การจำลองทางคณิตศาสตร์ของเสาเข็มเดี่ยวที่ฝังในชั้นดินเหนียวและทราย เทียบกับการทดสอบการรับน้ำหนักบรรทุกด้วยวิธีพลศาสตร์

บทคัดย่อ

งานวิจัยนี้นำเสนอการจำลองทางคณิตศาสตร์ของเสาเข็มคอนกรีตอัดแรง ที่ตอกลงในบริเวณที่มีชั้นบนเป็นดินเหนียวอ่อนและลึกลงไปเป็นชั้นดินเหนียวแข็ง ส่วนปลายของเสาเข็มไปหยั่งอยู่บนชั้นทรายแน่น ใช้โปรแกรม PLAXIS 2D ทำการจำลองและวิเคราะห์เสาเข็มเดี่ยวสี่เหลี่ยมตันขนาด 0.35x0.35x12.00 เมตร รับน้ำหนักบรรทุก 490 กิโลนิวตันและค่าอัตราส่วนความปลอดภัย เท่ากับ 2.5 เท่า ทำการจำลองเพิ่มน้ำหนักบรรทุกให้กับเสาเข็มจนถึง 2.5 เท่าของน้ำหนักบรรทุกที่ออกแบบไว้ จากนั้นก็ทำการลดน้ำหนักบรรทุกลงจนหมด จากการจำลองจะได้น้ำหนักบรรทุกของเสาเข็มเดี่ยวและค่าการทรุดตัว นำผลดังกล่าวมาเปรียบเทียบกับผลที่ได้จากการทดสอบเสาเข็มด้วยวิธี Dynamic Pile Load Test (DLT) จำนวน 8 ต้น จากผลการวิเคราะห์พบว่าการทดสอบเสาเข็มแบบ DLT ส่วนใหญ่มีการทรุดตัว Residual Displacement (RMD) ต่ำกว่าค่าการทรุดตัวที่ได้จากแบบจำลอง PLAXIS 2D ทุกช่วงของน้ำหนักบรรทุก แต่ก็พบว่ามีเสาเข็มจำนวน 1 ต้น ที่มีค่าการทรุดตัวสูงกว่าเสาเข็มต้นอื่น ๆ และสูงกว่าค่าที่ได้จากการจำลองถึงร้อยละ 47 ซึ่งทำให้ผลทดสอบเสาเข็มแบบพลศาสตร์มีความแปรปรวน ผลการวิเคราะห์ยังพบอีกว่าน้ำหนักบรรทุกของเสาเข็มที่ได้จากการทดสอบแบบพลศาสตร์ไม่ได้แปรผันตรงกับค่าการทรุดตัวที่ลดลงและค่าอัตราส่วนความปลอดภัยมีค่าสูงระหว่าง 3.0 ถึง 3.7 เท่า และการทดสอบ DLT ควรทดสอบอย่างน้อย 3 ต้น เพื่อหาค่าเฉลี่ยแล้วนำไปวิเคราะห์ร่วมกับโปรแกรม PLAXIS 2D เพื่อให้การประเมินน้ำหนักบรรทุกมีความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้น