องค ความรู ที่office.dpt.go.th/km/images/pdf/knowledgeofsoil.pdfกรมโยธาธิการและผังเมือง กระทรวงมหาดไทย

องคความรท ๔

ความรเกยวกบการเจาะสารวจชนดน

สงวนสทธ @

หามลอกเลยนไมวาสวนหนงสวนใดของหนงสอเลมน นอกจากไดรบอนญาต

ขอมลทางบรรณานกรมของหอสมดแหงชาต

กรมโยธาธการและผงเมอง

ISBN

พมพครงท

จานวน

พมพท :

กองวเคราะหวจยและทดสอบวสด โทร. 0 2299 4430 โทรสาร. 0 2299 4430 สถาบนพฒนาบคลากรดานการพฒนาเมอง โทร. 0 2299 4619-20 โทรสาร. 0 2299 4617 กรมโยธาธการและผงเมอง กระทรวงมหาดไทย 218/1 ถนนพระรามท 6 เขตพญาไท กรงเทพฯ 10400

คานา

การกอสรางทกชนด ฐานรากถอเปนโครงสรางหลกทสาคญ เพราะมหนาทรบนาหนกทถาย จากองคอาคารลงสเสาเขมและชนดนขางใต การเจาะสารวจชนดนจงเปนสงจาเปนเพอใหไดมาซงขอมลดน ทถกตองสาหรบใชในการออกแบบกอสรางสงปลกสรางตาง ๆ เชน งานถนน งานอาคาร งานสะพาน และ เขอนปองกนตลง ฯลฯ ไดอยางเหมาะสมกบสภาพพนท อนจะสงผลใหส งปลกสรางเกดความมนคง แขงแรง ประหยด ปลอดภย และเปนไปตามหลกวชาชางทด ซงการเจาะสารวจชนดนเปนงานทมขนตอนมากและ มความย งยาก เน องจากตองใชเคร องมอและอปกรณหลากหลายชนด ผ ดาเนนการเจาะสารวจตองเปน ผ ท มความร ทกษะ ความชานาญ และประสบการณในการดาเนนงานเจาะสารวจเปนอยางด อกท ง ตองมความเขาใจในคณสมบตพนฐานของดนอยางเพยงพอ และสามารถนาผลวเคราะหของดนทไดมาใช ในการออกแบบ ตรวจสอบ หรอหาสาเหตของความเสยหายไดอยางถกตองตามหลกวชาการ กรมโยธาธการ-และผงเมอง โดยกองวเคราะหวจยและทดสอบวสด รวมกบคณะทางานการจดการความร (KM Team) ไดเลงเหนถงความสาคญขององคความร น จงไดรวบรวมองคความร ตามแผนการจดการความร ประจาปงบประมาณ พ.ศ. 2559 แผนท 4 เพอสนบสนนยทธศาสตรดานการบรการดานชาง เพอใชเปนแนวทาง ในการออกแบบฐานรากของสงกอสรางตาง ๆ

หนงสอคมอเลมนไดนาเสนอเนอหา โดยมงเนนวชาการดานเทคนค วธการ ขนตอนการปฏบตงาน และการแปลผลขอมล ซงไดจากประสบการณการปฏบตงานจรงของเจาหนาท โดยใชคาบรรยายประกอบรปภาพ เพอใหอานเขาใจงาย และสามารถนาไปประยกตใชในการปฏบตงานไดอยางมประสทธภาพ และ เกดประสทธผล

คณะผจดทาหวงเปนอยางยงวาหนงสอคมอ เรอง ความรเกยวกบการเจาะสารวจชนดนเลมน จะเปนประโยชนตอผปฏบตงานทเกยวของ และเพอนาไปประยกตใชใหสอดคลองเหมาะสมกบงานทปฏบต อยในปจจบน กองวเคราะหวจยและทดสอบวสด

กรมโยธาธการและผงเมอง คณะผจดทา

สารบญ

หนา

คานา

บทท 1 ความสาคญของการเจาะสารวจ 1

บทท 2 การวางแผนการเจาะสารวจชนดน 3

บทท 3 การเกบขอมลเบองตน 10

บทท 4 วธการเจาะสารวจ 11

บทท 5 การเกบตวอยางดนและระดบนาใตดน 17

บทท 6 การเจาะสารวจชนดนของกรมโยธาธการและผงเมอง 22

บทท 7 การทดสอบดนในสนาม 40

บทท 8 การจาแนกดน 45

บทท 9 การบนทกขอมลในสนาม 51

บทท 10 การทดสอบดนในหองปฏบตการ 52

บทท 11 การแปลผลขอมลดน 64

บทท 12 สวนประกอบของรายงานการเจาะสารวจชนดน 68

ภาคผนวก - คณะทางานการจดการความร ประจาปงบประมาณ พ.ศ. 2559 แผนการจดการความรท 4 : ความรเกยวกบการเจาะสารวจชนดน

บรรณานกรม

1

บทท 1

ความสาคญของการเจาะสารวจชนดน

อดตทผานมานน มกมคาถามเกดขนเสมอวา การเจาะสารวจชนดนใหประโยชนอยางไร ทงน เนองจากผเกยวของไมวาจะเปนเจาของโครงการ ผรบเหมากอสราง หรอบางครงแมแตผออกแบบเองกมกจะคานงถงปจจยดานการเงนเปนสาคญ ทาใหมองขามความประหยดทเกดจากการเลอกใชขนาด และชนดของฐานรากทเหมาะสมกบสภาพชนดนในพนททจะทาการกอสราง ซงนอกจากจะชวยลดปญหาและอปสรรคระหวางการกอสรางฐานรากใหเกดขนนอยทสดแลวยงทาใหการกอสรางสามารถดาเนนไปไดอยางราบรน รวดเรว เปนไปตามแผนงานทวางเอาไว อกทงความมนคงแขงแรงทนทาน จากการเลอกใชฐานรากทเหมาะสมดงกลาวยงสงผลใหโครงสรางมอายการใชงานยาวนาน รวมถงเปนการประหยดทงเวลาและคาใชจายทไมตองแกปญหาจากการคาดเดาชนดนทผดพลาด ซงจะมผลตอราคาคากอสราง หรอทาใหสงปลกสรางเกดการวบตพงทลาย เสยหายกอนเวลาอนควร

กรณทมการรวบรวมขอมลเบองตนจากแหลงเกบขอมลซงไดมการบนทกไว อาจมผลทาใหลดคาใชจายลงไดสวนหนง และการนาขอมลดงกลาวไปใชตองทาดวยความระมดระวง โดยสามารถใชเปนขอมลเบองตน หรอแนวทางเทาน น แตไมสามารถนาขอมลดงกลาวมาใชเพอทดแทนขอมลในพนทจรงทจะทาการกอสราง แมวาจะเปนขอมลจากบรเวณพนทขางเคยงกน เพราะอาจเกดความผดพลาดและไมปลอดภย ดงนน จงควรพจารณาใหมการเจาะสารวจหรอทดสอบชนดนเพมเตมประกอบเขากบขอมลเบองตนเหลานนดวย

(ทมา: เอกสารประกอบการบรรยายการออกแบบเขอนปองกนตลง, 2556)

รปท 1.1 และ 1.2 ตวอยางความเสยหายของเขอนปองกนตลง

2

รปท 1.3 และ 1.4 การเคลอนตวของดนฐานรากสงผลใหเกดความเสยหายแกโครงสรางอนทงระบบ

รปท 1.5 และ 1.6 ความเสยหายของถนนเลยบคลองจากดนฐานราก

(ทมา: เอกสารประกอบการบรรยายการออกแบบเขอนปองกนตลง, 2556)

(ทมา: www.prachachart.net)

http://www.prachachart.net/�

3

บทท 2 การวางแผนการเจาะสารวจชนดน

การวางแผนการเจาะสารวจช นดนส งสาคญเบ องตน คอ จะตองพจารณาวาเปาหมาย และวตถประสงคของโครงการเปนเชนไรเพอใหไดมา ซงขอมลสาคญในการพจารณาเลอกชนดของฐานราก อนจะสงผลตอการกาหนดขอบเขตของการเจาะสารวจ ชนดของการทดสอบ ตลอดจนคาใชจายทเกยวของ หากเจาของโครงการสามารถใหขอมลเกยวกบสถานท พนท สภาพทางภมศาสตร และการใชพนทดงเดมไดมากเทาไรกยงจะทาใหผคานวณออกแบบสามารถใชขอมลใหเกดประสทธภาพและประสทธผลสงสดแกเจาของโครงการมากขนเทานน

2.1 วตถประสงคการเจาะสารวจชนดน 2.1.1 เพอหาลกษณะและความหนาของชนดนในบรเวณหนง ๆ 2.1.2 เพอหาคณสมบตของชนดนเหลานนทงดานกายภาพ และวศวกรรม 2.1.3 เพอเปนขอมลในการวเคราะหออกแบบ กาหนดขนตอนการกอสราง หรอแกปญหาทางปฐพวศวกรรม

2.2 ขอบเขตการเจาะสารวจ คาถามทมกพบบอยในการเจาะสารวจดนคอ จะตองเจาะกหลม ระยะหางระหวางหลมเทาไหรเจาะลกถงไหน และจานวนหลมเจาะกหลมจงจะเพยงพอ ซงในทางปฏบตเปนการยากทจะกาหนดขอบเขต การเจาะสารวจใหเปนมาตรฐานตายตว เพราะไมเพยงแตขนอยกบขนาด และชนดของสงปลกสรางเทานน แตยงขนอยกบลกษณะ คณสมบต และความแปรปรวนของชนดน ทงน เนองจากการเจาะสารวจชนดนเปนการเกบตวอยางดนมาทดสอบหาคณสมบตดานวศวกรรม ดงนน ความถในการเจาะเกบตวอยางดวยขนตอนและวธการทถกตองจงตองมากพอทจะสามารถไดขอมลอยางสมบรณ เชน โดยทวไปจะเกบตวอยางททกระยะความลก 1.50 เมตร กจะลดระยะเปนทก ๆ 1.00 เมตร หรอเมอชนดนมการเปลยนแปลง การกาหนดความลก ระยะหาง และจานวนหลมเจาะจงมความสาคญ บางมาตรฐานไดกาหนดใหความลกของหลมเจาะขนอยกบขนาด และประเภทของฐานราก บางมาตรฐานกคานงขนาดของหนวยแรงทจะถายลงดน หรอใช consistency ของดนเปนตวกาหนดแตโดยสวนใหญแลวจะใหสนสดการเจาะสารวจชนดนในระดบทผานชนดนแขงมาก หรอชนทรายแนน และจะหยดหากพบชนกรวดทหนาหรอชนหนพด (Bed Rock) ซงการใชแนวทางทตางกนเชนน อาจไดขอบเขตในการเจาะสารวจทแตกตางกนไป อยางไรกด สงสาคญทสดของการกาหนดขอบเขตในการเจาะสารวจชนดน คอ ตองทาใหไดขอมลดนทถกตอง นาเชอถอ รวมทงครอบคลมขอกาหนดตาง ๆ และพนทของโครงการนนดวย

2.3 เกณฑในการกาหนดขอบเขตการเจาะสารวจ 2.3.1 คณะอนกรรมการสาขาวศวกรรมปฐพ วศวกรรมสถานแหงประเทศไทย แนะนาวา

1) ความลกของหลมเจาะ โดยทวไปแลวหลมเจาะจะลกประมาณ 2 – 2.5 เทาของความกวางดานสนขององคอาคารนน เนองจากทระดบความลกน การถายนาหนกของโครงสรางไดลดนอยลงมาก (เหลอประมาณ 20 – 30%) อยางไรกด การกาหนดขอบเขตการสารวจดงกลาวจะตองครอบคลมชนดน ทอาจมการทรดตวสง หรอชนดนออนทแทรกอย ดงนน การพจารณากาหนดความลกของหลมเจาะจาเปนตองคานงถงมต ขนาด และการถายนาหนกของโครงสรางประกอบการพจารณารวมกบชนดนลาดบตาง ๆ ใตบรเวณโครงการกอสรางรวมกนไปดวย

4

2) ตาแหนงของหลมเจาะ ควรกาหนดตาแหนงหลมเจาะใหใกลเคยงกบองคอาคารทมนาหนกมากทสด ซงมกเปนตาแหนงวกฤตมากทสด ทงน เพอลดความเสยงจากการเกบขอมลทแปรปรวนของชนดนไดไมเพยงพอ

3) ระยะหาง และหรอจานวนของหลมเจาะ งานอาคาร ถาพบวาชนดนมสภาพสมาเสมอไมเปลยนแปลงมากนกระยะหางของหลม

อยท 40 – 60 เมตร หรอประมาณ 40 x 40 ถง 60 x 60 ตร.ม./หลม งานถนน ถาพบวาช นดนมสภาพสมาเสมอไมเปลยนแปลงมากนก ระยะหางของหลม

อยท 250 – 500 เมตร ตอหลมตามแนวของถนน ทงนขนกบเสนทางของถนนวาตดผานบรเวณทลมหรอเนนเขา และสงสาคญทตองเนนในการสารวจ คอ หาขอบเขตบรเวณทชนดนเปลยนชนด หรอเปลยนโครงสรางทางธรณวทยา

ตารางท 2.1 ความลกของหลมเจาะทใชเปนแนวทางสาหรบการเจาะสารวจงานอาคารพกอาศย อาคารสง และโรงงานในพนทกทม.(ก)

ชนดโครงสรางอาคาร

และ ปรมณฑล

ความลกของหลมเจาะ(เมตร)

(ข)

อาคารปกตสงไมเกน 5 ชน หรอโรงงานขนาดเบา 30

อาคารปกตสง 5 - 10 ชน หรอโรงงานขนาดหนก 35 - 40

อาคารสง 10 - 15 ชน 40 - 45

อาคารสง 15 - 20 ชน 50 – 60

อาคารสง 20 - 24 ชน 60 - 70

อาคารสง 24 - 28 ชน 70 - 80

อาคารสง 30 ชนขนไป 80 - 120

(ทมา: แนวทางการตรวจสอบชนดนเพอวางฐานราก, วสท., 2551)

(ก) ยกเวนบรเวณทชนดนผดแปลกจากสภาพปกตทวไป เชน หมายเหต

- บรเวณบางรก (สนนษฐานวาเปนแนวแมนาเกา) ซงมชนดนเลนออนมากสดากระจายอยในชวงชนความลก 38 – 50 เมตร

- บรเวณบางพล ดนออนชวงบนมความหนามาก บางพนทลกถง 26 เมตรจากระดบผวดนซงครอบคลมบรเวณพนทประมาณ กม. 28 ของถนนบางนา – บางพล – บางปะกง

- บรเวณฝงธนบร มกมชนทรายขเปด หรอตะเขบของทรายแปง (Silt Seam) กระจายอยทวไป โดยมกแทรกอยในชนดนออนชวงบน ความลก 0 – 15 เมตร

(ข) ไดประมาณการความลกของหลมเจาะไว กรณทจะใชเสาเขมเจาะเปนทางเลอก โดยมขอมล ทางชนดนทเชอถอไดของอาคารขางเคยง ซงไดกอสรางเสรจสมบรณและใชงานทนาพอใจแลว

5 ตารางท 2.2 ความลกของหลมเจาะทใชเปนแนวทางสาหรบการเจาะสารวจงานอาคารพกอาศย อาคารสง และโรงงานในพนทตางจงหวด (ก

โครงสราง

)

ความลกประมาณการสงสด (เมตร)

เกณฑสงเกตควบคมกอนสนสดการเจาะสารวจดน (ข)

อาคารสง 1 - 2 ชน หรออาคารโครงสรางชวคราวขนาดเบามาก

อาคารสง 3 - 4 ชน (หรอโรงงาน/โกดง) ขนาดเบา

อาคารสง 5 - 6 ชน (หรอโรงงาน/โกดง) ขนาดหนกปานกลาง

อาคารสง 6 - 9 ชน (หรอโรงงาน/โกดง) ขนาดหนก

อาคารหนกมาก หรอสงประมาณ 10 - 15 ชน ขนาดหนกมาก

อาคารหนกพเศษ เชน หอประชม, โรงภาพยนตร, หางสรรพสนคาอาคาร ทมระยะชวงเสาหางกนมาก หรออาคารสง 16 - 18 ชน

25

25

30

30

35 - 40

40 - 50

SPT, N-Value > 35, หนาตอเนองกนไมตากวา 3 เมตร

N>35 , หนา 4 - 5 เมตร หรอ N > 40 , หนา 3 เมตร



N > 45 , หนา 6 เมตร และความลกหลมเจาะตองไมนอยกวา 15 เมตรหรอ N > 50, หนา 4 - 5 เมตร และความลกหลมเจาะตองไมนอยกวา 15 เมตร

N > 50, หนา 6 - 8 เมตร และความลกหลมเจาะไมควรนอยกวา 20 เมตร

(ทมา: แนวทางการตรวจสอบชนดนเพอวางฐานราก, วสท., 2551)

(ก) ยกเวนจงหวดทมกพบสงแปรปรวนหรอการกอตวกาเนดทางธรณวทยาทไมสมาเสมอ เชน ภเกต สราษฎรธาน สงขลา ปราจนบร (มชนดนออนอยใตชนดนแขง) จนทบร และราชบรบางพนท

หมายเหต

(ข) ประเมนจากความสามารถของป นจน ชนด และวธการตอกเสาเขม โดยท วไปพบวา คาการทรดตวของชนดนจะลดลงเมอเปนชนดนแขงมาก หรอเปนชนทรายแนนทมคา SPT, N – Value มากกวา 35 หรอ 40 ครง/ฟต

6 กรณทพบชนหนอยในระดบตนกอนถงเกณฑกาหนด จะตองมการพสจนชนหนนวา มไดเปนเพยงหนลอยหรอหนกอน แตเปนชนหนจรงทแผสมาเสมอ การตรวจสอบทาไดดวยการเพมจานวนหลมเจาะ หรอเจาะทะลชนหนนลงไปอกไมนอยกวา 3 ถง 5 เมตร ทงน มความจาเปนและความละเอยดในการพสจนยนยนขนอยกบนาหนก และความสาคญของโครงสรางทออกแบบ

2.3.2 ขอแนะนาในการกาหนดขอบเขต

ตารางท 2.3 ระยะหางของหลมเจาะ มความแปรปรวนนอย

ประเภทงาน ระยะหาง (เมตร)

จานวนหลมเจาะ ความลกหลมเจาะ

ถนน 60 - 600 >1.5 ม. และลกกวาชนดนถม ชนดนอนทรย และชนดนออน

เขอนกนดน 15 – 60 > ชนดนถมชนดนอนทรย และชนดนออน และแนวเคลอนมวลดน

อาคารสง 15 - 45 4 ลกมากกวาชนดนทสามารถรบนาหนกบรรทก ของอาคารไดอยางมนคง และการทรดตวภายใตพกดทกาหนด

