โครงสร้างฐานราก Footing Building
ฐานรากของบ้านเป็นสิ่งที่ให้ความมั่นคง และแข็งแรงแก่ตัวบ้านเป็นอันดับแรก ถ้าจะเปรียบเทียบกับต้นไม้ใหญ่ก็เปรียบเสมือนรากแก้วของต้นไม้เลยทีเดียว ต้นไม้ที่มีรากแก้วใหญ่และหยั่งรากลึกลงไปใน ดิน ยิ่งมากเท่าไหร่ก็ย่อมก่อให้เกิดความมั่นคงแข็งแรง แก่ต้นไม้นั้นมากขึ้นเท่านั้น บ้านก็เช่นเดียวกัน ถ้ามีฐานรากที่ไม่แข็งแรงนั่นเองผู้ซื้อบ้านหรือผู้ปลูกบ้านส่วนใหญ่มักจะไม่ค่อยสนใจหรือให้ความสำคัญกับเสาเข็มชนิดใด ขนาดใด เป็นจำนวนเท่าใดนั้น จะต้องใช้ความรู้ทางด้านวิศวกรรมมาคำนวณ และกำหนดลงไป ซึ่งควรจะเป็นหน้าที่ของวิศวกรผู้ออกแบบ และผู้ควบคุมการก่อสร้างที่จะดำเนินขั้นตอนเหล่านี้ให้เป็นไปด้วยความเรียบร้อย ผู้ซื้อบ้านหรือ ผู้ปลูกบ้านส่วนใหญ่มิได้มีพื้นความรู้ในสิ่งเหล่านี้จึงไม่น่าจะเป็นภาระ ที่จะต้องมากังวลหรือสนใจกับสิ่งเหล่านี้ ความคิดเช่นนี้จะว่าถูกหรือผิดเสียทีเดียวก็คงไม่ได้ แต่ในการออกแบบหรือควบคุมการปลูกสร้างบ้านแต่ละหลัง บางครั้งก็มิใช่ ว่าจะถูกต้องสมบูรณ์ไปเสียทั้งหมด ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับมาตรฐาน ประสบการณ์และความชำนาญของผู้ออกแบบ และผู้ควบคุมการก่อสร้าง แต่ละรายด้วย การที่ผู้ซื้อบ้านหรือผู้ปลูกบ้านมีความรู้เกี่ยวกับการสร้างบ้านบ้างก็ย่อมจะเป็นการได้เปรียบอย่างน้อยก็เพื่อเป็นข้อคิดหรือข้อสังเกต เมื่อพบสิ่งที่ผิดสังเกตหรือข้อสงสัยจะได้สามารถสอบถามเพื่อขอคำชี้แจงได้ ซึ่งทำให้เจ้าของบ้านสามารถป้องกันหรือแก้ ปัญหาต่าง ๆ ได้ตั้งแต่แรก เสาเข็มที่ใช้กับอาคารบ้านเรือนทั่วไปในปัจจุบันสามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทใหญ่ ๆ ตามลักษณะของการผลิต และการใช้งาน ได้แก่เสาเข็มคอนกรีตอัดแรง (prestressed concrete pile)
เสาเข็มคอนกรีตอัดแรงที่ใช้กันแพร่หลายสำหรับอาคารพาณิชย์ และบ้านพักอาศัยทั่วไป เป็นเสาเข็มคอนกรีตที่ทำจากปูนซีเมนต์ชนิดแข็งตัวเร็ว และโครงเหล็กภายในทำจากลวดเหล็กอัดแรงกำลังสูง กรรมวิธีที่ใช้ในการลงเสาเข็มจะเป็นการตอกกระแทก ลงไปในดินโดยใช้ปั้นจั่นซึ่งเป็นกรรมวิธีที่ไม่ยุ่งยากซับซ้อน และประหยัดค่าใช้จ่าย เสาเข็มคอนกรีตอัดแรง สามารถแบ่งแยกย่อย ออกไปได้อีก ตามรูปร่างลักษณะของตัวเสาเข็ม ที่ใช้กันแพร่หลาย