ในกระบวนการก่อสร้างโดยเฉพาะงานฐานราก เสาเข็มเจาะถือเป็นทางเลือกที่ได้รับความนิยมสูงในงานก่อสร้างสมัยใหม่ โดยเฉพาะพื้นที่เขตเมืองหรือบริเวณที่ไม่สามารถรับแรงสั่นสะเทือนได้ เช่น อาคารสูง โรงพยาบาล โรงงาน และโครงสร้างที่ต้องการเสถียรภาพสูง
เสาเข็มเจาะต่างจากเสาเข็มตอกในแง่ของเทคนิค วิธีการทำงาน และ “อุปกรณ์ที่ใช้” อุปกรณ์ที่ใช้ในงานเสาเข็มเจาะมีความหลากหลายและเฉพาะทางอย่างยิ่ง ซึ่งจำเป็นต้องรู้จักทั้งชนิด ลักษณะ และหน้าที่ของแต่ละชิ้นอย่างละเอียดเพื่อให้สามารถควบคุมคุณภาพ ความปลอดภัย และประสิทธิภาพของงานได้
1. เครื่องจักรหลักที่ใช้ในการเจาะเสาเข็ม
1.1 เครื่องเจาะเสาเข็ม (Drilling Rig)
ถือเป็นหัวใจหลักของงานเสาเข็มเจาะ มีหลายประเภท ขึ้นอยู่กับวิธีการก่อสร้าง พื้นที่ใช้สอย ขนาดเสาเข็ม และชนิดของดิน โดยหลักๆ แบ่งได้เป็น 3 ประเภท:
A. Rotary Drilling Rig
เครื่องเจาะแบบหมุนต่อเนื่อง ใช้หัวเจาะหมุนลงในดินพร้อมกำจัดดินออกเป็นชั้น ๆ มีความแม่นยำสูง มักใช้กับหลุมขนาดใหญ่ และงานที่ต้องการควบคุมความลึกอย่างเคร่งครัด
- ความสามารถเจาะได้ทั้งดินอ่อน ดินแข็ง หรือหิน
- ใช้ได้กับระบบสารละลายเบนโทไนต์
- ควบคุมการทำงานผ่านระบบไฮดรอลิกหรือไฟฟ้า
B. Hydraulic Grab Rig
นิยมใช้ในดินชั้นอ่อนหรือดินเหนียว โดยใช้หัวคว้านขนาดใหญ่เปิด-ปิดแบบปากตัก ใช้ความหนักของน้ำหนักเองในการขุดเจาะ
- ง่ายต่อการควบคุม
- เหมาะกับงานที่ต้องการความเรียบร้อยของหลุม
C. Kelly Bar System
ประกอบด้วยท่อหลายท่อนต่อกันเป็นแกนหมุน ใช้ในการเจาะโดยตรงและเหมาะกับการคว้านลึก สามารถเปลี่ยนหัวเจาะให้เข้ากับสภาพดิน
2. หัวเจาะและอุปกรณ์คว้านดิน (Drilling Tools)
หัวเจาะมีหลายรูปแบบขึ้นกับลักษณะของดินและหิน ได้แก่:
2.1 Bucket
ใช้คว้านดินทั่วไป ดินร่วน ดินเหนียวหรือดินแข็งระดับหนึ่ง ตัวถังจะหมุนเพื่อเก็บดินขึ้นมา
2.2 Auger
สว่านเกลียวสำหรับหมุนเจาะต่อเนื่อง ใช้ได้ดีกับดินแห้งหรือดินปนกรวด ใช้งานเร็ว แต่ต้องคุมแนวหลุมให้ดี
