สูงขึ้นก็ได้แต่วิธีการนี้น่าจะมีข้อจำกัดว่า ไม่มีพื้นที่ๆ ด้านหน้าและด้านหลังของโครงเฟรมที่มากเพียงพอที่จะติดตั้งตัว TRANSVERSE BRACING ได้ เหมือนกันกับในรูปสเก็ตช์รูปสุดท้ายที่ผมได้แสดงอยู่ในโพสต์ๆ นี้ เป็นต้น ทั้งนี้จากเหตุผลทั้งหลายทั้งมวลที่ผมได้พยายามหยิบยกขึ้นมานี้ก็เพียงเพื่อเหตุผลๆ เดียวนั่นก็คือ เพื่อทำให้โครงสร้างทั้งระบบของเรานี้สามารถที่จะวางตัวอยู่ได้โดยที่มีเสถียรภาพที่ดีเพียงพอในทั้ง 2 แกนนั่นเองครับ
ในตอนท้ายน้องได้เข้ามาปรึกษาผมต่อว่า ถ้ามีการติดตั้ง TRANSVERSE BRACING กลับมาอีกด้าน ซึ่งจะตรงกันข้ามกับด้านที่ผมได้สเก็ตช์ไปในรูปจะได้หรือไม่เพราะหากทำเหมือนกันกับในรูปจะติดปัญหาเพราะที่ตรงนั้นเป็นของคนอื่นๆ พูดง่ายๆ คือไม่สามารถที่จะทำการติดตั้ง TRANSVERSE BRACING ในบริเวณด้านนั้นๆ ได้
คำตอบคือ ได้ครับ เพียงแต่ผมอยากที่จะให้ข้อพึงระวังไว้สักหนึ่งข้อนั่นก็คือ หากเราจะทำการติดตั้ง TRANSVERSE BRACING แค่เพียงด้านเดียว เราจะต้องระมัดระวังตอนทำการออกแบบให้เจ้าชิ้นส่วนและจุดต่อต่างๆ ระหว่างโครงสร้างโครงเฟรมกับชิ้นส่วน TRANSVERSE BRACING นี้ ให้สามารถที่จะรับและถ่ายแรงได้ทั้งประเภท แรงดึง หรือ TENSION FORCE และ แรงอัด หรือ COMPRESSION ด้วยนะครับ เพราะต้องไม่ลืมว่า แรงลม ถือได้ว่าเป็นแรงตามธรรมชาติเหมือนกันกับ แรงแผ่นดินไหว ถึงแม้ว่าแรงทั้งสองนี้จะมีรูปแบบและพฤติกรรมของแรงที่อาจจะลักษณะและพฤติกรรมที่มีความแตกต่างกันอยู่บ้างก็ตามแต่สิ่งหนึ่งที่มีความเหมือนกันและก็ควรที่จะพึงระมัดระวังให้ดีก็คือ แรงลม นั้นมีโอกาสที่จะเกิดขึ้นและมีรูปแบบที่จะกระทำกับตัวโครงสร้างโครงเฟรมของเราได้ในทุกทิศทุกทางนั่นเองครับ
สุดท้ายนี้ผมอยากให้เพื่อนๆ ได้ดูรูปในโพสต์ๆ นี้ซึ่งเป็นรูปที่ผมได้ทำการขึ้นแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ในซอฟต์แวร์ทาง FE เพื่อทำการเปรียบเทียบโครงสร้างโครงเฟรมทั้งหมด 2 กรณีด้วยกันเพื่อนๆ ก็จะพบว่า
โครงสร้างโครงเฟรมทางด้านซ้ายมือ คือ โครงสร้างโครงเฟรมที่ได้รับการจำลองให้จุดต่อนั้นมีความแข็งแรงที่มากเพียงพอ นั่นก็คือจุดรองรับที่เป็นแบบ FIXED SUPPORT กล่าวคือ จุดรองรับแบบนี้จะสามารถรับและถ่ายแรงได้เป็นอย่างดีในทุกทิศทุกทาง ซึ่งก็จะมีพฤติกรรมตามที่ผมได้เรียนไปว่า หากทางเจ้าของโชคดี จับใส่ชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่เพียงพอ โครงสร้างโครงเฟรมนี้ก็จะยังมีความมั่นคงและยืนอยู่ได้ เมื่อใดที่เป็นเช่นนี้ก็หมายความว่า โครงสร้างโครงเฟรมๆ นี้จะอยู่ในสภาวะที่มีเสถียรภาพดีเพียงพอในทุกๆ แกนของโครงสร้าง
