ประเภทของเสาเข็ม

เสาเข็ม เป็นหนึ่ง ใน ปัจจัย สำคัญ ที่ใช้ พิจารณา ใน การเลือก ซื้อ บ้าน ซึ่ง หลายคน อาจจะ ไม่ค่อย ได้ นึกถึง สักเท่าไร แม้จะ ส่งผลต่อการอยู่อาศัย ใน ระยะยาว ด้วยเหตุ ที่ เสาเข็ม เป็น รากฐาน สำคัญ และ เป็น ตัวชี้วัด ความแข็งแรง ของตัวบ้าน จึงควรนำความรู้เรื่องเสาเข็มมาใช้ในการพิจารณาซื้อบ้านเพื่อให้ทราบถึงความทนทานและความเหมาะสมของราคาบ้าน ประเภทของเสาเข็ม

เสาเข็ม คืออะไร

เสาเข็ม(ภาษาอังกฤษ คือ Pile Foundation) คือ ส่วนประกอบ ของ โครงสร้าง ที่ อยู่ใต้สุด ของอาคาร มีลักษณะ เป็นท่อน ฝังในดินเชื่อมต่อกับฐานราก ซึ่งเป็นโครงสร้างส่วนที่อยู่ใต้ผิวดิน มีหน้าที่แบกรับน้ำหนักจากเสาและถ่ายเทน้ำหนักไปสู่เสาเข็ม จากนั้นเสาเข็มจะถ่ายน้ำหนักที่ได้รับมากระจายลงสู่ผืนดิน โดยอาศัยแรงเสียดทานระหว่างผิวของเสาเข็มกับดินและแรงต้านทานจากปลายเข็มของชั้นดินแข็ง

เสาเข็มสำคัญอย่างไร

หาก ไม่มี เสาเข็ม ที่ เป็นด่านสุดท้าย ใน การรับน้ำหนัก ของ โครงสร้าง บ้านทั้งหมด และ การถ่ายเทน้ำน้ำหนักลงสู่ผืนดิน ก็เปรียบเสมือนกับบ้านที่ตั้งอยู่บนดินเฉย ๆ น้ำหนักของตัวบ้านก็จะกดลงไปบนผิวดิน ทำให้พื้นทรุดตัวลงไปเรื่อย ๆ แต่ถ้าบ้านมีเสาเข็ม ก็จะช่วยให้เกิดแรงต้านน้ำหนักของบ้านซึ่งจะชะลอการทรุดตัวลงได้

ประเภทของเสาเข็มมีอะไรบ้าง และควรเลือกใช้งานอย่างไร

เสาเข็มที่ใช้กับตัวบ้านและอาคารทั่วไป แบ่งเป็น 3 ประเภทใหญ่ ๆ คือ

1. เสาเข็มคอนกรีตอัดแรง

นี่คือเสาเข็มที่ใช้กันแพร่หลายสำหรับอาคารพาณิชย์และบ้านพักอาศัยทั่วไป โดยเป็นคอนกรีตที่ทำจากปูนซีเมนต์ชนิดแข็งตัวเร็วและโครงเหล็กภายในทำจากลวดเหล็กอัดแรงกำลังสูง กรรมวิธีที่ใช้ในการลงเสาเข็มจะเป็นการตอกกระแทกลงไปในดินโดยใช้ปั้นจั่น ซึ่งเป็นกรรมวิธีที่ไม่ยุ่งยาก ซับซ้อน และประหยัดค่าใช้จ่าย

2. เสาเข็มเจาะ

เป็น เสาเข็ม อีก ประเภทหนึ่ง ซึ่งแตกต่างจากเสาเข็มคอนกรีตอัดแรงในด้านการใช้งาน มีกรรมวิธีในการทำค่อนข้างยุ่งยากซับซ้อน และจะต้องทำ ณ สถานที่ที่จะใช้งานจริงเลย โดยใช้เครื่องมือเจาะขุดดินลงไปให้ได้ขนาดของเส้นผ่านศูนย์กลางและความลึกตามที่กำหนดก่อน จากนั้นจึงจะใส่เหล็กเสริมและเทคอนกรีตลงไปเพื่อหล่อเป็นเสาเข็มได้ เสาเข็มเจาะเหมาะสำหรับอาคารสูงที่ต้องรับน้ำหนักมากและอาคารที่สร้างใกล้ชิด เพราะช่วยป้องกันมิให้เกิดการสั่นสะเทือน ซึ่งจะเป็นอันตรายต่ออาคารข้างเคียง

