ดินต้องสามารถรองรับน้ำหนักบรรทุกจากโครงสร้างซึ่งตั้งอยู่บนดินได้โดยปลอดภัยไม่ให้เกิดความวิบัติ (Failure) ความสามารถของดินนี้ เรียกว่า ความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุก หรือความสามารถรับแรงกดอัด หรือความสามารถรับแรงแบกทานของดิน (Bearing Capacity of Soil) ที่รองรับฐานรากซึ่งรับน้ำหนักบรรทุกจากโครงสร้างผ่านลงมาสู่ดินใต้ฐานรากนั้น
ฐานรากมีหลายชนิดโดยแต่ละชนิดจะเหมาะสมตามสภาพคุณสมบัติของดินรองรับฐานรากในแง่ของความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกของดินและการทรุดตัวที่เกิดขึ้นในดิน ตามลักษณะของโครงสร้างเหนือดิน ตามสภาพของสิ่งแวดล้อม และตามราคางานของโครงการก่อสร้าง
ชนิดของฐานรากตามสภาพของดินรองรับฐานราก ซึ่งเป็นสภาพเบื้องต้นและสำคัญที่สุด โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้
2.3.1 ฐานรากแบบลึก หรือฐานรากแบบมีเสาเข็ม (Deep or Pile Foundation)
เมื่อสภาพของชั้นดินที่รองรับฐานรากได้อย่างปลอดภัยอยู่ในระดับลึกทำให้ไม่ประหยัดในการเลือกแบบฐานรากตื้น จึงต้องใช้เป็นฐานรากแบบมีเสาเข็มที่รองรับการถ่ายน้ำหนักบรรทุกจากโครงสร้างลงไปสู่ดินที่สามารถรองรับฐานรากได้อย่างปลอดภัย
2.3.2 ฐานรากแบบตื้นหรือฐานรากแบบไม่มีเสาเข็ม (Shallow Foundation)
เป็นฐานรากวางอยู่บนดินที่สามารถรองรับน้ำหนักบรรทุกของดินได้ในระดับตื้นอย่างปลอดภัยและประหยัดเมื่อเปรียบเทียบกับฐานรากชนิดอื่น
ฐานรากแบบตื้น เป็นชนิดของฐานรากที่รับน้ำหนักบรรทุกจากโครงสร้างถ่ายผ่านลงสู่ดินรองรับโดยตรง ซึ่งเป็นดินที่มีกำลังความแข็งแรงมากพอที่จะรับได้โดยปกติดินที่รองรับฐานรากตื้นมักจะเป็นพวกชั้นดินดานหรือชั้นกรวดหรือถ้าเป็นดินปนทรายควรมีค่า N มากกว่า 30 หรือถ้าเป็นดินเหนียวควรมีค่า N มากกว่า 20 โดยที่ความหนาของชั้นดินปนทราย หรือดินเหนียวควรจะมากกว่า 1.5 เท่าของความกว้างของฐานรากและไม่มีชั้นดินอ่อนในระดับลึกลงไป
ฐานรากตื้นมีด้วยกัน 2 ประเภท คือ
1) ฐานรากเดี่ยว (Individual or Isolared Foundation) เป็นฐานรากแบบแยก ฐานรากกำแพงหรือฐานผนัง (Wall, Foundation) เป็นฐานรากรองรับกำแพงเป็นแนวยาวตลอด และฐานรากร่วม (Combined Foundation) เป็นฐานรากรองรับเสามากกว่า 1 ต้น ทั้งหมดนี้จัดว่าเป็นประเภทของฐานรากที่รับน้ำหนักเป็นจุด
2) ฐานรากแบบเสื่อ (Mat Foundarion) หรือฐานรากแบบแพ (Raft Foundation) เป็นฐานรากตื้นรองรับน้ำหนักจากโครงสร้างเป็นพื้นแผ่นเดียวกัน มีขนาดใหญ่มาก เมื่อเทียบกับฐานรากประเภทแรก
2.3.3 ฐานรากแบบปล่อง (Caisson Foundation)
เป็นฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็กขนาดใหญ่ประมาณ 750 มม. ที่หล่อในที่ (Cast-in-Place) และทำให้จมลงด้วยน้ำหนักของฐานรากเองจนถึงชั้นดินที่สามารถรองรับน้ำหนักบรรทุกจากโครงสร้างได้ ดังนั้นจึงเหมาะสมสำหรับกรณีที่ดินที่สามารถรองรับฐานรากอยู่ในระดับลึกมาก (อาจจะประมาณ 30 เมตร)
สิ่งที่ต้องคำนึงในการออกแบบฐานรากมีด้วยกัน คือ
1) ความวิบัติเนื่องจากแรงเฉือนที่เกิดขึ้นในดินอันมีผลมาจากน้ำหนักบรรทุกโครงสร้างต้องไม่เกิดขึ้น
2) ความวิบัติเนื่องจากปริมาณการทรุดตัวที่เกิดขึ้นโดยเฉพาะค่า Differential Settlement ต้องไม่เกิดขึ้นมากกว่าค่าที่ยอมรับได้
3) ลักษณะของโครงสร้าง ยกตัวอย่าง เช่น พิจารณาน้ำหนักบรรทุกทั้งขนาด และทิศทาง เป็นต้น
4) สิ่งแวดล้อมในบริเวณโครงการ ยกตัวอย่างเช่น บริเวณที่แวดล้อมด้วยชุมชนหนาแน่นก็จะถูกจำกัดในเรื่องวิธีงานก่อสร้างฐานรากจึงต้องพิจารณาเลือกใช้ฐานรากที่เหมาะสม เป็นต้น
5) ราคางานก่อสร้างควรอยู่ในงบประมาณที่ประหยัดโดยไม่เกิดความวิบัติแก่โครงสร้าง
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น