ในงานวิศวกรรมปฐพีสิ่งที่จำเป็นประการหนึ่งก็คือการเจาะสำรวจดิน วัตถุประสงค์ในการเจาะสำรวจดินนั้นเพื่อใช้เป็นข้อมูล
- เพื่อใช้เลือกชนิดของฐานราก
- เพื่อใช้หากำลังรับน้ำหนักบรรทุกของฐานรากที่เลือกใช้
- เพื่อประมาณค่าการทรุดตัวของฐานรากที่เลือกใช้
- เพื่อหาค่าระดับน้ำใต้ดิน
- เพื่อหาแรงดันดินด้านข้างที่กระทำต่อกำแพง หรือ Abutment
- ใช้ช่วยเขียนข้อกำหนดในการก่อสร้างเพื่อป้องกันปัญหาที่จะเกิดขึ้น
- เพื่อให้หาชนิดของดินที่เหมาะสมในงานถม และหา Degree of compaction
- เพื่อประเมินค่าความปลอดภัยของโครงสร้างเดิม
- เพื่อหาวิธีที่เหมาะสมในการแก้ไข ในกรณีที่โครงสร้างไม่มีความปลอดภัย หรืออาจมีปัญหาเนื่องจากการทรุดตัว
สิ่งที่ต้องทำในการสำรวจดินตามมาตรฐาน ASTM D420
- การค้นหาข้อมูลเดิมที่มีอยู่แล้วเช่น ข้อมูลชั้นดินของโครงการก่อสร้างที่อยู่ข้างเคียง หรือข้อมูลที่ได้ทำการสำรวจไว้ในขณะออกแบบขั้นต้น ซึ่งสิ่งเหล่านี้จะทำให้วางแผนการเจาะสำรวจได้ดียิ่งขึ้น
- การสำรวจในสนามทั้งการสำรวจที่ผิวดินและการเจาะสำรวจโดยวิธีต่างๆ เช่นการใช้สว่านมือเจาะ การขุดหลุมทดสอบ หรือการใช้เครื่อมือเข้ามาเจาะสำรวจและเก็บตัวอย่าง เพื่อสำรวจความลึกของน้ำใต้ดิน และชั้นดินที่แข็งแรงพอที่จะวางฐานรากไว้ได้ เช่น ชั้นหินหรือชั้นดินที่มีกำลังรับน้ำหนักบรรทุกสูง
- การสำรวจสิ่งก่อสร้างที่อยู่ใกล้กับบริเวณที่จะทำการเจาะสำรวจว่ามีพฤติกรรมอย่างไร ในแง่ของชนิดฐานรากที่ใช้ และลักษณะการใช้งาน
แนวทางการตรวจสอบชั้นดินเพื่องานฐานราก (ว.ส.ท. 2545)
- ปัจจัยที่ควรคำนึงถึงในการวางแผนการเจาะสำรวจชั้นดิน
– สภาพชั้นดินที่แปรปรวน อาจพบสภาพชั้นดินที่เหมือนกับชั้นดินในบริเวณใกล้เคียง การวางแผนกำหนดต่ำแหน่งและจำนวนหลุมจึงมีความสำคัญ
– ขนาดของโครงการ
– ข้อมูลที่ได้เพิ่มเติมในระหว่างการก่อสร้าง - การวางแผนการเจาะสำรวจแบ่งเป็น 3 ขั้นตอน
– สำรวจหาเฉพาะข้อมูลพื้นฐานทางธรณีเทคนิค เพื่อทราบลำดับและความหนาของแต่ละชั้นดินพร้อมทั้งคุณบัติพื้นฐานทั่วไปของดินเหล่านั้น
– นำข้อมูลสำรวจเบื้องต้นที่ได้มาศึกษาเปรียบเทียบกับน้ำหนักและรูปร่างของโครงสร้างในผังบริเวณที่กำหนดการก่อสร้าง โดยอาจใช้ข้อมูลที่ได้จากโครงการอื่นซึ่งอยู่ใกล้เคียงกันมาประกอบ เพื่อกำหนดรายละเอียดสำหรับการเก็บตัวอย่างพิเศษ การทดสอบวิเคราะห์ที่ควรมีเพิ่มเติม และการกำหนดความลึกที่เหมาะสมในหลุมเจาะสำรวจต่อไป
