แรงดันของน้ำใต้ดิน หรือ UPLIFT FORCE

สวัสดีครับแฟนเพจที่รักทุกๆ ท่าน

เนื่องด้วยเมื่อวานนี้มีเพื่อนวิศวกรของผมท่านหนึ่ง จริงๆ เรารู้จักกัน และ เป็นเพื่อนรักของผมมายาวนานมากตั้งแต่สมัยเรียน ปวช ที่ช่างมีน ท่านได้ทักมาหาผม และ ได้ขอคำปรึกษาเกี่ยวกับเรื่องการออกแบบสระว่ายน้ำ

ผมก็ได้ให้คำแนะนำไปตามที่เห็นสมควร พร้อมกับกำชับถึงสิ่งสำคัญอย่างหนึ่งที่ผู้ออกแบบอย่างเราๆ จะลืมไม่ได้เลย คือ ปัจจัยที่ผู้ออกแบบหลายๆ คนมักจะลืมคำนึงถึงในการออกแบบงานวิศวกรรมโครงสร้างสระว่ายน้ำก็คือเรื่อง แรงดันของน้ำใต้ดิน หรือ ศัพท์ทางเทคนิคที่เรานิยมเรียกกันจนติดปากว่า UPLIFT FORCE นั่นเองนะครับ

โดยในวันนี้ผมอยากจะนำประเด็นๆ นี้มาแชร์กับเพื่อนๆ เผื่อว่าเพื่อนๆ ท่านใดกำลังทำงานออกแบบงานจำพวกสระน้ำ ถังเก็บน้ำ ที่มีลักษณะของโครงสร้างที่อาจจะจมอยู่ใต้ดินทั้งหมด หรือ แค่เพียงบางส่วน ก็แล้วแต่ ทั้งหมดที่ผมได้กล่าวถึงนี้ก็ล้วนแล้วแต่ต้องคำนึงถึงสภาวะๆ นี้แทบทั้งสิ้นนะครับ

ก่อนอื่นผมต้องขออธิบายกับเพื่อนๆ ทั้งนี้ก็เพื่อที่จะไม่ให้เพื่อนๆ นั้นเกิดความสับสนก่อนนะครับว่า แรงดันของน้ำใต้ดิน หรือ UPLIFT FORCE นี้ถือว่าเป็นคนละแรงกันกับ แรงพยุง หรือ แรงลอยตัว หรือ BUOYANCY FORCE โดยต้องถือว่าแรงทั้งสองแรงนี้เป็นแรงคนละชนิด คนละประเภท และ มีการเกิดในสภาวะที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงเลยนะครับ

มาต่อกันดีกว่านะครับ ผมเชื่อเหลือเกินว่าเพื่อนๆ อาจจะมีความสงสัยว่าเพราะเหตุใดเราจึงจำเป็นจะต้องคำนึงถึงแรงดันของน้ำใต้ดินด้วย ?

