การตอกเสาเข็ม
การตอกเสาเข็ม คือ เสาเข็มที่ต้องใช้ปั้นจั่นในการตอกเสาเข็มลงไปในดินจนได้ความลึกที่เราต้องการ ซึ่งเป็นวิธีการที่ได้รับความนิยมอย่างมาก เนื่องจากมีวิธีการก่อสร้างที่ไม่ซับซ้อน หรือไม่มีค่าใช้จ่ายที่สูงๆ แต่ในปัจจุบันมีปัญหาในการก่อสร้างของพื้นที่ที่มีอาคารอยู่รอบข้าง เนื่องจากมีแรงสั่นสะเทือนในการตอก และการเคลื่อนตัวของดินที่ถูกแทนที่ด้วยตัวเสาเข็ม เสาเข็มตอกนั้นมีส่วนประกอบที่สำคัญ ได้แก่
- หัวเสาเข็ม เป็นส่วนที่อยู่บนยอดเสาเข็มที่จะช่วยในเรื่องของการรับแรงกระแทกจากการตอก
- ตัวเสาเข็ม ก็คือ ส่วนลำตัวของเสาเข็มมีพื้นที่ผิวที่มากกว่าส่วนอื่นๆ ทำหน้าที่รับแรงฝืดระหว่างเสาเข็มกับดิน
- ปลายเสาเข็ม ก็คือ ส่วนที่อยู่ล่างสุดของเสาเข็ม จะมีหน้าที่เจาะทะลุชั้นดิน และรับแรงแบกทาน ซึ่งจะมีหลายรูปแบบแล้วแต่ชนิดของดินที่ได้ตอกผ่าน เช่น
- ปลายหัวป้าน จะเหมาะกับการนำไปตอกผ่านดินที่มีความอ่อน
- ปลายหัวเข็ม จะเหมาะกับการนำไปตอกผ่านดินที่อ่อน โดยส่วนปลายปักลงบนชั้นดินดาน หรือ ทราย
- ปลายหัวดินสอ เหมาะกับการนำไปตอกผ่านดินเหนียว กรวด ทราย โดยลักษณะปลายจะเป็นเหล็กหล่อ
- ปลายหัวปากกา เหมาะกับการนำไปตอกผ่านขั้นหิน
- แผ่นเหล็กหัวเสาเข็ม ก็คือ ผายเหล็กที่ปิดทับบนหัวเสาเข็มซึ่งจะถูกยึดด้วยเหล็กสมอเทฝังเข้าเนื้อคอนกรีต ทำหน้าที่รองรับน้ำหนักการกระทบของตุ้ม และใช้สำหรับเชื่อมต่อระหว่างเข็มท่อนบน และล่าง
งานเสาเข็มตอก เป็นจุดเริ่มต้นของความมั่นคงแข็งแรงของงานก่อสร้าง ดังนั้นเพื่อให้การตอกเสาเข็มได้คุณภาพตามที่ได้ออกแบบไว้ จึงจำเป็นต้องมีการวางแผนในการตอกอย่างรอบคอบ
เสาเข็มแบบไหนถึงจะเหมาะสมกับการนำไปใช้งานแต่ละพื้นที่
- ในส่วนของการที่เราจะสร้างบ้านที่มีขนาดไม่เกิน 2 ชั้น ส่วนมากจะเลือกใช้เป็นเข็มคอนกรีตแบบเข็มตอก เพราะจะช่วยในเรื่องของการประหยัดค่าใช้จ่าย มีลักษณะหน้าเข็มเป็นรูปตัวไอ มีความยาวอยู่ปานกลางที่อยู่ระหว่าง 12-16 ม. ซึ่งเสาเข็มนี้ส่วนมากจะอาศัยแรงฝืดของดินเป็นตัวที่เอาไว้รองรับน้ำหนัก แต่ถ้าเป็นในส่วนของอาคารที่มีขนาดใหญ่มาก จำเป็นที่จะต้องใช่เข็มที่มีความยาวอยู่ที่ 18–24 ม. แล้วให้ทำการถ่ายน้ำหนักลงสู่ชั้นดินแข็งโดยตรง