ได้แก่1. เสาเข็มรูปตัวไอ2. เสาเข็มสี่เหลี่ยมตัน3. เสาเข็มหกเหลี่ยมหรือแปดเหลี่ยมชนิดกลวง4. เสาเข็มรูปตัวทีชนิดของเสาเข็ม ส่วนขนาดและความยาวนั้นขึ้นอยู่กับวิศวกรผู้ออกแบบเป็นผู้กำหนด ส่วนเสาเข็มหกเหลี่ยมหรือแปดเหลี่ยมชนิดกลวงหรือเสาเข็มรูปตัวทีนั้นมักจะใช้กับงานโครงสร้างที่เล็กกว่า หรือต้องการรับน้ำหนักน้อยกว่า เช่น งานฐานรากของรั้วเสาเข็มเจาะ (bored pile)เสาเข็มเจาะเป็นเสาเข็มอีกประเภทหนึ่งซึ่งแตกต่างจากเสาเข็มคอนกรีตอัดแรงในลักษณะของการใช้งาน กรรมวิธีในการทำเสาเข็มเจาะเสาเข็มเจาะสามารถแบ่งออกเป็น 2 ประเภทใหญ่ ๆ ตามขนาดของเสาเข็มและกรรมวิธีที่ใช้ อันได้แก่1. เสาเข็มเจาะขนาดเล็ก (small diameter bored pile)เป็นเสาเข็มเจาะที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางอยู่ในช่วง 35-60 เซนติเมตรขึ้นไป (ส่วนใหญ่จะเป็นขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 35, 40, 50, 60 เซ็นติเมตร) มีความลึกอยู่ในช่วงประมาณ 18-23 เมตร กรรมวิธีที่ใช้ในการเจาะมักจะเป็นระบบแห้ง (dry process) ซึ่งเป็นการขุดเจาะโดยใช้เครื่องมือขุดเจาะ ลงไปตามธรรมดา2. เสาเข็มเจาะขนาดใหญ่ (large diameter bored pile)เป็นเสาเข็มเจาะที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางมากกว่า 60 เซนติเมตรขึ้นไป (ส่วนใหญ่จะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 80, 100, 120, 150 เซ็นติเมตร) มีความลึกอยู่ในช่วงประมาณ 25-65 เมตร กรรมวิธีที่ใช้ในการเจาะมักจะเป็นระบบเปียก (wet process) ซึ่งแตกต่างจากระบบแห้ง คือ จะต้องเพิ่มขั้นตอนในการฉีดสารเคมีเหลวซึ่งเรียกว่า Bentonite slurry ลงไปในหลุมที่ทำการขุดเจาะ โดยเฉพาะ หลุมที่มีความลึกมาก ๆ ถึงชั้นทราย หรือหลุมที่มีน้ำใต้ดิน ทั้งนี้ เพื่อสร้างแรงดันในหลุมที่เจาะและยึดประสานผิวดินในหลุมเพื่อป้องกันมิให้ผนังหลุมที่เจาะพังทลายลงมาการใช้เสาเข็มเจาะจะไม่ก่อให้เกิดแรงสั่นสะเทือนอันอาจเป็นอันตรายต่ออาคารข้างเคียง