2.3 Core Barrel
ใช้กับดินแข็งหรือหิน หัวเจาะมีฟันคาร์ไบด์หรือหัวเพชรหมุนกัดชั้นหินออก เหมาะกับงานลึกหรือโครงสร้างที่ต้องการรับน้ำหนักสูง
2.4 Chisel
หัวเหล็กหนักใช้ทุบชั้นหินหรือเศษสิ่งกีดขวางในดิน เช่น เศษคอนกรีต เศษเหล็ก โดยอาศัยการตกกระแทกแรง ๆ
3. ระบบท่อกรุ (Casing System)
3.1 Temporary Casing
ท่อเหล็กที่ใช้กรุหลุมชั่วคราวเพื่อป้องกันผนังพังทลาย นิยมใช้ในช่วงเริ่มต้นของการเจาะ หรือชั้นดินที่ไม่สามารถพยุงตัวได้ เช่น ดินทรายหรือดินผสม
3.2 Permanent Casing
ใช้ในกรณีที่ต้องการวางท่อไว้ถาวรในหลุมเพื่อความแข็งแรง เช่น งานใกล้แหล่งน้ำ งานท่าเรือ
3.3 Oscillator หรือ Casing Rotator
เครื่องมือสำหรับหมุนท่อกรุขณะกรุลงไปในดิน ใช้แรงไฮดรอลิกช่วยเจาะและหมุนลงไปพร้อม ๆ กับการกรุหลุม
4. ระบบป้องกันหลุมพังด้วยเบนโทไนต์ (Bentonite System)
4.1 สารละลายเบนโทไนต์ (Bentonite Slurry)
ใช้สร้างแรงดันไฮโดรสแตติกเพื่อพยุงผนังหลุม มีลักษณะคล้ายโคลนเหนียว ความหนืดสูง ผสมจากผงเบนโทไนต์กับน้ำ
4.2 ถังผสม (Mixing Tank)
ใช้สำหรับกวนผสมสารเบนโทไนต์และควบคุมความเข้มข้น
4.3 ถังเก็บ (Storage Tank)
เก็บสารเบนโทไนต์ก่อนและหลังการใช้งาน อาจมีการใช้ระบบกรองเพื่อรีไซเคิลสารเบนโทไนต์
4.4 ปั๊มดูด-จ่าย (Centrifugal or Slurry Pump)
สูบสารจากถังส่งลงหลุมเจาะ หรือดูดกลับมาบำบัด
5. อุปกรณ์เหล็กเสริม (Rebar Equipment)
5.1 โครงเหล็กเสริม (Reinforcement Cage)
ประกอบจากเหล็กข้ออ้อยผูกเป็นโครงตามขนาดเสาเข็ม เช่น D25, D32, D40 ระยะห่างตามแบบ เพื่อรับน้ำหนักโครงสร้างด้านบน
5.2 เครื่องตัดและดัดเหล็ก (Rebar Cutter & Bender)
ใช้สำหรับตัดเหล็กและดัดเหล็กตามขนาดที่ต้องการ
5.3 เครน (Crane)
ยกเหล็กเสริมลงหลุม ต้องควบคุมแนวให้อยู่ตรงกลางเพื่อไม่ให้เหล็กติดผนังหลุม
5.4 อุปกรณ์ยึดระยะ (Spacer)
มักเป็นพลาสติกหรือเหล็ก ใช้ยึดระยะเหล็กกับผนังหลุมให้ได้ cover ตามที่กำหนด เช่น 7 ซม., 10 ซม.