สาเหตุที่เราจำเป็นจะต้องคำนึงถึงแรงชนิดนี้ก็เพราะว่าหากเราสังเกตให้ดีจะพบว่าหากในสภาวะที่โครงสร้างของเรานั้นมี น้ำ หรือ ของเหลว บรรจุอยู่เต็ม หรือ มีการใช้งานอยู่ โดยมีการวาง นน บรรทุกเพิ่มเติม (SUPERIMPOSED LOAD) ทั้งแบบคงที่และแบบจรอยู่ เรามักจะไม่พบปัญหาจากแรงดังกล่าวนี้เกิดขึ้นในตัวโครงสร้างนะครับ แต่ ปัญหามักจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อโครงสร้างของเรานั้นอยู่ในสภาวะที่เรียกว่า สภาวะการดูแลรักษา (MAINTENANCE STAGE) โดยในสภาวะนี้เรามักที่จะทำการปล่อยน้ำ หรือ ของเหลว ออกจากตัวของโครงสร้างไปจนเกือบหมด หรือ บางครั้งก็ทั้งหมดที่มีอยู่เลย เมื่อน้ำ หรือ ของเหลว ซึ่งถือเป็น นน คงที่ๆ มีปริมาณมากที่สุดในโครงสร้างของเรานั้นหายออกไปจากตัวโครงสร้างแล้ว และ หากว่าตัวโครงสร้างของเรานั้นจมอยู่ใต้ดิน จะบางส่วน หรือ ทั้งหมด ก็แล้วแต่ และ หากเราปล่อยให้แรงชนิดนี้เกิดขึ้นในตัวโครงสร้างของเรา โดยที่ นน ของตัวโครงสร้างเอง ซึ่งถือเป็น นน คงที่ๆ จะอยู่ติดตัวไปกับโครงสร้างตลอดเวลานั้นมีค่าน้อยกว่าแรงชนิดนี้ สิ่งหนึ่งที่เรามักจะหลีกเลี่ยงไม่ได้เลยก็คือการที่โครงสร้างนั้นเกิดการเปลี่ยนตำแหน่งไปจากเดิมอันเนื่องมาจากแรงดันของน้ำใต้ดินที่อยู่ข้างล่างจะทำการดันตัวของโครงสร้างเองให้มีระดับที่เพิ่มสูงขึ้นไปจากตำแหน่งเดิม โดยที่เพื่อนๆ อาจจะดูรูปประกอบคำอธิบายได้นะครับ ในรูปๆ นี้เป็นภาพที่แสดงถึงการดีด และ เพิ่มความสูงของอาคารโดยการยืดเสาตอม่อเป็นเพราะผมพยายามที่จะหารูปที่เป๊ะๆ ที่แสดงถึงสถาวะการเกิด UPLIFT แต่หาเท่าไหร่ก็หาไม่พบครับ ผมเลยต้องหารูปที่แสดงถึงสภาวะการเปลี่ยนตำแหน่งของระดับที่ใกล้เคียงกันกับการเกิด UPLIFT แทนทั้งนี้ก็เพื่อให้เพื่อนๆ ได้เห็นผลจากการเกิดการเปลี่ยนตำแหน่งนี้ครับ

โดยเราจะพบปัญหานี้ไม่วิกฤติมากนักในการออกแบบฐานรากที่เป็นเสาเข็ม เพราะ เสาเข็มสามารถที่จะรับแรงดันจากน้ำใต้ดินที่จะเกิดขึ้นได้เนื่องจากแรงเสียดทานแบบลบที่เกิดขึ้นบริเวณผิวของตัวเสาเข็ม (NEGATIVE SKIN FRICTION) แต่ สำหรับกรณีของฐานรากแบบแผ่ เราจะต้องทำการออกแบบให้โครงสร้างนั้นต้องรับแรงดันของน้ำใต้ดินโดยตรง โดยเราจำเป็นที่จะต้องระมัดระวังเป็นพิเศษ โดยหากไม่ทำการออกแบบให้ นน ของตัวโครงสร้างเองนั้นมีค่ามากกว่าแรงยกที่เกิดจากน้ำใต้ดิน ก็อาจจะต้องออกแบบเหล็กสมอยึดกับชั้นดิน หรือ หิน ที่มีมวล นน ค่อนข้างมาก ทั้งนี้ก็เพื่อป้องกันมิให้โครงสร้างของเราต้องประสบพบเจอกับปัญหาดังที่ผมได้กล่าวถึงข้างต้นนะครับ

หวังว่าความรู้เล็กๆ น้อยๆ ที่ผมได้นำมาฝากแก่เพื่อนๆ ทุกๆ ท่านในวันนี้จะมีประโยชน์ต่อทุกๆ ท่านไม่มากก็น้อย และ จนกว่าจะพบกันใหม่นะครับ

ADMIN JAMES DEAN


บริษัท ภูมิสยาม ซัพพลาย จำกัด ผู้นำกลุ่มธุรกิจเสาเข็มสปันไมโครไพล์ 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
081-634-6586

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