การปรับปรุงคุณภาพดินหนองงูเห่าด้วยเข็มปูนขาวโดยวิธีแทนที่

Abstract

วิทยานิพนธ์นี้เป็นการศึกษาพฤติกรรมของดินหนองงูเห่าเมื่อปรับปรุงด้วยเข็มปูนขาวโดยวิธีแทนที่ทางด้าน Strength Characteristics, Index Properties และ Compressibility โดยการเก็บตัวอย่างดินมาทดสอบในห้องปฏิบัติการและทำการทดสอบ CPT ในสนาม ก่อนติดตั้งเข็มปูนขาวและที่เวลา 7,15,30,60,90, และ 160 วันหลังติดตั้งเข็มปูนขาว ซึ่งแบ่งออกเป็นสองแปลง ทดสอบคือ แปลงทดสอบ TS-1 ห่าการติดตั้งเข็มปูนขาวขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.4 ม. ด้วย spacing 1.2 ม. ลึก 15.0 ม. จำนวน 12x12 ต้น ด้วยเครื่องมือแบบ Rotary และแปลงทดสอบ TS-2 ทำการติดตั้งเข็มปูนขาวขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 0.4 ม. ด้วย spacing 1.5 ม. ลึก 15.0 ม. จำนาน 12x11 ต้นด้วยเครื่องมือแบบ Vibratory จากข้อมูลการทดสอบในห้องปฏิบัติการและการทดสอบในสนามพบว่าคุณสมบัติของดินหนองงูเห่าหลังติดตั้งเข็มปูนขาว มีการเปลี่ยนแปลง ดังนี้ ในช่วงเวลา 90 วันแรก ซึ่งปฏิกิริยาทางเคมีเริ่มสิ้นสุดลงปริมาณความชื้นและ void ratio ในมวลดินลดลง เนื่องจากน้ำถูกใช้ไปในการทำปฏิกิริยาของปูนขาว ซึ่งจากปฏิกิริยานี้เองเสาเข็มปูนขาวจะขยายตัวทำให้เกิดการรบกวนดินเพิ่มขึ้น จากขั้นตอนในการติดตั้งเข็มปูนขาว จากการรบกวนนี้เองทำให้โครงสร้างดินถูกทำลายและทำให้ positive excess pore pressure ในดินเพิ่มขึ้นเป็นเหตุให้กำลังรับแรงเฉือนจากการทดสอบ CPT ลดลง ในทางตรงข้าม negative excess pore pressure ในดินที่เพิ่มขึ้นจากการดูดน้ำของเข็มปูนขาวและการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิจากปฏิกิริยาของปูนขาว จะทำให้กำลังรับแรงเฉือนของดินเพิ่มขึ้นกับเวลาจนกระทั่งปฏิกิริยาสิ้นสุด เมื่อระยะเวลาเพิ่มขึ้นอุณหภูมิในมวลดินจะลดลง ทำให้ผลรวมของ excess pore pressure ในดินเป็นได้ทั้ง positive หรือ negative ดังนั้นกำลังรับแรงเฉือนของดินจึงอาจเพิ่มขึ้นหรือลดลงกับเวลาก็ได้ และที่ระยะเวลา 160 วันหลังติดตั้งเข็มปูนขาวพบว่าเกิด negative excess pore pressure ในชั้นดินเหนียวอ่อน และเกิด positive pore pressure ในชั้นดินเหนียวแข็งปานกลาง (ก่อนการทำคันดินทดสอบ) นอกจากนี้ในการพิจารณาเปรียบเทียบวิธีการปรับปรุงดินโดยใช้ PVD กับการใช้เข็มปูนขาวจากการให้ความสูงของการทำคันดินทดสอบเท่ากัน ( 2.3 ม., ประมาณค่าจากการลบความสูงเริ่มต้นของคันดินของแปลงทดสอบ PVD ด้วย consolidation settlement จากการคำนวณโดย hyperbolic curve fitting รวมกับ undrained settlement) พบว่า i)วิธีการปรับปรุงด้วยเข็มปูนขาวโดยวิธีแทนที่ไม่เหมาะสมสำหรับการใช้กับดินเหนียวอ่อนกรุงเทพ เพราะจะมีปัญหาการรบกวนดินเนื่องจากดินมีความไวตัวสูงและจำเป็นต้องใช้เวลาเพื่อให้ได้ strength ตามต้องการ ii)การติดตั้งเข็มปูนขาวโดยปลายเข็มอยู่ในชั้นดินเหนียวแข็งจะทำให้เกิดการทรุดตัวน้อย แต่จะมีปัญหาด้าน negative skin friction อาจทำให้เข็มเกิดการวิบัติทางโครงสร้างและ bearing capacity ได้ iii) วิธีการปรับปรุงดินโดยใช้ PVD ต้องใช้เวลามากและต้องใช้ทรายที่มีคุณภาพในการทำ sand blanklet และembankment ต้องสูงเพียงพอเพื่อให้เกิดการไหลของน้ำได้ อย่างไรก็ตามหากใช้ embankment สูงมากกว่า 2.3 ม. ก็จำเป็นต้องก่อสร้าง berm ด้วย iv) วิธีการปรับปรุงดินโดยใช้ PVD จะไม่ effective ตั้งแต่ความลึก 12 ม.ลงไป เนื่องจากผลของการสูบน้ำบาดาล และการมี post construction settlement ของชั้นดินเหนียวอยู่ใต้ระดับที่ติดตั้ง PVD อาจทำให้เกิดปัญหา differential settlement จากการที่ดินไม่ uniform ได้