ชนิดของเสาเข็ม (Types of Pile)  แบ่งชนิดของเสาเข็มตามระบบ CP 2004 : 1972 ที่แบ่งตามการเคลื่อนที่ของดินในระหว่างการติดตั้งเสาเข็ม มี 3 ชนิดใหญ่ ๆ คือ
1. Very Large Displacement Pile เป็นชนิดของเสาเข็มที่ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของดินมากในระหว่างการติดตั้งเสาเข็ม เสาเข็มชนิดนี้ได้แก่
1.1 เสาเข็มหล่อในที่ (Driven and Cast n Place) โดยการตอกแบบลงไปในดินก่อนเทคอนกรีต
– ความยาวเสาเข็มประมาณ 24-36 เมตร
– ความสามารถในการรับน้ำหนักมากสุดประมาณ 1,500 kn.
1.2 เสาเข็มตอก (Driven  precast concrete or Prestressed concrete pile) เป็นเสาเข็มคอนกรีตหล่อสำเร็จ
– ความยาวเสาเข็มประมาณ 27 เมตร
– ความสามารถในการรับน้ำหนักมากสุดประมาณ 1,000 kn.
1.3 เสาเข็มไม้ (Timber Pile) เหมาะสมสำหรับสภาพดินที่อยู่ใต้ระดับน้ำใต้ดิน
– ความยาวเสาเข็มประมาณ 20 เมตร
– ความสามารถในการรับน้ำหนักมากสุดประมาณ 600 kn.
2. Small Displacement Pile เป็นชนิดของเสาเข็มที่ทำให้เกิดการเคลื่อนที่ของดินเพียงเล็กน้อยในระหว่างการติดตั้ง เสาเข็มชนิดนี้ได้แก่
2.1 Rolled Steel Section Pile รูปหน้าตัดของเสาเข็มเป็น H-beam หรือ l-beam หรือ Pipe Pile
– ความยาวเสาเข็มประมาณ 36 เมตร
– ความสามารถในการรับน้ำหนักมากสุดประมาณ 1,700 kn.
2.2 Screw Pile เหมาะสำหรับงานโครงสร้างชายทะเล เนื่องมาจากเป็นเสาเข็มที่รองรับได้ทั้ง Tension และ Compression
– ความยาวเสาเข็มประมาณ 24 เมตร
– ความสามารถในการรับน้ำหนักมากสุดประมาณ 2,500 kn.
3. No Displacement Pile เป็นเสาเข็มชนิดที่ไม่เกิดการเคลื่อนตัวของดินในระหว่างการติดตั้งเสาเข็มชนิดนี้ได้แก่ เสาเข็มเจาะ (Bored and Cast in Place Pile)
– เสาเข็มเจาะระบบแห้ง (Dry Process) เหมาะกับสภาพดินที่ไม่มีน้ำ ความลึกประมาณชั้นทรายชั้นแรกหรือประมาณ 21-24 เมตร
– เสาเข็มเจาะระบบเปียก (Wet Process) เหมาะสำหรับงานก่อสร้างอาคารขนาดใหญ่ ซึ่งจำเป็นต้องใช้เสาเข็มที่มีความสามารถในการรับน้ำหนักบรรทุกมาก

สาเหตุทั่วไปของปัญหาที่เกิดกับเสาเข็ม
1. การออกแบบไม่ถูกต้อง
2. การขนส่ง
3. การตอกเสาเข็ม
4. การควบคุมคุณภาพการผลิตและอายุของเสาเข็มไม่ได้ตามที่กำหนด
5. ปั้นจั่นตอกเสาเข็มเสียขณะตอกเสาเข็มยังไม่เสร็จ

ลักษณะของปัญหาที่เกิดกับเสาเข็มตอก

– เสาเข็มที่จะนำมาใช้งานจะต้องมีคุณภาพและวิธีการทำงานถูกต้องตามมาตรฐานที่กำหนดในแบบรูปรายการและสัญญาจ้าง หรือตามมาตรฐาน วสท. อย่างไรก็ตามถึงแม้ว่าผู้ควบคุมงานจะปฏิบัติตามข้อกำหนดอย่างเคร่งครัดแล้วมักจะมีปัญหาในการทำงานที่ไม่คาดคิดเกิดขึ้นได้เสมอ เช่น