เสาเข็มอีกประเภทหนึ่งที่ใช้กับบ้านพักอาศัย ก็คือ เข็มเจาะ ซึ่งจะเป็นเข็มเจาะระบบเล็ก สามารถที่เคลื่อนย้ายเครื่องมือเข้าไปในพื้นที่แคบๆ ทำการเจาะดิน หล่อเข็มโดยไม่ให้เกิดแรงสั่นสะเทือนกับโครงสร้างอาคาร ฐานรากใต้ดินของเพื่อนบ้านและละแวกข้างเคียง ตามบทเทศบัญญัติในบางพื้นที่ได้กำหนดการใช้ระบบเข็มเจาะกรณีที่เป็นอาคารสร้างใหม่ห่างจากอาคารเดิม เพื่อนบ้านน้อยกว่า 30 เมตร เข็มที่หล่อจากระบบนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางได้ตั้งแต่ประมาณ 30 – 80 ซม. ในส่วนของความยาวจะเจาะได้ลึกถึงระดับ 24 ม. เลย
ขั้นตอนการตอกเข็มแบบไมโคไพล์
- ให้ย้ายปั้นจั่นให้ตรงกับตำแหน่งที่จะตอกเสาเข็ม และให้ทดสอบโดยการทิ้งลูกดิ่งเพื่อหาจุดศูนย์กลาง
- นำเสาเข็มท่อนแรกไปวางในตำแหน่งที่ได้กำหนดไว้ และตรวจสอบความถูกต้อง โดยการให้วัดระดับน้ำเพื่อให้ได้แนวดิ่ง
- เริ่มตอกเสาเข็มท่อนแรกลงไปในดินที่เหลือให้เสาโผล่ออกมาประมาณ 30 – 40 ซม. เพื่อรอการเชื่อมต่อของเสาเข็มในท่อนถัดไป แล้วค่อยนำเสาเข็มท่อนที่ 2 มาบรรจบกับเสาเข็มท่อนแรกในแนวตั้งตรง แล้วให้ทดสอบด้วยมาตรวัดของระดับน้ำอีกครั้งหนึ่ง
- เมื่อเสาท่อนที่ 2 นั้นวางจนได้แนวดิ่งที่ตรงกับเสาท่อนแรกแล้ว ถึงจะเชื่อมต่อรอบเสาเข็ม โดยการเชื่อมรอบหัวเสาเข็ม เพื่อให้เสาเข็มทั้งสองท่อนต่อกันสนิทเป็นแนวเส้นตรง
- ให้ใช้ปั้นจั่นจตอกลงไปทีละท่อน จนกว่าจะได้ความลึกตามที่กำหนด
ขั้นตอนของการทำงานเสาเข็มเจาะ แบบระบบแห้ง
อุปกรณ์หลักๆของเสาเข็มเจาะระบบสามขาประกอบด้วย ขาหยั่งเหล็ก 3 ขา เครื่องอัดลม ที่ใช้ในการส่งแรงเจาะ ยก ดึง หรือถอนปลอกเหล็ก ฮอยส์ที่ใช้ในการบังคับการดึงขึ้นลง ลูกตุ้ม กระเช้าตัวตัก และปลอกเหล็ก ที่ใช้ในการตักดินและกั้นดินในหลุม
- จัดขาหยั่งเหล็กสามขาเข้าศูนย์กลางของจุดเจาะเข็ม ต้องยึดให้มั่นคงแล้วจึงจะใช้กระเช้าตัวตักเจาะนำเป็นรูลึกอย่างน้อยประมาณ 1 เมตร
- ตอกปลอกเหล็ก ความยาวของท่อนละประมาณ 1.00 – 1.20 เมตร ต่อกันด้วยเกลียวท่อ ลงไปในรูเจาะ จนกระทั่งถึงชั้นดินแข็งปานกลาง เพื่อกั้นดินอ่อนไม่ให้มันไหลเข้าหลุมเจาะ