เพราะไม่มีการตอกกระแทกของปั้นจั่นดังเช่นที่ใช้กับเสาเข็มคอนกรีตอัดแรง อีกทั้งขนาดของเสาเข็มเจาะ นั้นขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่ใช้กันทั่วไปมีขนาดความกว้างของพื้นที่หน้าตัดเพียง 40 เซนติเมตรเท่านั้น อีกทั้งความลึกของเสาเข็มเจาะก็สามารถเจาะได้ลึกกว่าความยาวของเสาเข็มคอนกรีตอัดแรง ฉะนั้นเสาเข็มเจาะจึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับอาคารสูงซึ่งต้องรับน้ำหนักมาก และอาคารที่สร้างใกล้ชิดกันเพื่อป้องกันมิให้เกิดการสั่นสะเทือนซึ่งจะเป็น อันตรายต่ออาคารข้างเคียง ในทางปฏิบัติแล้ว ขั้นตอนในการทำเสาเข็มเจาะจะมีรายละเอียดที่ยุ่งยากซับซ้อนกว่าที่กล่าวไว้มาก ที่กล่าวมาข้างต้นก็แค่เพียวต้องการให้มองเห็นภาพ และขั้นตอนของการทำเสาเข็มเจาะเพียงคร่าว ๆ เท่านั้น การปลูกบ้านพักอาศัยโดยทั่วไปมักใช้เสาเข็มคอนกรีตอัดแรง เพราะมีขั้นตอนที่ง่ายและราคาถูกว่าเสาเข็มเจาะเสาเข็มกลมแรงเหวี่ยงอัดแรง (prestressed concrete spun pile)เสาเข็มกลมแรงเหวี่ยงอัดแรงหรือที่เรียกกันทั่วไปว่า เสาเข็มสปัน เป็นเสาเข็มที่ผลิตโดยใช้กรรมวิธีการปั่นคอนกรีตในแบบหล่อซึ่งหมุนด้วยความเร็วสูงทำให้เนื้อคอนกรีตมีความหนาแน่นสูงกว่าคอนกรีตที่หล่อโดยวิธีธรรมดา จึงมีความแข็งแกร่งสูง รับน้ำหนักได้มาก เสาเข็มสปันมีลักษณะเป็นเสากลม ตรงกลางกลวง มีโครงลวดเหล็กอัดแรงฝังอยู่ในเนื้อคอนกรีตโดยรอบ การตอกเสาเชนิด นี้สามารถทำได้หลายแบบ ทั้งวิธีการตอกด้วยปั้นจั่นแบบธรรมดา และวิธีการตอกด้วยระบบเจาะกด
เสาเข็มสปัน มีให้เลือกใช้หลายขนาด ที่พบเห็นกันมากมีตั้งแต่ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20-100 เซนติเมตร มีความหนา ของเนื้อคอนกรึตอยู่นช่วง 6-14 เซนติเมตร โดยมีความยาวอยู่ในช่วง 6-18 เมตร ขึ้นอยู่กับบริษัทผู้ผลิต ซึ่งความยาวนี้สามารถเพิ่มได้ โดยการนำเสามาเชื่อมต่อกัน เนื่องจาก เสาเข็มสปัน มีลักษณะกลวงจึงช่วยลดการสั่นสะเทือนเวลาตอก และถ้าเสาเข็มที่ใช้มีความยาวมากก็สามารถลดแรงดันของดินในขณะตอกได้โดยการเจาะนำ และลำเลียงดินขึ้นทางรูกลวงของเสาซึ่งจะช่วยลดความกระทบกระเทือนที่มีต่อ อาคารข้างเคียงได้มาก เสาชนิดนี้เหมาะสำหรับใช้เป็นฐานรากของอาคารสูงที่ต้องการความมั่นคงแข็งแรง สูงเพื่อป้องกันปัญหาเรื่องลมแรง และการเกิด แผ่นดินไหวข้อสังเกตบางประการเกี่ยวกับเสาเข็มที่ใช้และกรรมวิธีในการตอกข้อสังเกตในที่นี้จะเน้นกล่าวถึงเฉพาะที่เกี่ยวกับเสาเข็มคอนกรีตอัดแรง เนื่องจากเป็นเสาเข็มที่ใช้กันแพร่หลายสำหรับอาคารบ้านเรือนทั่วไป1. เสาเข็มที่ใช้ควรอยู่ในสภาพที่ดีไม่มีการแตกหักหรือชำรุดมาก่อน