– ตรวจสอบติดตามผลลัพธ์จากข้อมูลการสำรวจว่าสอดคล้องและเพียงพอสำหรับความต้องการในการออกแบบหรือไม่ ลักษณะดิน/วัสดุที่พบระหว่างก่อสร้างจริงเป็นเช่นไร หรือมีสิ่งผิดปกติเบี่ยงเบนไปจากข้อมูลเบื้องต้นเดิมหรือไม่ หรือมีการเปลี่ยนแนวคิดออกแบบโครงสร้างแตกต่างไปจากแนวคิดเดิมที่ได้ออกแบบไว้แล้ว กรณีเช่นนี้ควรเจาะสำรวจดินเพิ่มบริเวณที่ยังมีข้อสงสัยหรือบริเวณที่ต้องการข้อมูลเฉพาะสำหรับการออกแบบ - แนวทางการตรวจสอบชั้นดิน
วิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ได้เสนอแนวทางการตรวจสอบชั้นดินเพื่องานฐานรากในประเทศไทย และได้สรุปออกมาเป็นตารางเพื่อเป็นแนวทาง ในปัจจุบันยังไม่มีการกำหนดได้อย่างมีเกณฑ์ตายตัว โดยส่วนใหญ่แล้วจะใช้หลักเกณฑ์ที่เคยปฏิบัติกันอยู่เป็นประจำ ตัวอย่างเช่น
– ในงานอาคาร ถ้าพบว่าชั้นดินนั้นมีสภาพสม่ำเสมอไม่เปลียนแปลงมากนัก หลุมเจาะจะห่างกับประมาณ 40 – 60 เมตร (โดยเฉลี่ยแล้วหลุมเจาะ 1 หลุม จะเป็นตัวแทนของพื้นที่ขนาด 40×40 ตารางเมตร ถึง 60×60 ตารางเมตร)
– ในงานถนน หลุมเจาะแต่ละหลุมอาจห่างกันถึง 200 – 500 เมตรตามแนวถนน - แนวทางสำหรับการเจาะสำรวจในเขตกรุงเทพมหานครและบริมณฑล
ความลึกของหลุมเจาะที่ใช้เป็นแนวทางสำหรับการเจาะสำรวจในเขต กทม. (ดูหมายเหตุ ก) และปริมณฑล ซึ่งได้กล่าวว่า “ความลึกของหลุมเจาะมักกำหนดขึ้นจากประสบการณ์เจาะสำรวจดินที่สะสมมามากกว่า 50 ปี จากข้อมูลที่มีอยู่ และจากข้อมูลสำรวจดินของโครงการที่เปิดใช้งานได้ดีแล้วในละแวกใกล้เคียง”
ตารางแสดงแนวทางสำหรับการเจาะสำรวจในเขตกรุงเทพมหานครและปริมณฑล (ว.ส.ท. 2545) (ก) ยกเว้นบริเวณที่ชั้นดินผิดแปลกไปจากสภาพปกติ เช่น
– บริเวณบางรัก (สันนิษฐานว่าเป็นแนวแม่น้ำเก่า) ซึ่งมีชั้นดินเลนอ่อนมากสีดำกระจายอยู่ในช่วงความลึก 38 – 50 เมตร
– บริเวณบางพลี ดินอ่อนช่วงบนมีความหนามาก บางพื้นที่ลึก 26 เมตร จากระดับผิวดินซึ่งครอบคลุมพื้นที่ประมาณ กม. 28 ของถนนบางนา – บางพลี – บางปะกง
– บริเวณฝั่งธนบุรี มักมีชั้นทรายขี้เป็ด หรือ ตะเข็บของทรายแป้ง (silt seam) กระจายอยู่ทั่วไป โดยมักแทรกอยู่ในชั้นดินอ่อนช่วงบน ความลึก 0 – 15 เมตร
