July 6, 2017

การก่อสร้างเสาเข็มดิน-ซีเมนต์

การก่อสร้างเสาเข็มดิน-ซีเมนต์วิธีระบบเปียก (WetProcess) การผสมแบบ Mechnical Mixing และฉีดน้ำปูนด้วยความ (Low Pressure)

ข้อได้เปรียบของวิธีการนี้คือการฉีดน้ำปูนด้วยความดันต่ำ(LowPresture)ทำให้การสูญเสียกำลังของดินในแนวราบมีน้อยและการผสมโดยใบเหล็กตามขนาดของเสาเข็ม-ดินซีเมนต์ กวนผสม(Mechnical Mixing) ทำให้ดินเข้ากับน้ำปูนได้ ดีสม่ำเสมอตลอดความยาวเสาเข็มดิน-ซีเมนต์โดยหัวเจาะ (Mixing Head) จะถูกควบคุมให้ความเร็วในการเจาะขาลง(Penetration Rate) คงที่และทั้งจะฉีดน้ำปูนพร้อมกับการหมุนหัวเจาะ เพื่อกวนผสมดินกับน้ำปูนจนกระทั่งถึงความลึกที่ได้ออกแบบไว้ แล้วจึงหมุนหัวเจาะย้อนกลับอีกทางและถอนขึ้นด้วยความเร็วขาขึ้น (Retraction Rate) คงที่ โดยวัดค่าการก่อสร้างด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อควบคุมการทำงานการก่อสร้างเสาเข็มดินซีเมนต์ให้มีความถูกต้องมากขึ้น โดยที่คอมพิวเตอร์จะทำการวัดค่าต่างๆและแสดงผลตลอดเวลา (Real Time) พร้อมสามารถพิมพ์ข้อมูลการก่อสร้างเสาเข็มดินซีเมนต์ให้ทราบในขณะก่อสร้างทันที

วัสดุสำหรับงานก่อสร้างเสาเข็มดิน-ซีเมนต์

  1. ปูนซีเมนต์ (Cement)  ปูนซีเมนต์ที่ใช้เป็นปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์ชนิดที่ 1 ตามมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมที่ มอก.15 บรรจุในถังซึ่งสามารถป้องกันความชื้นได้
  2. น้ำ (Water)  น้ำที่ใช้ในงานก่อสร้างเสาเข็มดิน-ซีเมนต์ต้องเป็นน้ำจืดที่สะอาด ปราศจากสิ่งปนเปื้อน
  3. น้ำปูน (Slurry)   น้ำปูนที่ผสมแล้วจะต้องใช้ภายใน 2 ชั่วโมงหลังจากผสมปูนซีเมนต์กับน้ำ

อุปกรณ์และเครื่องจักรที่ใช้ในการก่อสร้างเสาเข็มดิน-ซีเมนต์

เครื่องเจาะ (Base Machine)

  1. รถเจาะ(Rig)
    1. รถเจาะ ( BASE MACHINE)
    2. หัวเจาะ (Mixing Head)
  2. ชุดคอมพิวเตอร์ควบคุม (Computer control set)
    1. เครื่องวัดความลึก (Encoder)
    2. เครื่องวัดการไหล (Flow meter)
    3. เครื่องพิมพ์ข้อมูล (Printer)

แพล้นผสมน้ำปูน(Mixing plant)

  1. ถังผสม (Mixing tank)
  2. ท่อส่งซีเมนต์ (Screw conveyor)
  3. ถังน้ำ (Water tank)
  4. ปั้มส่งน้ำปูน (Grout hose)
  5. ตราชั่ง(Cement & water weight scale)
  6. เครื่องกำเนินไฟฟ้า (Generator)
  7. ถังเก็บปูนซีเมนต์ (Cement silo)
  8. ถังพักน้ำปูน (Slurry storage tank)

ขั้นตอนการก่อสร้างเสาเข็มดิน-ซีเมนต์

  1. กำหนดตำแหน่งศูนย์กลางของเสาเข็มดินซีเมนต์ลงบนพื้นดิน
  2. เคลื่อน Base Machine เข้าไปยังตำแหน่งในข้อ 1
  3. นำหัวเจาะที่ติดกับ Base Machine ไปยังตำแหน่งในข้อ 1
  4. ปรับให้ก้านหัวเจาะอยู่ในแนวดิ่ง
  5. เจาะพร้อมหมุนหัวเจาะ (Mixing Head) ลงไปที่ระดับหัวเสาเข็ม (Top Column)โดยไม่ฉีดน้ำปูน
  6. เริ่มการฉีดน้ำปูน(Slurry)พร้อมหมุนหัวเจาะ(Mixing Head)จากระดับหัวเสาเข็มดินที่กำหนด
  7. เจาะผสมดินลงด้วยความเร็วขาลง (Penetration Rate) และฉีดน้ำปูนตามรายการคำนวณตลอดยาว
  8. หยุดการฉีดน้ำปูน
  9. หมุนหัวเจาะกลับทิศทางและถอนหัวเจาะขึ้นด้วยความเร็วขาขึ้น (Retraction Rate) คงที่
  10. ขณะก่อสร้างเสาเข็มดินซีเมนต์ สามารถควบคุมการก่อสร้างผ่านชุดคอมพิวเตอร์ที่ติดตั้งภายใน