ถ้าเป็นไปได้ควรได้รับการรับรองมาตรฐานจากสำนักงานมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม (สมอ.) โดยมีเครื่องหมายรับรองมาตรฐานอุตสาหกรรม (มอก.) ประทับอยู่ และมีการระบุถึงวัน/เดือน/ปี ที่ทำการผลิตว่าผลิตออกมาเมื่อใด ถ้าเป็นไปได้เสาเข็มที่ใช้ควรจะมีอายุการผลิต 4 สัปดาห์ขึ้นไป เพราะ เสาเข็มที่เพิ่งผลิตออกมาใหม่คอนกรีต ที่ใช้ทำเสาเข็มยังบ่มตัวไม่เข้าที่ ความแข็งแกร่งยัง มีน้อยอาจเกิดการชำรุดหรือแตกหักระหว่างการตอกได้2. เสาเข็มที่มีขนาดยาวอาจใช้เสาเข็มขนาดสั้น 2 ท่อนมาเชื่อมต่อกันได้เพื่อความสะดวกในการตอกหรือความสะดวกในการขนส่ง ทั้งนี้เสาเข็มที่นำมาเชื่อมต่อกันจะต้องมีลักษณะและขนาดของพื้นที่หน้าตัดเหมือนกัน กรรมวิธีในการตอกคือจะทำการตอกเสาท่อนแรกลงไปใน ดินจนเกือบมิดก่อนแล้วใช้ปั้นจั่นดึงเสาท่อนที่สองขึ้นมาจรดกับเสาท่อนแรกในแนวตรง แล้วทำการเชื่อมเหล็กที่ขอบเสาตรงรอยต่อให้ติดกัน การเชื่อมจะต้องเชื่อมอย่างประณีตโดยรอบให้เสาทั้ง 2 ท่อนต่อกันอย่างสนิทและเป็นแนวเส้นตรง จากนั้นจึงใช้ปั้นจั่นตอกลงไปต่อ3. การตอกเสาเข็มให้ลึกถึงระดับ การจะดูการตอกเสาเข็มในแต่ละจุดเสร็จสิ้นเรียบร้อยได้ผลตามมาตรฐานที่กำหนดหรือไม่นั้น มิใช่ดูแต่เพียงว่าเสาเข็มตอกจมมิดลงไปใน ดินเท่านั้น แต่จะต้องดูจำนวนครั้งในการตอกด้วย (blow count) ว่าเสาเข็มแต่ละต้นใช้จำนวนครั้งในการตอกเท่าใดจนเสาเข็ม จมมิดดิน ถ้าจำนวนครั้งในการตอกน้อยเกินไป คือสามารถตอกลงไปได้ง่าย แสดงว่าความแน่นของดิน ที่จุดนั้นที่จะใช้ในการรับน้ำหนักยังไม่เพียงพอ อาจจะต้องมีการต่อเสาเข็มและตอกเพิ่มลงไปอีกจนกว่าจำนวนครั้งในการตอกจะเป็นไปตามที่กำหนด ในทางตรงกันข้าม ถ้าจำนวนครั้งในการตอกมากเพียงพอแล้วแม้ว่าเสาเข็มที่ตอกนั้น จะยังจมไม่มิดก็อาจแสดงว่าความแน่นของดินที่จุดนั้นที่จะใช้ในการรับน้ำหนักเพียงพอแล้ว ไม่จำเป็นจะตอกต่อลงไปอีก เพราะการฝืนตอกต่อไปอาจทำให้เสาเข็มแตกหักหรือชำรุดได้ ส่วนจำนวนครั้งในการตอกเสาเข็ม แต่ละต้นควรจะเป็นเท่าใดนั้นวิศวกรจะเป็นผู้กำหนด ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับชนิด ขนาดของพื้นที่หน้าตัด และความยาวของเสาเข็มนั้น ๆ
ที่มา :www.pr-thai.com