บทนำ
เสาเข็มเจาะ (Bored Pile) เป็นหนึ่งในระบบรากฐานลึกที่ได้รับความนิยมอย่างแพร่หลายในงานก่อสร้างโครงสร้างขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ ไม่ว่าจะเป็นอาคารสูง คอนโดมิเนียม โรงงาน สะพาน หรือโครงสร้างที่ตั้งอยู่ในพื้นที่ที่ชั้นดินไม่สามารถรับน้ำหนักได้เพียงพอ เสาเข็มเจาะมีข้อดีในด้านการลดเสียง ลดแรงสั่นสะเทือน เหมาะกับพื้นที่ในเมืองหรือชุมชนหนาแน่น ซึ่งแตกต่างจากเสาเข็มตอกที่มักเกิดผลกระทบกับอาคารข้างเคียง
บทความนี้จะอธิบายขั้นตอนการทำเสาเข็มเจาะอย่างละเอียด ตั้งแต่การเตรียมงานก่อนเจาะ การดำเนินการภาคสนาม การควบคุมคุณภาพ ไปจนถึงการตรวจสอบหลังงาน เพื่อให้ผู้อ่านเห็นภาพรวมและสามารถประยุกต์ใช้ในการวางแผน ควบคุม หรือตรวจสอบคุณภาพงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
1. การเตรียมงานก่อนเริ่มเจาะ
1.1 การสำรวจและวิเคราะห์ชั้นดิน
ก่อนที่จะเริ่มการทำเสาเข็ม ต้องมีการสำรวจชั้นดินในพื้นที่ก่อสร้าง โดยการเจาะสำรวจดิน (Soil Boring Test) เพื่อเก็บตัวอย่างดินและทดสอบสมบัติต่าง ๆ เช่น
- ความแน่นของดิน
- ความสามารถในการรับน้ำหนัก (Bearing Capacity)
- ระดับชั้นน้ำใต้ดิน
- ความลึกของชั้นดินแข็ง
ผลการทดสอบเหล่านี้จะถูกนำมาใช้ในการออกแบบความลึก ขนาด และกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม
1.2 การวางผังเสาเข็ม
การวางผังเสาเข็ม (Pile Layout) เป็นกระบวนการที่วิศวกรหรือเจ้าหน้าที่สำรวจต้องดำเนินการเพื่อกำหนดตำแหน่งเสาเข็มเจาะอย่างแม่นยำ โดยใช้เครื่องมือ เช่น กล้อง Total Station หรือ GPS สำรวจ เพื่อทำเครื่องหมาย (Mark) จุดศูนย์กลางของเสาเข็ม พร้อมทั้งระบุแนวแกนของอาคารและแนวกำแพงฐานราก
1.3 การเตรียมอุปกรณ์และเครื่องจักร
การเลือกเครื่องจักรสำหรับเสาเข็มเจาะต้องสอดคล้องกับประเภทดิน ความลึกที่ต้องการ และข้อจำกัดของพื้นที่ เช่น
- เครื่องเจาะแบบ Kelly Bar (Dry Process)
- เครื่องเจาะแบบ Continuous Flight Auger (CFA)
- เครื่องเจาะแบบ Grab + Bentonite (Wet Process)
- ปั้นจั่นพร้อมรอก
- ปั๊มน้ำ ปั๊มเบนโทไนต์
- Tremie Pipe และ Hopper สำหรับเทคอนกรีต
นอกจากนี้ยังต้องเตรียมวัสดุ ได้แก่
- เบนโทไนต์/ปลอกเหล็ก (Casing)
- เหล็กเสริม
- คอนกรีตผสมเสร็จ
- น้ำจืดสำหรับผสมเบนโทไนต์
2. ขั้นตอนการเจาะดิน
2.1 เจาะนำ (Pilot Hole)
การเจาะนำมีวัตถุประสงค์เพื่อกำหนดแนวการเจาะ และเป็นการเตรียมพื้นที่สำหรับวางปลอกเหล็กกันปากหลุม (Temporary Casing) ป้องกันไม่ให้ปากหลุมพังขณะเจาะ
2.2 การวางปลอกเหล็ก
ปลอกเหล็กชั่วคราวมีหน้าที่ป้องกันปากหลุมถล่มในช่วงต้นของการเจาะ โดยปลอกจะถูกตอกลงดินโดยใช้ค้อนปั้นจั่น หรือติดตั้งพร้อมเครื่องเจาะ
2.3 การเจาะลึก (Main Drilling)
เป็นขั้นตอนหลักของงานเสาเข็ม โดยเครื่องเจาะจะขุดดินหรือโคลนออกจากหลุมจนถึงระดับความลึกที่ออกแบบไว้
กรณี Dry Process:
- ใช้ Kelly Bar หรือ Auger เจาะดินโดยไม่ใช้น้ำหรือเบนโทไนต์
- เหมาะกับชั้นดินเหนียวแข็งที่หลุมไม่พัง
กรณี Wet Process:
- ใช้สารละลายเบนโทไนต์เติมลงไปในหลุมขณะเจาะ เพื่อป้องกันการพังของผนังหลุม
- เบนโทไนต์ต้องควบคุมความหนืด ค่า Specific Gravity และ pH อย่างเคร่งครัด
ข้อควรระวัง:
- ตรวจสอบแนวดิ่งของหลุมตลอดเวลา
- ไม่ควรหยุดการเจาะไว้นาน เพื่อป้องกันหลุมพัง
3. การทำความสะอาดหลุมเจาะ
3.1 การขจัดเศษตะกอน
