การใช้ค่า Max. Bearing Capacity มีปัญหาอย่างไร

ผลรายงานการสำรวจดิน ข้อมูลการรับน้ำหนักปลอดภัยของฐานรากตื้น (ไม่มีเสาเข็ม)

ลองอ่านรายงานดูว่า การตัดสินใจใช้ค่าความแข็งแรงของดิน และอะไรคือความเสี่ยง

ความเสี่ยง คืออะไร ถ้าการทรุดล้มพัง แค่ต้องซ่อม หรือสร้างใหม่ - แต่ถ้าเป็นโรงงานก๊าซ และสารเคมีอันตรายล่ะ !!! ห่างจากตลาด ชุมชน โรงเรียน โรงงานสารเคมีอันตรายอื่นๆ อยู่ในรัศมี 2 กม. พอดีกับรัศมีของการระเบิดของ ถังก๊าซ LPG ขนาด 6000 ม3

โลกใบนี้ มีอะไรๆ ที่บอกว่าไม่น่าจะเกิดขึ้นและเกิดขึ้นแล้ว คนไทยไม่เคยรู้จักสึนามิ อย่างไร โซนแผ่นดินไหว ถึงเวลาแล้วรึยังว่า ควรจะพิจารณาเปลี่ยนแปลง

ผลจาก รายงานการสำรวจดิน Soil Investigation Report ของโรงแยกก๊าซ ปตท.

เมื่อนำผลมาเปรียบเทียบกับ 2 โครงการ คือ โครงการ เอชเอ็มซี และ โครงการ พีทีที ยูติลิตี้ พอสรุปเป็นข้อเปรียบเทียบได้ดังนี้คือ

กรณีออกแบบฐานรากมีเสาเข็ม

เปรียบเทียบ เสาเข็มเจาะ ขนาด 60 ซ.ม.ของ โครงการ เอชเอ็มซี

• โรงแยกก๊าซ ปตท. ค่ารับน้ำหนัก อยู่ ระหว่าง 40-50 ตัน/ต้น ที่ความลึกประมาณ 10-14 ม.
• โรงงานเอชเอ็มซี ค่ารับน้ำหนัก อยู่ ระหว่าง 45-65 ตัน/ต้น ที่ความลึกประมาณ 14-18 ม.

เปรียบเทียบ เสาเข็มตอกสี่เหลี่ยม ขนาด 40x40 ซ.ม. ของ โครงการ พีทีทียูติลิตี้

• โรงแยกก๊าซ ปตท. ค่ารับน้ำหนัก อยู่ ระหว่าง 55-75 ตัน/ต้น ที่ความลึกประมาณ 10-14 ม.
• โรงงานพีทีทียูติลิตี้ ค่ารับน้ำหนัก อยู่ ระหว่าง 70-82 ตัน/ต้น ที่ความลึกประมาณ 10-15 ม.

สรุป – ค่าดินกับการรับน้ำหนักของเสาเข็ม มีค่าใกล้เคียงกัน และน้อยกว่า

กรณีออกแบบฐานรากตื้น (ไม่มีเสาเข็ม)

โครงการ เอชเอ็มซี

• ความหนาแน่น 1.8 ตัน/ม3 ค่า Angle of Friction = 27, 30 และ 32
• ลักษณะ Loose Sand, Very Stiff Silt, Hard Silt
• มีค่าเฉลี่ย SPT-N = 8, 28 และ40 blow/ft
• ค่าการรับน้ำหนักปลอดภัย เฉลี่ย 4,8 และ11 ตัน/ม2 ที่ความลึก 1.5-2.5 ม

โครงการ พีทีทียูติลิตี้

• กำหนดค่าไว้ในข้อกำหนดของการก่อสร้าง ที่ 10 ตัน/ม2 หรือน้อยกว่า

โรงแยกก๊าซ ปตท.