3. เสาเข็มกลมแรงเหวี่ยงอัดแรง

หรือ ที่ เรียกกัน ทั่วไปว่า เสาเข็มสปัน เป็น เสาเข็ม ที่ ใช้กรรมวิธี การปั่น คอนกรีต ใน แบบหล่อ ซึ่งหมุนด้วยความเร็วสูง ทำให้เนื้อคอนกรีตมีความหนาแน่นสูง กว่า คอนกรีตที่หล่อ ด้วยวิธีธรรมดา จึง มีความแข็งแกร่ง สูง รับน้ำหนักได้มาก เสาเข็มอัดแรง มี ลักษณะ เป็นเสากลม ตรงกลางกลวง มีโครงลวดเหล็กอัดแรงฝังอยู่ในเนื้อคอนกรีตโดยรอบ

การตอกเสาชนิดนี้ สามารถทำได้หลายแบบ ทั้งวิธีการตอกด้วยปั้นจั่นแบบธรรมดา และ วิธีการ ตอกด้วยระบบเจาะกด เหมาะสำหรับใช้เป็นฐานรากของอาคารสูงที่ต้องการ ความมั่นคง แข็งแรง สูงเพื่อป้องกัน ปัญหา เรื่อง ลมแรง และ การเกิดแผ่นดินไหว

สรุปเสาเข็มแต่ละประเภท

ประเภทของเสาเข็ม	ลักษณะการใช้งาน
เสาเข็มคอนกรีตอัดแรง	เหมาะสำหรับอาคารพาณิชย์และบ้านพักอาศัยทั่วไป
เสาเข็มเจาะ	เหมาะสำหรับอาคารสูงที่ต้องรับน้ำหนักมากและอาคารที่สร้างใกล้ชิด
เสาเข็มกลมแรงเหวี่ยงอัดแรง หรือเสาเข็มสปัน	เหมาะกับฐานรากของอาคารสูง ที่ต้องการความแข็งแรงสูง

เสาเข็ม ถือเป็น องค์ประกอบ ส่วนสำคัญ ที่สุด ส่วนหนึ่งของอาคาร โดย ทำหน้าที่ เป็นตัวกลาง ในการถ่ายเทน้ำหนัก ของตัวอาคารลงสู่พื้นดิน โดยถ่ายน้ำหนักจากหลังคา ,พื้น ,คาน,เสา,ตอม่อและฐานราก ลงไปสู่ชั้นดินตามลำดับ

จากบันทึกพบว่าแนวความคิดในการก่อสร้างด้วยเสาเข็ม เกิดขึ้นครั้งแรกเมื่อ 6,000 ปีก่อน ในยุคที่เรียกว่า “Swiss Lake Dwellers” ซึ่งเป็นพื้นที่หนึ่งของประเทศสวิตเซอร์แลนด์ในปัจจุบัน ผู้คนในยุคนั้นใช้เสาเข็มที่ทำมาจากไม้ ในการสร้างกระโจมที่พักอาศัย โดยยกระดับความสูงจากพื้นเพิ่มขั้นเพื่อป้องกันตัวเองจากสัตว์ป่า

ในยุคถัดมาชาวโรมันได้ใช้เสาเข็มที่ทำมาจากไม้ และหินในการก่อสร้างจำนวนมาก อาทิเช่น ที่พักอาศัย วิหาร และสะพาน

ในปี ค.ศ. 1832 กระบวนการเก็บรักษาสภาพของไม้ได้เกิดขึ้นครั้งแรกในอังกฤษ โดยการฉีดสารเคมีเข้าไปในไม้ นี่เป็นช่วงเวลาที่เสาเข็มไม้ได้รับการพัฒนามากขึ้นอย่างก้าวกระโดด จนถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลาย 

