ผลการเจาะดินแสดงสภาพชั้นดินในกรุงเทพฯในเขตบางนา

 

 

ชั้นดินอ่อนของกรุงเทพฯ เป็นชั้นดินที่เกิดจากการตกตะกอนทับถม ของดินตะกอนจาก

แม่น้ำลำคลองในที่ลุ่มภาคกลางของประเทศไทย โดยเฉพาะเขตกรุงเทพฯ และปริมณฑล

ได้มีการสำรวจพบว่า มีชั้นดินอ่อนหนาระหว่าง 12-16 เมตร จากชั้นดินชั้นบนสุด ซึ่งค่า

กำลังรับแรงเฉือนของดินก่อน (ALLOWABLE BEARING CAPACITY) ช่วงความลึก

8-10 เมตร จะมีค่าต่ำอยู่ระหว่าง 1.0-2.0 ตัน / ต.ร.ม. ค่าความชื้นเปลี่ยนแปลง

ระหว่าง 100-70 % ค่าPLASTICITY INDEX (P.I) มีค่าระหว่าง 30-50 % ซึ่ง

หมายความว่า ชั้นดินอ่อนของกรุงเทพฯ มีอัตราการทรุดตัว (CONSOLIDATION

SETTLEMENT) ในอัตราที่สูง เช่นในพื้นที่บางกะปิและบางนา-ตราด จากสถิติ พบว่ามี

อัตราการทรุดตัวสูงถึงปีละประมาณ 2- 3ซ.ม.*

 

 

 

จากสภาพความสามารถในการรับน้ำหนัก (ALLOWABLE BEARING CAPACITY)

ของชั้นดินอ่อนในกรุงเทพฯ ที่ต่ำ จึงสามารถรับน้ำหนักอาคารได้ในเกณฑ์ที่จำกัด(อาคารพัก

อาศัยชั้นเดียว) ฐานรากของอาคารที่มีความสูงตั้งแต่ 2 ชั้นขึ้นไปจำเป็น ต้องใช้ฐานรากบน

เสาเข็มทั้งหมดแต่ทั้งนี้เสาเข็มที่ใช้ต้องเป็นเสาเข็มที่มีความยาวของเสาเข็ม ให้ปลายของเสา

เข็มหยั่งลึกถึงชั้นดินแข็ง จึงจะหยุดยั้งการทรุดตัวของอาคารได้ดังนั้นการต่อเติมอาคารทั่วไป

ที่ใช้เสาเข็มสั้น3-5-เมตร-จึงมักพบการทรุดตัวสูงและมีอัตราเร็วใกล้เคียงกันกับ การทรุดตัวของ

ชั้นดินอ่อนโดยทั่วไป

 

การออกแบบอาคารโดยใช้เสาเข็มสำหรับชั้นดินในกรุงเทพฯ สิ่งที่ต้องคำนึงถึงจากผลกระทบ

ของชั้นดินอ่อนประการหนึ่ง คือพฤติกรรมของเสาเข็มในระยะยาว (LONG TERM PERIOD)

สำหรับเสาเข็มที่มีความยาวไม่เกินชั้นดินอ่อน (มีความยาวไม่เกิน 16 เมตร) จะมีค่าของส่วน

ความปลอดภัย (SAFETY FACTOR) ลดลง  ไม่ควรนำค่าหน่วยแรงในชั้นดินอ่อนมาคำนวน (ตีค่าเป็น0 เพื่อความปลอดภัย)

เนื่องจากผล ของการเกิดการทรุดตัวของชั้นดินอ่อนที่ทำให้คุณสมบัติในการรับน้ำหนักของเสาเข็มในระยะสั้น (SHORT TERM PERIOD)

และในระยะยาว (LONG TERM PERIOD) มีความแตกต่างกัน โดยในระยะสั้นแรงเสียด

ทานของดินที่กระทำต่อเสาเข็ม จะมีลักษณะ POSITIVE FRICTION ทำให้เสาเข็มสามารถ

รับน้ำหนักได้สูงตามที่ออกแบบ แต่ในระยะยาวเมื่อสภาพ ชั้นดินอ่อนที่การทรุดเกิดเต็มที่แล้ว

จะมีผลไปทำให้เสาเข็มต้องรับน้ำหนักเพิ่มขึ้นจากการทรุดตัวของดินรอบเสาเข็ม แรงเสียดทาน

