พฤติกรรมโครงสร้างหลังคาท่อเหล็กในการก่อสร้างสถานีรถไฟฟ้าใต้ดินในดินกรุงเทพ

Abstract

การก่อสร้างสถานีรถไฟฟ้าใต้ดินในเขตพื้นที่เกาะกรุงรัตนโกสินทร์ซึ่งเป็นพื้นที่อนุรักษ์ ที่มีโบราณสถานสำคัญมากมาย มีข้อกำหนดสำคัญที่เกี่ยวกับงานก่อสร้างโดยไม่อนุญาตให้มีการขุดเปิดหน้าดินบริเวณถนน การก่อสร้างสถานีรถไฟฟ้าใต้ดินในพื้นที่อนุรักษ์ดังกล่าวจึงไม่สามารถดำเนินการก่อสร้างสถานีรถไฟฟ้าใต้ดินบนผิวถนนด้วยวิธีแบบขุดเปิดหน้าดินธรรมดาได้จึงต้องทำการขุดเปิดพื้นที่ทำงานด้านข้างบริเวณทางเท้าโดยใช้วิธีขุดเปิดหน้าดิน จากนั้นจึงใช้วิธีก่อสร้างแบบหลังคาท่อเหล็กดันจากพื้นที่ที่เปิดด้านข้างไปยังอีกด้านของถนน โดยมีกำแพงไดอะแฟรมวอลล์รองรับบริเวณสถานีจากด้านพื้นที่เปิดด้านข้างไปยังกำแพงอีกด้านของสถานี งานวิจัยนี้ทำการศึกษาขั้นตอนการก่อสร้างหลังคาท่อเหล็กและประเมินพฤติกรรมของกำแพงไดอะแฟรมวอลล์ด้วยการวิเคราะห์ด้วยวิธีไฟไนต์อิลิเมนต์เพื่อเปรียบเทียบกับผลการตรวจวัดในสนาม โดยใช้ทฤษฎีจำลองการพังทลายของดินแบบ Mohr-Coulomb เพื่อประเมินหาค่าพารามิเตอร์ความแข็งแรงของดินที่เหมาะสมในรูปอัตราส่วนของยังโมดูลัสแบบไม่ระบายน้ำต่อค่ากำลังรับแรงเฉือนแบบไม่ระบายน้ำสำหรับชั้นดินเหนียว ส่วนชั้นดินทรายจะอยู่ในรูปของอัตราส่วนค่ายังโมดูลัสแบบระบายน้ำต่อค่าจำนวนครั้งของการทดสอบการตอกแบบมาตรฐาน ซึ่งค่าพารามิเตอร์โมดูลัสยืดหยุ่นของดินที่เหมาะสมมีค่าเท่ากับ 300, 450 และ 1,000 สำหรับชั้นดินเหนียวอ่อน, ดินเหนียวแข็งปานกลางและดินเหนียวแข็งถึงแข็งมากตามลำดับ ค่าพารามิเตอร์นี้มีค่าต่ำกว่างานขุดดินลึกของกำแพงไดอะแฟรมวอลล์ในดินกรุงเทพ ทั้งนี้เนื่องจากการขุดสถานีรถไฟฟ้าใต้ดินด้วยวิธีหลังคาท่อเหล็กจะใช้เวลาในการขุดดินมากกว่าวิธีขุดดินปกติ สำหรับชั้นดินทรายค่าพารามิเตอร์โมดูลัสชนิดระบายน้ำที่เหมาะสมมีค่าเท่ากับ 4000 เท่าของค่า SPT N-Value ที่มีหน่วยเป็น kN/m2 ผลการก่อสร้างสถานีรถไฟฟ้าใต้ดินด้วยวิธีหลังคาท่อเหล็กเป็นที่น่าพอใจมาก เกิดการเคลื่อนตัวของดินรอบๆพื้นที่น้อย ไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งปลูกสร้างข้างเคียงในระหว่างการดำเนินการก่อสร้าง