หลังจากที่ใช้เสาเข็มไม้มานาน หลังยุค ค.ศ. 1900 เป็นต้นมา จึงเริ่มมีการพัฒนาจากเสาเข็มไม้ เป็นเสาเข็มปูนเพิ่มมากขึ้น และเมื่อถึงยุคอุตสาหกรรม ระบบฐานรากเสาเข็มได้ถูกพัฒนาต่อยอดแตกแขนงออกมาอีกหลากหลายประเภท ตามความต้องการที่เพิ่มมากขึ้น โดยมีการพัฒนากระบวนการผลิตเสาเข็มที่เป็นระบบ และมีความทันสมัย มาอย่างต่อเนื่องจวบจนถึงปัจจุบัน

เสาเข็มคอนกรีตอัดแรง (Prestressed Concrete Pile)

เป็นเสาเข็มที่อาศัยเทคนิคการดึงลวดรับแรงดึงแล้วเทคอนกรีตลงในแบบ เมื่อคอนกรีตแข็งจนได้กำลังจึงทำการตัดลวดรับแรงดึง จึงทำให้เกิดแรงอัดในเสาเข็ม ซึ่งช่วยลดปัญหาการแตกร้าวของเสาเข็มได้ดีกว่าแบบอื่นๆ โดยรูปแบบเสาเข็มประเภทนี้ที่นิยมนำไปใช้งานมากก็คือ

เสาเข็มกลมแรงเหวี่ยงอัดแรง หรือ ที่เรียกกันทั่วไปว่าเสาเข็มสปัน เป็นเสาเข็มคอนกรีตอัดแรงชนิดพิเศษที่ผลิตโดยใช้กรรมวิธีการปั่นคอนกรีตในแบบหล่อซึ่งหมุนด้วยความเร็วสูง ทำให้เนื้อคอนกรีตมีความหนาแน่นสูงกว่าคอนกรีตที่หล่อโดยวิธีธรรมดา จึงมีความทนทานสูง รับน้ำหนักได้มาก เสาเข็มสปันมีลักษณะเป็นเสากลม ตรงกลางกลวงมักใช้เป็นเสาเข็มเจาะเสียบ (Auger press pile)

เสาเข็มคอนกรีตหล่อในที่ (Cast-in-place Concrete Pile)

หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าเสาเข็มเจาะ เป็นเสาเข็มที่มุ่งเน้นให้เกิดผลกระทบต่ออาคารข้างเคียงจากการสั่นสะเทือนน้อยที่สุด สามารถทำความลึกได้มากกว่าเสาเข็มตอก และสามารถควบคุมตำแหน่งได้ดีกว่า แต่มีราคาสูงกว่าในกรณีรับน้ำหนักเท่ากัน

เสาเข็มเหล็ก (Steel Pile)

เป็นเสาเข็มที่ทำจากเหล็กทั้งท่อน มีความสามารถในการรับน้าหนักได้สูงกว่าเสาเข็มคอนกรีตและไม้ แต่มีราคาแพง ในปัจจุบันได้มีเทคโนโลยีเคลือบกันสนิมที่ซึมลงไปในเนื้อเหล็ก ติดตั้งได้เร็ว ไม่มีผลกระทบทางเสียง แรงสั่นสะเทือนน้อย สามารถถอน และเคลื่อนย้ายได้ง่าย นิยมใช้กับงานโครงสร้างชั่วคราวที่ต้องรับน้าหนักมากแต่ต้องทำการรื้อถอนในภายหลัง

เสาเข็มประกอบ (Composite Pile) เป็นเสาเข็มที่ประกอบด้วยวัสดุสองชนิดในต้นเดียวกัน จุดสำคัญของเสาเข็มชนิดนี้คือรอยต่อต้องแข็งแรง ทนทาน และสามารถถ่ายน้ำหนักจากท่อนบนสู่ท่อนล่างได้เป็นอย่างดี
***ข้อมูลอ้างอิงโดย https://civil.kku.ac.th

