เสาเข็มสำคัญอย่างไร เสาเข็มคืออะไร เสาเข็มมีกี่แบบ ทำไมถึงต้องมี

เสาเข็มสำคัญอย่างไร ด้วยเสาเข็มถือเป็นองค์ประกอบส่วนสำคัญที่สุดส่วนหนึ่งของอาคาร โดยทำหน้าที่เป็นตัวกลางในการถ่ายเทน้ำหนักของตัวอาคารลงสู่พื้นดิน โดยถ่ายน้ำหนักจากหลังคา ,พื้น ,คาน,เสา,ตอม่อและฐานราก ลงไปสู่ชั้นดินตามลำดับ จากบันทึกพบว่าแนวความคิดในการก่อสร้างด้วยเสาเข็ม เกิดขึ้นครั้งแรกเมื่อ 6,000 ปีก่อน ในยุคที่เรียกว่า “Swiss Lake Dwellers” ซึ่งเป็นพื้นที่หนึ่งของประเทศสวิตเซอร์แลนด์ในปัจจุบัน ผู้คนในยุคนั้นใช้เสาเข็มที่ทำมาจากไม้ ในการสร้างกระโจมที่พักอาศัย โดยยกระดับความสูงจากพื้นเพิ่มขั้นเพื่อป้องกันตัวเองจากสัตว์ป่า ในยุคถัดมาชาวโรมันได้ใช้เสาเข็มที่ทำมาจากไม้ และหินในการก่อสร้างจำนวนมาก อาทิเช่น ที่พักอาศัย วิหาร และสะพาน ในปี ค.ศ. 1832 กระบวนการเก็บรักษาสภาพของไม้ได้เกิดขึ้นครั้งแรกในอังกฤษ โดยการฉีดสารเคมีเข้าไปในไม้ นี่เป็นช่วงเวลาที่เสาเข็มไม้ได้รับการพัฒนามากขึ้นอย่างก้าวกระโดด จนถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลาย หลังจากที่ใช้เสาเข็มไม้มานาน หลังยุค ค.ศ. 1900 เป็นต้นมา จึงเริ่มมีการพัฒนาจากเสาเข็มไม้ เป็นเสาเข็มปูนเพิ่มมากขึ้น และเมื่อถึงยุคอุตสาหกรรม ระบบฐานรากเสาเข็มได้ถูกพัฒนาต่อยอดแตกแขนงออกมาอีกหลากหลายประเภท ตามความต้องการที่เพิ่มมากขึ้น โดยมีการพัฒนากระบวนการผลิตเสาเข็มที่เป็นระบบ และมีความทันสมัย มาอย่างต่อเนื่องจวบจนถึงปัจจุบัน

เสาเข็ม คืออะไร

เสาเข็ม (ภาษาอังกฤษ คือ Pile Foundation) คือส่วนประกอบของโครงสร้างที่อยู่ใต้สุดของอาคาร มีลักษณะเป็นท่อนฝังในดินเชื่อมต่อกับฐานราก ซึ่งเป็นโครงสร้างส่วนที่อยู่ใต้ผิวดิน มีหน้าที่แบกรับน้ำหนักจากเสา และถ่ายเทน้ำหนักไปสู่เสาเข็ม จากนั้นเสาเข็มจะถ่ายน้ำหนักที่ได้รับมากระจายลงสู่ผืนดิน โดยอาศัยแรงเสียดทานระหว่างผิวของเสาเข็มกับดิน และแรงต้านทานจากปลายเข็มของชั้นดินแข็ง

เสาเข็มสำคัญอย่างไร?

เสาเข็ม เป็นส่วนที่ถือว่าสำคัญที่สุดของอาคาร ทำหน้าที่ในการค้ำยันอาคาร ถ่ายน้ำหนักของตัวบ้านลงสู่พื้นดิน ลักษณะของการรับน้ำหนักเสาเข็มมีด้วยกัน 2 ประเภท คือ การรับน้ำหนักจากตัวเสาเข็ม และการรับน้ำหนักจากชั้นดิน ซึ่งการรับน้ำหนักจากชั้นดินเป็นการใช้แรงเสียดทานของดินในการรับน้ำหนัก (Skin Friction) ร่วมกับการใช้ปลายของเสาเข็มในการรับแรงกดดันของดิน (End Bearing)

โครงสร้างแบบไหนต้องใช้เสาเข็ม?