(ข) เพื่อให้ความสามารถในการรับน้ำหนักสูงขึ้น ความลึกของฐานรากเสาเข็มที่ใช้อาจเปลี่ยนแปลงได้ ถ้าวิศวกรต้องการที่จะออกแบบเป็นเสาเข็มเจาะ หรื่อเสากลมแรงเหวี่ยงที่ใช้สว่านเจาะนำ (Auger Presses Spun Pile) ซึ่งสามารถก่อสร้างลงไปได้ลึกกว่าโดยไม่มีอุปสรรคจากการตอกหรือเจาะผ่านชั้นทรายแน่น
(ค) ได้ประมาณการความลึกหลุมเจาะไว้ กรณีที่จะใช้เสาเข็มเจาะเป็นทางเลือก โดยมีข้อมูลทางชั้นดินที่เชื่อถือได้ของอาคารข้างเคียงซึ่งได้ก่อสร้างเสร็จสำบูรณ์ และใช้งานเป็นที่น่าพอใจแล้ว
ชั้นดินตะกอนทรายบริเวณริมตลิ่มแม่น้ำเป็นสิ่งที่ต้องคำนึงถึนการวางแผนการเจาะสำรวจ ในรูปเป็นรูปตัดชั้นดินจากการเจาะสำรวจเพื่อก่อสร้างสะพานวงแหวนอุตสาหกรรม - แนวทางสำหรับการเจาะสำรวจในพื้นที่ต่างจังหวัด
สำหรับพื้นที่ต่างจังหวัด ซึ่งได้ตรวจดูสภาพการก่อตัวและการกำเนิดของชั้นดินทางธรณีวิทยาแล้ว มีความเลี่ยงน้อยต่อการทรุดตัวเนื่องจากมีกระเปาะดินเหลวอ่อนแทรกตัวอยู่ หรือจากชั้นดินที่เป็นโพรงช่องว่าง
แนวทางสำหรับการเจาะสำรวจในพื้นที่ต่างจังหวัด (ว.ส.ท. 2545)
(ข) ประมาณจากความยาวเสาเข็มตอกของอาคารทั่วไปที่ใช่อยู่ปัจจุบัน ซึ่งได้ก่อสร้างแล้วเสร็จและใช้งานเป็นที่น่าพอใจ
(ค) ประเมินจากความสารถของปั้นจั่น ชนิด และวิธีการตอกเสาเข็ม โดยทั่วไปพบว่าค่าการทรุดตัวของชั้นดินจะลดลงเมื่อเป็นชั้นดินแข็งมากหรือทรายแน่น ที่มีค่า SPT, N-Value > 40 หรือ 50 ครั้ง/ฟุต - แหล่งข้อมูลหลุมเจาะจากเวปไซท์ของกรมโยธาธิการ
แหล่งข้อมูลหลุมเจาะสำรวจในประเทศไทยอาจสืบค้นได้จากฐานข้อมูลในอินเตอร์เน็ต ตัวอย่างเช่น ฐานข้อมูลรายละเอียดผลการเจาะสำรวจชั้นดินทั่วประเทศของกรมโยธาธิการและผังเมือง จากเวปไซท์ www.dpt.go.th ซึ่งจัดทำขึ้นโดยสำนักควบคุมการก่อสร้างกลุ่มงานวิเคราะห์วิจัยและพัฒนา ซึ่งข้อมูลเหล่านี้สามารถใช้เป็นข้อมูลเบื้องต้นก่อนในการวิเคราะห์ออกแบบระบบฐานรากเบื้องต้น ในขั้นตอนการออกแบบและประมาณราคา สำหรับโครงการขนาดใหญ่นั้นจำเป็นจะต้องเจาะสำรวจชั้นดินจริงเพิ่มเติมในบริเวณที่จะทำการก่อสร้าง ในกรณีโครงการขนาดเล็กที่ไม่มีการเจาะสำรวจดิน ข้อมูลเหล่านี้จะนำไปใช้เลือกระบบญานราก ซึ่งดีกว่าการเลือกใช้ฐานรากโดยไม่มีข้อมูลการเจาะสำรวจดินเลย