เสาเข็มถือเป็นองค์ประกอบส่วนสำคัญที่สุดส่วนหนึ่งของอาคาร โดยทำหน้าที่เป็นตัวกลาง ในการถ่ายเทน้ำหนักของตัวอาคารลงสู่พื้นดิน โดยถ่ายน้ำหนักจากหลังคา ,พื้น ,คาน,เสา,ตอม่อและฐานราก ลงไปสู่ชั้นดินตามลำดับ

การถ่ายเทน้ำหนักของเสาเข็มมี 2 ลักษณะ  คือ เสาเข็มสั้น หรือ เสาเข็มที่รับน้ำหนักโดยใช้แรงเสียดทาน ซึ่งเสาเข็มชนิดนี้จะถ่ายน้ำหนักตัวอาคารกับชั้นดินโดยใช้แรงเสียดทานในการช่วยรับน้ำหนัก และเสาเข็มยาว คือ เสาเข็มที่ถ่ายน้ำหนักตัวอาคาร ผ่านชั้นดินอ่อนไปยังชั้นดินที่มีความแข็งเพื่อรับน้ำหนักเสาเข็มโดยตรง

– Application : ประเภทการนำไปใช้งาน

การแบ่งประเภทของเสาเข็มตามรูปแบบการก่อสร้าง

เสาเข็มตอก (Driven Pile)

คือการใช้ปั้นจั่นตอกเสาเข็มลงไปในดินจนได้ความลึกที่ต้องการ เป็นวิธีการที่ได้รับความนิยมมากที่สุดเนื่องจากวิธีการก่อสร้างไม่ซับซ้อนและค่าใช้จ่ายไม่สูง แต่ในปัจจุบันมีปัญหาในการก่อสร้างในพื้นที่ ที่มีอาคารรอบข้าง เนื่องจากแรงสั่นสะเทือนในการตอกและการเคลื่อนตัวของดินที่ถูกแทนที่ด้วยเสาเข็ม เนื่องจากการตอกเสาเข็มมักกระทำโดยผู้รับจ้างซึ่งไม่ใช่วิศวกรจึงมีความเสี่ยงที่จะมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น ซึ่งการควบคุมการตอกควรจะต้องกระทำโดยวิศวกรผู้รับผิดชอบโครงการนั้นจึงจะเหมาะสมเป็นไปตามมาตรฐานความปลอดภัย 

เสาเข็มเจาะหล่อในที่ (Bored Pile)

คือเสาเข็มที่ก่อสร้างโดยหล่อคอนกรีตลงไปในดินที่ถูกเจาะเป็นหลุมไว้ล่วงหน้าให้เต็ม เป็นวิธีก่อสร้างที่ช่วยแก้ปัญหาที่พบจากการใช้เสาเข็มตอก ทั้งการขนย้ายเสาเข็มเข้าพื้นที่ก่อสร้าง การรบกวนอาคารรอบข้างเนื่องจากแรงสั่นสะเทือนจากการตอก รวมทั้งการควบคุมตำแหน่ง และแนวของเสาเข็ม การเจาะอาจกระทำโดยกระบวนการแห้ง (Dry Process) คือการเจาะโดยไม่ต้องใช้น้ำช่วยในกรณีที่ดินข้างหลุมเจาะมีเสถียรภาพ ส่วนใหญ่จะเป็นเสาเข็มเจาะขนาดเล็ก ( Small Diameter Bored Pile )ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในช่วง 35-60 เซนติเมตร ( ส่วนใหญ่จะเป็น ขนาด เส้นผ่านศูนย์กลาง 35, 40, 50, 60 เซนติเมตร ) มีความลึกอยู่ในช่วงประมาณ 18-23 เมตร

แต่ถ้าหากดินข้างหลุมเจาะพังทลาย จำเป็นต้องใส่น้ำผสมสารเบนโทไนท์หรือโพลิเมอร์ลงไปในหลุมเพื่อช่วยพยุงดินข้างหลุม เรียกว่ากระบวนการเปียก (Wet Process) ส่วนใหญ่จะเป็นเสาเข็มเจาะขนาดใหญ่ ( Large Diameter Bored Pile ) ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางมากกว่า 60 เซนติเมตรขึ้นไป ( ส่วนใหญ่จะมี ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 80, 100, 120, 150 เซนติเมตร ) มีความลึกอยู่ในช่วงประมาณ 25-65 เมตร