• ความหน่าแน่น 1.8-2.0 ตัน/ม3 ค่า Angle of Friction = 25 ถึง 38 คละ
• ลักษณะ Medium to Stiff Silty Clayey Sand
• มีค่าเฉลี่ย SPT-N = 8 - 50 blow/ft คละ ที่ระดับความลึก 1.5 – 7.0 ม. มีการทดสอบหลายจุด จึงเป็นค่าคละกัน และเนื่องจากมีการปรับปรุงดิน ดินปรับถมใหม่ ความลึกเฉลีย 1.5-1.8 เมตร
• ค่าการรับน้ำหนักปลอดภัย เฉลี่ย 8 - 30 ตัน/ม2 ที่ความลึก 1.5-7.0 ม คละ
• มีการทดสอบ Plate Bearing Capacity Test 5 จุด ที่ความลึก 1.5 ม. ได้ค่ารับน้ำหนักประลัยของดินมากกว่า 120 ตัน/ม2 – 4 จุด และ 45 ตัน/ม2 – 1 จุด
• จากการปรับปรุงสภาพดิน จึงกำหนดให้ทุกพื้นที่มีค่าการรับน้ำหนักปลอดภัย 30 ตัน/ม2

สรุป – แม้ว่าลักษณะดินจะมีลักษณะกึ่งแน่นแข็ง เป็นดินเหนียวปนทราย ค่ารับน้ำหนักปลอดภัยสูงสุด คือ อยู่ประมาณ 8 - 30 ตัน/ม2 คละกันในหลายพื้นที่ โดยอ้างว่ามีการปรับปรุงสภาพดินแล้วโดยวัสดุที่ดีกว่า จึงนำค่าสูงสุดปลอดภัยบางพื้นที่ในการรับน้ำหนักดินมาใช้ ออกแบบที่ 30 ตัน/ม2 เนื่องจากการทดสอบดินเป็นการสุ่มทดสอบ ดังนั้นค่าที่นำมาใช้จึงควรเป็นค่าเฉลี่ยทางต่ำกว่า

หมายเหตุ :

1. ดินเป็นวัสดุที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน หรือคล้ายกันทั้งหมดทางกายภาพ เช่นเหล็กหรือคอนกรีต ซึ่งผลทดสอบวัสดุที่ให้ผลชัดเจนกว่าว่ามีส่วนผสมต่างๆ อย่างไรบ้าง และการเก็บตัวอย่างในการทดสอบตามมาตรฐาน รวมทั้งการควบคุมคุณภาพในการก่อสร้างที่มีความชัดเจน ในส่วนของดินนั้น กรณีที่ขุดลงไปต่ำกว่าระดับที่จะวางฐานรากแล้วนั้น คุณสมบัติการรับแรงจะลดลงทันที และดินเดิมที่ถมกลับไปใหม่บดอัดอย่างไร แม้มีการทดสอบความหนาแน่น จะไม่สามารถคืนสภาพให้แข็งแรงเท่าเดิมได้ ยกเว้นการเปลี่ยนชนิดเช่นการใช้ดินลูกรังผสมผงซีเมนต์ หรือหินคลุกบดอัด และกรณีที่ฐานรากจะต้องวางบริเวณพื้นที่ถมใหม่ส่วนใกล้กับโครงสร้างที่ลึกกว่าตามรูปแนบนั้น การระบุในข้อกำหนดการทำงานและขั้นตอนต่างๆ ในการขุดถมบดอัด จำเป็นที่จะต้องมีความชัดเจน ว่าขั้นตอนและวัสดุใหม่เป็นอย่างไร เพื่อให้ความแข็งแรงของดิน ได้ดังสมมุติฐานในการออกแบบ ที่ 30 ตัน/ม2 ดังนั้นการเลือกใช้ควรเลือกค่าเฉลี่ยปานกลางซึ่ง อยู่ระหว่าง 15-20 ตัน/ม2 เท่านั้น ซึ่งคงยังเป็นค่าที่สูงมาก (แต่จากการคำนวณประเมินค่าการทรุดตัวไม่ผ่านตามข้อกำหนดของการออกแบบในกรณีที่เลือกใช้ฐานรากแบบไม่มีเสาเข็ม)