จะเปลี่ยนเป็น NEGATIVE FRICTION ซึ่งมีผลให้ค่าความปลอดภัยตามแบบลดลง เช่น

ได้มีการออกแบบให้เสาเข็มค่าความปลอกภัย ( FACTOR OFSAFETY หรือ F.S. )

= 2.5 และเสาเข็มต้นนี้ รับ MAXIMUM TEST LOAD ได้ 50 ตัน ดังนั้น เสาเข็มต้นนี้จึง

สามารถรับน้ำหนักของโครงสร้างอาคารทั้งหมด ที่ถ่ายลงมาสู่เสาเข็มต้นนี้ได้(DESIGN LOAD)

/ MAX. LOAD/ F.S. = 50/2.5 = 20 ตัน แต่เมื่อระยะเวลาผ่านไปชั้นดินอ่อนรอบ

เสาเข็ม มีการทรุดตัวเต็มที่ และเกิด NEGATIVE FRICTION ที่ไปกระทำต่อเสาเข็ม สมมุติว่า

10 ตัน ดังนั้นน้ำหนักที่กระทำต่อเสาเข็ม จึงเท่ากับ (น้ำหนักจากโครงสร้าง+ NEGATIVE

FRICTION = 20+10 =30 ตัน FACTOR OF SAFETY จึงจะเหลือเพียง= 50/30 =

1.67 เท่า (ค่า F.S. ลดลงจาก 2.5 เท่า เหลือเพียง 1.67 เท่า) การเปลี่ยนแปลง

พฤติกรรมของเสาเข็มที่ตอกผ่านชั้นดินอ่อนดังกล่าว เป็นสาเหตุสำคัญ ของการทรุดตัวของฐาน

รากอาคารในหลายๆ แห่ง ที่มักจะใช้ค่าความปลอดภัยต่ำอยู่แล้ว ประมาณ 1.5-2.0 เท่า

เมื่อส่วนปลอด ภัยในระยะลดลงเหลือเพียง 1.1-1.4 เท่า จึงเป็นสิ่งที่น่าเป็นห่วง อย่างไร

ก็ตามการทรุด ตัวของฐานรากอาคารในระยะยาวเช่นนี้ จะแสดงอาการให้ผู้อยู่อาศัยได้เห็น

ก่อน โดยการเริ่มแตกร้าวของโครงสร้างอาคาร แบบค่อยเป็น(PROGRESSIVE FAILURE)

โดยเริ่มจากโครงสร้างที่มีความแข็งแรงน้อยที่สุดก่อน เช่นผนัง จะเกิดรอยร้าวเป็นแนวทแยง

วิ่งเข้าสู่คาน และเสาต่อไป ดังนั้นเมื่อพบว่าอาคารเกิดการแตกร้าวที่มีสาเหตุจากการทรุดตัวที่

ไม่เท่ากันของฐานรากอาคารที่ใช้เข็มขนาดเดียวกัน และพบการทรุดตัวแบบค่อยเป็นค่อยไป

ต้องตระหนักไว้ก่อนว่าอาจเกิดจากผลของ NEGATIVE FRICTION จึงต้องตรวจสอบค่า

FACTOR OF SAFETY ของเสาเข็ม ถ้าอยู่ในเกณฑ์ต่ำระหว่าง 1.0-1.4 เท่า ถือว่าส่วน

ปลอดภัยมีค่าต่ำเกินไป และอาคารไม่มีความ ปลอดภัย จำเป็นต้องพิจารณาเสริมฐานรากเพื่อ

เติมส่วนความปลอดภัย ซึ่งเท่ากับเพิ่มความมั่นคงแข็งแรงให้แก่ฐานรากอาคาร เมื่อเสริมฐาน

รากอาคารแล้ว หากโครงสร้างอาคาร เช่น เสา,คาน เสียหายก็จำเป็นต้องเสริมความแข็งแรง

ให้กับส่วนของโครงสร้างที่เกิดอาการแตกร้าว ให้กลับสู่สภาพเดิมต่อไป

 

การทรุดตัวของชั้นดินอ่อนในกรุงเทพฯ นอกจากก่อให้เกิด NEGATIVE FRICTION

ที่มีผลทำให้เสาเข็มลดส่วนความปลอดภัยในระยะยาวแล้ว ยังอาจประสบปัญหาอื่นๆ

จากการทรุดตัวของชั้นดินอ่อน ตั้งแต่เริ่มก่อสร้าง จนถึงตลอดอายุการใช้งานของอาคาร

ดังนี้

 