โรงงานชนเดยว 30 - 90 3

เสาตอมอสะพาน 8 - 30 1

(ทมา: ผศ.มานะ อภพฒนะมนตร, 2538)

ตารางท 2.4 จานวนหลมเจาะเบองตน

โครงการ ระยะหางระหวางหลมเจาะ (เมตร)

ความซบซอนของชนดน จานวนหลมเจาะตาสด

สมาเสมอ ปานกลาง ซบซอน ตกสง ตก 1 – 2 ชน ฐานรากสะพาน, หอวทย ฐานรากทางหลวง บอยมดน (สาหรบดนถม)

50 60

300 300 - 150

30 30 30 150

150 - 60

15 15 8 30

30 - 15

4 3

1 – 2 หลมแตละฐาน

(ทมา: สถาพร ควจตรจาร, 2544)

7 ตารางท 2.5 จานวนของหลมเจาะ และความลก

ชอ ระยะหาง (ft.) จานวนหลมเจาะ ความลกหลมเจาะ

อาคารหลายชน อาคาร 1 – 2 ชน

100 100

4 3

ถาไมมขอมลเบองตน 1 – 2 หลมแรกเจาะใหลกไวกอนประมาณชนหนแขง หรอเทากบความกวางอาคาร

ถนน 500 อยางตา 1.5 เมตรและควรลกกวาชน Organic soil หรอชนทม Compressible Layer

(ทมา: WayneC. Teng, 1962)

ตวอยางวธการกาหนดความลกของหลมเจาะ

Tomlinson (1995) USBR (1968)

(ทมา: คมอทดสอบการเจาะสารวจชนดน, กรมโยธาธการและผงเมอง, 2557)

รปท 2.1 ตวอยางแนวทางของ Tomlinson (1995) และ USBR (1968)

8

2.4 ขนตอนการวางแผนการเจาะสารวจ 2.4.1 การรวบรวมขอมลเบองตน (Collection of Preliminary Information) เปนการสารวจชนดของโครงสราง และการใชประโยชน สภาพแวดลอม ลกษณะภมประเทศ และสภาพทางธรณวทยาเบองตน 2.4.2 การลงพนทจรงเกบขอมล (Reconnaissance) จะไดทราบเกยวกบสภาพพนทจรงปญหาการกดเซาะดน การระบายนาในพนท การกองเกบวสดกอสราง หรอวสดกอนการกอสรางจรงระดบนาทปรากฏในสภาพปจจบน เพอจะไดเขาใจเกยวกบขนตอนการกอสรางอยางเปนระบบ 2.4.3 การสารวจพนทเพอการเจาะ (Site Investigation) เปนขนตอนวางแผนสารวจจรง เพอหารายละเอยดของขอมลชนดนวา จะเจาะวธใด เจาะกหลม เจาะลกเทาใดขอมลทตองการอะไรบาง หากเปนโครงการขนาดใหญ อาจมการขดหรอเจาะดนเบองตนกอนจะถงขนตอนน เพอทราบขอมลคราว ๆ กอนอนจะเปนประโยชนในการเตรยมการและวางแผนงานไดดขน

2.5 ปจจยทควรคานงถงในการวางแผนการเจาะสารวจชนดน 2.5.1 ผลกระทบจากสภาพชนดนทแปรปรวน กรณทพบวาสภาพชนดนแปรปรวนหรอไมตรงกบทไดคาดไวจากขอมลเดมในบรเวณใกลเคยง จงมความจาเปนตองวางแผน กาหนดตาแหนง และจานวนหลมเจาะสาหรบการออกแบบฐานราก โดยเฉพาะสาหรบแตละโครงการ เพ อใหทราบชดขนถงช นดน ซ งจะถอเปนตวแทนของช นดนในโครงการทงหมด และแททจรงแลวการเจาะสารวจนจะไดเพยงขอมลทางความลก ณ ตาแหนงหลมเจาะเทานน โดยจะไมทราบขอมลช นดนในบรเวณอนหรอช นดนระหวางหลมเจาะ นอกจากจะใชหลกประมาณการ หรอคาดคะเน จากขอมลช นดนททราบคณสมบตแลวจากหลมเจาะสารวจจรงเทานน ดงนน หากพบวาช นดนในบรเวณกอสรางไมตรงกบขอมลเดม หรอขอมลทเคยสารวจไวแลวมนอย ไมเพยงพอทจะครอบคลมความแปรปรวนของชนดนทแตกตางกนมาก ๆ ในแตละจดได อาจตองทบทวนหรอปรบแกการออกแบบกอสรางฐานรากทนท หรอมการเพมจานวนหลมเจาะ หรอเพมงานสารวจช นดนใหมากขนหรอเสรมการสารวจดวยวธอน เชน กรณพบกระเปาะดนเหลวออน หรอพบโพรงชองวางแทรกอยใตชนดนแขง ซงอาจทาใหอาคารวบตเสยหายได หากการสารวจชนดนกระทาไปถงชนทลกไมพอโดยหยดการเจาะสารวจเสยกอน

2.5.2 ผลกระทบจากขนาดของโครงการ โครงการขนาดใหญและทมการลงทนสง หรอโครงการทเรงรดและมความสาคญสง งานเหลานการตรวจสอบชนดนทรอบคอบจะใหผลคมคา เนองจากคาใชจายในการตรวจสอบชนดนจะนอยมาก เมอเทยบกบมลคาหรอความสาคญของโครงการ ดงนนในโครงการขนาดใหญจงควรพจารณาใหมการตรวจสอบชนดนใหมากเพยงพอทงในดานความลกและจานวนหลมเจาะแตในขณะเดยวกน ความสาคญของการตรวจสอบชนดนจะลดลง เมอโครงการนนมมลคาการลงทนตา เชน เปนอาคารขนาดเลกและนาหนกจากเสาลงฐานรากไมมากนก หรอเปนอาคารทสรางขนชวคราว ซงยอมใหงานมความคลาดเคลอนไดสงหรอสามารถปรบแกแบบไดตามสภาพหนางานกอสราง การกาหนดจานวนหลมเจาะและความลกของหลมเจาะในการออกแบบอาจมนอยกวา หรออาจเจาะสารวจดนตามปกตแตทดสอบคณสมบตของตวอยางดนเฉพาะชนดนเทาทจาเปน

2.5.3 ผลกระทบจากคณภาพการเกบตวอยางชนดนและคณภาพการวเคราะหทดสอบ หากการเกบตวอยางดนมคณภาพต า เชน เกบไมตรงตามวธมาตรฐาน หรอถกรบกวนกระทบกระเทอนมาก ทาใหผลทดสอบคลาดเคลอน และสงผลใหการประเมนคากาลงรบนาหนกของดนแตกตางไป หรอกรณทผออกแบบขาดความเขาใจ ไมไดทาการปรบแกคาทดสอบทไดโดยตรงจากสนาม หรอไมเขาใจถง

9 สภาพช นดนทมปญหา เมอนาผลการแปลคาการสารวจหรอการทดสอบทคลาดเคลอนมาใชหรอระหวาง การกอสรางพบวา ขอมลหรอสภาพชนดนทคลาดเคลอนหรอผดไปจากขอมลเดมทไดมการสารวจมากอน อยางมนยสาคญ กรณตาง ๆ ดงกลาว หากไมไดมการแกไขแบบหรอแกไขรายการคานวณ หรอทาการเจาะสารวจตรวจสอบใหมใหถกตองและเหมาะสมกบสภาพชนดนทพบวาเปลยนแปลงไป อาจสงผลใหเกดความคลาดเคลอนหรอเกดความผดพลาดตอการออกแบบ ดงนน จาเปนตองแกไขโดยการสารวจหาขอมลเพมเตม โดยการเพมหลมเจาะ หรอชนดการทดสอบ เพอใหไดขอมลใหมทเปนจรงกบสภาพพนทและตรงกบแนวคดในการออกแบบ

2.5.4 ผลกระทบจากขอมลทไดจากการเฝาตรวจวดระหวางการกอสราง ในการออกแบบวศวกรมกจะตงสมมตฐานหรอกาหนดแบบจาลองโครงการใหอยในกรณวกฤต หรอสมมตใหมปจจยเส ยงสง ซงอาจเกดขนไดเพ อใหโครงสรางม นคงไมเกดการเสยหายในภายหลง ดงนน ถาขอมลทไดรบระหวางการออกแบบไมชดเจนหรอไมนาเช อถอ ทาใหไดโครงสรางทมขนาดใหญ และไมประหยด แตถาเจาของโครงการนนยอมใหมการปรบปรง หรอแกไขแบบไดบางสวน เมอไดรบขอมลเพมเตมจากการคอยเฝาตดตามสงเกตระหวางการกอสราง หรอปรบแผนการเจาะสารวจ เพอใหไดขอมลทชดเจนขน กจะทาใหวศวกรผออกแบบเชอมนและสามารถคานวณปรบแกระหวางกอสรางบนพนฐานของความเปนจรงไดทนทาใหเกดความปลอดภย และสามารถประหยดคากอสรางของโครงการลงไดอกมาก จากปจจยขางตนจะเหนไดวาขอบเขตการเจาะสารวจมความสาคญตอการการวางแผนการเจาะสารวจซงไมเพยงแตจะขนอยกบขนาดและชนดของสงปลกสรางเทานน แตยงขนกบลกษณะ คณสมบต และความแปรปรวนของชนดนอกดวย

10

บทท 3 การเกบขอมลเบองตน

กอนทาการเจาะสารวจช นดน ควรมการเกบขอมลตาง ๆ ซงเปนการสารวจสภาพแวดลอม ลกษณะภมประเทศ และสภาพทางธรณวทยาเบองตน ซงจะเปนขอมลทใชประกอบเพอชวยในการตดสนใจของผออกแบบ และเจาของโครงการ กรณทจาเปนตองดาเนนการอยางใดอยางหนง เชน ตองมการออกแบบโครงสรางพเศษเพมเตมเพอปองกนผลกระทบ หรอปญหาและอปสรรคระหวางการกอสราง อนเนองมาจากสภาพแวดลอมเบองตนและอาจมผลกระทบตอความคมคาทางเศรษฐศาสตรของโครงการเชน 3.1 สภาพภมประเทศ เชน พนททตงโครงการ ทางเขาออกของโครงการ สภาพผวดน การใชประโยชนของพนทขางเคยง แนวถนน และแนวทางการไหลของนา 3.2 ประวตความเปนมาของการใชพนท เชน เปนทงนา นากง บอปลา บอนา ทงหญา เปนตน 3.3 ตาแหนงของวสดทถกฝงลงไปในดน เชน ทอประปา ทอระบายนา ทอกาซ สายโทรศพท เปนตน 3.4 ปรากฏการณทเกดขนในอดต เชน นาทวม

นอกจากการเกบขอมลเบองตนดงกลาวแลว ผทาการเจาะสารวจจะตองมการสารวจหาคาระดบปากหลมเจาะเปรยบเทยบกบหมดสมมตฐานไวใชในการอางองคาระดบดนในหลมเจาะ และตองมการรางผงบรเวณเพอแสดงตาแหนงของหลมเจาะรวมทงบนทกคาพกดภมศาสตรทชดเจน (GPS) เพอประโยชนในการอางองตาแหนงหลมเจาะตอไป

รปท 3.1 เกบคาระดบปากหลมเจาะ รปท 3.2 บนทกคาพกดภมศาสตรปากหลมเจาะ

11

บทท 4 วธการเจาะสารวจ

เนองจากลกษณะและคณสมบตของดน มความสาคญตอการออกแบบฐานรากของโครงสรางโดยเฉพาะคณสมบตดานกาลงความแขงแรงของดน ดงนน การเจาะเกบตวอยางดนจะตองทาดวยความระมดระวง เพอใหเกดผลกระทบกระเทอนนอยทสด เพราะดนบางชนดมความไวตว (Sensitivity) สง เมอถกแรงกระทาอาจทาใหโครงสรางของดนนนเปลยนแปลงไป และเมอนาตวอยางดนมาทาการทดสอบผลทไดกจะผดไป จากความเปนจรง จงควรเลอกวธการเจาะสารวจทเหมาะสมกบสภาพพนท และลกษณะดน ซงขนตอน และขบวนการเจาะสารวจชนดนแตละหลม อาจใชวธการเจาะสารวจมากกวาหนงวธ

4.1 การเปดบอทดสอบ (Trial Pits) เปนการเปดหนาดน โดยใชแรงคนขด หรอเคร องจกรขนาดเลกขดดนใหถงระดบทตองการ จากนนทาการเกบตวอยางโดยการตกดนบรรจใสในถงและใชวสดหอหมปองกนความชนในมวลดนระเหยออกไป มกใชกบดนเหนยวหรอชนทรายแหง ทอยเหนอระดบนาใตดน วธนเสยคาใชจายนอยเพราะเปนการขดดนทไมลกนก

4.2 การเจาะดวยสวาน (Auger Boring) แบงเปน 2 ชนดคอ 4.2.1 การเจาะดวยสวานมอ (Hand Auger) เปนการใชสวานมอปนดวยแรงคนเปนหลก 4.2.2 การเจาะดวยสวานโดยใชกาลงจากเครองยนต (Mechanical Auger หรอ Power Auger) เปนการใชเครองยนตชวยในการปนสวาน ทง Hand Auger และ Mechanical Auger เปนวธทเหมาะสาหรบการเจาะหลมตน หรอเรยกวธนวาการเจาะแหง เพราะไมตองใชนาลางหลมเจาะ ถาเปน Hand Auger จะใชแรงคนในการออกแรงปนดน ถาเปนMechanical Auger จะเรมจากการใชสวานขนาดโตเทาหลมเจาะและหมนสวานลงไปในดนเปนชวงสน ๆ จากนนจะชกสวานขนมาแกะดนทตดกบใบสวานทงหรอเกบไปเพอตรวจสอบชนดน ขอจากดของวธนคอ จะเจาะตอไมไดถาเจอนาใตดน หรอชนทรายเนองจากทรายไมมความเหนยวมากพอทจะเกาะตดกบใบของสวาน

12

(ทมา: แนวทางการตรวจสอบชนดนเพอวางฐานราก, วสท. 2551)

รปท 4.1 สวานรปแบบตาง ๆ

13

(ทมา: เอกสารประกอบการบรรยาย On The Job Training, กรมโยธาธการและผงเมอง, 2554)

รปท 4.2 การใช Mechanical Auger หรอ Power Auger เพอเปดหนาดน

4.3 การเจาะลาง (Wash Boring) เปนวธการเจาะทนยมมากในปจจบน เนองจากสะดวกและเสยคาใชจายไมมากนกอกทงอปกรณประกอบทใชในการเจาะลางกไมมากจนเกนไปและมขนาดเลกสะดวกในการขนยาย สามารถทาการเจาะไดลกพอสมควร หลกการมอยวาทาการเปดหนาดนดวยสวาน จากนนใชทอ Casing (ทอกร) ขนาด 3 – 4 นว ตอกลงไป เพอชวยปองกนหลมพงปากทอทาเปนบา เพอความสะดวกในการหมนเวยนนาระหวางการเจาะแลวจงทาการตอกกานเจาะลงไปในดน โดยทปลายกานเจาะขางหนงจะตดหวเจาะกระแทก (Chopping Bits) หรอเหลกแหลมลกษณะคลายหางปลา (Fish Tail) สวนปลายอกขางตดกบ Pressure Hose เพออดนาดวยแรงดนสงใหดน และนาไหลตามทอขนไปสดานบน ตอความยาวของกานเจาะไปเรอยจนถงระดบทตองการ แลวจงเปลยนหวเจาะกระแทกเปนหวเกบตวอยาง เชน กระบอกผา (Split Spoon) หรอ กระบอกบาง (Shelby Tube) ขอจากดของวธน คอ ไมสามารถเจาะผานชนกรวดใหญ ลกรงแขง หนผ หรอชนดานได

14

ทอปลอกเหลกกนดนพง (Casing)

(ทมา: เอกสารประกอบการบรรยายการเจาะสารวจชนดน, กรมโยธาธการและผงเมอง, 2548)

รปท 4.3 การเจาะลาง (Wash Boring)

4.4 การเจาะปน (Rotary Drilling) เปนวธทคลายคลงกบเจาะลาง (Wash Boring) ทงยงเปนการเจาะทรบกวนดนนอยสดวธหนง เหมาะกบดน หนทกชนด โดยเฉพาะในดนแขง กรวด ลกรง ทราย การหมนหวเจาะปนจะใชกาลงจากเครองจกรหมนหวเจาะดวยความเรวรอบทกาหนดความลกของหลมเจาะทเพมขนทาโดยการใชแรงกดลงจากไฮดรอลค หรอจากเครองจกรกล

15


รปท 4.4 การเจาะปน

16 ตารางท 4.1 ตารางเปรยบเทยบวธการเจาะ การเจาะลาง

(Wash Boring) การเจาะปน

(Rotary Drilling) การเจาะสวาน

(Auger Boring) การเปดบอทดสอบ

(Test Pits) วธการ ใชนาฉดลางขณะยก

หวเจาะกระแทก ขน – ลง พรอมกบบดกานเจาะ

ใชเครองหมนปนขณะทกดหวเจาะลงพรอมกบใชนาฉดออกจากรดานขางหวเจาะ

ใชการหมนใบสวานเพอนาดนขนมา

ขดเปดบอดวยแรงคนหรอเครองจกร

การสงเกตชนดน เปลยนแปลง ขณะเจาะ

สงเกตจากส ของนาลนทขนมาปากหลมและใชการสมผสจาก กานเจาะรวมทงอตราลงของหวเจาะ

สงเกตจากสของนาทลนขนมาปากหลมและสงเกตจากแรงกดรวมทงอตราลงของหวเจาะ

สมผสจาแนกไดโดยตรงจากดนท ตดขนมากบใบสวาน (ในหลมเจาะแหง)

ตรวจสอบสมผสไดโดยตรงและบนทกหรอถายภาพ การเรยงตวของชนดนอยางชดเจน

การขนยาย สะดวกปานกลาง(อปกรณไมซบซอนมาก)

ยงยาก (อปกรณมนาหนกมากและซบซอน)

สะดวก (อปกรณมนาหนกไมมาก)

สะดวก

คาใชจาย ไมสงมาก สง ไมสง ปานกลาง

คณภาพ ของหลมเจาะ

พอใช (เนองจากดนบางสวนถกรบกวน)

ดมาก (หลมเจาะสะอาดและดนถกรบกวนนอย)

