การออกแบบฐานราก
การออกแบบฐานราก
ฐานรากคอนกรีตเสริมเหล็ก
สภาพพื้นดินในโลกนี้มีความหลากหลาย เกิดจากการเปลี่ยนแปลงเคลื่อนไหวของพื้นพิภพอยู่เป็นระยะๆ เกิดการพัดพาทับถมจนเกิดสภาพชั้นดินในแต่ละท้องถิ่นแตกต่างกันไป สำหรับประเทศไทย ในเขตภาคกลางบริเวณลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยา-บางปะกง ตั้งแต่อยุธยาลงมาถึงทะเลนั้น สันนิษฐานว่าเป็นทะเลมาก่อน และเกิดการทับถมของดินเหนียวและทรายสลับกันเป็นชั้นๆ ลักษณะของชั้นดินแบบนี้คล้ายกับมีสปริง เมื่อรับน้ำหนักแผ่นดินไหวจะส่งผลรุนแรงมากขึ้น โดยมีกรณีศึกษาเช่น เมืองเม็กซิโกซิตี้เมื่อปี พ.ศ.2528 ซึ่งเมืองไทยเพิ่งจะตื่นตัว และกำหนดพื้นที่ที่ต้องออกแบบอาคารให้รับแรงแผ่นดินไหวได้ (รายละเอียดใน มยผ.1301-1303) ซึ่งกรุงเทพและปริมณฑลก็ถูกรวมอยู่ในพื้นที่เสี่ยงด้วย แม้ว่ากรุงเทพจะอยู่ห่างจากรอยเลื่อนหลายร้อยกิโลเมตร แต่หลายครั้งที่แผ่นดินไหวส่งผลให้คนกรุงเทพในตึกสูงรู้สึกได้ เนื่องจากชั้นดินอ่อนที่อยู่ในแอ่งเปรียบเสมือนเยลลี่ในกาละมังที่เมื่อถูกสั่นเพียงเบาๆ แต่ตรงกลางกระเพื่อมแรงเหมือนกับจะกระฉอกได้ ดินอ่อนมันเพิ่มแอมปลิจูดให้สูงขึ้น จากข้อมูลของกองอุทกวิทยาพบว่า ในเขตกรุงเทพมหานครมีระดับพื้นดินสูงกว่าระดับน้ำทะเลปานกลางประมาณ 1.50 ม. ฉะนั้นเมื่อเราขุดดินลงไปลึกประมาณ 1-2 ม. ก็จะพบน้ำใต้ดินแล้วและเป็นดินเหนียว จากความลึก 2-14 ม. จะเป็นดินเหนียวอ่อนอุ้มน้ำมาก ความลึกที่ 14-21 ม. เป็นดินเหนียวแข็ง จนถึงความลึก 21 ม. ลงไปจะเป็นชั้นดินปนทรายที่สามารถรับน้ำหนักบรรทุกจากอาคารได้ดี และเมื่อขุดลงไปเรื่อยๆ ก็จะเป็นชั้นดินเหนียวแข็งมากสลับกับชั้นทรายไปเรื่อยๆ ตามสภาพของแต่ละท้องถิ่น
ประเภทของฐานราก
ฐานราก (Footing) คือโครงสร้างของอาคารส่วนที่อยู่ใต้ผิวดิน ทำหน้าที่แบกรับน้ำหนักจากเสาแล้วถ่ายลงสู่ดิน ในสมัยโบราณ การก่อสร้างบ้านเรือนอาจใช้ท่อนซุงมาวางเรียงในก้นหลุมเพื่อแบกรับน้ำหนัก หรือใช้ไม้ตียึดเป็นรูปกากบาทที่โคนเสา เพื่อให้ฐานรากสามารถต้านทานน้ำหนักและไม่ทรุดตัวเร็ว ในปัจจุบันนี้ ฐานรากมักเป็นคอนกรีตเสริมเหล็กแทบทั้งหมด เพราะก่อสร้างได้ง่าย รวดเร็ว และมีความแข็งแรงทนทานต่อสภาพดินฟ้าอากาศได้ดีการแบ่งประเภทของฐานราก สามารถแบ่งออกได้ 2 ประเภทใหญ่ๆ คือ
ฐานรากแผ่ (Spread Footing)
1. ฐานรากแผ่ (Spread Footing)
คือฐานรากที่แบกรับน้ำหนักจากตัวอาคารแล้วถ่ายน้ำหนักลงสู่ชั้นดินนั้นโดย ตรง ฉะนั้นการเลือกใช้ฐานรากแผ่จึงต้องคำนึงถึงปัจจัยทางด้านขนาดของน้ำหนักที่ บรรทุกว่ามีมากหรือไม่ และกลสมบัติของดินที่สามารถแบกรับน้ำหนักในท้องถิ่นนั้นๆ เช่น ในบริเวณภาคกลางและเขต กทม. กำหนดให้ดินมีความสามารถในการรับน้ำหนักปลอดภัยได้ 2 ตัน/ตรม. ภาคเหนือ ภาคอีสาน และภาคใต้ ดินจะมีความสามารถรับน้ำหนักปลอดภัยได้ประมาณ 8-15 ตัน/ตรม. และบริเวณที่อยู่ใกล้เชิงเขาหรือหาดทราย จะสามารถรับน้ำหนักปลอดภัยได้โดยประมาณถึง 15-30 ตัน/ตรม. (ดูข้อกำหนดตามกฏกระทรวงควบคุมอาคาร ฉบับที่ 6 พศ. 2527)
ฐานรากเข็ม (Piling Footing)
2. ฐานรากเข็ม (Piling Footing)
คือ ฐานรากที่แบกรับน้ำหนักจากตัวอาคารแล้วถ่ายน้ำหนักลงสู่ตัวเสาเข็มก่อน จากนั้นเสาเข็มก็จะทำหน้าที่ถ่ายน้ำหนักลงสู่ชั้นดินที่ลึกลงไป การเลือกใช้ฐานรากที่ต้องมีเสาเข็มมารองรับนี้ จะต้องคำนึงถึงปัจจัยทางด้านขนาดของน้ำหนักที่บรรทุกว่ามีมากเกินกว่ากล สมบัติของดินจะรับได้หรือไม่ หรือกลสมบัติของดินในท้องถิ่นนั้นๆ อ่อนตัวมากๆ ถ้าไม่ใช้เสาเข็มมารองรับ ก็อาจทำให้ตัวอาคารนั้นๆ ทรงตัวอยู่ไม่ได้ เช่น ถ้าเราเอาเก้าอี้ซึ่งมีสี่ขาและแข็งแรงดีไปวางลงบนดินเลน ในไม่ช้าเก้าอี้นั้นก็อาจจะเอียงตัวจนล้มได้ แต่ถ้าเราต่อขาเก้าอี้ให้ยาวขึ้นจนทะลุชั้นเลนนั้นลงไป ก็จะพบกับชั้นดินที่แข็งขึ้น เป็นผลให้เก้าอี้นั้นมีเสถียรภาพ
การออกแบบฐานราก
จากประสบการณ์ การทำงานที่ยาวนาน ในงานช่าง เรายินดี รับปรึกษางานช่าง รับเหมางานช่าง
เสนอ แนะนำ แหล่งข้อมูลเป็นประโยชน์ "เทคนิคงานไม้"