1. เสาเข็มแตกร้าว, หัวเสาเข็มแตกหรือหัวเสาเข็มบิ่น, เสาเข็มหัก
เสาเข็มแตกร้าว
1. สาเหตุ  คุณภาพคอนกรีตของเสาเข็ม
การป้องกันและแก้ไข  ตรวจสอบคุณภาพและอายุของคอนกรีต

2. สาเหตุ ความเค้นตามแนวแกน (Tensile Stress) มากเกินไปเนื่องจากการตอกเข็มที่มีขนาดยาวผ่านชั้นดินอ่อนหรือกรณีตอกไปยังชั้นดินแข็งมาก ๆ หรือหิน
การป้องกันและแก้ไข ลดระยะยกของตุ้มลง เพิ่มไม้เนื้ออ่อนเป็นวัสดุรองรับ (Cushion Material) ระหว่างหมวกเหล็กกับเสาเข็มและควบคุม Tensile Stress

3. สาเหตุ ความเค้นตามแนวแกนรวมกับแรงตึง (Tensile Stress and Tension Stress) อันเนื่องมาจากการจำกัดการเคลื่อนไหวระหว่างปั้นจั่นกับเสาเข็มหรือช่องว่างระหว่างหมวกกับตัวเสาเข็มแน่นและคับมาก
การป้องกันและแก้ไข ปรับเสาเข็มให้สามารถเคลื่อนตัวได้ขณะทำการตอกเสาเข็ม

หัวเสาเข็มแตกหรือบิ่น
1. สาเหตุ แรงอัด (Over Compressive Stress) จากแรงกระแทกของปั้นจั่นที่มากเกินไปหรือวัสดุรองรับหัวเสาเข็ม (Pile Cushion) ไม่เพียงพอ
การป้องกันและแก้ไข
– ตรวจสอบ
– การใช้น้ำหนัก, ขนาดของตุ้มและปั้นจั่นให้เหมาะสมกับน้ำหนักเสาเข็ม
– ควบคุมระยะยก (ใช้ตุ้มขนาดใหญ่ยกเตี้ย ๆ ดีกว่าตุ้มเล็กยกสูง)
– เพิ่มวัสดุรองรับหัวเสาเข็ม (Pile Cushion) ให้หนาขึ้น

2. สาเหตุ แรงตัด (Bending Stress) อันเนื่องมาจากพื้นที่หน้าตัดหัวเข็มไม่สม่ำเสมอหรือไม่ตั้งฉาก แรงกระแทกจากปั้นจั่นจะไปยังจุดใดจุดหนึ่งของหัวเสาเข็มแทนที่จะทั่วทั้งพื้นที่ของหัวเสาเข็ม
การป้องกันและแก้ไข  จัดระนาบให้ตั้งฉากกับหน้าปั้นจั่นที่กระแทกลงมาที่หัวเสาเข็มอย่างเต็มระนาบ ตรวจดูแนวดิ่งเสาเข็มและปั้นจั่น (Alignment) และจุดกระทบของลูกตุ้ม (Drop Hammer)

3. สาเหตุ เหล็กเสริมรับแรงอัด (Prestressing Steel) ไม่ไปสุดที่ปลายเสาเข็มทำให้เกิดแรงเค้น (Stress) มากเกินไปที่บริเวณหัวเสาเข็ม
การป้องกันและแก้ไข  ควบคุมการผลิต

4. สาเหตุ  มีเหล็กเสริมปลอกเกลียว (spiral reinforcement) ไม่พอ
การป้องกันและแก้ไข เพิ่มเหล็กเสริมปลอกเกลียว (spiral) ส่วนที่ยังขาดโดยเฉพาะส่วนหัวของเสาเข็ม