ด (เมอเปนหลมเจาะแหงอยเหนอระดบนาใตดน)

ดมาก

ขอจากด ไมสามารถเจาะผานชนกรวดใหญ ลกรงแขง หนผ หรอดาน

ใชไดกบชนดน และชนหนทกชนด

มกมอปสรรค ในการเจาะผาน ชนทราย - กรวดหรอการเจาะอยทระดบตากวานาใตดน

ความลกมกไมเกน 2 – 3 เมตร


17

บทท 5 การเกบตวอยางดนและระดบนาใตดน

การเกบตวอยางดนจากหลมเจาะโดยทวไปจะทาการเกบตวอยางทก ๆ 1.50 เมตร ตลอดความลกของหลมเจาะเมอชนดนมลกษณะคลายคลงหรอใกลเคยงกน ถาพบชนดนทมความแปรปรวนไมสมาเสมอ หรอกรณทตองการขอมลของดนทละเอยดขน อาจทาการเกบตวอยางดนทก ๆ 1.00 เมตร หรอเกบตวอยางตอเนองแลวแตกรณ

5.1 วธเกบตวอยาง 5.1.1 การเกบตวอยางดนดวยกระบอกผา (Splitspoon Soil Sampler ) กระบอกเกบตวอยางดนแบบผา เปนกระบอกทผาครงเปน 2 ซกตามความยาว ขนาดเสนผาน

ศนยกลางดานนอก 2 นว ขนาดเสนผานศนยกลางภายใน 1 นว ยาว 24 นว กระบอกสาหรบเกบตวอยาง

ยาวไมตากวา 18 นว สวนลางมปลอกนาตอกดนทาจากเหลกแขงพเศษ ขนตอกบปลายกระบอกดวยเกลยว และสามารถถอดเปลยนไดเมอสก ปลายบนสดเปนเกลยวสาหรบตอเขากบกานเจาะ นอกจากนในกรณตอกเกบตวอยางดนประเภทไมเชอมแนนมปญหาเกบตวอยางดนไมตด (No Recovery) สามารถตดตะกรอชวยเกบดนชนดตาง ๆ ไดตามความเหมาะสม ดงรายละเอยดในรปท 5.1


รปท 5.1 กระบอกเกบตวอยางดนแบบผา (Split Spoon Soil Sampler) ก) แบบกระบอกผา ข) ขนาดของกระบอกผา ค) ตะกรอชวยเกบดนแบบตางๆ

18 กระบอกผาเปนอปกรณทใชสาหรบการเกบตวอยางดนแบบไมคงสภาพ (Disturbed Sample) กระทาไดโดยการตอกกระบอกผา (Split Spoon) ลงไปในชนดนทตองการเกบตวอยางตามกรรมวธการทดสอบ Standard Penetration Test (SPT) จากนนหมนกานเจาะ 2 – 3 รอบ เพอเปนการตดตวอยางดนบรเวณปลายกระบอกผาใหขาดออกจากกน แลวทาการดงหรอถอนกระบอกผาททาการตอกลงไปขนมา และสไลดกระบอกผาใหแยกออกจากกนเปน 2 ซก ตวอยางดนทไดจากกระบอกผานถอเปนตวอยางดนทถกรบกวนอยบาง (Partially Disturbed Sample) เนองจากแรงจากการตอกกระบอกผาลงไปในชนดน จากนนจงนาตวอยางดนออกจากกระบอกผาโดยเรว เพอจาแนกลกษณะดนเบองตน และเกบตวอยางดนใสภาชนะปดฝาใหมดชด เพอปองกนความชนไมใหระเหยออกไป แลวนาสงเขาหองปฏบตการทดสอบตอไป การเกบตวอยางดวยวธนใชกบการเกบตวอยางดนประเภทดนเหนยวแขงและชนดนทราย ซงในกรณของชนดนทรายตวอยางทไดมกจะถกอดแนนขนกวาสภาพเดมตามธรรมชาตทาใหไมอาจทราบความหนาแนนสมพทธทแทจรงจากตวอยางทเกบขนมาได

5.1.2 การเกบตวอยางดนดวยกระบอกบาง (Shelby Tube Soil Sampler) กระบอกเกบตวอยางดนแบบบางเปนอปกรณทาจากเหลกทมผวเรยบทงภายนอกและภายในไมมตะเขบหนาประมาณ 1.50 – 2.00 มลลเมตร ขนาดและความยาวของกระบอกทสมาคมทดสอบวสดอเมรกา (ASTM D – 1587) กาหนดไวดงตารางท 5.1 เพอลดแรงดงตวอยางขนจากหลมเจาะ มฉะนนอาจดงกระบอกไมขนหรอกระบอกอาจชารดเสยหายไดเมอใชแรงดงมาก ๆ พรอมขอตอเขากบกานเจาะดงรายละเอยดในรปท 5.2 ตารางท 5.1 ขนาดกระบอกเกบตวอยางดนแบบบาง (ASTM D – 1587)

เสนผานศนยกลางภายนอก มม. (นว)

ความหนา มม. (นว)

ความยาว มม. (นว)

50.8 (2) 76.2 (3) 127.0 (5)

1.24 (0.049) 1.65 (0.065) 3.05 (0.120)

910 (36) 910 (36) 1450 (54)


19


รปท 5.2 กระบอกเกบตวอยางดนแบบบาง

การใชกระบอกบางในการเกบตวอยางทาภายหลงจากการขดเจาะดนจนถงระดบความลกทตองการแลว จะทาการเกบตวอยางโดยอาศยกระบอกบางกดลงไปในชนดนกนหลม ดวยความเรวสงอยางตอเนองและสมาเสมอ ทาการหมนกานเจาะ 2 – 3 รอบ เพอเปนการตดตวอยางดน แลวจงทาการดงหรอถอนกระบอกบางทกดลงไปขนมา เนองจากการเกบตวอยางวธนเปนการเกบตวอยางดนคงสภาพ (Undisturbed Sample) จงควรหลกเลยงการเกบตวอยางโดยการตอกกระบอก เพอใหตวอยางดนทไดคงสภาพโครงสรางภายในไวไดมากทสด และหลงจาก ทาการเกบตวอยางดนแลว ตองมการปดผนกตวอยางในกระบอกบางดวยเทยนไข เพอปองกนมใหความชนระเหยออกจากตวอยางดน และนาสงหองปฏบตการทดสอบดวยความระมดระวงทนท การเกบตวอยางดนดวยวธน ใชสาหรบเกบตวอยางดนประเภทดนเหนยวออน นอกจาก 2 วธดงกลาวขางตนแลว การเกบตวอยางดนยงสามารถทาไดอกหลายวธ เชน โดยใช Piston Sample, Core Sample และ Block Sample ซงแตละวธจะมขอจากด และการรบกวนตวอยางดน ทแตกตางกน การเลอกใชวธใดนนขนอยกบชนดของดน และคณภาพของตวอยางทตองการ

20 ตารางท 5.2 การเปรยบเทยบวธการเกบตวอยางดนแตละลกษณะ

กระบอกบาง กระบอกสบ - ชก กระบอกผา ตวอยาง แทงแกน

ตวอยางกลอง

วธการ เจาะหลมถงระดบแลวกดเกบโดยตรง

เจาะหลมถงระดบแลวกดเกบหรอกดถงระดบแลวจงเปดปลายเพอเกบตวอยาง

เจาะหลมถงระดบแลวตอก

เจาะหลมถงระดบแลว เจาะปน

ขดเปดบอแลวใชมอตดแตง

อปกรณ กระบองบางเปด

กระบอกบาง มลกสบจบยดตวอยางอย แกนใน

กระบอกหนาผา 2 ซก ประกบกน

กระบอก 3 ชน มปลายยด-หด ได

กลองพรอมมดบางหรอเกรยงตดดน

ขนาด (มม.) ø 50 - 75 ø 50 - 75 ø 50.8 ø 51 - 61 300 x 300 x 300

คาใชจาย ปานกลาง สง ปานกลาง สงมาก ปานกลาง

ชนดดน ดนเหนยว ดนเหนยวออน ทกชนด ดนเหนยวแขงมากหรอหนผ

ดนเหนยว

การรบกวนดน นอย นอยมาก ปานกลาง (แตยงคงรปทางกายภาพเดม)

นอย นอยมาก

คณภาพ ด ดมาก ปานกลาง ด ดมาก

ขอจากด การเกบในดนเหนยวแขงมาก กระบอกอาจชารดหรอเกบไดไมมาก

ระบบซบซอนและใชเวลามากจงเกบในดนออนหรอดนทมความไวตอ การสญเสยกาลงสง

ตวอยางดนถกรบกวนจงทดสอบไดเฉพาะคณสมบตทางกายภาพหรอดชนจาแนกดนทวไป

อปกรณมราคา สงมากและอาจตองลงทอกร ตามหากไมมนใจในเสถยรภาพ ของผนงหลมเจาะ

ความลกไมเกน 2 - 3 เมตร


5.2 ปายฉลากตวอยาง การเกบตวอยางดนทกชนด จาเปนจะตองมการตดฉลากเพอแสดงรายละเอยดของตวอยางดนนน ๆ ทกตวอยางเพอเปนการปองกนการสลบตวอยางดน โดยในปายฉลากประกอบดวยขอมลหลก ๆ ดงน 1) ชอโครงการ (Project) : แสดงชอวาเปนโครงการอะไร 2) ทตงโครงการ (Location) : แสดงตาแหนงทตงของโครงการ 3) หมายเลขหลมเจาะ (Boring Number) : บอกหมายเลขหลมเจาะ

21 4) หมายเลขตวอยาง (Sample Number) : แสดงวธการเกบตวอยางและหมายเลขตวอยาง 5) ชวงความลกของตวอยางดนทเกบ (Depth) : แสดงถงชวงความลกของดนตวอยางนน 6) คา SPT (Blows Count) : เนองจากการเกบตวอยางดวยกระบอกผา มกทารวมกบการทดสอบ

SPT (Standard Penetration Test) มหนวยเปน blows/foot จงนยมใสคา SPT ททาการตอก เพอเกบตวอยางนน ๆ ไวในปายตวอยางดวย

7) วนททาการเกบตวอยาง (Date) 8) ผเกบตวอยาง (Sample by)

ปายฉลากตวอยางแสดงในรปท 5.3

รปท 5.3 ปายฉลากแสดงรายละเอยดตวอยางดน

5.3 ระดบนาใตดน นาใตดนเปนปจจยหนง ซงมผลตอความแขงแรงของดน (Shear Strength of Soi) และหนวยแรงในมวลดน (Stress) เนองจากแรงดนนามผลทาใหความสามารถในการรบแรงของดนตาลง โดยทวไปการวดระดบนาใตดนจะทาหลงจากการเจาะสารวจเสรจเรยบรอยแลวเปนเวลา 24 - 48 ชวโมง ทงนเพราะการไหลของนาขนอยกบคาความสามารถในการซมผาน (Permeability) ของดน กรณเปนดนทนาซมผานไดงาย ระดบนาทบนทกจะมความนาเชอถอมากกวาดนทนาสามารถซมผานไดยาก เพราะอาจตองใชเวลารอคอยวดระดบนาเปนเวลาหลายวน ดงนน วธการวดระดบนาใตดนทนยมกนคอ หลงจากเสรจสนการเจาะสารวจชนดนในตอนเยน ใหนานามากรอกใหเตมหลมเจาะ จากนนทาการวดระดบนาในตอนเชากอนเจาะสารวจ ปฏบตเชนนทกวนทเจาะสารวจ และวนสดทายทเจาะสารวจเสรจใหเตมนาใหเตมปากหลมอกครง ทงไวไมนอยกวา 24 ชวโมง จงทาการวดคาระดบนาใตดน นาขอมลตาง ๆ มาพจารณาเปรยบเทยบกน

22

บทท 6 การเจาะสารวจชนดนของกรมโยธาธการและผงเมอง

งานเจาะสารวจชนดนของกรมโยธาธการและผงเมอง มวตถประสงคหลกเพอสนบสนนงานออกแบบกอสรางถนน อาคาร สะพาน เขอน ตลอดจนระบบสาธารณปโภคตาง ๆ ในความดแลรบผดชอบของกรมฯ อกทงยงใหบรการแกหนวยงานอนภายนอกกรมฯ ตงแตอดตถงปจจบนไดมการดาเนนการมาเปนเวลากวา 30 ป การเจาะสารวจทดาเนนการมรายละเอยด ดงน

6.1 เครองเจาะ โดยทวไปแบงตามเครองมอทใชในการเจาะเปน 2 ชนด คอ 6.1.1 เครองเจาะดนแบบโครงสามขาดงรปท 6.1 ประกอบดวย

รปท 6.1 เครองเจาะดนแบบโครงสามขา

(1) โครงเหลกทาจากทอเหลกขนาด 2 นวสาหรบโครงขาหนา และ 2.5 นวสาหรบโครงขาหลงใชยดกบเครองหวกวานเชอก มความยาวแตละขาประมาณ 5.50 เมตร (ตอกน 2 ทอน) ปลายลางเปนปลายแหลมสาหรบตดตงบนพนดน ปลายบนยดตดกนสามารถบดตวไดระหวางตดตงพรอมหวงแขวนรอก โดยขาคหนา ใหเจาะรเพอใชรอยเหลกสาหรบเพมความแขงแรงของฐานในกรณเจาะบนพนดนออน (2) เครองกวานเชอก ประกอบดวย หวกวานเชอกฉดดวยกาลงเครองยนตขนาด 8 ถง 13 แรงมา

23 6.1.2 เครองเจาะดนแบบใชไฮดรอลกชวยเจาะ ดงรปท 6.2 ประกอบดวย

ทมา: คมอทดสอบการเจาะสารวจชนดน, กรมโยธาธการและผงเมอง, 2557

รปท 6.2 เครองเจาะดนแบบใชไฮดรอลกชวยเจาะ (1) เรอนโครงขนาดความสงไมนอยกวา 4 เมตร มหวงแขวนรอกทปลายบน (2) หวกวานเชอกฉดดวยกาลงเครองยนตดเซล ขบเคลอนดวยชดเกยรสามารถหมนหวเจาะไดพรอมทงมระบบไฮดรอลกสาหรบกดและถอนอปกรณเจาะ โดยมรายละเอยดของเครองเจาะ ดงรปท 6.3

ทมา: สถาพร ควจตรจาร, 2541

รปท 6.3 รายละเอยดเครองเจาะดนแบบใชไฮดรอลกชวยเจาะ

24 6.2 อปกรณในการเจาะดน ดงรปท 6.4 ประกอบดวย

(1) สวานสาหรบเปดหนาดน (2) สวานเจาะดนแบบใชมอหมน

(3) กานเจาะ (4) ทอเหลกกนดน

(5) ปลอกนาตอกดน (6) เครองสบนาแบบโมโน พรอมสายดดและสายสง

(7) หวหมนนาพรอมหหว (8) ขอตอท

(9) ถงนาเวยน (10) เบนโทไนท

25

(11) หวกระทงดน (12) หวแขวนหมน

(13) เชอกมะนลา (14) ประแจคอมา

(15) ประแจโซ


รปท 6.4 อปกรณเจาะดน

(1) สวานสาหรบเปดหนาดน ขนาดเสนผานศนยกลางประมาณ 4 นว ขนาดความยาว 0.50 เมตร และ 1.00 เมตรสาหรบการเจาะแบบใชไฮดรอลกชวยเจาะ

(2) สวานเจาะดนแบบใชมอหมน ขนาดเสนผานศนยกลาง 4 นว สาหรบการเจาะเปดหนาดน (3) กานเจาะมความยาว 0.50 เมตร 1.00 เมตร 1.50 เมตร 2.00 เมตร และ 3.00 เมตร (4) ทอเหลกกนดน ขนาด 4 นว มความยาว 0.50 เมตร 1.00 เมตร และ 1.50 เมตร พรอมหวตอกทอ

ขอเหลกกนดน (5) ปลอกนาตอกดน สาหรบสวมเขากบปลายของทอเหลกกนดน (6) เครองสบนาแบบโมโน พรอมสายดด และสายสงฉดกาลงดวยเครองยนตเบนซน ขนาด 8 ถง 13 แรงมา (7) หวหมนนาพรอมหหวและมเกลยวตอเขากบกานเจาะ (8) ขอตอทใชตอเขากบปากทอเหลกกนดน เพอระบายนาทไหลขนจากหลมเจาะลงในถงนาเวยน (9) ถงนาเวยน เปนถงเหลกมทกนทรายใหตกตะกอน (10) เบนโทไนทชนดโซเดยมเบนโทไนทใชสาหรบปองกนหลมเจาะพงในชนดนทราย (11) หวกระทงดนมเกลยวตอเขากบกานเจาะมลกษณะเปนแบบลมสาหรบดนออน และแบบสามแฉก

สาหรบดนแขง

26

(12) หวแขวนหมนทาจากเหลก มหแขวนและเกลยวตอเข า กบก านเจาะเชอกมะนลาขนาดเสนผาศนยกลางประมาณ 1 นว ยาวประมาณ 12.00 เมตร ทปลายมแชคเกลผกตดอยประแจคอมาขนาด 18 นว และ 24 นว อยางละ 2 อน ใชสาหรบขนเกลยวกานเจาะ และจบกานเจาะระหวางทาการเจาะสารวจชนดน

(13) ประแจโซจบทอขนาด 3 ถง 5 นว จานวน 2 อนใชสาหรบขนเกลยวทอเหลกกนดน

6.3 ขนตอนการเจาะ 6.3.1 การเจาะสารวจชนดนแบบสามขา เปนวธการเจาะสารวจทใชในงานเจาะทสามารถเจาะไดไมยากนกเนองจากอปกรณมนาหนกเบา ขนยายงาย อยางไรกด เนองจากในการเจาะใชแรงคนเปนหลก ดงนน ความสามารถในการเจาะจงนอยกวาการใชเครองไฮดรอลกซงมแรงจากเครองไฮดรอลกเปนตวชวย เมอเจาะผานชนดนแขง เครองเจาะแบบสามขานจงนยมใชกบความลกของหลมเจาะไมเกน 30.00 เมตร หรองานทมขอจากดเร องพนทซ งเครองไฮดรอลกเขาถงไดยาก เชน บรเวณตลงลาง หรอเชงลาดตลง เปนตน ขนตอนการปฏบตมดงน ก. การตดตงโครงสามขา 1) กาหนดตาแหนงหลมเจาะ ดงรปท 6.5 ประกอบโครงสามขาพรอมชดรอก แขวนเชอกแลวตดตงโครงสามขาปรบใหจดศนยกลางอยตรงกบหลมเจาะ โดยการจบดงดวยหวแขวนหมนสาหรบระยะหางของแตละขาใหหางกนอยางนอย 2.00 เมตร เพอใหมพนททางานภายใตโครง 3 ขาไดสะดวกและปองกนเสาลม