สาหรับการเจาะดินนั้นสามารถกระทำได้หลายวิธี ได้แก่ การเจาะแบบหมุน (Rotary Type ) แบบขุด (Excavation Type ) และการเจาะแบบทุ้งกระแทก (Percussion Type ) ซึ่งเป็นวิธีที่ง่ายที่สุด เหมาะกับการก่อสร้างขนาดเล็กในพื้นที่แคบ การควบคุมคุณภาพของการก่อสร้างมีส่วนที่สาคัญคือ การกำหนดตำแหน่งของเสาเข็ม การควบคุมแนวการเจาะให้ได้แนวดิ่ง ความสะอาด และเรียบร้อยของหลุมเจาะ การติดตั้งเหล็กเสริม และการเทคอนกรีต หากการก่อสร้างเสาเข็มเจาะกระทำโดยบริษัทที่ดีและมีประสบการณ์ วิศวกรของบริษัทจะเป็นผู้ควบคุมดูแลคุณภาพของเสาเข็มเจาะได้อย่างมีประสิทธิภาพ

เสาเข็มเจาะเสียบ (Auger Press Pile)

เป็นการใช้เสาเข็มสำเร็จรูป ติดตั้งโดยการเจาะดินให้เป็นรูขนาดเล็กกว่าขนาดเสาเข็มเล็กน้อยแล้วกดเสาเข็มลงไปในรู เป็นการแก้ปัญหาการสั่นสะเทือน และการเคลื่อนตัวของดิน วิธีนี้สามารถใช้การตอกแทนการกดได้ซึ่งนอกจากจะลดปัญหาการสั่นสะเทือน และการเคลื่อนตัวของดินแล้ว ยังช่วยในกรณีที่ต้องตอกเสาเข็มผ่านชั้นดินที่แข็งแรงมากๆ จึงนิยมใช้เสาเข็มกลมแรงเหวี่ยงอัดซึ่งมีรูกลวงตรงกลาง โดยในระหว่างที่กดเสาเข็มลงไปนั้น สว่านที่ใส่อยู่ในรูเสาเข็มก็จะหมุน เพื่อนำดินขึ้นมา เมื่อกดเสาเข็มพร้อมกับเจาะดินจนเสาเข็มจมลงใกล้ระดับที่ต้องการก็หยุดกด ดึงดอกสว่านออกแล้วตอกด้วยลูกตุ้มจนได้ระดับที่ต้องการ

***ข้อมูลอ้างอิงโดย https://civil.kku.ac.th

– Forewarning : ข้อควรระวังในการใช้งาน

ในงานฐานรากเสาเข็มบางประเภท เช่น เสาเข็มตอก อาจก่อให้เกิดมลภาวะทางเสียง และแรงสั่นสะเทือนจากการตอกเข็ม ซึ่งอาจส่งผลกระทบต่อการดำเนินชีวิตของผู้คนที่อาศัยอยู่รอบๆ รวมถึงตัวอาคารข้างเคียงที่อาจจะเกิดความเสียหายได้ ฉะนั้นในการดำเนินงานในส่วนฐานรากสำเข็ม ควรมีมาตรการในการป้องกันที่ดี และดำเนินงานอย่างเคร่งครัดตามหลักทางวิศวกรรม และกฏหมาย 

– Size : ขนาด

ขนาดของเสาเข็มแต่ละประเภทจะมีขนาดที่หลากหลาย โดยจะแตกต่างกันไปตามประเภทวัสดุส่วนประกอบ และประเภทการใช้งานตามความเหมาะสมกับอาคารแต่ละแบบ ซึ่งการเลือกใช้ขนาด หรือประเภทของเสาเข็มที่เหมาะสมกับตัวอาคาร จะต้องได้รับการคำนวณจากสถาปนิก และวิศวกรอย่างถูกต้องเหมาะสม จึงจะให้ความมั่นคงปลอดภัยในการนำไปใช้งาน

โรงงานเสาเข็ม

ขอบคุณที่มา https://www.ddproperty.com/ และ https://www.wazzadu.com/