1. ผลจากการก่อสร้างของอาคารข้างเคียง จากงานตอกเสาเข็ม มีผลทำให้เกิดการ

ทรุดตัวของดิน (EARTH MOVEMENT) ไปทางใดทางหนึ่ง เป็นผลให้เสาเข็มอาคาร

ข้างเคียง หรือเสาเข็มที่ตอกเสริมแล้ว เคลื่อนตัวตาม (PILE DEVIATION)ซึ่งหาก

ผู้ควบคุมการก่อสร้างขาดการควบคุมดูแลอย่างใกล้ อาจก่อให้เกิดความเสียหายแก่

อาคารเคียง หรือเสาเข็มที่ตอกเสร็จแล้วของอาคาร ที่กำลังก่อสร้างเกิดการหนี

ศูนย์ซึ่งถ้าก่อสร้างฐานรากต่อไป โดยไม่ได้ตรวจสอบ และปรับแก้ฐานรากให้เหมาะ

สม ย่อมส่งผลให้ฐานรากชุดดังกล่าวรับน้ำหนักได้น้อยลง และมีค่าความปลอดภัย

ลดลงถ้าค่าความปลอดภัยต่ำมาก อาจส่งผลให้เกิดการทรุดตัวของอาคารในที่สุด

 

2. การสูบน้ำบาดาล หรือการขุดดิน หรือการถมดินในปริมาณมากๆ ในชั้นดิน

อ่อนของกรุงเทพฯ ถ้าดำเนินการโดยขาดความรู้ และความรอบรู้อาจก่อให้เกิด

การเคลื่อนตัวของดินได้ง่าย ซึ่งมักปรากฏเป็นข่าวอยู่เสมอที่บ้านพักอาศัยหรือ

ตึกแถวเสียหายทั้งแถวเพราะเกิดการทรุดตัว จากการเคลื่อนตัวของดินใต้อาคาร

ในกรณีที่รุนแรงอาจทำให้เสาเข็มหัก และอาคารพังทลายลงมาในทันทีแม้กระทั่ง

การขุดดินของฐานรากอาคารที่กำลังก่อสร้างในตอม่อที่มีขนาดใหญ่ และลึกมาก

ก็อาจส่งผลให้มีการเคลื่อนตัวของดิน ส่งผลให้เสาเข็มต้นอื่น เกิดการหนีศูนย์ได้

เช่นกัน

 

3.ปัญหาการทรุดตัวของเสาเข็มอาคาร จากการออกแบบฐานรากอาคาร ไม่ถูก

ต้องตามพฤติกรรมของดินอ่อน เช่น กำหนดความยาว เสาเข็มไม่เท่ากัน การออกแบบ

ต่อเติมอาคารโดยใช้เสาเข็มความยาวไม่เท่ากับอาคารเดิม เป็นต้น ซึ่งไม่สอดคล้อง

เหมาะสมกับสภาพดินอ่อนในกรุงเทพฯ จึงก่อให้เกิดการทรุดตัวของอาคารจำนวนมาก

ในปัจจุบัน

 

ปัญหาการทรุดตัวของอาคารบ้านเรือนในกรุงเทพฯ เป็นสิ่งที่ผู้เกี่ยวข้องต้องให้ความ

สนใจและทำความเข้าใจให้ถ่องแท้ถึงพฤติกรรมของชั้นดินอ่อนที่มีผลต่ออาคารและการ

ก่อสร้าง ทั้งในระยะสั้นและระยะยาว ต้องอาศัยวิศวกรที่ความรู้ความชำนาญ ในการ

สำรวจออกแบบและควบคุมดูแลอย่างชิด ในระหว่างการก่อสร้าง เพื่อจะได้ ไม่ก่อผล

เสียหายในระยะยาวภายหลังจากอาคารที่สร้างเสร็จแล้ว ซึ่งจะทำให้สูญเสียทั้งเงินทอง

และความทุกข์ใจของเจ้าของผู้อยู่อาศัย ที่ต้องผจญกับอาคารที่มีปัญหา และต้องเสี่ยง

ต่อชีวิตและทรัพย์สิน ถ้าเกิดปัญหาถึงขั้นอาคารพังทลายอย่างที่เป็นข่าวเป็นคราวอยู่เนื่องๆ