เมื่อเจาะถึงระดับที่ต้องการแล้ว ต้องทำความสะอาดก้นหลุมให้ปราศจากดินอ่อน เศษวัสดุ และโคลนตกค้าง เพราะสิ่งเหล่านี้จะลดความสามารถในการยึดเกาะของคอนกรีตกับดิน
3.2 เครื่องมือทำความสะอาด
- Cleaning Bucket: สำหรับตักตะกอนออกจากก้นหลุม
- ปั๊มน้ำแรงสูง: สำหรับล้างหลุม (หากใช้ระบบเปียก)
- เครื่องวัดความสะอาดของก้นหลุม (เช่น Bailer Drop Test)
4. การติดตั้งเหล็กเสริม
เหล็กเสริมของเสาเข็มจะถูกดัดและประกอบตามแบบวิศวกรรม โดยปกติแล้วจะใช้เหล็ก DB16 – DB32 แล้วแต่ขนาดของเสาเข็ม
4.1 การผูกเหล็ก
- ใช้ลวดผูกเหล็กทุกจุดตัด
- ติดตั้ง Spacers เพื่อรักษาระยะ Cover จากผนังหลุม
- ใช้ Wheel Spacers บริเวณด้านข้างเพื่อกันเหล็กเบียดหลุม
4.2 การหย่อนเหล็กลงหลุม
- ใช้เครนยกเหล็กเป็นท่อนแล้วหย่อนลงต่อกัน
- หากเหล็กยาวมาก ให้ใช้การเชื่อม Coupler หรือวิธีผูกต่อกัน
- ตรวจสอบแนวตั้งของเหล็กให้อยู่กึ่งกลางหลุมเสมอ
5. การเทคอนกรีต
ขั้นตอนการเทคอนกรีตเป็นกระบวนการสำคัญที่ต้องทำอย่างต่อเนื่อง เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดโพรงหรือ Cold Joint
5.1 การเตรียม Tremie Pipe
Tremie Pipe คือท่อเหล็กขนาดประมาณ 8-12 นิ้ว ยาว 1-3 เมตร ต่อกันเป็นช่วง ๆ ใช้สำหรับนำคอนกรีตลงหลุมจากด้านล่างขึ้นมา
- หัวท่อควรอยู่ต่ำกว่าระดับคอนกรีตเสมออย่างน้อย 1.5 เมตร
- ต้องต่อท่ออย่างแน่นหนา ไม่มีรั่วซึม
5.2 การเทคอนกรีตแบบต่อเนื่อง
- เริ่มเทคอนกรีตจาก Hopper ลง Tremie Pipe
- ห้ามหยุดเทเกิน 30 นาที เพราะจะทำให้เกิดรอยต่อคอนกรีต
- ควบคุม Slump ของคอนกรีตให้อยู่ที่ 18–22 ซม. สำหรับระบบเปียก
- หากมีการยกท่อ ต้องมั่นใจว่าหัวท่อจมในคอนกรีต
5.3 การเก็บบันทึกข้อมูล
- บันทึกปริมาณคอนกรีตที่ใช้
- บันทึกเวลาที่เริ่มและสิ้นสุดการเท
- ถ่ายภาพปากหลุมหลังเทเสร็จ เพื่อประกอบการรายงาน
6. การตรวจสอบและทดสอบหลังงาน
6.1 การตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็ม
- Sonic Logging Test: ตรวจสอบความสมบูรณ์ภายในเสาโดยใช้คลื่นเสียง
- Low Strain Integrity Test (PIT): ตรวจสอบรอยร้าวหรือโพรงภายในเสาเข็ม
6.2 การทดสอบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม
- Static Load Test (SLT): ทดสอบโดยวางน้ำหนักจริงบนหัวเสา
- Dynamic Load Test (DLT): ใช้แรงกระแทกแล้ววัดการตอบสนอง
- Osterberg Cell Test (O-cell): ทดสอบในแนวดึงและดันพร้อมกัน
7. ปัญหาและแนวทางแก้ไข
| ปัญหา | สาเหตุ | แนวทางแก้ไข |
|---|---|---|
| หลุมพัง | ชั้นดินอ่อน, หยุดงานนาน | ใช้เบนโทไนต์หรือ Casing กันพัง |
| คอนกรีตไม่เต็ม | คำนวณปริมาณผิด, ท่อ Tremie ไม่ดี | เผื่อคอนกรีต 10%, ตรวจ Tremie |
| เหล็กเบี้ยว | ไม่มี Spacer | ติดตั้ง Wheel Spacer อย่างทั่วถึง |
| เกิดโพรงในเสา | เทคอนกรีตไม่ต่อเนื่อง | วางแผนและประสานงานล่วงหน้า |
สรุป
การทำเสาเข็มเจาะเป็นกระบวนการที่ซับซ้อนและต้องการความละเอียดในทุกขั้นตอน ตั้งแต่การวางแผน ออกแบบ ไปจนถึงการดำเนินการในภาคสนามและการตรวจสอบคุณภาพ ความสำเร็จของงานเสาเข็มขึ้นอยู่กับการทำงานร่วมกันของหลายฝ่าย ทั้งวิศวกรผู้ออกแบบ วิศวกรสนาม ผู้ควบคุมงาน ผู้รับเหมา และห้องปฏิบัติการ
การควบคุมคุณภาพในแต่ละขั้นตอนจะช่วยลดโอกาสเกิดปัญหา และเพิ่มความมั่นใจในความมั่นคงของโครงสร้างในระยะยาว หากมีการจัดทำรายงานการตรวจสอบและบันทึกข้อมูลอย่างเป็นระบบ งานเสาเข็มเจาะก็จะเป็นส่วนสำคัญที่รองรับโครงสร้างได้อย่างมั่นคงและปลอดภัย