เสาเข็มหัก
ข้อสังเกต
– ค่า Blow Count ลดลงอย่างกระทันหันและอย่างมากในทันที และไม่สูงขึ้นอีก หรือสูงขึ้นช้ามากหรือเสาเข็มเอียงผิดปกติมาก
1. สาเหตุ  แรงอัด (Over Compressive Stress) จากแรงกระแทกของปั้นจั่นที่มากเกินไป หรือวัสดุรองหัวเสาเข็ม (Pile Cushion) ไม่เพียงพอ
การป้องกันและแก้ไข ควบคุมการตอก โดยการตรวจสอบระยะยกของลูกตุ้ม ตรวจสอบดิ่งของเสาเข็ม และค่า Blow Count ขณะตอก
2. สาเหตุ  แรงอัด (Over Compressive Stress) จากการสั่นไหวของเสาเข็ม (Wave up/Wave down) ในการตอกเสาเข็มขนาดยาวผ่านชั้นดินอ่อน
การป้องกันและแก้ไข
– ควบคุมการตอกเสาเข็มในเข็มท่อนแรกที่ผ่านชั้นดินอ่อนให้ควบคุมระยะตอก (ยกตุ้มเตี้ย ๆ)
– ตรวจวัดแรงเค้นตามแนวแกน (Tensile Stress)
3. สาเหตุ  รอยเชื่อม รอยต่อขณะทำการตอก
การป้องกันและแก้ไข ปรับปรุงคุณภาพของการต่อเชื่อมตามมาตรฐาน AWS (American Welding Society)

4. สาเหตุ  เสาเข็มหักที่ปลาย เนื่องมาจากการตอก เสาเข็มไปยังชั้นดินแข็งมาก ๆ หรือชั้นหิน
การป้องกันและแก้ไข  ใส่ครอบปลายเข็ม (pile Shoe)  หรือปลายเสาเข็ม (Pile Tip) หรือเพิ่มเหล็กเสริมตามปลายเสาเข็ม

2. เสาเข็มเอียง
สาเหตุ
1. แรงดันด้านข้างของดินอ่อนจากการขุดเพื่อเปิดหน้าดิน
2. รอยเชื่อมต่อระหว่างเข็ม 2 ท่อนเปิดออก
3. ตอกเสาเข็มบนดินถมบริเวณลาดดินถม (Embankment) ที่เพิ่งถม เช่น งานสะพาน ทำให้เกิดการบีบอัดของดินในภายหลัง (Lateral Squeeze) ทำให้เข็มเอียง
การป้องกันและแก้ไข
1. ระมัดระวังในการก่อสร้างที่มีน้ำหนักบรรทุกสมทบบนผิวดิน (Surcharge) ที่มีผลต่อเสาเข็มที่ตอกไปแล้ว
2. ตรวจสอบหาความสมบูรณ์ของเสาเข็ม (Pile Integrity) เพื่อหาสภาพความสมบูรณ์ของเสาเข็ม
3. รอดินถมให้เกิดการทรุดตัวคงที่ (Settlement) จนถึง 90% ของการยุบตัว (Consolidation) ก่อนการตอกเสาเข็ม

