การคาดการณ์แรงสั่นสะเทือนจากการตอกเสาเข็มด้วยการวิเคราะห์สมการคลื่น

Abstract

การประเมินระดับการสั่นสะเทือนจากการตอกเสาเข็มโดยส่วนใหญ่อาศัยสูตรเชิงประสบการณ์ซึ่งเชื่อมโยงขนาดของแรงสั่นสะเทือนเข้ากับพลังงานของตุ้มตอกโดยไม่คำนึงถึงอิทธิพลของแรงต้านทานดิน ในการศึกษานี้ผู้วิจัยได้ประเมินระดับการสั่นสะเทือนจากการตอกเสาเข็มนี้โดยคำนึงถึงลักษณะชั้นดินควบคู่ไปกับพลังงานการตอกโดยอาศัยโปรแกรมวิเคราะห์คลื่นหน่วยแรง (GRL Wave Equation Analysis Program, GRLWEAP) และเชื่อมโยงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วการสั่นสะเทือนที่คำนวณได้กับข้อมูลความเร็วอนุภาคสูงสุดที่ผิวดิน (Peak particle velocity, PPV) จากการตรวจวัดจริงด้วยการวิเคราะห์สหสัมพันธ์(Regression analysis) โดยคำนึงถึงลักษณะการถ่ายแรงของเสาเข็มไปสู่ดินและการส่งผ่านพลังงานคลื่นระหว่างชั้นดินต่างๆ จากการศึกษาพบว่าสามารถสร้างสมการเพื่อใช้ในการประมาณการสั่นสะเทือนที่ผิวดินตามระยะทางต่างๆ จากจุดตอกเสาเข็มได้ โดยแบ่งตามสภาพชั้นดินและเสาเข็มเป็นสามกรณีคือ 1) กรณีที่เสาเข็มมีแรงต้านทานที่ปลายขณะตอกสูงและตอกในลักษณะชั้นดินที่ด้านบนเป็นชั้นดินเหนียวอ่อนโดยมีชั้นดินทรายแข็งวางตัวอยู่ที่ระดับปลายเสาเข็ม 2) กรณีที่เสาเข็มมีแรงต้านทานที่ปลายขณะตอกสูงและตอกในชั้นดินที่มีชั้นดินอ่อนแทรกอยู่ระหว่างชั้นดินทรายแข็งโดยปลายเสาเข็มวางตัวอยู่ที่ชั้นดินอ่อนหรือระดับดินทรายแข็ง และ 3) กรณีที่เสาเข็มมีแรงต้านทานตามผิวด้านข้างขณะตอกสูง เมื่อประยุกต์ใช้วิธีการคำนวณที่ได้เสนอขึ้นในการประเมินการสั่นสะเทือนที่ผิวดินตามระยะทางต่างๆ จากจุดตอกเสาเข็ม โดยเปรียบเทียบกับค่าที่วัดได้จริงในสนามพบว่ามีความสอดคล้องกันดีและสามารถนำไปใช้ในการวางแผนและป้องกันผลกระทบจากการสั่นสะเทือนในงานตอกเสาเข็มได้