2. กรณีของการก่อสร้างโรงแยกก๊าซของ ปตท.นี้ ไม่พบว่ามีข้อกำหนดพิเศษในการก่อสร้างหรือการรับรู้อย่างไรว่า สมมุติฐานในการออกแบบที่ใช้ค่าสูงมากนี้ ได้มีการแจ้งให้รับรู้และมีการควบคุมเป็นพิเศษ ในระหว่างการก่อสร้าง ซึ่งฝ่ายทำการก่อสร้างเพิ่งรับรู้ จากมีการออกมาท้วงติงเรื่องความไม่เหมาะสมในการเลือกใช้ฐานรากไม่มีเสาเข็ม และข้อมูลความแข็งแรงของดินสูงมากกว่าปกติทั่วไป มาใช้ในการออกแบบ (หลังจากการก่อสร้างเสร็จทั้งหมด)

ภาพจำลอง ฐานรากโรงแยกก๊าซ ของ ปตท.

บริเวณที่สร้างโรงแยกก๊าซ ที่ 6 และโรงแยกก๊าซ อีเทน ของ ปตท. (ปี 2551-2552) ซึ่งงานปรับถมบดอัด เตรียมพื้นที่งานก่อสร้าง ดำเนินการโดย บมจ. คริสเตียนี เนลสัน CN การก่อสร้างฐานรากต่างๆ ดำเนินการโดย บมจ. อิตาเลียนไทย ดีเวล๊อปเมนต์ ITD ซึ่งฐานรากเป็นฐานรากตื้น ไม่มีเสาเข็ม ในทุกพื้นที่ โดยใช้สมุมุติฐานในการออกแบบ ใช้ค่ารับน้ำหนักปลอดภัยของดิน สูงถึง 30 ตันต่อตารางเมตร ใช้ค่าความปลอดภัย=3 โดยค่ารับน้ำหนักประลัยของดิน อยู่ที่ 90 ตันต่อตารางเมตร มีผลการทดสอบ Bearing Capacity Test ยืนยัน จากภาพด้านล่างแสดงสีและลักษณะของเนื้อดิน สีน้ำตาลแดงปนขาว ในระดับความลึก ประมาณ 4-12 เมตร (คุณสมบัติของสีและเนื้อดิน อาจแสดงความแข็งแรงของดินได้โดยใช้ลักษณะทางกายภาพ)

คลิ๊กขวาที่รูปเพื่อขยายใหญ่

Soil Color & Bearing Capacity Evaluation

สีของดิน สามารถบอกคุณสมบัติ ได้อย่างไรบ้าง จุดขุดลึก สามารถช่วยตรวจสอบ ลักษณะดินได้ชัดเจน ขึ้น บ้างการขุดดินในหน้าแล้ง จะรู้สึกว่าดินแข็งมาก ยิ่งเป็นดินที่ปนหินผุ หรือมีดินเหนียวแข็งปนมาก โดยเฉพาะดินเหนียวขาว ซึ่งดินพวกนี้เวลาโดนน้ำจะมีความอ่อนตัวมาก ในบริเวณ เทือกหินเก่าดินด้านล่างส่วนใหญ่จะเป็นลักษณะหินผุ ที่ความลึก ประมาณ 5 เมตรลงไป ซึ่งความชื้นจะลดความสามารถในการรับแรงของดินลงไปมาก 25-35 % ขึ้นอยู่กับ % ความชื้นของดิน

จากสีของดินด้านล่าง ใครพอจะประมาณค่า Bearing Capacity ได้บ้างว่า รับน้ำหนักได้ กี่ตัน/ตารางเมตร

คลิ๊กขวาที่รูปเปิดหน้าใกม่ดูรูปขนาดใหญ่