6. ระบบเทคอนกรีต (Concreting System)
6.1 Tremie Pipe
ท่อเหล็กเส้นตรง ความยาวท่อนละ 6 เมตร ใช้เทคอนกรีตจากก้นหลุมขึ้นมา ป้องกันไม่ให้คอนกรีตผสมกับเบนโทไนต์หรือน้ำในหลุม
6.2 Hopper
กรวยด้านบนที่ใช้รับคอนกรีตจากรถผสม ก่อนส่งต่อเข้าสู่ Tremie
6.3 รถผสมคอนกรีต (Transit Mixer)
ส่งคอนกรีตจากโรงงานเข้าสู่หน้างาน โดยต้องใช้คอนกรีตที่มี slump สูง (ประมาณ 20±2 cm) เพื่อความไหลลื่นในการเท
6.4 เครื่องสั่นคอนกรีต (Concrete Vibrator)
อาจใช้เฉพาะกรณีที่ต้องจัดแนวหรือเพิ่มการไหลของคอนกรีต โดยต้องระวังไม่ให้ผสมเบนโทไนต์กลับเข้าไป
7. เครื่องมือวัดและควบคุมงาน
7.1 เครื่องวัดระดับ (Level Instrument)
ใช้วัดแนวราบ ระดับพื้นหลุม ระดับท่อ และระดับคอนกรีต
7.2 Total Station / Theodolite
ใช้สำหรับจัดตำแหน่งเสาเข็มให้ตรงกับแบบ ผังงานต้องแม่นยำภายใต้ค่าคลาดเคลื่อนเพียงไม่กี่มิลลิเมตร
7.3 เครื่องวัดความลึก (Depth Indicator)
ติดตั้งกับหัวเจาะหรือใช้ manual วัดความลึกของหลุมเพื่อให้เทคอนกรีตในปริมาณที่พอดี
7.4 Load Cell หรือ Strain Gauge
ใช้ในงานเสาเข็มทดสอบ เพื่อตรวจสอบแรงรับน้ำหนักตามแนวดิ่งหรือแนวเฉียง
8. ระบบบันทึกและตรวจสอบคุณภาพ (QA/QC Tools)
8.1 Data Logger
ใช้บันทึกแรงบิด ความลึก จำนวนรอบขณะเจาะ
8.2 Crosshole Sonic Logging (CSL)
ใช้ตรวจสอบคุณภาพคอนกรีตภายในเสาเข็มเจาะโดยอาศัยคลื่นเสียง ผ่านท่อพลาสติกที่ฝังไว้ในเหล็กเสริม
8.3 Pile Integrity Test (PIT)
ใช้ตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มหลังเทคอนกรีตเสร็จ
9. เครื่องจักรและอุปกรณ์สนับสนุนในไซต์งาน
9.1 รถเครนล้อยาง/ล้อสายพาน
เคลื่อนย้ายอุปกรณ์ขนาดใหญ่ เช่น ท่อ Tremie, เหล็กเสริม
9.2 รถบรรทุกดิน
ขนดินที่คว้านขึ้นมาออกจากพื้นที่
9.3 เครื่องปั่นไฟ (Generator)
ให้พลังงานกับอุปกรณ์ในพื้นที่ไม่มีไฟฟ้า เช่น ปั๊ม, ไฟส่องสว่าง, เครื่องเชื่อม
9.4 สายไฟฟ้าภาคสนาม และชุดควบคุม
ต้องกันน้ำ ทนแดด และติดตั้งอย่างปลอดภัย
10. อุปกรณ์ความปลอดภัยและสิ่งแวดล้อม
10.1 PPE (Personal Protective Equipment)
- หมวกนิรภัย
- แว่นตา
- ถุงมือ
- รองเท้านิรภัย
- เสื้อสะท้อนแสง
10.2 Safety Barricade & Warning Sign
รั้วกันเขตอันตราย ป้ายแจ้งเตือน
10.3 ถังดักตะกอน
ใช้แยกดินออกจากสารละลายเบนโทไนต์ก่อนนำไปบำบัด
10.4 ถังพักน้ำเสีย
บำบัดน้ำที่ใช้ในกระบวนการก่อนปล่อยคืนธรรมชาติ
สรุปภาพรวม
งานเสาเข็มเจาะเป็นงานเฉพาะทางที่ต้องใช้อุปกรณ์มากมาย ทั้งเครื่องจักรหนัก เครื่องมือวัดเฉพาะทาง และระบบควบคุมคุณภาพ ทุกองค์ประกอบต้องทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพจึงจะได้เสาเข็มที่มั่นคง ปลอดภัย และตรงตามแบบ
การรู้จักและเข้าใจการใช้งานอุปกรณ์เหล่านี้ไม่เพียงช่วยให้ควบคุมงานได้ดี แต่ยังส่งผลถึงต้นทุน ความเร็ว และความน่าเชื่อถือของโครงการในระยะยาวอีกด้วย