รปท 6.5 การกาหนดตาแหนงหลมเจาะ และตดตงโครงสามขา

2) ทาการตดตงเครองกวานเชอกกบโครงขาหลงซงเปนขาทอนใหญตอกเหลกสมอแลวใชเชอกผกยดกบโครงและฐานเครองกวานใหแนน ดงรปท 6.6 สาหรบอกสองขากใหทาในลกษณะเดยวกนโดยใชเชอกผกยดกบเหลกสมอใหแนน เพอเพมความมนคงกบโครงสามขา

ระยะหาง 2.00เมตร



27


รปท 6.6 การตดตงเครองกวานเชอก

ข. การเปดปากหลม ทาการเปดหนาดน โดยใชจอบหรอเสยมนาสาหรบกรณทดนผวหนาแขงหรอมเศษผง เศษอฐอยมาก จนกระทงถงผวดนจรง แลวจงใชสวานแบบมอหมนเจาะเปดปากหลม จนกระทงไดระดบความลก 1.00 เมตร และกาหนดระดบอางอง ปกตอาจใหทระดบผวดนเทากบ 0.00 เมตร ในระหวางการใชสวานมอเจาะเมอดนเตมหวเจาะใหยกออกจากหลม สงเกตความเปลยนแปลงลกษณะชนดน บนทกส ความแขงโดยลองใชมอบบด ความเหนยวของดน ตามระดบความลก

ค. การตดตงทอเหลกกนดน เมอเจาะดนจนไดความลกประมาณ 1.00 เมตร จงทาการตอกทอเหลกกนดน ดงรปท 6.7 โดยใชชดทงตอกและเหลกนาตอเขากบเกลยวขอตอดานบนหรอใชชดรองตอกลกตม ใชกวานเชอกยกลกตมขนสวมลงในทอนา ใชหวกวานยกลกตมตอกทอเหลกโดยตอกลงไปเรอย ๆ จนสดความยาวแลวจงตอทอเหลก (กนดนเพอปองกนการพงของผนงหลมเจาะโดยเฉพาะกรณทดนชวงบนเปนดนออน) และตอกลงไปทาอยางนไปจนไดความลก 1.5 - 3.0 เมตร โดยทวไปจะใชเหลกกนดนขนาดความยาว 1 เมตร หรอ 1.50 เมตร เปนขนาดมาตรฐาน


รปท 6.7 การตอกทอเหลกกนดน

28 ง. การเตรยมนาเวยน ตดตงขอตอทเขากบทอเหลกกนดนแลวจงนาถงนาเวยนมาวางชดขอบขอตอทเตมนาใสถงนาเวยนพรอมเตรยมปมนาตอสายยางทนความดนเขากบหวหมนนา สาหรบใชดดนาหมนเวยนระหวางการเจาะฉดลาง ดงรปท 6.8


รปท 6.8 การเตรยมปมนาตอสายยางทนความดนเขากบหวหมนนา

จ. การเจาะแบบฉดลาง 1) ตดตงอปกรณสาหรบการเจาะแบบฉดลาง โดยนาหวหมนนาตอเขากบกานเจาะ ทปลายดานหนงสวนอกปลายดานหนงตอกบหวกระทงแบบลมซงใชสาหรบชนดนออน ใชเครองกวานหยอนกานเจาะลงหลมเจาะเดนเครองสบนาใหฉดนาออกทหวกระทงกอนเพอปองกนหวกระทงอดตนขณะกระทง หวกระทงใหใชประแจคอมาบดหมน (ไปทศทางตามเขมนาฬกา) นาทสบผานสายยางทนความดนผานหวแขวนหมน และผานรกานเจาะออกทางหวกระทง จะฉดไลตะกอนทไดจากการกระแทกบดดนใหยอยเปนชนเลก ๆ จากกนหลมใหไหลขนมาแลวไหลลนลงถงนาเวยน ตะกอนสวนทหนกจะตกตะกอนอยในถงนาเวยน และนาจะถกดดหมนเวยนไปใชตอไป จนกระทงถงระดบทตองการเกบตวอยางดน ดงแสดงในรปท 6.9

29


รปท 6.9 การเจาะสารวจดนฉดลางแบบกระทงดวยเครองกวานและชดสามขา

2) ขณะทดาเนนการเจาะลกลงไปใหตรวจดเศษดนทไหลวนขนมากบนา เพอพจารณาการเปลยนชนดน โดยพจารณาจากความแตกตางของเศษหนทราย และสของนาทลนปากหลม ทเจาะลกลงไป พรอมกบจาแนกชนดของดน ตลอดความลกทเจาะลงไป หากพบวาเจอชนดนทรายใหผสมเบนโทไนทกบนาโดยทวไปใชอตราสวน 1 ตอ 20 โดยนาหนกดงรปท 6.10 สารละลายเบนโทไนททไดจะมคาความหนาแนนประมาณ 1.02 - 1.04 กรม/ลบ.ซม. เพอวตถประสงค 3 ประการ ไดแก (1) เพอลดการซมผานของนา เนองจากนาเบนโทไนทจะไปเคลอบผนงหลมเจาะ (2) เพอปองกนดนพง เนองจากนาเบนโทไนททอยเตมหลมจะเพมแรงดนผนงไมใหถลม และ (3) เพอเพมความเขมขน ทาใหสามารถพาเศษดน กรวด ทมเมดใหญขนมากบนาเบนโทไนทได กรณหาเบนโทไนทในพนทปฏบตงานไมไดใหใชดนโคลนในพนททดแทน

30


รปท 6.10 การผสมเบนโทไนทชนดโซเดยมเบนโทไนทกบนา

3) การเกบตวอยางจะเกบทก ๆ ความลก 1.50 เมตร โดยเมอเจาะลางจนถง ความลกทจะเกบตวอยาง ปกตจะเกบตวอยางทก ๆ ความลก 1.50 เมตร ตองระมดระวงเปนพเศษอยาให กนหลมถกรบกวน โดยการเบาเครองสบนา และทาการเปานาใสจนแนใจวาไดลางเศษดนกนหลมจนสะอาด จงดบเครองสบนา และถอนหวกระทงพรอมกบหวหมนนาออก ทาการเจาะสลบกบการเกบตวอยางไปเรอย ๆ จนถงชนดนแขง จงเปลยนหวกระทงเปนแบบสามแฉก โดยพจารณาจากแรงทใชในการกระทง แลวดาเนนการเจาะตอไปจนถงระดบทตองการเกบตวอยาง

6.3.2 การเจาะสารวจชนดนแบบใชไฮดรอลกชวยเจาะ เปนวธการเจาะสารวจทใชในการเจาะลกและเปนงานทสาคญ เนองจากสามารถควบคม

การเกบตวอยางดนแบบไมถกรบกวนไดดกวาแบบสามขาโดยมขนตอนการปฏบตดงตอไปน ก. การตดตงเรอนโครง 1) เขนรถเครองมอเจาะดนเขาหาหลมเจาะ ตดเครองยนตแลวพรอมใสกานเจาะความยาว 3.00 เมตร เขากบแกนหมนไฮดรอลกดงรปท 6.11 แลวขนนอตยดฟนจบและกานเจาะใหแนนเพอใหสามารถใชหวกดไฮดรอลกคายนตวเครองใหอยในแนวระนาบ


รปท 6.11 การตดตงรถเครองมอเจาะในพนทสนาม

31 2) ทาการตดตงเรอนโครงดงรปท 6.12 โดยยดเสา 2 ตน กบแทนเครองเจาะทดานหนาของเครองเจาะดวยนอต และประกอบเสาอก 2 ตน เขาดวยกนพรอมรอกทปลายเรอนโครง โดยการรอยสกรและขนนอตใหแนนรอยเชอกมะนลาในรองรอก โดยปลายเชอกดานหนงผกตดกบหวหมนแขวนแลวนาปลายเชอกอกดานหนงมาพาดกบรองทหวแทนไฮดรอลกและนาไปพนรอบเครองกวานประกอบโครงยดเขากบเสา ทงส ใหเปนรปโครงเสาสตนเลอนหวแทนไฮดรอลกใหสงขน เขาเกยร 1 ใชเคร องกวานพรอมกบดงเชอก เพอดงเรอนโครงขน แลวขนนอตยดตดกบแทนเครองเจาะดานหลงใหแนน

รปท 6.12 การตดตงเรอนโครง

3) ปรบใหเครองเจาะอยในแนวระนาบ โดยใชเชอกทผกตดกบหวแขวนหมนเปนตวจบดงเปรยบเทยบกบแนวของกานเจาะทอยในแกนหมนไฮดรอลก เพอใหเมอใสกานเจาะแลวกานเจาะอยในแนวดง

ข. การเปดปากหลม นาสวานตอกบกานเจาะ เพอเจาะเปดปากหลม ดงรปท 6.13 โดยหมนสวานดวย

เครองไฮดรอลกจนไดระดบความลกประมาณ 1 เมตร แลวจงทาการถอนสวานขนมา และกาหนดระดบอางอง ปกตอาจใหทระดบผวดนเทากบ 0.00 เมตร สงเกตความเปลยนแปลงลกษณะชนดน บนทกสความแขง โดยลองใชมอบบดความเหนยวของดนตามระดบความลก

32


รปท 6.13 การเจาะเปดปากหลม

ค. การตดตงทอเหลกกนดน ทาการตอกทอเหลกกนดน โดยใชชดทงตอกและเหลกนาตอกเขากบเกลยวขอตอดานบน หรอใชชดรองตอกลกตม ใชเครองกวานเชอกยกลกตมขนสวมลงในทอนา ใชเครองกวานยกลกตมตอกทอเหลกลงไปเรอย ๆ จนสดความยาวแลวจงตอทอเหลกกนดน เพอปองกนการพงของผนงหลมเจาะ โดยในกรณทดน ชวงบนเปนดนออน และตอกลงไปทาอยางนไปจนไดความลก 1.5 - 3.00 เมตร โดยทวไปจะใชเหลกกนดนขนาดความยาว 1 เมตร หรอ 1.50 เมตร เปนขนาดมาตรฐาน

ง. การเตรยมนาเวยน ตดตงขอตอทเขากบทอเหลกกนดนแลวจงนาถงนาเวยนมาวางชดขอบขอตอทเตมนาใสถงนาเวยนพรอมเตรยมปมนาตอสายยางทนความดนเขากบหวหมนนา สาหรบใชดดนาหมนเวยนระหวางการเจาะฉดลาง

จ. การเจาะแบบฉดลาง 1) ตดตงอปกรณสาหรบการเจาะแบบฉดลาง โดยนาหวหมนนาตอเขากบกานเจาะ ทปลายดานหนงสวนอกปลายดานหนงตอกบหวกระทงแบบลมซงใชสาหรบชนดนออน ใชเครองกวานหยอนกานเจาะลงหลมเจาะ เดนเครองสบนาใหฉดนาออกทหวกระทงกอน เพอปองกนหวกระทงอดตนขณะกระทงหวกระทงใหใชประแจคอมาบดหมน (ไปทศทางตามเขมนาฬกา) ดงรปท 6.14 นาทสบผานสายยางทนความดนผานหวแขวนหมน และผานรกานเจาะออกทางหวกระทง จะฉดไลตะกอนทไดจากการกระแทกบดดนใหยอยเปนชนเลก ๆ จากกนหลมใหไหลขนมาแลวไหลลนลงถงนาเวยน ตะกอนสวนทหนกจะตกตะกอนอยในถงนาเวยน และนาจะถกดดหมนเวยนไปใชตอไป จนกระทงถงระดบทตองการเกบตวอยางดน

33


รปท 6.14 การกระทงหวกระทงพรอมทงใชประแจคอมาบดหมน

2) ขณะทดาเนนการเจาะลกลงไปใหตรวจดเศษดนทไหลวนขนมากบนา เพอพจารณาการเปลยนชนดน โดยพจารณาจากความแตกตางของเศษหนทราย และสของนาทลนปากหลมทเจาะลกลงไป พรอมกบจาแนกชนดของดนตลอดความลกทเจาะลงไป หากพบวาเจอชนดนทรายใหใชสารละลายเบนโทไนทเพอปองกนดนพง ในกรณหาเบนโทไนทในพนทปฏบตงานไมไดใหใชดนโคลนในพนททดแทน


รปท 6.15 การผสมเบนโทไนทชนดโซเดยมเบนโทไนทกบนา

3) การเกบตวอยางจะเกบทก ๆ ความลก 1.50 เมตร โดยเมอเจาะลางจนถงความลกทจะเกบตวอยาง ปกตจะเกบตวอยางทก ๆ ความลก 1.50 เมตร ตองระมดระวงเปนพเศษอยาใหกนหลมถกรบกวน โดยการเบาเครองสบนา และทาการเปานาใสจนแนใจวาไดลางเศษดนกนหลมจนสะอาด จงดบเครองสบนา และถอนหวกระทงพรอมกบหวหมนนาออกแลวจงทาการเกบตวอยาง จากนนทาการเจาะสลบกบการเกบตวอยางไปเรอย ๆ จนถงชนดนแขงจงเปลยนหวกระทงเปนแบบสามแฉก โดยพจารณาจากแรงทใชในการกระทง แลวดาเนนการเจาะตอไปจนถงระดบทตองการเกบตวอยาง จากรายละเอยดขางตน จะเหนไดวา การเจาะโดยใชโครงแบบสามขา หรอแบบใชเครองไฮดรอลก ลวนสามารถทาการเจาะลาง (Wash Boring) ไดทงค โดยการใชแรงดนนาชวยเพมประสทธภาพในการเจาะใหสามารถทะลทะลวงลงในดนไดมากขนกวาการเจาะแบบไมใชนา

34 6.4 การเกบตวอยางดนและการทดสอบในสนาม เมอทาการเจาะถงระดบทตองการเกบตวอยางดนแลว ใหเปลยนปลายกานเจาะจากเหลกหวกระทงเปนกระบอกเกบตวอยาง กลาวคอ ถาหากดนท กนหลมเปนดนออน จะเกบตวอยางแบบไมรบกวน (Undisturbed Sample) โดยใชกระบอกบาง (Shelby Tube) ตอกบปลายกานเจาะ แตถาหากดนทกนหลมเปนดนแขงจะเกบตวอยางแบบรบกวน (Disturbed Sample) โดยใชกระบอกผา (Split Spoon) ตอกบปลายกานเจาะโดยขนตอนการดาเนนการมรายละเอยดทงกรณเจาะดวยโครงแบบสามขา และแบบเครองไฮดรอลก ดงน

6.4.1 วธการเกบตวอยางดนแบบไมรบกวนและการทดสอบตวอยางดนในกระบอก (1) หยอนกระบอกเกบตวอยางลงกนหลม แลวขดระยะทจะเกบตวอยางทกานเจาะเหนอปากขอบทอเหลกกนดนเปนระยะ 50 เซนตเมตร ใชประแจคอมา 2 ตว จบกานเจาะสาหรบการเจาะแบบสามขา แตสาหรบการเจาะแบบใชไฮดรอลกชวยเจาะใหใชประแจตวหนงจบทกานเจาะ และอกตวหนงจบทแกนระบบไฮดรอลกในลกษณะตงฉากกน (2) กรณใชวธเจาะสารวจแบบสามขาใหใชแรงคนกดใหกระบอกเกบตวอยางจมลงดนตามระยะทขดไวดวยแรงสมาเสมอและไดแนวดง กรณการเจาะสารวจแบบใชไฮดรอลกชวยเจาะ ใหใชระบบไฮดรอลก กดใหกระบอกเกบตวอยางจมลงดนตามระยะทขดไวดวยอตราความเรวสมาเสมอและไดแนวดงดงรปท 6.16 ถากดลงไดไมถงระยะทกาหนดไว ใหจดบนทกระยะทกดลงไดลงใน Field Log Test แลวใชประแจคอมาหมนกานเจาะตามเขมนาฬกา 2 รอบเพอใหดนปลายกระบอกขาดออกจากกน


(1) เจาะแบบสามขา (2) เจาะแบบไฮดรอลกชวยเจาะ

รปท 6.16 การเกบตวอยางดนแบบไมรบกวน

(3) ใชเคร องกวานเชอกดงกานเจาะพรอมกระบอกบางขนจากหลมเจาะ พรอมทา ความสะอาดกระบอกเกบตวอยาง แตงดนทปลายกระบอกทงสองดาน วดระยะความยาวของตวอยางดนทเกบไดบนทกลงใน Field Log Test (4) ทดสอบหาคากาลงของดนในสนามของตวอยางดนในสนาม สามารถทดสอบไดดวยเครองมอ 2 แบบ ดงรปท 6.17 มรายละเอยดดงน ก) เครองทดสอบความแขงของดนแบบพกพา (Pocket Penetrometer) เหมาะสาหรบใชงานกบดนเหนยวแขงปานกลางถงแขงเปนเครองมอทถกออกแบบมาใหใชไดทงในสนามและหองปฏบตการ มขนาดกะทดรดคลายปากกา มสปรงรบแรงอยดานใน วธใชงานทาไดโดยเรมจากเลอนวงแหวนสแดงทดามสเกลใหอยบนสดแลวทาการกด Pocket Penetrometer ลงบนผวของดนในกระบอกบางหรอบนแทงตวอยางดน

35 ทถกแตงใหเรยบ จนกระทงจมถงขดทกาหนดแลวอานคาทดามสเกลทดสอบจานวน 3 ตาแหนง แลวนามาหาคาเฉลยจะไดคาเปนแรงตอหนวยพนท (Unconfined Compressive Strength, Up) ข) เครองมอทดสอบหาคากาลงเฉอนของดนแบบพกพา (Torvane Shear Device) เหมาะสาหรบใชงานกบดนเหนยวออนถงออนมาก เปนเครองมอท ถกออกแบบมาใหใชไดทงในสนาม และหองปฏบตการ มลกษณะคลายใบพด (Vane) ขนาดเลกมใหเลอกหลายขนาดขนอยกบชนดของดนททดสอบ วธใชงานทาไดโดยเรมจากหมนขดบนหนาปดใหอยทเลขศนย แลวทาการกดใบพดลงบนผวของดนในกระบอกบาง แลวหมนดวยมอใหดนถกตดขาดจากกน อานคาทหนาปดดานบน จะไดคาเปนแรงตอหนวยพนท (Undrained Shear Strength, Su) คากาลงรบแรงเฉอนของดนในสนามททดสอบไดจะเปนคาเปรยบเทยบกบผลการทดสอบในหองปฏบตการเพอความมนใจทจะนาไปใชงานจดบนทกลงใน Field Log Test


