วิธีการเลือกใช้ฐานราก แบบฐานรากแผ่ หรือ แบบเสาเข็ม

สมมุติว่าเรา จะก่อสร้างอาคารสักอาคารนึง และเราจะเลือกฐานรากแบบไหนดี ความลึกของฐานราก หรือความลึกของเสาเข็มจะลึกเท่าไร
ส่วนตัวผมจะทำอย่างนี้ครับ

ถ้า ไม่ใช่กรุงเทพ อันดับแรกผมจะถามข้อมูลดินจากที่ข้างเคียงก่อน หรือบริษัทเสาเข็มเจ้าถิ่นครับ ว่าบริเวณนั้นเขาทำฐานรากยังไง ความลึกเท่าไรเป็นข้อมูลในใจ
แล้วคำนวนออกแบบโครงสร้างตามปรกติ ผมจะทราบน้ำหนักของอาคารที่ลงในฐานรากแต่ละฐานครับว่ามีน้ำนักกดลงไปเท่าไร

ที นี้ก็มาดูข้อมูลดิน ว่าเป็นยังไง ถ้ารู้ข้อมูลดินมาว่าแถวนั้น ตอกเข็มไม่ลง และ้ต้องเป็นฐานแผ่แน่ๆ ผมก็จะระบุไว้ในแบบ เพื่อความปลอดภัยว่า
“ผู้รับเหมาจะต้องทำการสำรวจชั้นดิน หรือทำการทดสอบการรับน้ำหนักของดินก่อนทำการก่อสร้าง”

ขั้นตอนต่อมาคือการตรวจสอบข้อมูลดิน ที่สถานที่จริง?? สำหรับการ ตรวจสอบส่วนใหญ่ จะมี 2 วิธีคือ การทำ Borring Log และการทำ plate barring Test (รายละเอียดค่อยว่ากันนะ คร่าวๆคืออันแรกเป็นการตวจสอบชั้นดิน อีกอันเป็นการเทสการรับน้ำหนักของชั้นดินครับ)

พอได้ข้อมูลดินที่แท้จริงจากบริษัทที่ทำการสำรวจแล้ว? ขั้นตอนต่อมาก็มาตัดสินใจว่า จะเลือกใช้ฐานรากแบบไหนอย่างไร ? วิธีการตัดสินใจคือ ถ้าดินในระยะตื้นๆที่สามารถทำฐานรากแผ่ได้นั้น สามารถรับน้ำหนักของอาคารได้เพียงพอ ก็จะทำการออกแบบฐานรากแผ่ตามความลึกตามที่ว่า? แต่ถ้าข้อมูลดินระบุว่าที่ระดับความลึกที่สามารถทำฐานรากแผ่นั้นไม่สามารถรับน้ำหนักอาคารของเราได้ ก็จำเป็นต้องพิจารณาเป็นฐานรากแบบเสาเข็มครับ

วิธีการออกแบบฐานรากแผ่ ว่าควรจะใหญ่ขนาดไหน ถ้าไม่มีข้อมูลดินจริงๆ ก็สามารถทำได้โดยการสมมุติ การรับน้ำหนักของดิน เรียกว่าเดาอย่างมีหลักการครับว่า
1. ภาคกลาง, ภาคเหนือ, อีสาน ใช้ 8 ตันต่อตารางเมตร
2. ภาคตะวันออก ชลบุรี, ระยอง ภาคใต้ ใช้ 10 ตันต่อตารางเมตร
3. โซนใกล้ ภูเขา มองเห็นภูเขา ใกล้ทะเล ใช้ 12 ตันต่อตารางเมตร
4. กรุงเทพ หรือดินอ่อน ที่อยากจะใช้ฐานแผ่ ใช้ 2 ตันต่อตารางเมตร