นอกเหนือไปจากตัวบ้านแล้ว โครงสร้างบ้านส่วนที่จำเป็นต้องลงเสาเข็ม คือส่วนที่ไม่ต้องการให้ทรุดตัวเร็วเกินไป เช่น พื้นคอนกรีตรอบบ้าน ลานซักล้าง ลานจอดรถ ฯลฯ ถ้าอยากให้ทรุดตัวช้า ต้องให้วิศวกรออกแบบ ให้ตอกเสาเข็มสั้น รองรับไว้เพื่อให้ทรุดตัว ในระดับใกล้เคียงกันกับตัวบ้าน แต่หากยอมให้พื้นที่นั้นทรุดตัวพร้อมกับดินได้ ก็ไม่จำเป็นต้องลงเสาเข็มได้

กรณี ที่จำเป็นต้องให้วิศวกรคำนวณออกแบบเสาเข็มรองรับไว้ คือพื้นที่ในส่วนที่ต้องรองรับน้ำหนักมากๆ เช่น บริเวณที่วางแท็งค์น้ำบนดิน, สระว่ายน้ำ หากไม่ลงเสาเข็มรองรับไว้น้ำหนักจำนวนมหาศาล จะส่งผลให้พื้นที่นั้นทรุดลงเร็วกว่าปรกติ

สร้างบ้านใหม่ต้องใช้เสาเข็มแบบไหน ?

ถ้าเป็นบ้านสร้างใหม่ไม่เกิน 2 ชั้น มักจะใช้เสาเข็มคอนกรีตแบบเข็มตอก เพราะประหยัดที่สุด มักใช้เป็นแบบเสาเข็มหน้าตัดรูปตัวไอ (I) ความยาวปานกลาง ระหว่าง 12 – 16 เมตร ซึ่งเข็มระดับนี้ ส่วนใหญ่จะยังคงอาศัยแรงฝืดของดินเป็นตัวรองรับน้ำหนักอยู่ ถ้าเป็น อาคารใหญ่มากขึ้น จะต้องใช้เสาเข็มยาวขึ้น ตั้งแต่ 18 – 24 เมตร ให้ถ่ายน้ำหนักลงสู่ชั้นดินแข็งโดยตรง แต่ถ้าเป็นพื้นที่ภาคอีสานและภาคใต้ ที่ดินมีความหนาแน่นสูง หรือมีชั้นดินแข็งที่อยู่ตื้นมาก วิศวกรอาจจะออกแบบให้เสาเข็ม ตอกลงไปเพียง 6 – 8 เมตร ก็สามารถถ่ายน้ำหนักสู่ชั้นดินแข็งได้เลย

เสาเข็มอีกประเภทที่ใช้ใน บ้านพักอาศัย ทั้งสร้างบ้านใหม่ และงานต่อเติมบ้าน คือ เข็มเจาะ ซึ่งจะเป็นเข็มเจาะระบบเล็กสามารถเคลื่อนย้ายเครื่องมือเข้าไปทำงานในพื้นที่แคบๆ ทำงานเจาะดิน หล่อเข็มได้โดยไม่สร้างแรงกระเทือน กับโครงสร้างอาคาร/ฐานรากใต้ดิน ของเพื่อนบ้านที่อยู่ใกล้เคียง(เทศบัญญัติในบางพื้นที่กำหนดให้ใช้ระบบเข็มเจาะกรณีที่อาคารที่สร้างใหม่ห่างจากอาคารเดิม/เพื่อนบ้านน้อยกว่า 30 เมตร)

เสาเข็มมีกี่แบบ

เสาเข็มนั้นแบ่งใหญ่ๆได้ 2แบบ คือแบบตอก และแบบเจาะ โดยแบบเจาะก็จะแบ่งย่อยได้อีก 2่ วิธี คือการเจาะแบบแห้ง และแบบเปียก