3. เสาเข็มหนีศูนย์
วสท.กล่าวถึงในภาควิชาวิศวกรรมโครงสร้างหมวด 1 -เสาเข็ม โดยกำหนดดังนี้
– ให้เสาเข็มตอกผุดจากตำแหน่งที่กำหนดไม่เกิน 5 ซม.
– ระยะมากที่สุดที่ปลายเสาเข็มจะผิดจากสันดิ่งจากหัวเสาเข็มต้องไม่เกิน 0.1 % ของความยาวของเสาเข็ม
สาเหตุ
1. เนื่องจาก Pile Alignment กับแนวของปั้นจั่นขณะทำการตอกไม่ตรงกัน
2. ความผิดพลาดเนื่องจาก  Survey จาก Grid line
3. แรงดันดินด้านข้างของดินเนื่องจากมีการเคลื่อนตัวของเสาเข็มที่ตอก
4. แรงดันดินข้างซึ่งรับดินจากดินถมช่วงเปิดหน้าดิน
ผลกระทบ
1. เกิดโมเมนต์ที่ฐานราก
2. เสาเข็มรับน้ำหนักเพิ่มมากขึ้นจนเกินน้ำหนักปลอดภัย
การป้องกันและแก้ไข
1. ควบคุมคุณภาพการตอกเสาเข็ม
2. หาจุดอ้างอิง (Reference) หมุดหลักที่ถูกต้อง
3. จัดทำผังทางเดินปั้นจั่นและควบคุมการเคลื่อนที่ของดินไปในทิศทางเดียวกัน
4. หลีกเลี่ยง Surcharge บริเวณที่ตอกเข็ม
4. เสาเข็มไม่ได้ Blow Count
ข้อสังเกต
– อาจพบได้ในพื้นที่ที่ชั้นดินมีลักษณะเปลี่ยนแปลงมาก
สาเหตุ
1. ขึ้นอยู่กับเกณฑ์กำหนด (Criteria) ที่ต่างกันส่วนใหญ่ที่มาจาก Dynamic Formula จากปั้นจั่นและอุปกรณ์ในการตอก ทำให้ได้ค่าการป้องกัน (Over Conservative) เช่น การใช้ Hiley Formula
2. ความผิดปกติของชั้นดินที่ไม่มี Soil Boring
3. เสาเข็มหัก
การป้องกันและแก้ไข
1. ใช้สมการในการวิเคราะห์การสั่นไหวของเสาเข็ม (Wave Equation Analysis of Pile) ในการวิเคราะห์หาจำนวนโดยอาจเปรียบเทียบกับสูตร Dynamic Formula หลาย ๆ สูตร
2. เจาะสำรวจดินบริเวณนั้น
3. ทดสอบโดยการหาความสมบูรณ์เสาเข็ม

5. เสาเข็มไม่ได้ Tip
สาเหตุ
1. ไม่มีข้อมูลการสำรวจโครงสร้างดิน (Structure Subsurface Investigation)
2. ความผิดพลาดจากวิศวกรผู้ออกแบบ คุมงานที่ใช้ระดับชั้นทรายจากค่า Soil Boring เป็นเกณฑ์ในการหาระดับปลายเสาเข็ม (Tip Elevation) เข็มจะเสียหายเนื่องจากพยายามเข่นเสาเข็มให้ลงไปถึง Tip ที่ต้องการทำให้เกิด Overstress
การป้องกันและแก้ไข
1. เจาะสำรวจดินทำ Soil Boring
2. ออกแบบใหม่หรือวิเคราะห์โดยการใช้ค่า Blow Count ประกอบ หาก Blow Count ได้ก่อนถึง Tip ที่ต้องการให้หยุดแล้วใช้การทดสอบโดย Static หรือ Dynamic Load Test

6. เสาเข็มสั้นหรือยาวเกินไป
1.  สาเหตุ
1. ไม่มี Soil Boring
2. เสาเข็มยังไม่ได้ Blow Count
การป้องกันและแก้ไข
1. เจาะสำรวจดินทำ Soil Boring
2. ให้ต่อความยาวของเสาเข็มและหาน้ำหนักบรรทุกของเสาเข็มโดยใช้ Dynamic Load Test
ผลการเจาะสำรวจชั้นดิน – ชั้นดินที่ระดับความลึก 13.50 ม. เท่ากับ 47 Blows (Hard>32 Blows : over 40 T/m 2)

2. สาเหตุ
1. Over Compressive Stress จากการใช้ Dynamic Formula ในการคำนวณหาน้ำหนักบรรทุกเสาเข็ม
การป้องกันและแก้ไข
1. หากขัดแย้งกับ Soil Boring ให้ใช้การทดสอบโดย Static หรือ Dynamic Load Test