- เอาดินออกจากหลุม โดยใช้กระเข้าตัวตักชนิดมีลิ้นที่ปลายท่อ อาศัยน้ำหนักของตัวมันเอง เมื่อทิ้งลงไปในรูเจาะ ดินจะถูกอัดเข้าไปอยู่ในกระเช้า และจะไม่มีทางหลุดออก เพราะมีลิ้นกั้นไว้อยู่ ทำซ้ำๆเช่นนี้จนกระทั่งดินที่ถูกอัดเต็มท่อ จึงนำขึ้นมาเทออก การเจาะนี้จะดำเนินไปถึงชั้นของดินปนทราย การวัดความลึกของเสาเข็มเจาะสามารถกระทำได้โดยวัดจากสลิงที่ผูกติดกับตัวตักดินซึ่ง จะถูกหย่อนลงไปจนถึงก้นหลุมแก้วแล้วค่อยๆดึง สลิงขึ้น พร้อมกับเอาไม้ที่ตัดเตรียมไว้ยาวประมาณ 1 เมตร วัดทาบกับสลิงในขณะที่สลิงถูกดึกขึ้นช้าๆ โดยนับไปเรื่อยๆจนกระทั่งถึงปลายของสลิงหรือตัวตักดิน
- หย่อนโครงเหล็กที่ผูกเตรียมไว้ ตามที่วิศวกรกำหนด ลงไปในหลุมเจาะ จนกระทั่งถึงระดับที่ต้องการ
- เทคอนกรีตลงไปในหลุม โดยปกติจะเป็นคอนกรีตที่มีความยุบตัวประมาณ 10 – 15 ซม.
- เมื่อเทคอนกรีตจนกระทั่งถึงระดับประมาณ 5 เมตร จากปากหลุมเจาะ จะเริ่มถอนปลอกเหล็กในหลุมออก
- เมื่อถอนปลอกเหล็กขึ้น คอนกรีตจะยุบตัวลงตามปริมาณความหนาของปลอกเหล็กที่ใช้ ดังนั้นเข็มเจาะทุกต้นจึงควรที่จะเทคอนกรีต ให้สูงกว่าระดับหัวเข็มตามไว้ด้วย หากพบว่าคอนกรีตยุบตัวลงไปต่ำกว่าระดับที่ต้องการจะต้องทำการเติมคอนกรีตให้พอก่อนที่จะถอด ปลอกเหล็กออกจนหมด
ความลึกของเสาเข็มที่ความเหมาะสม
- ตามหลักปกติแล้วเรื่องของการลงเสาเข็มของบ้านควรลงให้ยาวลึกไปจนถึงชั้นดินแข็ง ซึ่งจะทำให้ได้แรงต้านทั้ง 2 ส่วนเพื่อช่วยพยุงให้บ้านของเราเกิดความมั่นคงแข็งแรง แต่ถ้าหากว่าบ้านหลังไหนที่มีเสาเข็มยาวลงไปไม่ถึงชั้นดินแข็งก็หมายความว่าน้ำหนักของบ้านทั้งหลังมีแค่เพียงแรงเสียดทานของชั้นดินบนรองรับเท่านั้น เมื่อเป็นแบบนี้ก็ต้องทำใจว่าอาจจะเกิดการทรุดตัวลงเมื่อไหร่ก็ได้อีกด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อเป็นดินที่เพิ่งถมมาใหม่ๆไม่เกิน 1 – 2 ปี หรือที่ดินที่เคยเป็นบ่อ และบึงมาก่อน แรงเสียดทานก็จะยิ่งน้อย อัตราการทรุดตัวก็จะยิ่งเร็วตามไปด้วย ส่วนจะต้องลงเสาเข็มลึกเท่าไรเพื่อให้ถึงชั้นดินแข็งก็ขึ้นอยู่กับแต่ละพื้นที่ หากโชคดีทที่ดินแข็งอยู่ตื้น ก็ไม่จำเป็นต้องลงเสาเข็มลึกมาก หรือถ้าโชคดีกว่านั้นก็คือ ดินชั้นบนมีความแข็งแรงมากจนตอก หรือเจาะเสาเข็มไม่ลง ได้แก่พื้นที่ที่อยู่ในบริเวณติดเขา ก็อาจจะใช้แต่ฐานรากแบบไม่ต้องมีเสเข็มเลยก็ได้