ก) การใช Pocket Penetrometer ข) การใช Torvane Shear Device

รปท 6.17 การทดสอบหาคากาลงรบแรงเฉอนของดน

(5) นาตวอยางดนมาจาแนกดนเบองตน โดยการสงเกตรายละเอยดจากการดดวยตาเปลาและอาศยการสมผสดวยมอ ประกอบการดมกลน และนาสของตวอยางดนไปเทยบกบสทมในสมดเทยบส โดยยดเอาสหลกทสงเกตเหนไดชด จากนนจงจาแนกวาเปนดนชนดใด เชน กรวด ทราย ดนเหนยว เปนตนนอกจากนยงตองสงเกตสงเจอปนทตดมากบตวอยางดนดวย เชน เปลอกหอย เปนตน โดยใชวธกะปรมาณวา มมากนอยขนาดไหน แลวจงจดบนทกลงใน Field Log Test (6) เพอใหตวอยางดนทเกบไดคงสภาพโครงสรางภายในไวใหมากทสด หลงจากเกบตวอยางดนแลวตองมการเคลอบขผ งหรอพาราฟนทเตรยมไวทปลายทงสองดาน เพอปองกนไมใหความชนระเหยออกจากตวอยางดน แลวทาการตดฉลากขอมลระบถง ชอโครงการ หมายเลขหลม ความลก วนทเกบตวอยาง เปนตน ทงนกเพอปองกนการสลบกนของตวอยาง และนาสงหองปฏบตการดวยความระมดระวง (7) ทาการเกบตวอยางดนดวยกระบอกบางไปเร อยๆ สลบการเจาะกระทงจนถง ระดบดนแขงจนไมสามารถเกบตวอยางดนดวยกระบอกบางได ถาจะตองเกบตวอยางดนแบบรบกวนกใหเปลยนการเกบตวอยางดนดวยกระบอกบางเปนกระบอกผา

6.4.2 การเกบตวอยางดนแบบรบกวนและการทดสอบ การเกบตวอยางดนแบบรบกวนทาไดโดยการตอกกระบอกผาลงไปในชนดนทจะเกบตวอยาง มกทารวมกบการทดสอบการตอกจมมาตรฐาน (SPT) ซงเปนวธทนยมใชกนมากในประเทศไทย เพราะระหวาง

36 การทดสอบสามารถเกบตวอยางดนเหนยวและดนเหนยวปนทรายเพอนามาทดสอบ เพอหาคากาลงรบแรงเฉอน (Shear Strength) ของดนไดดวย ดงนนจดประสงคของการทดสอบ SPT นอกจากจะใชหาคาสภาพความออนแขงของดน (Consistency) ทมความเชอมแนนแลว ยงสามารถใชหาคาความแนนสมพทธ และมมเสยดทานภายในโดยประมาณของดนทรายไดอกดวย โดยมขนตอนการทดสอบ ดงน (1) เมอเจาะถงความลกทจะทาการทดสอบ SPT ในชนดนแขง ใหตอกระบอกผาเขากบปลายลางกานเจาะ คานวณความยาวกานเจาะ และหยอนกระบอกผาลงกนหลม ตรวจสอบความลกทเจาะไว เมอตรวจสอบไดความลกทถกตองแลว ขดระยะทกานเจาะเทยบระยะปากทอเหลกกนดนแบงเปน 3 ชวง ชวงละ 6 นว (15 ซม.) รวมเปนระยะ 18 นว (45 ซม.) นาชดตอกและเหลกนาตอกตอบนปลายกานเจาะ ยกลกตมขนสวมทอนา ททอนาจะมขดบอกระยะลกตมตก 30 นว (76 ซม.) การตดตงเครองมอทดสอบ SPT ดงรปท 6.18


รปท 6.18 การตดตงเครองมอทดสอบ SPT

(2) ยกลกต มตอกบนทงตอก ควบคมใหไดระยะตกของลกต ม 30 น ว ทาการตอก โดยตองปลอยเชอกใหลกตมตกเปนอสระดวยความสมาเสมอ ไมหยด (พนเชอกทหวกวานไมควรเกน 2 รอบ) นบจานวนครงลกตมทตอกกระบอกผาจมลงดนทก ๆ ระยะ 6 นว จดบนทกจานวนครงทตอกจนครบ 3 ชวง เอาจานวนครงทตอก 2 ชวงสดทายมาบวกกน จะไดคา SPT N - Value (จานวนการตอก/ระยะจม 1 ฟต) ดงรปท 6.19 แลวบนทกคาลงใน Field Log Test

37

(ทมา: ชศกด ครรตน, 2554)

รปท 6.19 การทดสอบ SPT

(3) นากระบอกผาขนจากหลมเจาะถาเปนการเจาะดวยสามขาใหนาประแจคอมายดกบกานเจาะกอนนาทอเหลกมางดใตประแจคอมา เพอถอนกระบอกผาขนจากหลมเจาะ แตถาหากเปนการเจาะโดยใชไฮดรอลกชวยใหใชโซปลายดานหนงผกตดกบหวไฮดรอลก และอกปลายดานหนงผกตดกบหวแขวนหมนแลวใชระบบไฮดรอลกดงขนมา (4) หมนกระบอกผาออกจากปลายกานเจาะ แลวแยกกระบอกผาออกจากกน วดระยะความยาวตวอยางทเกบได นาดนออกจากกระบอกผาเพอนาไปทดสอบหาคากาลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายนาในสนามดวยเครองทดสอบความแขงของดนแบบพกพา (Pocket Penetrometer) โดยมรายละเอยดเชนเดยวกบขอ 6.4.1 (4) และทาการจาแนกชนดดนเบองตนดงรายละเอยดในขอ 6.4.1 (5) (5) เลอกตดตวอยางทมสภาพด ความยาว 10 เซนตเมตรใสขวดแกวพรอมทงนาตวอยางสวนทเหลอไปใสในขวดแกวอกใบ แลวปดปากขวดใหมดชดเพอปองกนความชนของตวอยางดนเปลยนแปลง แลวทาการตดฉลากขอมลระบถงชอโครงการ หมายเลขหลม ความลก วนทเกบตวอยาง เปนตน ซงตวอยางดนทเกบไดจะถกนาไปใชทดสอบคณสมบตในหองปฏบตการ ดงตวอยางในรปท 6.20 ทงน กเพ อปองกน การสลบกนของตวอยาง

38

รปท 6.20 ขวดเกบตวอยางดนพรอมปายฉลาก

(6) ทาการทดสอบ SPT สลบการเจาะกระทงไปเรอย ๆ จนถงระดบความลกทระบในการเจาะสารวจชนดน หากไมไดระบความลกในการเจาะสารวจใหหยดการเจาะสารวจเมอคา SPT มคามากกวา 50 ครง อยางนอยจานวน 3 ตวอยางตดตอกน ทงนขนอยกบเกณฑทใช

6.4.3 การเกบตวอยางทราย เนองจากทรายไมมความเชอมแนน ดงนนจงมปญหาในการเกบตวอยางไมตด สาหรบการเกบตวอยางทรายนน จะกระทาไปพรอม ๆ กบการทดสอบ SPT เพยงแตกอนทจะทาการตอกระบอกผากบกานเจาะควรใสตะกรอดกทรายในกระบอกผาเสยกอน ดงรปท 6.21 แลวจงดาเนนการทดสอบเชนเดยวกบหวขอการเกบตวอยางดนแบบรบกวน ในขอท 6.4.2 แตไมตองทาการทดสอบกาลงรบแรงเฉอนของดนในสนาม


รปท 6.21 การใสตะกรอดกทรายในกระบอกผา

39 6.5 ขอแนะนาและขอควรระวง 1) กรณทเจาะสารวจดนยงไมถงระดบความลกทตองการแตไมสามารถทาการเจาะตอไปไดอก เนองจาก

เจอชนดนแขงหรอชนหน ควรเปลยนเครองมอเจาะใหเหมาะสมหรอทาการยายหลมเจาะใหม 2) ตวอยางดนทเกบไดตองรบสงไปยงหองปฏบตการดวยความระมดระวง เพอปองกนการสญเสยนา

ในมวลดน และเพอการทดสอบคณสมบตของดน 3) การทดสอบ SPT ในการเจาะโดยใชเครองเจาะแบบสามขา เมอทดสอบเสรจแลวไมควรยกตมนาหนก

ออกหางจากปากหลมเจาะ เพราะอาจทาใหโครงสามขาลมลงได 4) การเจาะสารวจชนดนผปฏบตการควรสวมหมวกนรภยและถงมอ เพอปองกนอบตเหตทอาจเกด

ขณะทางาน 5) ขณะเจาะสารวจควรสงเกต อปกรณทงหมดของการเจาะ หากพบวามสงผดปกต ควรหยดปฏบตงาน

และทาการแกไข

40

บทท 7 การทดสอบดนในสนาม

การทดสอบดนในสนามสวนใหญจะเปนการทดสอบทางดานกาลงของดน โดยจะทาการทดสอบ ในขณะทกาลงทาการเจาะสารวจอยโดยมการทดสอบ ดงน

7.1 การทดสอบ Standard Penetration Test (SPT) เปนวธการทดสอบทนยมใชกนมาก เพราะระหวางการทดสอบสามารถเกบตวอยางดนเหนยว หรอดนเหนยวปนทรายมาทาการทดสอบเพอหาคากาลงรบแรงเฉอน (Shear Strength) ของดนไดดวย ดงนน จดประสงคของการทดสอบ SPT นอกจากจะใชในการประมาณคา Consistency ของดนทมความเชอมแนน (Cohesive soil) แลว ยงสามารถใชในการหาคาความแนนสมพทธ และมมเสยดทานภายในโดยประมาณของดนทราย (Cohesionless soil) ไดอกดวย การทดสอบวธนทาไดโดยการตอกกระบอกผาดวยลกตมเหลกหนก 63.50 กโลกรม (140 ปอนด) ยกสง 0.762 เมตร (30 นว) ใหกระบอกผาจมลงไปในชนดนทกนหลมเจาะ ตรวจสอบใหแนใจวาการตอก SPT ครงนไดกระทาในชนดนคงสภาพ แลวจงทาการตอกกระบอกผานใหจมลงไปในชนดนทตองการทดสอบ โดยการแบงนบจานวนการตอกออกเปน 3 ชวง ๆ ละ 15 เซนตเมตร (6 นว) จนกระบอกผาจมลงดน 3 ชวงรวม 18 นว จานวนครงทตอกลง 2 ชวง (12 นว) สดทายนเรยกวา Standard Penetration Resistance (N-Value) มหนวยเปนจานวนครงตอฟต (blows/foot)

รปท 7.1 อปกรณทดสอบ Standard Penetration Test (SPT)

41

รปท 7.2 และ 7.3 การตดตงอปกรณ และทาเครองหมายเพอทาการทดสอบ Standard Penetration Test (SPT)

ตวอยาง การคานวณคาSPT

Standard Penetration Test (SPT) (Hammer: 140 Pounds Drop: 30 in.)

Blows Blows/Foot 6 in. 6 in. 6 in.

6 10 12 22 (ทมา: คมอทดสอบการเจาะสารวจชนดน, กรมโยธาธการและผงเมอง, 2557)

นาคาจานวนครงลกตมทตอกกระบอกผาจมลงดนทกๆระยะ 6 นว สองชวงสดทายมาบวกกน ดงตวอยาง SPT N-Value = 10+12 = 22 Blows/Foot

อยางไรกด การทดสอบน เปนเพยงการวด consistency ของดนเทานน แตกไดมผรหลายทาน ไดพยายามหาความสมพนธ เพอแปลงคา N ไปเปนคณสมบตของดนดานตาง ๆ เชน กาลงรบแรงเฉอนของดน ซงตองทาดวยความระมดระวงเพราะอาจผดพลาดได เนองจากคา N เปนคาทขนกบหนวยแรงประสทธผล

42 ตารางท 7.1 แสดงสมพนธระหวาง SPT N - Value,Consistency,Relative Density ( Dr. ) Cohesive Soil Cohesionless Soil

SPT N-Value Consistency UC.Test (ksc.) SPT N-Value Consistency Dr.(%)

0 - 1 2 - 4 5 - 8 9 - 15 16 - 30 >30

Very Soft Soft Medium Stiff Very Stiff Hard

0.00 - 0.25 0.25 - 0.50 0.50 - 1.00 1.00 - 2.00 2.00 - 4.00 >4.00

0 - 4 5 - 10 11 - 30 31 - 50 >50

Very Loose Loose Medium Dense Very Dense

0 - 15 15 - 35 35 - 65 65 - 85 85 - 100

(ทมา: Peck, Hanson and Thomburn, 1974)

7.2 การทดสอบ Field Vane Shear Test การทดสอบ Field Vane Shear เปนการทดสอบหาคากาลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายนา (Undrained Shear Strength, Su) ทาไดในชนดนเหนยวออนถงปานกลาง (Soft to Medium Clay) ในสภาพธรรมชาตปราศจากการกระทบกระเทอนตอโครงสรางดน ทาโดยกดใบ Vane ซงเปนแผนเหลกบาง ๆ รปสเหลยมคลายใบมด 4 อน เชอมตดอยดวยกน มความสงตอความกวางของใบเทากบ 2 : 1 กดลงไปในชนดนทตองการทราบคา Shear Strength จากนนตดตงเครองสงถายแรงบดเขากบกานของใบ Vane แลวทาการหมนใบ Vane ใหตดมวลดน จนดนขาดออกจากกน (Failure) นาคาทอานไดมากสงสดมาเขาสมการหาคา Undrained Shear Strength, Su หากตองการหาคา Remolded Shear Strength กใหหมนใบ Vane ประมาณ 25 รอบ เพอกวนชนดนจากนนใหดาเนนการทดสอบหมนใบ Vane อกครงหนงโดยนาคาทอานไดเขาสมการหาคา Remolded Shear Strength ซงปจจบนไดมการแปลงคาแรงบดทอานได เปนคาของกาลงรบแรงเฉอนแบบ ไมระบายนา (Su) ทาใหสามารถอานคาไดโดยตรงจากมาตรวดคาทตดตงกบตวเครองมอ เพอความสะดวกในการใชงานเพมมากขน

(ทมา: เอกสารประกอบการบรรยายงานเขอนปองกนตลงสาหรบวศวกร, กรมโยธาธการและผงเมอง, 2542)

รปท 7.4 แสดงเครองมอทดสอบกาลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายนา(Field Vane Shear Test)

43

รปท 7.5 ใบ Vane ขนาดตาง ๆ

รปท 7.6 การทดสอบกาลงรบแรงเฉอนแบบไมระบายนาในท (In Situ Field Vane Shear Test แบบ Geonor)

จากคา Shear Strength และคา Remolded Shear Strength ทไดจากการทดสอบ Field Vane Shear ทาใหสามารถหาคาความไว (Sensitivity) ของชนดนได

Sensitivity (St) = Peak Shear Strength Remolded Shear Strength

ตารางท 7.2 : แสดงการจาแนกความไว (Sensitivity, St.) ของดนเหนยว( Bowles, 1979) การจาแนกความไว ความไวของดน

ดนเหนยวทไมมความไว (Insensitive Clay) ดนทมความไวอยในขนปานกลาง ดนเหนยวทมความไว (Sensitive Clay) ดนเหนยวทมความไวสง (Very Sensitive Clay) ดนเหนยวทมความไวสงมาก (Quick Clay)

< 2 2 – 4 4 – 8

8 – 16 > 16

(ทมา: Joseph E. Bowles, 1979)

44 7.3 การทดสอบ Pocket Shear Vane Device (Torvane) เครองมอชนดน เปนเครองมอทถกปรบปรงขนมาจากเครองทดสอบ Vane Shear Test ใหมขนาดเลกลงสามารถใชงานไดทงในหองปฏบตการทดสอบและในสนามนยมใชกบดนเหนยวออน โดยทาการ กดใบ Vane ในแนวดงลงไปในดนทเกบขนมาจากกระบอกบางซงมผวเรยบ แลวหมนดวยมอจนดนถกตดขาด จากนนอานคากาลงของแรงเฉอนทดานบนตรงทดามหมน คาทไดจะเปน Undrained Shear Strength (Su) มหนวยเปนแรงตอหนวยพนท ซงใบ Vane มหลายขนาด ขนอยกบชนดของดนททาการทดสอบ

7.4 การทดสอบ Pocket Penetrometer เปนเครองมออกชนดหนงทถกออกแบบมาใหใชไดทงในหองปฏบตการทดสอบ และในสนาม มขนาดกระทดรดคลายปากกา ซงสปรงรบแรงอยขางใน วธใชงานทาโดยปาดหนาดนในกระบอกเกบตวอยาง หรอแทงตวอยางทเตรยมไวใหมผวหนาเรยบจากนนทาการกด Pocket penetrometer ลงไปทตวอยางดนในแนวดงจนถงขดทกาหนดจากนนทาการอานคาทดามจบ คาทไดจะเปนคา Unconfined Compressive Strength (Up) มหนวยเปนคาแรงตอหนงหนวยพนทหนาตด

รปท 7.8 เครองมอทดสอบทดสอบ Pocket Penetrometer test

รปท 7.7 เครองมอทดสอบ Pocket Shear Vane Device (Torvane)

รปท 7.9 การใช Pocket Penetrometer test

45

บทท 8 การจาแนกดน

การจาแนกดนเปนการจดกลมของตวอยางดนทไดจากการเจาะสารวจ โดยจดตวอยางดนทมคณสมบตเหมอนกน หรอใกลเคยงกนใหอยในกลมเดยวกน โดยอาศยขอมลตาง ๆ เชน ส ประเภทของดน ความสามารถรบแรงเฉอน ปรมาณความชน และ consistency ของดน เปนตน การจาแนกดนเบองตนตองอาศยประสาทสมผส (Visual Soil Classification) เชน ตาด มอจบ ดมกลน เปนตน จากนนจงพจารณารวมกบผลการทดสอบในหองปฏบตการ เพอจาแนกดนโดยละเอยดอกชนหนง