บทความ : www.postengineer.com

ขั้นตอนการก่อสร้างเริ่มตั้งแต่งานฐานรากจนเสร็จสิ้น ล้วนต้องใช้ทักษะ ความรู้ความสามารถ เงินทุน การประสานของทุกฝ่าย จนได้เนื้องานที่มีคุณภาพและได้มาตรฐานตามข้อกำหนด มีดังนี้

งานเสาเข็มฐานราก

เสาเข็มคอนกรีตอัดแรงรูปตัว I ขนาด 22 ยาว 18.00 เมตร (2 ท่อน)ต่อกันด้วยวิธีการเชื่อมด้วยไฟฟ้าโดยรอบ เพื่อให้ได้มาตรฐานความมั่นคงแข็งแรงในการสร้างบ้าน ป้องกันข้อผิดพลาดในระหว่างทำการตอกเสาเข็มและเพื่อความปลอดภัย ทั้งนี้ในขณะทำการตอกเสาเข็ม บริเวณปลายเสาเข็มจะถูกแรงกระแทกจากน้ำหนักลูกตุ้มเหล็ก ทำให้เนื้อคอนกรีตเสาเข็มบริเวณดังกล่าวอาจจะเสียหาย

ข้อพึงปฏิบัติ
1. ควรตัดปลายเสาเข็มออกความยาวประมาณ 50 เซ็นติเมตร เนื่องจากบริเวณปลายเสาเข็มได้รับความกระทบกระเทือนจากตุ้มเหล็กในขณะที่ทำการตอก จึงทำให้ปลายเสาเข็มบริเวณนั้นเสียกำลังในการรับน้ำหนัก

2. ทำการปรับระดับก้นหลุมด้วยทรายหยาบ และเทคอนกรีตหยาบรองพื้น(1 : 3 : 5) ความหนาประมาณ 5 เซนติเมตร เพื่อให้เทคอนกรีตฐานรากได้ระดับเสมอกัน และป้องกันมิให้น้ำปูนไหลออกจากแบบหล่อคอนกรีต
3. เมื่อตัดเสาเข็มแล้วควรโผล่ปลายเสาเข็มไว้ สูงกว่าระดับคอนกรีตหยาบรองพื้น ประมาณ 15 – 20 เซ็นติเมตร เพื่อให้เสาเข็มฝังเข้าไปในคอนกรีตฐานรากที่เท ทำให้ยึดเหนี่ยวกันมั่นคงยิ่งขึ้น
4. เหล็กเสริมควรมีระยะห่างจากแบบหล่อคอนกรีต หรือผิวคอนกรีตอย่างน้อย 5 เซนติเมตร เพื่อหลีกเลี่ยงความชื้นจากใต้ดินกับเนื้อคอนกรีตที่เทหุ้มเหล็กเสริมไว้

พื้นอาคารทั่วไปใช้พื้นสำเร็จรูปชนิดท้องเรียบ รับน้ำหนักปลอดภัยได้ 200 กิโลกรัม / ตารางเมตร ซึ่งโดยปกติกฎหมายกำหนดไว้ 150 กิโลกรัม / ตารางเมตร ทั้งนี้เพื่อความมั่นคงแข็งแรง และมีความปลอดภัยยิ่งขึ้น สำหรับการเลือกใช้พื้นสำเร็จรูปชนิด 3 ขา ของบริษัทผู้ผลิตแผ่นพื้น PCM แทนการใช้แผ่นพื้นชนิดท้องเรียบ(แบบเดิม) ทั้งนี้เพราะจุดเด่นของแผ่นพื้นชนิด 3 ขา คือเมื่อติดตั้งแผ่นพื้นไม่ต้องทำการค้ำยันกลาง เนื่องจากแผ่นพื้นถูกออกแบบมาเป็นคานรับน้ำหนักในตัวอยู่แล้ว ทำให้แผ่นพื้นไม่แอ่นกลางขณะติดตั้งและเทคอนกรีตทับหน้า