การควบคุมคุณภาพการก่อสร้างเสาเข็มดิน-ซีเมนต์

ก่อนการก่อสร้าง

การทดลองหาปริมาณซีเมนต์ที่เหมาะสมในห้องปฏิบัติการ (Trial Mix Test)

ผู้รับจ้างได้ทำการเจาะสำรวจและเก็บตัวอย่างดินคงสภาพ เพื่อทำการทดสอบคุณสมบัติดิน ในห้องปฏิบัติการและทำการทดลองหาปริมาณซีเมนต์ที่เหมาะสม พร้อมทั้งทดสอบหาค่ากำลังรับแรงเฉือน แบบไม่ระบายน้ำ (Undrained Shear Strength) และค่าความยืดหยุ่น (Modulus) โดยวิธี Unconfined Compression Test สำหรับอัตราส่วนที่ผู้รับจ้างได้ทดลองผสมเพื่อหากำลังรับแรงเฉือนแบบไม่ระบายน้ำในห้องปฏิบัติการทั้งนี้ในการทดสอบ Unconfined Compression Test ตามมาตรฐาน ASTM D2166-85 เมื่อตัวอย่างมีอายุบ่มครบ 28 วัน

ก่อสร้างเสาเข็มดิน-ซีเมนต์ต้นทดสอบในสนาม ( Test Soil Cement Column)

หลังจากปรับเทียบอุปกรณ์และเครื่องจักรต่างๆ เป็นที่เรียบร้อยแล้วจึงทำการก่อสร้างเสาเข็มดิน-ซีเมนต์ต้นทดสอบในสนามโดยใช้ซีเมนต์อัตราส่วนที่ผลการทดสอบ Unconfined strength ผ่านตามค่าที่ออกแบบ มาก่อสร้างเพื่อทำการทดสอบมีรายละเอียดดังนี้

  1. ก่อสร้างเสาเข็มดินซีเมนต์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 80 ซม. ยาว 8.0 ม. เพื่อตรวจขนาด รูปร่าง ความสม่ำเสมอของเนื้อเสาเข็มดินซีเมนต์และความยาว ของเสาเข็มดินซีเมนต์ โดยทำการดึงถอนเสาเข็มทั้งต้น (Pull Out Test) แสดงในภาคผนวก C
  2. ก่อสร้างเสาเข็มดินซีเมนต์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 80 ซม. ยาว 8.0 ม. (ความยาวที่ออกแบบ) เพื่อทดสอบการรับน้ำหนัก (Pile Load Test)โดยวิธี Static Load Test แสดงในภาคผนวก D Compression Test แสดงในภาคผนวก E

ขณะก่อสร้าง

การปรับเทียบ (Calibrations) 

ก่อนการก่อสร้างและในระหว่างการก่อสร้างเสาเข็มดินซีเมนต์ จะมีการปรับเทียบอุปกรณ์ และเครื่องจักรทั้งหมดทุกๆ 30 วัน แสดงในรูปที่ 6 และภาคผนวก G

  1. ตาชั่งซีเมนต์(Cement weight scale)
  2. ถ.พ ของน้ำปูน(Density of cement milk)
  3. เครื่องวัดการไหล (Flow meter)
  4. เครื่องวัดความลึก (Encoder)

การควบคุมค่าเบี่ยงเบน (Deviation Control)

การก่อสร้างเสาเข็มดินซีเมนต์ได้ปฏิบัติงานตามข้อกำหนด (Specification)

ค่าเบี่ยงเบนที่ยอมให้ (Allowable Deviations)

ค่าเบี่ยงเบนที่ยอมให้สำหรับการก่อสร้างเสาเข็มดินซีเมนต์มีดังนี้

  1. ความเบี่ยงเบนในแนวดิ่งของเสาเข็มดินซีเมนต์ ไม่เกิน 1%
  2. ตำแหน่งของเสาเข็มดินซีเมนต์แต่ละต้นผิดพลาดได้ไม่เกิน 100 มม.

หลังการก่อสร้าง

การทดสอบเสาเข็มดินซีเมนต์ในสนามจะทำการสุ่มทดสอบทุกๆ 3,000 ต้นของการก่อสร้างจริง โดยมีรายละเอียดในการทดสอบ ประกอบด้วย

  1. Undrained shear strength โดยวิธี Unconfined compression test
  2. Column size test โดยวิธี Pull out test

 

รูปที่ 1   แสดงลักษณะและการจัดวางอุปกรณ์ที่ใช้ในการก่อสร้าง SOIL CEMENT COLUMN

รูปที่ 2  สรุปแผนการทำงานและการปรับเทียบเครื่องมือเพื่อก่อสร้าง SOIL CEMENT COLUMN

ภาพแสดงการก่อสร้างเสาเข็มดิน-ซีเมนต์

รูปที่ 4  แสดงขั้นตอนการก่อสร้างเสา SOIL CEMENT COLUMN

รูปที่ 5 แสดงผลการบันทึกข้อมูลด้วยระบบคอมพิวเตอร์

รูปที่ 6  แผนภูมิแสดงการปรับเทียบเครื่องมือ CARLIBRATION