พฤติกรรมการเคลื่อนตัวของกำแพงกันดินชนิดเข็มพืดและไดอะแฟรมสำหรับงานขุดแบบใช้ค้ำยันในดินเหนียวกรุงเทพ

Abstract

งานวิจัยนี้ศึกษาพฤติกรรมการเคลื่อนตัวของกำแพงกันดินเข็มพืด ในการก่อสร้างอาควอเรียม ของโครงการสยามพารากอน เพื่อขุดดินลึก 10.55 เมตร พร้อมระบบค้ำยัน 4 ชั้น โดยใช้เข็มพืดเหล็กType IV ยาว 18.0 เมตร โดยก่อสร้างเป็นระบบกำแพงเข็มพืดชั้นเดียว และกำแพงเข็มพืด 2 ชั้น หรือระบบ Cofferdam และศึกษาพฤติกรรมการเคลื่อนตัวของกำแพงไดอะแฟรมวอลล์ ในการก่อสร้างบ่อบำบัดน้ำเสีย ที่ขุดดินลึก 12.15 เมตร ด้วยระบบไดอะแฟรมวอลล์หนา 1.0 เมตร ลึก 28.2 เมตร พร้อมระบบค้ำยัน 3 ชั้น ผลการตรวจวัดการเคลื่อนตัวด้านข้างของกำแพงเข็มพืดเหล็กจาก Inclinometer พบว่าระบบเข็มพืด Cofferdam มีค่าการเคลื่อนตัวน้อยกว่าระบบเข็มพืดแถวเดียว ประมาณ 50% โดยมีระดับ Shear Strain ของระบบเข็มพืด Cofferdam ในชั้นดินเหนียวอ่อนและดินเหนียวแข็งปานกลาง มีค่าระหว่าง 0.22 – 0.30% และ 0.21 – 0.39% ตามลำดับ ในขณะที่ Shear Strain ของระบบเข็มพืดแถวเดียว ในชั้นดินเหนียวอ่อนและดินเหนียวแข็งปานกลาง มีค่าระหว่าง 0.26 – 0.34%และ 0.28 – 0.46% ตามลำดับ ในส่วนของการเคลื่อนตัวของกำแพงไดอะแฟรมวอลล์ พบว่า ความแข็งของระบบค้ำยันมีผลอย่างมากต่อการเคลื่อนตัวของกำแพง โดยพบว่ากำแพงไดอะแฟรมวอลล์เคลื่อนตัวมากถึง 50 มิลลิเมตร เนื่องจากการสูญเสียแรงในค้ำยันชั้นที่ 1 ผลการตรวจวัดแรงในระบบค้ำยันด้วย Pressure Gauge พบว่าแรงอัดในค้ำยันเหล็กเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนไป โดยมีค่าประมาณ 57 กิโลกรัม/ตารางเซนติเมตร และ 151 กิโลกรัม/เซนติเมตร สำหรับระบบค้ำยันเข็มพืด Cofferdam และกำแพงไดอะแฟรมวอลล์ ตามลำดับ ผลการวิเคราะห์กลับด้วยวิธีไฟไนท์เอลลิเมนต์ เพื่อตรวจสอบการเคลื่อนตัวด้านข้างของกำแพง เปรียบเทียบกับการตรวจวัด พบว่าในขั้นตอนสุดท้ายของการขุดดินลึกประมาณ -10.0 เมตร ถึง -12.5 เมตร ค่าโมดูลัสของดิน (Young’s Modulus) ในรูปอัตราส่วนกับความต้านทานแรงเฉือนของดิน (Sᵤ) ของดินเหนียวอ่อน, ดินเหนียวแข็งปานกลาง และดินเหนียวแข็ง มีค่าประมาณ 150 Sᵤ, 250 Sᵤ, 1000 Sᵤ และ 125 Sᵤ, 200 Sᵤ, 1000 Sᵤ สำหรับระบบกำแพงเข็มพืด Cofferdam และเข็มพืดแถวเดียว ตามลำดับ ในขณะที่ค่าโมดูลัสของดินของระบบกำแพงไดอะแฟรมวอลล์ มีค่าประมาณ 350 Sᵤ , 500 Sᵤ 1000 Sᵤ สำหรับดินเหนียวอ่อน , ดินเหนียวแข็งปานกลาง และดินเหนียวแข็ง ตามลำดับ ในส่วนของการขุดดินตื้นนั้น ค่า Shear Strain ของการเคลื่อนตัวด้านข้างของกำแพง มีค่าน้อยกว่าที่ขั้นตอนขุดสุดท้าย และโมดูลัสของดินเพิ่มขึ้น เมื่อ Shear Strain ต่ำกว่าขั้นตอนขุดสุดท้าย และมีพฤติกรรมความสัมพันธ์ไม่เป็นเส้นตรง (Non-Liner Young’s Modulus)