ข้อพึงปฏิบัติ
1. พื้นสำเร็จรูปควรใช้ชนิด 3 ขา เพื่อป้องกันข้อผิดพลาดจากการแอ่นตัวของพื้น ขณะที่ทำการเทคอนกรีตทับหน้า
2. การค้ำยันถ้าความยาวแผ่นพื้นเกินกว่า 4.00 เมตร ควรมีค้ำยันชั่วคราวตามแนวกึ่งกลางของความยาวแผ่นพื้น
3. หลีกเลี่ยงการสกัดหลังคาน ค.ส.ล. เพื่อปรับระดับการวางแผ่นพื้น
4. การเทคอนกรีตทับหน้า(Topping) ให้ใช้ตระแกรงขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 6 มม. ระยะห่าง 20 เซ็นติเมตร ความหนาคอนกรีตทับหน้า 4 เซ็นติเมตร หรือตะแกรง Wire Mesh ขนาด 4 มม. @ 20 เซนติเมตร ควรหลีกเลี่ยงการเทคอนกรีตทับหน้าหนากว่าที่กำหนด เพราะจะทำให้เพิ่มการรับน้ำหนักของพื้นและโครงสร้างอาคาร
5. คอนกรีตพื้นชั้นล่างควรผสมน้ำยากันซึม เพื่อป้องกันความชื้นจากพื้นดินที่อาจส่งผลกระทบต่อวัสดุปูผิวพื้น เช่น กระเบื้อง ไม้ปาร์เกต์ เป็นต้น โดยได้รับความเห็นชอบจากวิศวกร

งานคอนกรีต

ความมั่นคงแข็งแรงของโครงสร้างอาคารมีความสำคัญยิ่ง ที่จะทำให้บ้านที่สร้างมีอายุการใช้งานที่ยาวนาน ดังนั้นเราจึงให้ความสำคัญกับ คอนกรีต ในงานโครงสร้างอาคาร โดยการเลือกใช้คอนกรีตผสมเสร็จจากผู้ผลิตที่ได้มาตรฐานในงานโครงสร้าง เสา, คาน, และพื้น เพราะสามารถควบคุมคุณภาพและส่วนผสมของ ปูนซิเมนต์ หิน ทราย และน้ำ ตามมาตรฐานวิศวกรรม ทำให้ได้คุณภาพที่แน่นอน กว่าการใช้โม่ผสมเอง ไม่เกิดความเสียหายแก่คอนกรีตโครงสร้าง และทำให้บ้านมีอายุการใช้งานยาวนาน

นอกจากนี้ในส่วนของโครงสร้างคานชั้นหลังคานั้น วิศวกรของบริษัทฯ ได้กำหนดเป็นมาตรฐาน โดยให้คานโครงสร้างเป็นคอนกรีตเสริมเหล็กเท่านั้น(ไม่ใช้เหล็กรูปพรรณ) ทั้งนี้เพื่อให้โครงสร้างของบ้านมั่นคงแข็งแรง มีความคงทนและมีอายุการใช้งานของอาคารที่ยาวนานขึ้น

ข้อพึงปฏิบัติ
1. การเทคอนกรีตโครงสร้างแต่ละประเภท ควรเทคอนกรีตให้ต่อเนื่องจนแล้วเสร็จในคราวเดียว ถ้าต้องมีการหยุดเทคอนกรีตให้หยุดเทคอนกรีตได้ตามตำแหน่งที่วิศวกรกำหนด เช่น เสา หยุดเทที่ระดับท้องคานที่เสารองรับและต้องเป็นแนวระดับ , คาน หยุดเทได้ที่กึ่งกลางคานและแนวที่หยุดต้อเป็นแนวดิ่ง ฯลฯ เป็นต้น
2. ขณะเทคอนกรีต ควรให้มีผู้ควบคุมงานหรือวิศวกรอยู่ประจำระหว่างเทคอนกรีต เพื่อคอยควบคุมการเทคอนกรีตให้เป็นไปตามข้อกำหนด

ที่มา:http://www.planban.net/construction-management/66.html