8.1 การจาแนกดนดวยตาเปลา (Visual Soil Classification) การจาแนกดนดวยตาเปลาน เปนการจาแนกดนเบ องตนในสนามซงมจดประสงคหลก คอ ตองการทราบชนดของดนอยางคราว ๆ วาเปนดนชนดใด โดยดดวยตา และอาศยการสมผสดวยมอเปนสวนใหญ หรอใชอปกรณอยางงาย ๆ เชน ตะแกรง เพอดชนดของดนอยางคราว ๆ ประกอบการดมกลน เพอเปนขอมลขนตน ในการเลอกชนดการทดสอบในหองปฏบตการตอไป การจาแนกดนดวยวธน ทาโดยการสงเกตสของดนยดเอาสหลก ๆ ทปรากฏเหนไดชดเจนเพยง 1 – 2 สเทานน สของดนจะเปลยนแปลงตามปรมาณความชน การตรวจสอบสจงตองทาขณะทดนยงมความชนตามธรรมชาต นอกจากนสของดนยงเปนตวชวยในการแบงชนดน และทาใหทราบถงสวนผสมในดนนนดวย จากนนจงทาการจาแนกวาตวอยางดนทเกบขนมานเปนดนประเภทใด ดนเมดหยาบหรอเมดละเอยด และสงเกตจากชนดดนจาพวกหลก ๆ วาเปนกรวด ทราย หรอดนเหนยว กรณทตวอยางดนเปนดนเมดละเอยด เชน ซลทและดนเหนยวจะมขนาดเมดดนทใกลเคยงกน แตมคณสมบตดานพลาสตกทแตกตางกน จงทาให การจาแนกดนไดลาบากวาเปนดนประเภทซลทหรอดนเหนยวโดยดนทเปนดนเหนยวเมอดนถกปนเปลยนรปทรงจะไมแตกราวงาย นอกจากน ยงตองสงเกตส งเจอปนทตดมากบตวอยางดน เชน เปลอกหอย (Shellbits) หนผ (Decomposed Rock) รากไม เปนตน โดยใชวธกะประมาณ วามปรมาณมากนอยเพยงใด หรอบางครงอาจตองมการดมกลนของตวอยางดน เพอทจะทาการจาแนกวาตวอยางดนมสารอนทรยปะปนอยหรอไม ดนทมสารอนทรยปนอยมากมกจะมสดาและมกลน และมกจะมคณสมบตดานกาลงตาและการทรดตวทคอนขางสง การจาแนกดนดวยตาเปลาในสนามอาจมขอผดพลาดไดในเรองของประเภทดน โดยเฉพาะดนทมคณสมบตใกลเคยงกนมาก เชน ดนเหนยวปนทราย (Sandy Clay) หรอทรายปนดนเหนยว (Clayey Sand) การจาแนกดนจาพวกน จงจาเปนตองอาศยขอมลจากหองปฏบตการ เปนขอมลทสาคญในการจาแนกอกครงหนง

รปท 8.1สมดเทยบสดน

46 ตารางท 8.1แสดงตวอยางระหวางความหมายของสกบสวนผสมในดน

ดนทมสดา หรอนาตาลเขม หมายถงเปนดนทมอนทรยสารผสมอย ดนทมสอมสแดง แสดงวาม Unhydrated iron oxides และมคณสมบตยอมใหนา

ผานไดงาย ดนทมสเหลอง หรอนาตาลอมเหลอง แสดงวามธาตเหลกและนาผานไดยาก สขาว แสดงวาม silica หรอ lime หรอสารประกอบอลมเนยมผสมอย สนาเงนอมเทา และเทาปนเหลอง แสดงลกษณะของดนทนาซมผานยาก

ตารางท 8.2 ความหมายของชอเรยกทใชแสดงปรมาณสงเจอปน

Trace ปะปนอย 1- 10% Trace to some 10 – 20% Some 20 – 35% And 35 – 50% Motted ปะปนอยเปนจดๆ Seam แทรกอยเปนชนหนาประมาณไมเกน 10 ซม. Layer เปนชนหนาตงแต 30 ซม.ขนไป

ตารางท 8.3 แสดงตวอยางของสงทปะปนมากบดน

Decomposed Rock หนผ Conglomerate กรวดมน Laterite ลกรง Pea Gravel กรวดขนาดเมลดถว Calcareous หนผสขาว Decayed Wood ไมผ Construction Debris เศษวสดกอสราง Shell bits เศษเปลอกหอย Root รากไม Mica sheet แผนไมกา Bed rock ชนหนพด sHard pan ชนดนดาน

ตารางท 8.4 แสดงขนาดของเมดดนแตละชนด ตามมาตรฐาน ASTM

ชนดของดน ขนาดของเมดดน (มม.) Boulders Cobbles กรวด (Gravel) ทรายหยาบ(Coarse Sand) ทรายหยาบปานกลาง(Medium Sand) ทรายละเอยด(Fine Sand) ดนตะกอนทราย(Silt) ดนเหนยว(Clay)

> 300 300 - 76 76 - 4.75 4.75 - 2.00 2.00 - 0.425 0.425 - 0.074 0.075 - 0.002 <0.002

47 8.2 การจาแนกดนทางดานวศวกรรม การจาแนกดนทางดานวศวกรรม เปนการจาแนกดนโดยละเอยดโดยใชขอมลในหองปฏบตการเปนสาคญ หลกเกณฑในการจาแนกดนโดยละเอยดมหลายมาตรฐานดวยกน ในทนจะขอกลาวถงแตเฉพาะ Unified Soil Classification ซงนยมใชกบงานฐานรากทวไปเทานน การจาแนกดนดวยวธนจะทาการจาแนกดนเสยกอนวาเปนดนชนดเมดหยาบ หรอดนชนดเมดละเอยดโดยอาศยขอมลจากทดสอบ Sieve Analysis โดยดวามดนคางอยบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 200 อยเทาไร ถามดนคางอยบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 200 เกน 50 % ถอวาเปนดนจาพวกเมดหยาบ (Coarse Grained Soil) ดนจาพวกนไดแก ทราย (Sand) หรอ กรวด (Gravel) แตถามปรมาณดนทคางบนตะแกรงมาตรฐานเบอร 200 เทากบหรอนอยกวา 50 % ถอวาดนดงกลาวเปนดนเมดละเอยด (Fined Grained Soil) ไดแก ตะกอนทราย (Silt) หรอดนเหนยว (Clay )

ในการจาแนกขนตนจะใชสญลกษณ อกษรตวหนาของดนจะบอกชนดของดน เชน กรวด (Gravel) อกษรตวหนากจะเปน “G” ทราย (Sand) อกษรตวหนากจะเปน “S” ตะกอนทราย (Silt) อกษรตวหนากจะเปน “M” ดนเหนยว (Clay) อกษรตวหนากจะเปน “C” ดนมสารอนทรยปน(Organic) อกษรตวหนากจะเปน “O” Peat อกษรตวหนากจะเปน “Pt

สวนอกษรทสอง ซงเปนตวบอกลกษณะของดน ซงหาไดจากการกระจายของเมดดน และการทดสอบหาคาความขนเหลวของเมดดน (Atterberg’s Limit) เชน

”

ดนเมดหยาบมขนาดเมดคละกนด (Well graded) ตวอกษรทสองเปน “W” ดนเมดหยาบมขนาดเมดคละกนไมด (Poorly graded) ตวอกษรทสองเปน “P” ดนเมดละเอยดทมพลาสตกซตตา (Low Plasticity) ตวอกษรทสองเปน “L” หากดนพวกเมดหยาบมสวนทเปนเมดละเอยดปนอย อกษรตวทสองอาจมการเปลยนจาก W หรอ P เปน C หรอ M ไดทงนขนอยกบจานวนของดนเมดละเอยดผสมอย ขดจากดเหลว และคาพลาสตกซตของดนเมดละเอยดทผสมอยพอทจะสรปได ดงน

ตารางท 8.2.1 แสดงเปอรเซนตเมดดนทผานตะแกรงเบอร 200 กบสญลกษณของกลมดน

เปอรเซนตผาน เบอร 200 สญลกษณของกลมดน < 5% 5% - 12% >12%

GW, GP, SW, SP GW - GM, GP - GM, GW - GC, GP - GC SW - SM, SP - SM, SW - SC, SP - SC GC, GM, SC, SM

กรณดนพวกเมดหยาบทมสวนทเปนเมดละเอยดปนอยมากกวา 12% แตไมถง 50% โดยปกตแลวสญลกษณของกลมดนจะอยใน GC, GM, SC, SM หากคาพลาสตกซตอยระหวาง 4 - 7 สญลกษณของกลมดนถกเปลยนเปน GM - GC หรอ SM - SC สวนดนเมดละเอยดสญลกษณของกลมดนอาจจะเปน ML, MH, OL, OH, CL, CH หรอ CL - ML ทงนขนอยกบคาพกดความขนเหลว และคาพลาสตกซต

48 การจาแนกดนในระบบ Unified Soil Classification น สามารถจาแนกดนไดตามผงการจาแนกดนตามขนตอนดงน

(ทมา: มณเฑยร กงศศเทยม, 2533) รปท 8.2 Flow chart การจาแนกดน

(ทมา: มณเฑยร กงศศเทยม, 2533) รปท 8.3 Flow chart การจาแนกดนเมดหยาบ (Coarse grained soil)

ตรวจสอบตวอยางดนดวยตาเปลา ดวาเปนดนทมสารอนทรยสง ดนพวกเมดหยาบ หรอดนพวกเมดละเอยด

ในกรณทสงสยใหหาจานวนทผานตะแกรงเบอร 200

ดนทมสารอนทรยสง (Pt) ดจากลกษณะเนอดน ส กลน

มปรมาณความชนสงมาก มชนสวนทยงเนาเปอยผไมหมดหลงเหลออย

ดนพวกเมดหยาบ ผานตะแกรงเบอร 200

นอยกวาหรอเทากบ 50%

ดนพวกเมดละเอยด ผานตะแกรงเบอร 200

มากกวา 50%

ดนพวกเมดหยาบ ผานตะแกรงเบอร 200 นอยกวาหรอเทากบ 50%

กรวด (G) คางบนตะแกรงเบอร 4 มากกวาหรอเทากบ

ครงหนงของสวนทเปนเมดหยาบ

หาขนาดเมดดน โดยวธรอนดวยตระแกรง

ทราย (S) ผานตะแกรงเบอร 4 มากกวาครงหนง

ของสวนทเปนเมดหยาบ

ผานตะแกรงเบอร 200 นอยกวา 5%

ผานตะแกรงเบอร 200 ระหวาง 5% - 12%

ผานตะแกรงเบอร 200 มากกวา 12%

ผานตะแกรงเบอร 200 นอยกวา 5%

ผานตะแกรงเบอร 200 ระหวาง 5% - 12%

ผานตะแกรงเบอร 200 มากกวา 12%

ดเสนกราฟ การกระจายตว

ของเมดดน

มสญลกษณ 2 ค (4 ตว) ขนอยกบการกระจายตว ของเมดดนและคณสมบต ความเหนยว เชน GW-GM

ทดสอบ L.L. และ P.L ของดนสวนทผาน ตะแกรงเบอร 40

ดเสนกราฟ การกระจายตว

ของเมดดน

มสญลกษณ 2 ค ขนอยกบการกระจายตว ของเมดดนและคณสมบต ความเหนยว เชน SP-SC

ทดสอบ L.L. และ P.L ของดนสวนทผาน ตะแกรงเบอร 40

มขนาด คละกนด

มขนาด คละกนไมด

ใตเสน “A” และ Hatched โซนในแผนภม ความเหนยว

อยใน Hatched โซนในแผนภม ความเหนยว

เหนอเสน “A” และ Hatched โซนในแผนภม ความเหนยว

มขนาด คละกนด

มขนาด คละกนไมด




GW GP GM GM-GC GC SW SP SM SC SM-SC

รปท 8.3 รปท 8.4

49

(ทมา: มณเฑยร กงศศเทยม, 2533)

รปท 8.4 Flow chart การจาแนกดนเมดละเอยด (Fined grained soil)

ดนพวกเมดละเอยด ผานตะแกรงเบอร 200 มากกวา 50%

L L.L. นอยกวาหรอเทากบ 50

ทดสอบ L.L และ P.L. ดนสวนทผานตะแกรงเบอร 40

H L.L. มากกวา 50

ด ส กลน L.L. และ P.L. ของดน


สารอนทรย

OL





สารอนนทรย

ด ส กลน L.L. และ P.L. ของดน

สารอนทรย สารอนนทรย

ML OH MH

CH CL ML-CL

50

(ทมา: ผศ.มานะ อภพฒนะมนตร, 2538)

รปท 8.5 การจาแนกดน Unified Soil Classification

51

บทท 9 การบนทกขอมลในสนาม

ขอมลและรายละเอยด ทไดจากการเจาะสารวจและทดสอบในสนามจะถกนามาบนทกไวในตาราง Field Log Test ซงประกอบดวย

1) ขอมลหลมเจาะ (ชอโครงการ ตาแหนงทตง ขอมลระดบนา คาระดบ ฯลฯ) 2) ขอมลการเจาะ และวธเกบตวอยาง ทความความลกตาง ๆ 3) ผลทดสอบในสนาม เชน การทดสอบ SPT การทดสอบคณสมบตดานกาลงของดนในสนาม

(หวขอในบทท 7 การทดสอบดนในสนาม) 4) การจาแนกดนเบองตน (หวขอ 8.1 Visual Soil Classification) จดเปลยนของชนดน เปนตน

เพอเปนขอมลในการเลอกชนดการทดสอบในหองปฏบตการ และเปนประโยชนในการแบงชนดนอกดวย

รปท 9.1 ตวอยางการบนทกขอมลและผลการทดสอบในสนาม

เชน จากขอมลในกรอบสแดงของรปท 9.1 อธบายไดวา ดนตวอยางท 7 ชวงความลก 10.50 -10.95 เมตร ทาการเกบตวอยางดวยกระบอกผา (SS) และผลทดสอบ SPT เทากบ 31 blows/foot มคา UP (Pocket Penetrometer) เทากบ 2.00 ksc. ความยาวของตวอยางดนทเกบได (Length of recovery) เทากบ 0.30 เมตร ลกษณะของดนจากการจาแนกเบองตนเปนซลทปนดนเหนยว สนาตาลปนเหลองออน มทรายเมดละเอยดปนอยบาง และม Consistency จดอยในชวง Hard

ตวอยางขอมลจาก Field Log

52

บทท 10 การทดสอบดนในหองปฏบตการ

การทดสอบตวอยางดนในหองปฏบตการเปนการทดสอบคณสมบตพนฐาน (Basic Soil Properties) และคณสมบตดานปฐพวศวกรรมของดน (Engineering Soil Properties) เพอใชจาแนกลกษณะวาเปนดนประเภทใด และมคณสมบตดานตาง ๆ ทเกยวของ เปนอยางไร เชน คณสมบตดานกาลง (Strength Properties) คณสมบตดานการยบอดตว (Consolidation Properties) หรอคณสมบตดานการซมผานของนา (Permeability Properties) ของดน เปนตน

10.1 การทดสอบ Natural Moisture Content (ASTM D 2216) การทดสอบหาความชนของดนตามธรรมชาตเปนพนฐานทจะใหขอมลดนเกยวกบสภาพดน เชน แรงเฉอน อตราสวนชองวางในดน การทรดตว เปนตน ทาโดยการนาดนตวอยางททราบคานาหนกไป

อบแหงทอณหภม 105± 5 องศาเซลเซยส เปนเวลา 24 ชวโมง หรอจนดนแหงสนทและมนาหนกคงท นาดนแหงไปหานาหนกโดยการชงหานาหนก แลวคดคาปรมาณความชนของดนเปนสดสวนตอนาหนกดนแหงเปนเปอรเซนต

M = (w – ws ) 100 = ww w

100 s w

เมอ M = คาเปอรเซนตปรมาณความชน

s

W = นาหนกดนทงหมด WS = นาหนกดนแหง W

W

10.2 การทดสอบ Total Unit Weight (ASTM D 4253-00)

= นาหนกในมวลดน

เปนการทดสอบหาคานาหนกรวมตอหนวยปรมาตรของมวลดน ซงเปนขอมลพนฐานทใชใน การคานวณคาหนวยแรงกดทบของชนดนในระดบความลกตาง ๆ (Overburden Pressure) การทดสอบนทาโดยการดนดนออกจากกระบอกบาง หรอกระบอกผาแลวทาการตดแตงตวอยาง วดขนาด สวนสงและเสนผานศนยกลางเฉลย แลวนาไปชงนาหนก จากนนนามาคานวณหาคานาหนกตอหนวยปรมาตรสาหรบทราย การหาคา Total Unit Weight ทดสอบไดลาบาก เพราะการเกบตวอยางทรายแบบไมรบกวนทาไดยาก

53

(ทมา: SeahTian Ho, เอกสารประกอบการบรรยาย Soil Mechanics วสท.)

