พฤติกรรมของระบบกำแพงกันดินชนิดเข็มพืดแบบใช้ค้ำยันสำหรับงานขุดขนาดลึกในดินเหนียวอ่อนกรุงเทพ

Abstract

งานขุดขนาดลึกในดินเหนียวอ่อนกรุงเทพโดยใช้ระบบกำแพงกันดินชนิดเข็มพืดเป็นที่นิยมมากที่สุดสำหรับงานขุดเพื่อก่อสร้างฐานรากและห้องใต้ดิน การวิจัยนี้ มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมและหาความสัมพันธ์ของการเคลื่อนตัวด้านข้างของเข็มพืดกับการทรุดตัวที่ผิวดินในระหว่างการก่อสร้างพร้อมทั้งศึกษาถึงผลของตัวแปรและพารามิเตอร์ต่างๆ ที่มีผลต่อปริมาณการเคลื่อนตัวด้านข้างของเข็มพืดและเสนอแนะวิธีการก่อสร้างที่เหมาะสม นอกจากนี้ได้เสนอวิธีการคาดคะเนปริมาณการเคลื่อนตัวด้านข้างสูงสุดของเข็มพืดโดยวิธี Simplified method. ผลการวิจัยพบว่า : เข็มพืดมีพฤติกรรมการโก่งตัวเป็นแบบ Rotation about bottom (fixed end) โดยในช่วงแรกของการขุดดินก่อนที่จะมีการค้ำยันการโก่งตัวเป็นแบบคานยื่น ปริมาณการเคลื่อนตัวด้านข้างของเข็มพืดขึ้นอยู่กับสภาพน้ำหนักบรรทุกบนผิวดินและระยะเวลาในการติดตั้งค้ำยันเป็นสำคัญ การทรุดตัวที่ผิวดินมีขอบเขตอยู่ใน Settlement envelope ที่เสนอโดย Peck (1969) และ Mana & Clough (1981) ความสัมพันธ์ของการทรุดตัว สูงสุดที่ผิวดิน (SVmax) ต่อการเคลื่อนตัวด้านข้างสูงสุดของเข็มพืด (SHmax) มีค่าอยู่ในช่วงประมาณ 1.94 ถึง 2.13 สำหรับบริเวณที่มียวดยานจราจรหรือมีน้ำหนักบรรทุกที่ผิวดิน และ 0.83 ถึง 1.62 สำหรับบริเวณที่ไม่มียวดยานจราจร ผลของตัวแปรและพารามิเตอร์ต่างๆ ที่มีต่อค่า SHmax นั้น พบว่า: การลดค่าสติฟเนสของค้ำยันลงเท่าตัว และการติดตั้งตัวค้ำยันล่าช้าอาจทำให้เกิด SHmax มากขึ้นเกือบ 3 เท่าตัว การอัดแรงในค้ำยันช่วยลดค่า SHmax ลงได้มาก ในช่วงการขุดไม่ลึกมากนักหรือในช่วง 2 ชั้นแรกของการขุดเท่านั้น ความลึกของการขุด (H) ทำให้ค่า อัตราส่วน (SHmax/H,%) ลดลง ความหนาของชั้นดินจากระดับขุดถึงชั้นดินแข็ง (T) ทำให้ค่าอัตราส่วน (SHmax/H,%) เพิ่มขึ้น การเว้นคันดินช่วยลดค่า SHmax ลงได้ในช่วง 3 ชั้นแรกของการขุดเท่านั้น อัตราส่วน (SHmax/H,%) ให้ค่าที่ต่ำกว่าที่เสนอโดย Mana และ Clough (1981) เมื่อเปรียบเทียบที่ค่า Factor of safety against basal heave เดียวกัน สำหรับการคาดคะเนปริมาณ SHmax โดยวิธี Simplified method ที่เสนอโดย Wong และ Broms (1989) นั้นสามารถใช้ได้ดีในการขุดช่วงสุดท้ายเท่านั้น ซึ่งไม่นำผลของน้ำหนักบรรทุกบนผิวดินมาเกี่ยวข้อง ส่วนวิธีการก่อสร้างที่เหมาะสมนั้นควรมีการติดตั้งหมุดวัดการทรุดตัวที่ผิวดินไว้โดยรอบสถานที่ก่อสร้าง การติดตั้งค้ำยันและการอัดแรงควรรีบดำเนินการโดยเร็ว ยวดยานต่างๆ ในการก่อสร้างควรใช้ Platform เป็นเส้นทางขนส่ง และการขุดดินควรมีการเว้นคันดินไว้โดยรอบบ่อขุดโดยเฉพาะการขุดดินในช่วงแรก