โครงสร้างโครงเฟรมทางด้านขวามือ คือ โครงสร้างโครงเฟรมที่ได้รับการจำลองให้จุดต่อนั้นมีความแข็งแรงน้อย นั่นก็คือเป็นจุดรองรับที่เป็นแบบ FIXED BUT กล่าวคือ จุดรองรับแบบนี้จะสามารถรับและถ่ายแรงได้เฉพาะแค่เพียงในบางแกนเท่านั้น ซึ่งก็จะมีพฤติกรรมตามที่ผมได้เรียนไปเช่นกันว่า ต่อให้เจ้าของโชคดีเกิดจับใส่ชิ้นส่วนที่มีขนาดใหญ่เพียงใดเข้าไปในโครงสร้างโครงเฟรมแต่เนื่องจากว่าเจ้าจุดต่อๆ นี้ไม่มีความแข็งแรงเพียงพอ เมื่อใดที่เป็นเช่นนี้ก็หมายความว่า โครงสร้างโครงเฟรมๆ นี้จะอยู่ในสภาวะที่มีเสถียรภาพดีเฉพาะรอบแกนแข็งแต่จะไร้ซึ่งเสถียรภาพรอบแกนอ่อนนั่นเองครับ
หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ
#โพสต์ของวันพุธ
#ปัญหาและเทคนิคในการทำงานก่อสร้างโครงสร้างประเภทต่างๆ
#ปัญหาจะทำอย่างไรให้โครงสร้างโครงเฟรมป้ายโฆษณาให้มีเสถียรภาพที่ดีเพียงพอต่อการรับแรงกระทำทางด้านข้างที่เกิดขึ้นกับตัวโครงสร้างได้
ADMIN JAMES DEAN
Bhumisiam ภูมิสยาม
ผู้ผลิตรายแรก Spun MicroPile
1) ได้รับการรับรองระบบบริหารงานคุณภาพ ตามมาตรฐาน ISO 9001:2015
2) ได้รับมาตรฐาน ISO 9001:2015 UKAS ภายใต้การดูแลของ อังกฤษ
3) ได้รับมาตรฐาน ISO 9001:2015 NAC ภายใต้การดูแลของ สมอ.
4) ได้รับมาตรฐาน มอก. 397-2524 เสาเข็ม Spun MicroPile Dia 21, 25, 30 cm.
5) ผู้ผลิต Spun MicroPile ที่ได้รับ Endorsed Brand รับรองคุณภาพมาตรฐานจาก SCG
6) ผู้นำระบบ Computer ที่ทันสมัยผลิต เสาเข็ม Spun MicroPile
7) ลิขสิทธิ์เสาเข็ม Spun MicroPile
8) เทคโนโลยีการผลิต จากประเทศเยอรมัน
9) ผู้ผลิต Spun MicroPile แบบ “สี่เหลี่ยม”
10) การผลิตคอนกรีตและส่วนผสม ใช้ Program SCG-CPAC
เสาเข็ม สปันไมโครไพล์ ช่วยแก้ปัญหาได้เพราะ
1) สามารถทำงานในที่แคบได้
2) ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะทางเสียง
3) หน้างานสะอาด ไม่มีดินโคลน
4) สามารถรับน้ำหนักได้ 20-50 ตัน/ต้น ขึ้นอยู่กับสภาพชั้นดินแต่ละพื้นที่
5) สามารถตอกชิดกำแพง ไม่ก่อให้โครงสร้างเดิมเสียหาย
สนใจติดต่อสินค้า เสาเข็มสปันไมโครไพล์ มาตรฐาน มอก. โทร
081-634-6586
082-790-1447
082-790-1448
082-790-1449