รปท 10.1 วธทดสอบหาเปอรเซนตความชนของดนตามธรรมชาต และTotal unit weight

10.3 การทดสอบ Atterberg’s Limits (ASTM D 423, D 424) จากสภาพทวไปของดน ถาพจารณาความสมพนธระหวางสวนประกอบ (Phase Relation) ของดนทประกอบไปดวยเมดดนและนา ถาดนมนาผสมอยมาก สภาพของดนจะอยในสภาพเปนของเหลว (Liquid State) และมปรมาตรอยในระดบหนง เมอความชนหรอนาในมวลดนลดลงจนสถานะของดนเปลยนเปนพลาสตก (Plastic State) ปรมาตรของดนกจะลดลงมาในระดบหนง และเมอความชนหรอนาในมวลดนลดลงอกจนสถานภาพของดนเปลยนสภาพเปนกงของแขง (Semi-solid State) ซงปรมาตรของดนกจะลดลงอกระดบหนง และเมอความชนในมวลดนลดลงอกสภาพของดนกจะเปลยนเปนสภาพของแขง (Solid State) ปรมาตรของดนเมอลดลงมาถงระดบนแลวหากมการสญเสยความชนหรอนาในมวลดนตอไปอก ปรมาตรของดนกจะอยคงท ดงนน ปรมาณความชนจงเปนตวกาหนดสถานภาพของมวลดน โดยแสดงในรปของคาพกดตาง ๆ ดงน

10.3.1 ขดจากดเหลว (Liquid Limit ; L.L.) ทาโดยใชเครองมอของ Casagrande ทเรยกวา Liquid Limit Apparatus โดยนาดนเปยก มาใสในถวยทองเหลอง ปาดผวหนาใหเรยบ แลวแบงดนเปน 2 สวนดวย Grooving tool หมนใหถวยยกกระแทกกบฐานเครองมอ ดวยความเรว 2 ครงตอวนาท ระยะทตกกระแทกเทากบ 10 มม. จนกระทงดนทแบงไว 2 สวน เคลอนเขามาตดกนประมาณ 1 ซม.บนทกจานวนครงทตกกระแทกและนาดนนนไปหาปรมาณความชนทาซาเชนน 4 - 5 ครง โดยใหดนมปรมาณความชนตาง ๆ กน แลวนาผลไปเขยนเสนความสมพนธระหวางจานวนครงกบความชนในกราฟ semi-log จะไดความสมพนธเปนเสนตรง ซง A.Cassagrande ไดใหความเหนวาปรมาณความชนของดนทตกกระแทก 25 ครง เปนคา Liquid Limit และจะมคาเทากบความชน ณ จดทกาลงของดนเทากบ 25 กรมตอตารางเซนตเมตร โดยเปรยบเทยบไววาการเคาะแตละครงเทากบหนวยแรงเฉอนทกระทาตอมวลดน มคาประมาณ 1 กรมตอตารางเซนตเมตร

54


รปท 10.2 แสดงวธทาการทดสอบหาขดจากดเหลว (Liquid Limit)

10.3.2 ขดจากดพลาสตก (Plastic Limit; P.L.) การหา Plastic Limit (P.L.) ทาโดยนาดนชนมาคลงดวยฝามอบนแผนกระจก จนเปนเสนดายขนาดเสนผาศนยกลาง 3.2 มม. (1/8 นว) แลวเรมเกดรอยราว ปรมาณความชนทจดนน คอ Plastic Limit ของดน


รปท 10.3 แสดงวธทาการทดสอบหาขดพลาสตก (Plastic Limit)

55


รปท 10.4 แสดง Plasticity Chart และการหา Liquid Limit

10.3.3 Shrinkage Limit (S.L.) ทาโดยนาดนมาผสมนาจนอยในสภาพเปนพลาสตกจากนนทาเปนกอนทรงกลมแบน ชงหานาหนกของมวลดน และวดปรมาตรในปรอทแลว จงนาไปอบแหงทอณหภม 105 องศาเซลเซยส แลวชงนาหนกวดปรมาตรอกครง จะเหนวาดนเปลยนจากสภาพพลาสตกเปนสภาพแหงนน จะตองผาน Shrinkage Limit เสยกอน โดยทหากมการสญเสยความชนอกหลงจาก Shrinkage Limit แลวปรมาตรดนกไมลดลง

10.4 การทดสอบ Grain Size Analysis (ASTM D 422) เปนการทดสอบหาขนาดเมดของดน และการกระจายขนาดของเมดดน (Grain Size Distribution) เพอประโยชนในการจาแนกดน (Soil Classification) และเปนคณสมบตพนฐานของดน การทดสอบสามารถแบงเปน 2 วธ ขนอยกบขนาดเมดดน ไดแก

10.4.1 สาหรบดนทมเมดดนหยาบ การทดสอบทาโดยวธรอนดวยตะแกรง (Sieve Analaysis หรอ Mechanical analysis) ทาโดยนาดนทตองการหาขนาดใสลงในตะแกรงมาตรฐานแลวเขยา ตะแกรงทใชรอน มหลายขนาด ตงแตเบอร 4 (ขนาด 4.75 มม.) ถง เบอร 200 (ขนาด 0.075 มม.) โดยเรยงตงแตขนาดใหญไปจนถงขนาดเลกสด เมอรอนและนามาชงกจะคานวณหาสวนทคางหรอผานตะแกรงขนาดตาง ๆ เปนเปอรเซนตกบนาหนกทงหมด

56


รปท 10.5 แสดงการทดสอบการหาสวนคละของเมดดน (Sleve Analysis)

10.4.2 สาหรบดนเมดละเอยด ซงมขนาดเลกกวา 0.075 มม. เชน ดนเหนยว (Clay) ดนเหนยวปนตะกอนทราย (Silty Clay) หรอดนตะกอนทราย (Silt) ใชวธตกตะกอน (Hydrometer Analysis) ทาโดยการนาดนมาละลายนาแลวใสลงไปในหลอดแกวใหเมดดนหรอตะกอนกระจดกระจายแขวนตวลอยอยในนา แลวใชไฮโดรมเตอรวดอตราการตกตะกอน หรอวดคาความถวงจาเพาะของเมดดนทแขวนลอยอย ในน า ตามความลกทกาหนดทชวงเวลาตาง ๆ โดยอาศย Stoke’s Law ทวา ความเรวของการตกตะกอนจะขนอยกบความหนาแนนของเมดดน ความหนาแนนของของเหลว ความหนดของของเหลวและขนาดของเมดดน กลาวคอ ดนเมดใหญจะตกตะกอนเรวกวาดนเมดเลก ดงนน เมอทราบความเรวของการตกตะกอนกสามารถคานวณหาขนาดของเมดดนได


รปท 10.6 แสดงการทดสอบอตราการตกตะกอนของดนเมดละเอยด

57 เม อนาผลทดสอบเพ อหาขนาดของเมดดนท งดนเมดหยาบทไดจากการรอนดวยตะแกรง และดนเมดละเอยดทไดจากวธตกตะกอน มาเขยนเสนความสมพนธระหวางขนาดของเมดดนกบจานวนเปอรเซนตของดนทมขนาดเลกกวาโดยนาหนก (%fine) ในกระดาษ semi-log กจะไดเสนกราฟการกระจายตวของเมดดน


รปท 10.7 แสดงตวอยางผลการกระจายตวของเมดดนจากการทดสอบ Sieve Analysis และ Hydrometer

10.5 การทดสอบ Specific Gravity (ASTM D 854) เปนการทดสอบหาคาความถวงจาเพาะของดน ซงดนสวนใหญจะประกอบดวยแรธาตชนดตาง ๆ ดนแตละทกมแรธาตตางกนไป เปนผลทาใหคาความถวงจาเพาะแตกตางกน คาความถวงจาเพาะของดน เปนขอมลทใชในการหาคาสถานะความสมพนธขององคประกอบของดน เชน ความพรน (Porosity) อตราสวนชองวาง (Void Ratio) ความอมตวของนา (Saturation) ความหนาแนนของดน (Density) และยงนาคา ความถวงจาเพาะของดนไปคานวณการตกตะกอนของเมดดนในการทดสอบไฮโดรมเตอร (Hydrometer Analysis)

10.6 การทดสอบ Unconfined Compression Test (ASTM D 2166) เปนการทดสอบวดหาคากาลงรบแรงเฉอนของดนเหนยวแบบไมระบายนา เปนวธการทดสอบทนยมใชกนมาก สะดวก และรวดเรว โดยการเตรยมตวอยางดนใหมขนาดความสงเปน 2 เทา ของขนาดเสนผาศนยกลาง แลวนาไปกดในเครองทดสอบ โดยขณะททาการทดสอบ จะไมมแรงดนทางขางมากระทา (σ3

=O มแตแรง ในแนวดงเทานน) เมอคาของแรงทกระทาตอตวอยางดน ซงอานคาจากมาตรวดของวงแหวนวดแรง (Proving ring) เพมขนไปสงสดแลวจะลดลง แสดงวาถงคาสงสดของกาลงของดนแลว เนองจากการทดสอบนจะทาแบบเรว และนายงไมมโอกาสระบายออกไปได จงเปนการ Undrained ซงปกตถอวาเปนดนทมสถานะอมตว และคามมเสยดทานภายในถกสมมตวาเปนศนย ดงนน คากาลงตานทานตอแรงเฉอนของดนจะเทากบครงหนงของ หนวยแรงกดสงสด

58


รปท 10.8 เครองมอทดสอบ Unconfined Compression Test และการเตรยมตวอยาง

10.7 การทดสอบ Direct Shear Test (ASTM D 3080) เปนการทดสอบวดหาคากาลงรบแรงเฉอนของดนซงสามารถใชทดสอบไดทงดนเหนยวและดนทราย ปจจบนนยมทดสอบเฉพาะตวอยางทเปนดนทราย หรอทรายปนดน โดยนาตวอยางทรายมาเตรยมในกลองทดสอบ (Shear Box) ใหไดความหนาแนนตามตองการแลวจงนาไปทดสอบ Direct Shear


รปท 10.9 เครองมอทดสอบและการเตรยมตวอยางDirect Shear

59 10.8 การทดสอบแบบแรงอดสามแกน (Triaxial Test; ASTM D 2850, D 4767) เปนวธการทดสอบในหองปฏบตการทถอวา มสภาพใกลเคยงความเปนจรงทเกดขนในชนดนธรรมชาตมากทสด ทงน เพราะความดนโดยรอบ (Confining Pressure) สามารถถกควบคมใหเหมาะสมตามสภาพธรรมชาตไดและในระหวางทาการทดสอบ ความดนนาในตวอยางดนหรอปรมาตรนาทไหลเขาหรออกจากตวอยางดน สามารถทาไดโดยละเอยด ดงนน การทดสอบนนอกจากจะใชในการหากาลงของดนแลว ยงอาจประยกตใชในการหาคาการทรดตวของชนดน และหาคาความซมนาโดยละเอยดไดอกดวย

รปท 10.10 เครองมอทดสอบ Triaxial Test (ทมา: ผศ.มานะ อภพฒนะมนตร, 2538)

รปท 10.11 ผงเครองมอทดสอบ Triaxial Test

60 การทดสอบหาแรงเฉอนของดนแบบแรงอดสามแกนน สามารถทาไดทง Drained และ Undrained Condition การเลอกทดสอบแบบไหนขนอยกบสภาพบรเวณสถานทจะกอสราง และลกษณะประเภทของงาน โดยทวไปทาได 3 แบบ คอ

1) Unconsolidated Undrained Test วธน ไมยอมใหนาไหลออกจากตวอยางระหวางการทดสอบ จงไมตองใชเวลาในการระบายนา และใชเวลาในการทดสอบเรวมาก บางครงเรยก Quick Test การทดสอบแบบนใชในการวเคราะหแบบ Total Stress และในกรณทตองการหาคากาลงตานทานแรงเฉอนของดนแบบ Short Term เชน การขดชวคราว หรอขณะทาการกอสราง และสาหรบหาความสามารถในการรบนาหนกของดนฐานรากระยะสน

2) Consolidated Drained Test วธนยอมใหนาไหลออกจากตวอยางไดในระหวางการทดสอบ จะตองเพมแรงกดอยางชา ๆ เพอใหเวลาในการระบายนา บางครงเรยก Slow Test การทดสอบแบบนใชในการวเคราะหหนวยแรงแบบ Effective stress เพราะยอมใหแรงดนนาในชองวางทงหมดระบายไปได และใชกรณตองการหาคากาลงตานทานแรงเฉอนของดนแบบ Long Term เชน การตดทาง และกรณหลงจากกอสรางเสรจแลว

3) Consolidation Undrained Test วธนยอมใหนาไหลออกจากตวอยางไดในขณะยบอดตวภายใตแรงดนในทรงกระบอก (แรงดนดานขาง) แตไมยอมใหนาไหลออกจากตวอยางในขณะเพมแรงกด (Shear) อยางเรว ซงแรงดนนาในดนจะเปลยนไป วดคาแรงดนนาในชวงทาการทดสอบแบบ Undrained ดงนน อาจใชในการวเคราะหแบบหนวยแรงประสทธผล ผลการทดสอบแบบ Consolidated Undrained โดยวดคาแรงดนนาในชองวางนจะใกลเคยงกบการทดสอบแบบ Drained แตทาไดเรวกวามาก

10.9 การไหลซมของนาในดน (ASTM D 2434-68) ความซมไดของนาในดน (Permeability) หมายถง การไหลของนาในชองวางมวลดนทมความดนหรอระดบตางกนระหวางจด 2 จดทตอเนองกน การทนาจะไหลซมผานไดเรวหรอชานนขนอยกบชนดของดนปรมาณการไหลและอตราการไหลของนาขนอยกบสมบตดานการซมของดน ซงไดแก สมประสทธความซมได (Coefficient of Permeability, k) ในดนเมดหยาบ เชน กรวด และ ทราย จะยอมใหนาไหลซมผานไดเรว เปนดนทนาไหลซมผานไดงาย คา k จะสง สวนดนเหนยว และซลท เปนดนทยอมใหนาไหลซมผานไปไดชา คา k จะตา หรอเรยกอกอยางวาเปนดนทนาสามารถไหลซมผานไดยาก (Impervious soil)

สมมตฐานในการหาคาสมประสทธความซมได (Coefficient of Permeability, k) มดงน - ใช Darcy’s Law: v = k.i ในการคานวณ เมอ v = อตราเรวของการไหลของนา I = ความชนชลศาสตร - การไหลเปนแบบราบเรยบ (Laminar Flow) - ดนอมตวดวยนา (Saturated Soil)

การหาคา k สามารถทาไดทงในสนาม และหองปฏบตการในแตละวธกมความเหมาะสมกบสภาพดนและเงอนไขทแตกตางกน ซงในทนจะขอกลาวถงวธการทดสอบหาคา k ในหองปฏบตการ 2 วธ โดยสงเขปคอ 1) แบบความดนนาคงท (Constant Head) วธนเหมาะสาหรบดนเมดหยาบ หลกการประกอบดวยเครองมอทจะทาใหเฮดทงหมดทแตกตางกนระหวางจดนาเขา และจดทนาออกเทากนตลอดเวลาการไหลอยในสภาพคงตวตลอด และดนอมตวดวยนาในระหวางททาการทดสอบ ในการทดสอบทาโดยปลอยนาทมความดนคงทใหไหลผานตวอยางดนทอยในหลอดใสตวอยางพนทหนาตด (A) แลววดปรมาณนา Q ทไหลผานตวอยางดน

61 ในชวงเวลา t จากนนอานคาเฮดทแตกตางกน (h) ในชวงความยาวของการไหลซม L จะสามารถคานวณหาคาสมประสทธความซมไดของนาในดนได

K = Q.L/(A.h.t)

(ทมา: Al-Khafaji&Andersland, 1992)

รปท 10.12 การทดสอบแบบ Constant Head

2) แบบความดนนาเปลยน

ระหวางทดสอบจะวดปรมาณนา Q ในชวงเวลาtเมอทราบพนทหลอดแกวทระดบนาลดลง (a) พนทหนาตดของดน (A) และความหนาของตวอยาง (L) จะสามารถคานวณหาคา k ได

(Variable Head หรอ Falling Head) วธนเหมาะสาหรบดนทมเมดละเอยด

หลกการคอ การไหลของนาในหลอดแกวจะตองเปนแบบคงตวถงแมวา head ทงหมดทแตกตางกนในดน

ระหวางจดทนาเขาและออกจะลดลงเมอเวลาเพมขน ดนททดสอบยงคงตองอมตวดวยนา อาจประกอบดวยดน

เมดละเอยดบางแตไมควรมากเกนไปจนนาไมไหล หรอนอยเกนไปจนอานการเปลยนแปลงเฮดไมทน

k = 2.3 a.L/(A.t). log (h1/h2)

(ทมา: Al-Khafaji&Andersland, 1992)

รปท 10.13การทดสอบแบบ Variable Head

62 10.10 การทดสอบการยบอดตวของดน (consolidation Test; ASTM D 2435-65) ทาโดยใชเครอง Oedometer โดยบรรจตวอยางดนในวงแหวนเตรยมตวอยาง ดนตวอยางอยในสภาพอมตวตลอดเวลา วดการยบตวเมอขนนาหนก ในชวงเวลาตาง ๆ จากมาตรวด (Dial gauge) จนกวาการยบตวจะมคาคงทสาหรบนาหนกกดนน ๆ หรอใชเวลาประมาณ 24 ชวโมง แลวจงเพมนาหนกกดขนอกจานวนหนง เปน 2 เทาของนาหนกกดทกระทาอยกอน แลววดการยบตวเชนเดยวกน จนกระทงไดนาหนกกดครอบคลม ถงนาหนกกระทาทตองการ จากนนทาการลดนาหนกกดลงจานวนหนง วดการขยายตวหรอบวมตวของดน ตอไปลดนาหนกกดลงอก แลววดเชนเดม จนกระทงดนไมบวมตวอก แลวจงนาดนตวอยางออก ชงหานาหนกและปรมาณนาในดน แลวนาผลทดสอบไปเขยนกราฟ คานวณหาคาตาง ๆ


รปท 10.14 เครองมอทดสอบ Consolidation และการเตรยมตวอยาง

ผลทไดจากการทดลองในขนตน จะประกอบดวย ขอมลการทรดตวเนองจากนาหนกตาง ๆ กน และขอมลความหนาแนน และความชนกอน/หลงการทดสอบ ซงสามารถนาไปวเคราะหหาพารามเตอรตาง ๆเกยวกบการยบอดตวของดน เชน คาสมประสทธการอดตวเชงปรมาตร (mv), Compression Index (Cc),

Compression Ratio (CR), Recompression Ratio (RR) และ Maximum Past Pressure (σ’vm

) เปนตน

63


รปท 10.15 ตวอยางผลการทดสอบ Consolidation

สาหรบรายละเอยดในการทดสอบแตละประเภท สามารถดไดจากค มอการทดสอบของ กรมโยธาธการและผงเมอง พ.ศ. 2557

64

บทท 11 การแปลผลขอมลดน

ขอมลดนทไดจากการทดสอบทงในสนาม และการทดสอบตวอยางดนในหองปฏบตการจะถกนามารวบรวมสรปไวในตารางสาหรบการรายงานผล เพอการวเคราะหคานวณตอไป ซงโดยทวไปนยมแสดงผล การทดสอบเปน 2 สวน คอ

11.1 ตารางสรปผลการทดสอบตวอยางดน (Summary of Test Results) เปนตารางทรวบรวมขอมลทไดจากการทดสอบแตละตวอยาง เพอใหทราบถงคณสมบตดานวศวกรรม โดยขอมลแตละชองมความหมายดงน

ชองท 1 แสดงรายละเอยดและขอมลทวไปของหลมเจาะ ไดแก ชอโครงการสถานทตงโครงการ เลขทหลมเจาะ คาระดบปากหลมเจาะระดบน าใตดนในหลมเจาะวนเดอนปททา การทดสอบเจาหนาททดสอบเจาหนาทวเคราะหผล เจาหนาทตรวจสอบผลและหมายเลขทะเบยนทดสอบ

ชองท 2 (Depth) แสดงคาความลกของดนทเกบตวอยางในแตละชวง

ชองท 3 (Sample Type) แสดงวธการเกบตวอยางดนและหมายเลขตวอยาง เชน ST 3 หมายถง ใชกระบอกบางเกบตวอยาง (Shelby Tube Sampling) ซงเปนการเกบตวอยางแบบคงสภาพและตวอยางดนดงกลาวเปนดนตวอยางท 3 ของหลมเจาะ หรอ SS 8 หมายถง เกบตวอยางดนดวยกระบอกผา (Split Spoon Sampling) เปนตวอยางดนชนดไมคงสภาพและเปนดนตวอยางท 8 ของหลมเจาะ เปนตน

