Tangent Pile Walls

Tangent Pile Walls คือวิธีการทำเสาเข็มเจาะหล่อในที่ เป็นแนวเรียงต่อเนื่องกันโดยมีระยะห่างระหว่างเสาเข็มรอบบริเวณที่จะขุดหรือบริเวณที่จะทำเป็นกำแพงกันดิน แล้วทำการค้ำยันภายในเมื่อขุดดินออก อดีตกรุงเทพ ฯ การทำเข็มเรียงต่อเนื่องจะใช้เสาเข็มไม้ตอกเรียงต่อเนื่องกันซึ่งเข็มไม้จะมีความยาวตั้งแต่ 4.00 เมตร ถึง 12.00 เมตร ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความลึกที่จะขุด การใช้เสาเข็มไม้จะมีความยาวจำกัด และกำลังรับแรงของไม้ต่ำทำให้การขุดลึกมากไม่ได้ ปัจจุบันจึงนิยมใช้เข็มเหล็ก เข็มคอนกรีต และเข็มเจาะคอนกรีตหล่อในที่

เข็มเจาะหล่อในที่เรียงต่อเนื่อง (Contiguous I Situ Bored Diles) เพื่อใช้เป็นกำแพงกันดิน ขุดดินลึก 15.50 เมตร ได้เริ่มเมื่อกลางเดือนกันยายน พ.ศ. 2534 ที่ถนนจันทร์ เขตยานนาวา กรุงเทพ ฯ ในขณะนั้นราคาของกำแพงเข็มเจาะประมาณครึ่งหนึ่งของกำแพงแผ่นคอนกรีตหล่อในที่ เหตุผลในเรื่องราคานี้เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้ระบบกันดินชนิดนี้ได้เกิดขึ้น

เข็มเจาะหล่อในที่เรียงต่อเนื่อง จะมีวิธีการเช่นเดียวกับการตอกเข็มไม้เรียงกัน เช่น อดีตแต่ในกรณีนี้ ใช้เข็มเจาะคอนกรีตเสริมเหล็กหล่อในที่ ตัวเข็มเจาะจะทำหน้าที่เป็นกำแพงกันดินโดยรับทั้งแรงเฉือนกับโมเมนต์ที่เกิดจากแรงดันดิน และป้องกันการยกตัว (Heave) ของก้นบ่อที่ขุด ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ความยาว และระยะห่างระหว่างเสาเข็มแต่ละต้น จะขึ้นอยู่กับชนิดของดิน ความลึกในการขุด และระบบค้ำยันภายใน

2.3.2.1 พฤติกรรมของ Tangent Pile Walls

Tangent Walls จะถูกออกแบบให้รับแรงดันดินด้านข้าง และแรงกระทำในแนวดิ่ง เนื่องจากน้ำหนักของโครงสร้างและน้ำหนักบรรทุก ทำให้เข็มเจาะแต่ละต้นที่ประกอบเป็น Tangent Pile Walls จะถูกออกแบบในลักษณะหน้าตัดกลมรับแรงอัดในแนวแกนและแรงดัดในแนวราบ (Combine Bending and Axial Load) นอกจากนี้ ผนัง Tangent Pile Walls ยังถูกออกแบบโดยคำนึงถึงขั้นตอนการก่อสร้างอีกด้วย โดยด้านบนของหัวเข็มเจาะที่เรียงต่อกันจะถูกรัดด้วย Cap Beam ซึ่งทำหน้าที่ในการถ่ายแรงยึดเข็มแต่ละต้นเพื่อประกอบรวมกันเป็นผนัง Tangent Pile Walls

2.3.2.2 งานก่อสร้าง Tangent Pile Walls

เนื่องจากงานขุดอุโมงค์ห้องใต้ดินลักษณะของการทำงานบางครั้งไม่จำเป็นจะต้องเหมือนกันทั้งหมดก็ได้ตัวอย่าง เช่น การใช้กำแพงกันดินในกรุงเทพ ฯ แผ่นคอนกรีตหล่อในที่ (Diaphragm Walls) หรือกำแพงเสาเข็มเจาะซ้อน (Secant Pile Wall) ถือเป็นการใช้งานเกินความจำเป็น เพราะสภาพดินกรุงเทพ ฯ เป็นดินเหนียวการไหลซึมของน้ำต่ำ ขณะทำการก่อสร้างจะไม่มีปัญหาเรื่องน้ำ สามารถใช้ระบบอื่นที่ราคาถูกกว่าได้ การทำอุโมงค์ใต้ดินหรือห้องใต้ดิน คือ การทำโครงสร้างมาป้องกันดินไว้ แล้วทำการขุดดินออก เพราะฉะนั้นโครงสร้างชนิดใดก็ตามหากสามารถป้องกันดินได้ สร้างง่าย ประหยัด ปลอดภัย และไม่มีปัญหาสิ่งแวดล้อมย่อมเป็นโครงสร้างที่ใช้ได้ ดังแสดงในรูปที่ 2.8

เสาเข็มเรียงต่อเนื่อง (Tangent Pile Walls) มีโอกาสใช้กับงานใต้ดินบางส่วนของโครงสร้างถาวรใน 3 ลักษณะงาน คือ

1) งานอุโมงค์ลอดถนน เป็นโครงสร้างกันดิน ให้สามารถขุดดินใต้ถนนได้ โดยใช้เสาเข็มเรียงต่อเนื่องทั้งระบบแห้ง เสาเข็มเจาะกด (Auger Pressed Pile) หรือเสาเข็มตอก ซึ่งจะเป็นกำแพงกันดินที่มีระบบ วิธีการทำที่ใช้พื้นที่ทำงานน้อย และสามารถเคลื่อนย้ายเข้าออกได้เร็ว สามารถทำงานในเวลากลางคืนซึ่งเป็นช่วงเวลาที่การจราจรคล่องตัวสูง

2) งานสถานีใต้ดิน ซึ่งจำเป็นจะต้องเปิดกว้าง และขุดดินลึก เสาเข็มเรียงต่อเนื่องจะใช้เป็นกำแพงกันดินขณะขุด และใช้เป็นกำแพงถาวรเมื่อขุดเสร็จ กรณีที่งานอยู่กลางถนนซึ่งมีการสัญจรของรถยนต์มาก อาจจะออกแบบให้สามารถสร้างหลังคาหรือเพดานของห้องใต้ดินก่อนโดยทำเป็นส่วน ๆ ต่อเนื่องกันไปเพื่อปรับผิวถนนแล้วจึงขุดดินข้างใต้ออก

3) งานอุโมงค์ทางลอดอาคารเก่า บริเวณโค้งเลี้ยว ซึ่งการขนส่งใต้ดินอาจจะต้องผ่านใต้ดินอาคารเก่า การใช้เสาเข็มเจาะระบบแห้งเรียงต่อเนื่องเพื่อป้องกันการเคลื่อนของฐานรากเก่าจะทำได้ดีมาก เพราะเสาเข็มระบบนี้สามารถทำงานได้ในพื้นที่จำกัด แคบ ๆ เตี้ย ๆ ได้ดี