หลายๆคนอาจเคยได้ยินเกี่ยวกับปัญหาการทรุดตัวของอาคารกันมาบ้าง ในบางกรณีอาจทำให้เกิดความเสียหายกับโครงสร้างอาคารกันเลยทีเดียว ซึ่งโดยปกติแล้วอาคารที่ตั้งอยู่บนเสาเข็มอาจจะไม่ได้พบเจอปัญหาเหล่านี้เท่าไหร่นัก เนื่องจากน้ำหนักหนักของอาคารจะถูกถ่ายลงเสาเข็ม
ปัญหาการทรุดตัวของสิ่งปลูกสร้างเกิดจากการที่น้ำหนักของโครงสร้างวางอยู่บนผิวดินโดยตรง และดินเดิมนั้นไม่ได้คุณภาพหรือมีคุณสมบัติไม่เหมาะสม เมื่อมีน้ำหนักจากสิ่งปลูกสร้างมากดทับ ดินไม่สามารถแบกรับน้ำหนักได้ จึงเกิดการทรุดตัวดังกล่าวนั่นเอง.
ดังนั้น หากทราบว่าสิ่งปลูกสร้างของเราจำเป็นต้องวางอยู่บนผิวดินโดยตรง การปรับปรุงคุณภาพดิน (Soil Improvement) ก่อนทำการก่อสร้างจึงเป็นสิ่งที่ควรคำนึงถึง เพื่อลดโอกาสการเกิดปัญหาหารทรุดตัว
ดินคืออะไร?
ดิน (Soil) เป็นวัสดุทางธรรมชาติที่เกิดจากการย่อยสลายของอินทรีย์สารในธรรมชาติ มีคุณสมบัติที่หลากหลายตามแต่ชนิด ในทางวิศวกรรมนั้น ดินเป็นองค์ประกอบที่มีบทบาทสำคัญ ทั้งในเรื่องของการใช้เป็นวัสดุมวลรวมและการก่อสร้างต่างๆ เช่น อาคาร ถนน เขื่อน หรือสิ่งปลูกสร้างที่ตั้งอยู่บนพื้นโลก ล้วนแล้วแต่ตั้งอยู่บนดินทั้งสิ้น
ดินประกอบด้วยอะไรบ้าง?
โดยปกติแล้ว มวลดินจะประกอบได้ด้วย 3 ส่วนคือ เม็ดดิน น้ำ และอากาศ
ดินแห้ง จะประกอบด้วย เม็ดดินและอากาศ
ดินอิ่มตัวด้วยน้ำ จะประกอบด้วย เม็ดดินและน้ำ
ดินไม่อิ่มน้ำ จะประกอบด้วย เม็ดดิน น้ำ และอากาศ
ดินทรุดได้อย่างไร?
หากมองจากองค์ประกอบของมวลดิน อันได้แก่ เม็ดดิน น้ำ และอากาศนั้น ระหว่างเม็ดดินจะเป็นมีช่องว่าง (Void) ที่อากาศและน้ำจะเข้าไปอยู่ได้ เจ้าช่องว่างระหว่างเม็ดดินนี้เปรียบเสมือนโพรงระหว่างเม็ดดิน
เมื่อดินอิ่มตัวด้วยน้ำ ช่องว่างนี้จะเต็มไปด้วยน้ำ เมื่อมีแรงกดทับบนดิน แรงกดนั้นจะดันให้น้ำไหลออกจากดินผ่านช่องว่างเหล่านี้ ขนาดของช่องว่างจะถูกบีบอัดให้เล็กลงและทำให้เม็ดดินมีความแน่นขึ้น ในทางกลับกัน ความแน่นนี้จะทำให้ปริมาตรของดินลดลง
กรณีของดินแห้ง ช่องว่างนี้จะเต็มไปด้วยอากาศ เมื่อมีแรงกดทับบนดิน ช่องว่างจะถูกบีบอัดให้เล็กลงและทำให้เม็ดดินมีความแน่นขึ้น และ ความแน่นนี้จะทำให้ปริมาตรของดินลดลงหรือเกิดการทรุดนั่นเอง
การป้องกันไม่ให้ดินทรุด สามารถทำได้ไหม อย่างไร?
การป้องกันไม่ให้ดินทรุดอาจทำได้โดยการปรับปรุงคุณภาพดิน (Soil Improvement)
การปรับปรุงคุณภาพดิน (Soil Improvement) คือการปรับปรุงดินบริเวณนั้นที่ดินเดิมไม่มีคุณภาพหรือมีคุณสมบัติไม่เหมาะสมให้มีกำลังสูงขึ้น ซึ่งวิธีการมีอยู่หลายวิธีด้วยกัน เช่น การบดอัดดิน การใช้วัสดุเสริมกำลัง วิธีที่เป็นที่นิยมและสามารถปรับปรุงคุณภาพดินได้อย่างมีประสิทธิภาพวิธีหนึ่ง ก็คือวิธีบดอัดดินด้วยเครื่องจักร
การบดอัดดิน (Soil Compaction) เป็นการใช้เครื่องจักรบดอัดดิน เพื่อให้ดินมีความหนาแน่นขึ้น การบดอัดดินจะทำให้ปริมาณช่องอาการในดินลดลง ส่งผลให้การบวมน้ำน้อยลง การซึมน้ำต่ำลง ดินสามารถรับกำลังแรงเฉือนได้มากขึ้น และส่งผลให้การทรุดตัวของดินมีค่าน้อยลงตามไปด้วย
อีกวิธีหนึ่งที่ช่วยทำให้การปรับปรุงคุณภาพดินด้วยวิธีบดอัดดินด้วยเครื่องจักรมีประสิทธิภาพมากขึ้นก็คือ การปล่อยให้ดินคายน้ำออกตามธรรมชาติให้มากที่สุดก่อนทำการบดอัดดิน วิธีนี้จะทำให้การบดอัดดินทำได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น แต่มีข้อสังเกตคือ วิธีนี้ต้องเวลานานในการปล่อยให้ดินคายน้ำ จึงอาจไม่เหมาะสมสำหรับโครงการที่มีความจำกัดในเรื่องเวลาในการก่อสร้างครับ
ดังนั้น เมื่อทราบว่าสิ่งปลูกสร้างของเราจำเป็นต้องตั้งอยู่บนผิวดินโดยตรง หรือไม่มีเสาเข็ม ก่อนการปลูกสร้างควรทำการทดสอบคุณภาพดินเสียก่อน หากตรวจสอบแล้วพบว่าดินเดิมบริเวณที่จะทำการก่อสร้างนั้น ไม่ได้คุณภาพ หรือมีคุณสมบัติไม่เหมาะสม เราควรทำการปรับปรุงคุณภาพดินบริเวณนั้นให้มีกำลังสูงขึ้น หรือมีคุณสมบัติที่เหมาะสมเสียก่อน เพื่อลดปัญหาการทรุดตัวของสิ่งปลูกสร้างนั้นครับ
แล้วพบกับสาระดีๆแบบนี้ทางด้านงานช่าง งานวิศวกรรม และอุตสาหกรรมได้ที่ นายช่างมาแชร์ นะครับ
Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
#นายช่างมาแชร์ #โยธา