ชองท 4

OL – ML หมายถง ตะกอนทรายอนนทรยและดนเหนยวปนตะกอนทรายอนทรย มความเหนยวต า หรออาจเปนตะกอนทรายอนทรยและทรายละเอยดมากหนฝน ทรายละเอยดปนตะกอนทรายหรอดนเหนยวมความเหนยวเลกนอย

(Group Symbol) แสดงชอหรอชนดของดนทจาแนกไดตามระเบยบวธของ Unified Soil Classification System (USCS) เชน

CL หมายถง ดนเหนยวอนนทรย มความเหนยวตาถงปานกลาง ดนเหนยวปนตะกอนทราย

SM หมายถง ทรายมตะกอนทรายปน

ชองท 5 (Atterberg’sLimits) แสดงคาพกดอตเตอรเบอรก ซงประกอบดวยคาขดจากดเหลว(Liquid Limits, LL) ขดจากดพลาสตก (Plastic Limit, PL) และคาดชนพลาสตก (Plastic Index, PI)

ชองท 6 (Moisture Content, MC) แสดงคาปรมาณความชนของมวลดนตามธรรมชาต

ชองท 7 (Unconfined CompressiveTest, Qu) แสดงคากาลงของดนทไดจากการทดสอบ Unconfined CompressiveStrength (Qu

)

65

โครงการ ระบบปองกนนาทวมพนทชมชนเมอง กองวเคราะหวจยและทดสอบวสด

สถานท อ.เมอง จ.พษณโลก กรมโยธาธการและผงเมอง ทะเบยนทดสอบเลขท แผนท ๑/๑

วนททดสอบ ตลาคม ๒๕๕๔ SUMMARY OF TEST RESULTS เจาหนาททดสอบ นายอศวน คมแท

หลมเจาะท 1 เจาหนาทวเคราะหผล

ระดบปากหลม 98.831 เมตร ระดบนาใตดน -3.50 เมตรจากผวดน เจาหนาทตรวจสอบ

DEPTH SAMPLE GROUP ATTERBERG'S LIMITS MC. SPT TORVANE SHEAR TEST ksc. DIRECT GRAIN SIZE ANALYSIS

(m.) TYPE SYMBOL (%) % blows/ft. IN SITU VANE SHEAR TEST ksc. SHEAR TEST ksc. (% Finer)

FORM TO No. LL. PL. PI. Qu Qu/2 UP UP/2 γ t N value PS. RS. ST. C (ksc.) φ ( o

) No. 4 No. 200

0.00 1.50 PA

1.50 2.00 ST- 1 CL 38.29 20.48 17.81 45.46 - 0.25 0.13 1.77 0.05 94.33 78.29

3.00 3.50 ST- 2

4.50 5.00 ST- 3 OH or MH 54.26 31.09 23.17 98.18 0.10 0.05 0.25 0.13 1.34 0.03 100.00 99.74

6.00 6.50 ST- 4

7.50 8.00 ST- 5 OL or ML 49.13 30.24 18.89 54.84 0.19 0.10 0.25 0.13 1.52 0.05 100.00 96.92

9.00 9.50 ST- 6

10.50 11.00 ST- 7 OL or ML 32.08 23.82 8.26 48.74 0.45 0.23 0.50 0.25 1.71 0.22 99.36 87.38

12.00 12.45 SS- 8 SC 34.15 20.67 13.48 11.80 2.18 1.09 4.50 2.25 2.16 48 74.44 33.95

13.50 13.95 SS- 9 CL 32.91 17.44 15.47 20.92 2.89 1.45 4.50 2.25 2.00 39 97.96 89.21

15.00 15.45 SS- 10 CL 36.44 19.87 16.57 20.78 3.00 1.50 4.50 2.25 1.98 42 94.26 86.30

16.50 16.95 SS- 11 CL 38.16 15.47 22.69 19.38 4.31 2.16 4.50 2.25 2.04 45 95.38 86.88

18.00 18.45 SS- 12 CL 27.15 16.66 10.49 16.91 - 4.50 2.25 2.13 46 99.60 78.02

END OF BORING

บฟ.ส. 1249

นางพชยา ทวเลศ

นางพชยา ทวเลศUNCONFINED

COMPRESSIVE

STRENGTH ksc.

POCKET

PENETROMETER

TEST ksc.

UNIT

WEIGHT

t./m.3

54-001-53

-

-

ชองท 8 (Pocket Penetrometer Test , UP) แสดงคากาลงของดนเทยบเคยง Unconfined Compressive Strength (Qp) จากการทดสอบตวอยางดนโดยใช Pocket Penetrometer

ชองท 9 (Unit Weight)แสดงคาหนวยนาหนกของดน(Bulk Unit Weight, γt

)

ชองท 10

(SPT) แสดงคา Standard Penetration Test (SPT) ทไดจากการจดบนทกรวมกบการเกบตวอยางดนดวยกระบอกผา โดยใชผลรวมระยะ 30 เซนตเมตร สดทาย มหนวยเปนจานวนครงของการตอกตอฟต (blows/foot)

ชองท 11

(Vane Shear Strength) แสดงคากาลงรบแรงเฉอนของดนทไดจากการทดสอบแบบVane Shear Test ซงควรตองระบใหชดเจนอกครงวาเปนคาทไดจากการทดสอบตวอยางดนดวยเครองมอ Torvane Shear Device หรอเปนคาทไดจากการทดสอบกาลงรบแรงเฉอนของดนในสนาม (In-Situ Vane Shear test)

ชองท 12

(Direct Shear Test) แสดงคากาลงรบแรงเฉอนของดนทไดจากการทดสอบ Direct Shear Test ซงประกอบดวย คาความเชอมแนน C (Cohesion) และคามมเสยดทาน

ภายใน φ (Angle of Internal Friction)

ชองท 13

(Grain Size Analysis) แสดงคาปรมาณของดนทผานการทดสอบรอนผานตะแกรง(Sieve Analysis) เบอร 4 และเบอร 200


รปท 11.1 ตวอยาง Summary of Test Results

66 11.2 Boring Log คอ การแสดงรายละเอยดของขอมลดนทไดจากการเจาะสารวจและการทดสอบตวอยางดนของหลมเจาะ เพอความสะดวกในการมองเหนภาพโดยรวมของการจดเรยงตวของดนเปนชน ๆ เมอเทยบกบความลก โดยจาแนกตามคณสมบตตาง ๆ ของดน เชน ส ลกษณะของดน consistency เปนตนดงรปท 11.2 ซงประกอบดวยขอมลตาง ๆ ดงน

ชองท 1

แสดงรายละเอยดทว ๆ ไปของหลมเจาะ และรายละเอยดของโครงการ เชน ชอโครงการ สถานทตงโครงการ หมายเลขหลมเจาะ ระดบปากหลมเจาะ ระดบนาใตดน เปนตน

ชองท 2

(Soil Description) แสดงลกษณะของชนดนทความลกตาง ๆ วาเปนดนชนดอะไร มส หรอสภาพความออนแขงอยางไร เชน Soft to Medium dark brown silty clay หมายถง เปนชนดนออนถงปานกลางสนาตาลเขมดนเหนยวปนซลทเปนตน

ชองท 3

(Soil Profile) แสดงแถบสญลกษณของชนดน ซงจะมรปแบบเปนลกษณะเฉพาะตวตามชนดของดน

ชองท 4

(Depth) แสดงความลกของชนดนทไดทาการเกบตวอยางดนเรมจากระดบปากหลมเจาะจนถงสนสดความลกหลมเจาะ

ชองท 5

(Sample Type No.) แสดงวธการเกบตวอยางดน และหมายเลขตวอยางทเกบวาเปนการเกบตวอยางแบบ SS (Split Spoon Sampling) หรอ ST (Shelby Tube Sampling) หรอ PA (Power Auger) ซงหมายถง การใชสวานเจาะนา เปนตน

ชองท 6

(LL,PL,Wn) แสดงความเปนพลาสตกซตของดน โดยแสดงคาปรมาณความชนในดน แตละชนตามระดบความลก กบคาขดจากดเหลว และขดจากดความเปนพลาสตกของดน

ชองท 7

(1/2UC,1/2UP, Vane Shear Test) แสดงคากาลงรบแรงเฉอนของดนแบบไมระบายนาทระดบความลกตาง ๆ กน สาหรบการทดสอบดวยวธ Unconfined Compressive Strength Pocket Penetrometer Test และ Vane Shear Test ตามลาดบ

ชองท 8

(Standard Penetration Test) แสดงคา SPT ทจดบนทกมหนวยเปน blows/foot ซงมกทารวมกบการเกบตวอยางดนดวยกระบอกผา

ชองท 9

(Total Density) แสดงคาหนวยนาหนกของดนเปยกของตวอยางดนนน

67


รปท 11.2 ตวอยาง Boring Log

68

บทท 12 สวนประกอบของรายงานการเจาะสารวจชนดน

ขอมลทไดจากการเจาะสารวจชนดน เปนขอมลทไดจากการทดสอบดนในสนาม และหองปฏบตการ ซงนอกจากจะถกนาไปใชประโยชนเพอการออกแบบกอสรางฐานรากของงานถนน อาคาร สะพาน เขอน หรอสาธารณปโภคตาง ๆ แลว ขอมลดนดงกลาวยงถกนามาใชในการวเคราะห เพอหาสาเหตความเสยหาย ของส งปลกสรางและแนวทางการแกไข หรอใชในการกาหนดข นตอนการกอสรางฐานราก รวมทง ใหคาแนะนาหรอขอควรระวงอกดวย รายงานผลการเจาะสารวจชนดนจะใชประโยชนไดสงสดกตอเมอผอานสามารถเขาใจคาตาง ๆ ในรายงานไดอยางครบถวน เพอสามารถนาคาตาง ๆ ไปใชไดอยางถกตอง เหมาะสม ตอไป

สวนประกอบหลกของรายงานการเจาะสารวจชนดนโดยทวไป ประกอบดวย 1) ลกษณะภมประเทศและขอมลทวไปของโครงการ

2) ตาแหนงหลมเจาะ และระดบปากหลม

3) ระดบนาใตดน

4) ลกษณะชนดน

5) การวเคราะหทางวศวกรรมปฐพทเกยวของ เชน การประเมนกาลงรบนาหนก

บรรทกของชนดนหรอเสาเขม เปนตน

6) สรปผล และขอเสนอแนะ

7) เอกสารแนบทาย ซงประกอบดวย ภาพถาย และผงพนทบรเวณททาการเจาะสารวจ

ตารางสรปผลการทดสอบดนจากหองปฏบตการ (Summary of Test Results)

Boring Log และผลการทดสอบอนเพมเตม (ถาม) เชน ผลการตอกหยง (Sounding

Test) หรอมาตรฐานการทดสอบทเกยวของพอสงเขป เปนตน ดงแสดงตวอยาง

ในรป 12.1-12.7

(ทมา: กรมโยธาธการและผงเมอง, 2558)

รปท 12.1 ตวอยางลกษณะภมประเทศ และขอมลทวไป

69


รปท 12.2 แสดงขอมลตาแหนงหลมเจาะ คาระดบปากหลม ระดบอางอง ความลกหลมเจาะ


รปท 12.3 แสดงขอมลระดบนาทพบขณะเจาะสารวจ


รปท 12.4 ตวอยางการบรรยายลกษณะชนดน

70


รปท 12.5 ตวอยางการวเคราะหขอมลดนทเกยวของ (การคานวณความสามารถในการรบนาหนกของเสาเขม)


รปท 12.6 ตวอยางแสดงผลการวเคราะหการรบนาหนกของเสาเขมขนาดตาง ๆ

71


รปท 12.7 ตวอยางการสรปผลและขอเสนอแนะ


รปท 12.8 รปแสดงตาแหนงหลม

72


รปท 12.9 แสดงผงบรเวณของตาแหนงหลมเจาะ


รปท 12.10 ตวอยางตารางสรปขอมลดนทไดจากการทดสอบ(Summary of Test Result)

73


รปท 12.11 แสดงตวอยาง Boring Log

คณะทางานจดการความร ประจาปงบประมาณ พ.ศ. 2559

แผนการจดการความรท 4 :

ความรเกยวกบการเจาะสารวจชนดน

CEO

นายมณฑล สดประเสรฐ อธบดกรมโยธาธการและผงเมอง

CKO

นายพชย อทยเชฏฐ รองอธบดกรมโยธาธการและผงเมอง

ทปรกษา KM

นายชนนทร ทพยรตน ผเชยวชาญเฉพาะดานบรหารจดการและระบบงาน

หวหนาทมงาน KM

นางอธยา เทพมงคล ผอานวยการสถาบนพฒนาบคลากรดานการพฒนาเมอง

คณะทางานจดการความร

กองวเคราะหวจยและทดสอบวสด

นายวระพนธ อปถมภากล ผอานวยการกองวเคราะหวจยและทดสอบวสด

นายชวกจ หรญญาภรมย วศวกรโยธาชานาญการพเศษ

นายวนย สเทยงธรรม วศวกรโยธาชานาญการพเศษ

นายพชยา ทวเลศ วศวกรโยธาชานาญการพเศษ

นายเกษม พนธศร นายชางโยธาอาวโส

นางรชน โฉมงาม เจาหนาทธรการ

สถาบนพฒนาบคลากรดานการพฒนาเมอง

นางนาทพย โบสถทอง นกทรพยากรบคคลชานาญการพเศษ

นางนาร พนศร นกทรพยากรบคคลชานาญการพเศษ

น.ส.สรสวด บวชม นกทรพยากรบคคลชานาญการ

น.ส.จตกศล เปาประดษฐ นกทรพยากรบคคลชานาญการ

น.ส.ชนาภา ปานสมย พนกงานพฒนาทรพยากรบคคล

น.ส.ศรลกษณ มนญผล พนกงานพฒนาทรพยากรบคคล

นายธนาธป อยด พนกงานพฒนาทรพยากรบคคล

บรรณานกรม

1. กรมโยธาธการ กระทรวงมหาดไทย. มาตรฐานงานชาง. (2533). งานโครงสรางและปฐพกลศาสตร. กรมโยธาธการ กระทรวงมหาดไทย. 2. กองวเคราะหวจยและทดสอบวสด. (2542). เอกสารประกอบการบรรยาย หลกสตร งานเขอน- ปองกนตลงสาหรบวศวกร. กรมโยธาธการ กระทรวงมหาดไทย. 3. กองวเคราะหวจยและทดสอบวสด. (2548). เอกสารประกอบการบรรยาย หลกสตร การเจาะสารวจ- ชนดน. กรมโยธาธการและผงเมอง กระทรวงมหาดไทย. 4. กองวเคราะหวจยและทดสอบวสด. (2554). เอกสารประกอบการบรรยาย On The Job Training. กรมโยธาธการและผงเมอง กระทรวงมหาดไทย. 5. กองวเคราะหวจยและทดสอบวสด. (2557). คมอทดสอบการเจาะสารวจชนดน. กรมโยธาธการและ- ผงเมอง กระทรวงมหาดไทย . 6. กองวเคราะหวจยและทดสอบวสด. (2558). รายงานผลการเจาะสารวจชนดนกองวเคราะหวจยและ ทดสอบวสด. กรมโยธาธการและผงเมอง กระทรวงมหาดไทย. 7. คณะอนกรรมการสาขาวศวกรรมปฐพ ในคณะกรรมการวชาการสาขาวศวกรรมโยธา. (2551). แนวทางการตรวจสอบชนดนเพอวางฐานราก. วศวกรรมสถานแหงประเทศไทย

ในพระบรมราชปถมภ. 8. ชศกด ครรตน. (2554). ปฐพกลศาสตร. กรงเทพมหานคร. โรงพมพทอป.

9. ประชาชาตธรกจออนไลด. (2554). ความเสยหายของถนนเลยบคลองจากดนฐานราก. คนเมอ 25 ตลาคม 2554. จาก www.prachachart.net.

10. พชยา ทวเลศ. (2556). เอกสารประกอบการบรรยาย หลกสตร การออกแบบเขอนปองกนตลง. กรมโยธาธการและผงเมอง กระทรวงมหาดไทย . 11. มณเฑยร กงศศเทยม. (2533). กลศาสตรของดนดานวศวกรรม (พมพครงท ๓). กรงเทพมหานคร: สมาคมศษยเกาวศวกร. 12. มานะ อภพฒนะมนตร. (2538). วศวกรรมปฐพและฐานราก. กรงเทพมหานคร: สมาคมสงเสรม- เทคโนโลย (ไทย-ญปน). 13. วรากร ไมเรยง, จรพฒน โชตกไกร, และประทป ดวงเดอน. (2525). ปฐพกลศาสตร ทฤษฎและ ปฏบตการ: ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตรมหาวทยาลยเกษตรศาสตร. 14. ศนยวจยและพฒนาวศวกรรมปฐพและฐานราก มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. (2547). การทดสอบดน- เพองานปฐพวศวกรรม. กรงเทพมหานคร: ภาควชาวศวกรรมโยธา คณะวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเกษตรศาสตร. 15. สรฉตร สมพนธารกษ. (2540). วศวกรรมปฐพ (พมพครงท 1). วศวกรรมสถานแหงประเทศไทย- ในพระบรมราชปถมภ. กรงเทพมหานคร: โรงพมพพมพลกษณ. 16. สถาพร ควจตรจาร. (2541). ทดลองปฐพกลศาสตร. กรงเทพมหานคร: ไลบราร นาย พบลชชง. 17. สถาพร ควจตรจาร. (2544). ปฐพกลศาสตร. กรงเทพมหานคร: Library Nine Pub.

http://www.prachachart/�

18. Al-Khafaji&Andersland. (1992). Geotechnical Engineering & Soil Testing. คนเมอ 3 เมษายน 2559. จาก www.ebooks.in.th. 19. Bowles, Joseph E. (1988). Foundation Analysis and Design (4th

20. Braja M. Das. (1990). Principles of Foundation Engineering (2ed.) New York: McGraw-Hill.

nd

21. Joseph E. Bowles. (1979). Foundation Analysis And Design. McGraw-hill International - ed.) Boston: PWS-KENT.

Book company. 22. Peck, R.B., Hanson, W.E., and Thornburn, T.H., (1974). Foundation Engineering. John Wiley & Sons, 514p.

23. Seah TianHo. (1991). Soil Mechanics. วศวกรรมสถานแหงประเทศไทย ในพระบรมราชปถมภ. คนเมอ 3 เมษายน 2559. จาก www.ebooks.in.th.

24. Wayne.C.Teng. (1962). Foundation Design. Pninted by G.D.Makhija at Tarun Offsot- Printers. New Delhi.and Published by Prentice of India Private Limited.

Documents

องค ความรู ที่office.dpt.go.th/km/images/pdf/knowledgeofsoil.pdfกรมโยธาธิการและผังเมือง กระทรวงมหาดไทย