คร่าวๆ การออกแบบนะครับ ว่าขนาดฐานรากจะเป็นเท่าไรคือ น้ำหนักของอาคารที่ลงเสาเข็ม ลบ กับ การรับน้ำหนักของดินคูณกับพื้นที่ของฐานรากที่สัมผัสดิน
ตัวอย่างเช่น ภาคกลาง ใช้ ฐานราก 1×2 เมตร(ยังไม่พูดถึงความหนานะ) จะรับน้ำหนักอาคารได้ 16 ตันครับ (8×1x2=16)ทีนี้ พอถึงเวลาการก่อสร้างจริง หน้าที่ของผู้รับเหมาก็จะต้องไปตรวจสอบสอบพื้นที่ จริงครับว่าชั้นดินแข็งที่ว่า รับน้ำหนักได้ 8 ตัน 10 ตันอยู่ครงไหน ลึกไปจากผิวดินอยู่เท่าไร
ส่วนมากอย่างน้อยๆ ควรจะลึกลงไปไม่ต่ำกว่า 1.00 เมตร โดยไม่รวมดินถมนะครับ ถ้ามีดินถมก็ต้องจากระดับดินถมลงไป เพราะดินถมรับน้ำหนักไม่ได้พอ

วิธีสังเกตุ ตอนคนงานขุด หรือแมคโคจ้วงลงไป คือลักษณะดินจะเป็นชั้นๆ มีสีต่างๆกัน และมีลักษณะดิน ไม่เหมือนกัน ตอนขุดลงไป คอยสังเกตุครับดินที่รับงน้ำหนักได้ดีควร จะเป็นดินแข็ง, ลูกรัง, ทราย หรือดินปนทราย, ถ้าเป็นดินเหนียว หรือดินปลูกต้นไม้ยังใช้ไม่ได้ ใหุ้ขุดลงไปอีก แต่ชั้นดินที่แข็งมันก็ยังเป็นชั้นๆอีกครับ ถ้าทะลุชั้นดินแข็งลงไปอาจจะกลายเป็นดินอ่อนอีกรอบก็ได้ไม่แน่

เพื่อนๆ อาจเคยเห็น อาคารบางอาคาร ที่อยู่ในบริเวณที่ไม่น่าจะต้องตอกเข็ม เช่นชายทะเล เชิงเขา แต่ ก็ยังตอกเข็มอีก เป็นเพราอะไร
ตอบคือ น้ำหนักของอาคารที่ลงในแต่ละเสาเข็มมันมากเกินกว่าที่จะทำฐานแผ่นั่นเองครับ ดินมันรับไม่ไหว ถ้าจะทำฐานแผ่ ฐานอาจต้องใหญ่มากๆ
วิศวกรเลยจำเป็นต้องออกแบบให้ตอกเข็ม ทั้งๆที่ตอกยาก

และฝาก นิดนึงครับ สำหรับ ท่านผู้ออกแบบทั้งหลาย ว่าการ ออกแบบอาคารที่มี span ยาวๆ หรือการออกแบบเสา คานที่ไม่ตรง grid line เยื้องไปเยื้องมาที่ท่านชอบนั้น จะทำให้อาคารนั้นมีน้ำหนักลงไปฐานรากมากกว่าปรกติ และก็เปลืองกว่าด้วยครับ
บางทีดินอาจรับไม่ไหวก็ได้ ถ้าสามารถเลือกได้ควรออกแบบให้เป็น กริดๆ ตารางๆ และก็ span เสาไม่ยาวเกินไปครับ เรื่องนี้ผมเถียงกับสถาปนิกที่เป็นเพื่อนกันมานานมาก แบบว่าจะเอาถูกๆ แต่เล่นออกแบบ ยึกยักๆ กริดไลน์เยอะมาก span ก็ห่างๆ พอเห็นขนาด กับจำนวนเสาเข็มก็แทบเป็นลมเรื่องราคาค่าก่อสร้าง? แต่ก็อย่างว่าทำไงได้? การออกแบบอาคารให้ถื่อเกินไปบางที ก็รับไม่ได้เหมือนกันครับ

แหล่งที่มาข้อมูล http://borepile.com