1-เสาเข็มตอก รวมถึงเสาเข็มเหล็ก เสาเข็มไม้ และเสาเข็มคอนกรีต ซึ่งในปัจจุบันเสาเข็มคอนกรีตอัดแรงจะได้รับความนิยมมากที่สุด เนื่องจากมีราคาที่ย่อมเยาว์ ตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มก่อนที่จะติดตั้งได้ และสามารถรับน้ำหนักปลอดภัยสูงสุดกว่า 200 ตันต่อต้น ทางด้านการติดตั้งมีกรรมวิธีที่หลากหลายตั้งแต่ใช้ปั้นจั่นตอกเสาเข็ม การเจาะดิน การปรับปรุงสภาพดินบริเวณปลายเสาเข็ม ไปจนถึงการกดเสาเข็มซึ่งสามารถลดมลภาวะเสียงและแรงสั่นสะเทือนได้สมบูรณ์แบบ ความเหมาะสมของวิธีที่ใช้ในการติดตั้งเสาเข็มขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของพื้นที่ ความจำเป็น และกฎหมายที่บังคับในพื้นที่นั้นๆ ภายหลังการติดตั้งวิศวกรนิยมเลือกใช้การทดสอบการรับน้ำหนักของเสาเข็ม หรือการทำสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มเพื่อยืนยันว่าเสาเข็มสามารถรับน้ำหนักได้ตามการคำนวน ส่วนข้อจำกัดของเสาเข็มอาจจะพบได้ในพื้นที่ที่ค่อนข้างแคบ เนื่องจากจะต้องมีการขนย้ายเสาเข็มจากโรงงานเข้าสู่หน้างาน

วิธีการตอกเสาเข็ม

ต้องใช้ปั้นจั่นในการตอกลงไปในดิน โดยช่วงสุดท้ายซึ่งเป็นส่วนสำคัญในการตอกเสาเข็ม จะต้องมีการตรวจสอบการตอก 10 ครั้งสุดท้าย (Last Ten Blow) เข็มที่ตอกมีการทรุดตัวกว่าค่าที่กำหนดไว้หรือไม่ ถ้าหากทรุดตัวมากเกินกว่าค่าที่กำหนดไว้แสดงว่ายังไม่สามารถรับน้ำหนักได้ดีพอ

ข้อเสียของเสาเข็มตอก

คืออาจจะไม่สะดวกสำหรับไซต์งานที่มีพื้นที่แคบ ๆ เนื่องจากต้องขนส่งด้วยรถขนาดใหญ่ ทำให้ไม่สามารถเข้าสู่ไซต์งานที่อยู่ในพื้นที่แคบ ๆ ได้

2-เสาเข็มเจาะแบบแห้ง เป็นเสาเข็มเจาะแบบใช้ขาตั้ง 3 ขา และใช้ลูกตุ้มกระแทกลงไปในดิน และใส่ปลอกเหล็กในหลุมเจาะเพื่อป้องกันไม่ให้ดินเข้ามาในหลุม ก่อนจะใส่เหล็กและเทคอนกรีต เหมาะกับหน้างานที่ค่อนข้างแคบ ซึ่งเสาเข็มเจาะแบบแห้งเหมาะแก่เสาเข็มที่รับน้ำหนักไม่มาก และมักจะมีข้อกังวลเกี่ยวกับคุณภาพคอนกรีตหากการเทคอนกรีตไม่ได้รับการดูแลอย่างใกล้ชิด

3-เสาเข็มเจาะแบบเปียก เป็นเสาเข็มที่มีเครื่องจักรเจาะหลุมลงไปในดิน และมีการเติมสารเบนโทไนท์เพื่อป้องกันน้ำผสมกับดินหรือทรายในหลุมเจาะและการพังทลายของหลุม ก่อนจะมีการใส่เหล็กและเทคอนกรีต เสาเข็มเจาะระบบเปียกมีขนาดตั้งแต่ 0.35 เมตรถึง 2.00 เมตร และสามารถน้ำหนักได้ตั้งแต่ 150 – 2,000 ตัน จึงเหมาะกับงานอาคารใหญ่ เสาเข็มชนิดนี้จะมีราคาแพงกว่าเสาเข็มชนิดอื่นเนื่องจากต้องหล่อเสาเข็มหน้างาน และมีขนาดหน้าตัดที่ใหญ่กว่าหากเปรียบเทียบการรับน้ำหนักที่เท่ากันกับเสาเข็มคอนกรีตอัดแรง


พบกับความรู้เรื่องบ้าน การก่อสร้าง ได้จาก www.construction-phuket.com