การทรุดตัวของฐานรากเสาเข็มแผ่กรณีฐานรากรับน้ำหนักไม่เพียงพอ

Settlement of pile raft foundation for case of insufficient foundation capacity

Name: นรากร แซ่เล่า

ThaSH: ไฟไนต์เอลิเมนต์

ThaSH: เสาเข็ม

ThaSH: อุโมงค์

Abstract: งานวิจัยฉบับนี้ทำการศึกษาพฤติกรรม และการประมาณค่าการทรุดตัวของอุโมงค์ที่ก่อสร้างด้วยวิธีการถมกลับ (Cut and Cover Tunnel) จากการก่อสร้างอุโมงค์ที่อยู่บนฐานรากเสาเข็มแผ่ (Pile Raft Foundation) โดยเปรียบเทียบกับข้อมูลการวัดการทรุดตัวจากการก่อสร้างจริง ที่มีระดับปลายเสาเข็มอยู่ในชั้นดินเหนียวแข็งที่ระดับ 17.40 m. จากระดับผิวดิน และมีความลึกในการขุดตั้งแต่ 0.40 ถึง 10.20 m. จำนวน 6 ตำแหน่งคือ SP-02, SP-03, SP-05, SP-07, SP-10 และ SP-12 นอกจากนี้ยังได้ทำการศึกษาในส่วนของเสถียรภาพระบบกำแพงกันดินชนิดเข็มพืด, กำลังของเสาเข็ม และกำลังของดินที่อยู่ใต้ฐาน เพื่อวิเคราะห์หาค่าพารามิเตอร์ที่เหมาะสมในการประมาณค่าการทรุดตัว และผลกระทบที่เกิดขึ้น การวิจัยครั้งนี้ได้เลือกใช้วิธีการวิเคราะห์เสถียรภาพของ Terzaghi (1943) เพื่อวิเคราะห์เสถียรภาพของระบบกำแพงกันดินชนิดเข็มพืด และใช้วิธี Static Method เพื่อวิเคราะห์กำลังรับน้ำหนักบรรทุกเสาเข็ม กำลังรับน้ำหนักประลัยของดินได้ใช้ Classical Failure Theory เสนอโดย Terzaghi (1943) การประมาณค่าการทรุดตัวได้ทำการประเมินโดยวิธีไฟไนท์อิลิเมนท์ (FEM) และใช้โมเดลพฤติกรรมของดินชนิด Mohr Coulomb ผลการวิจัยพบว่า งานขุดที่ใช้ระบบกำแพงกันดินชนิดเข็มพืดมีเสถียรภาพเพียงพอที่จะป้องกันการปูดขึ้นของดินก้นหลุม (heave)ได้ ในส่วนของระบบฐานรากเสาเข็มแผ่พบว่า เสาเข็มทุกต้นรับน้ำหนักเกินกำลังประลัย และทำให้ดินเหนียวอ่อนที่อยู่ใต้ฐานต้องรับแรงแบกทานมากเกินไป จึงทำให้ระบบฐานรากเสาเข็มแผ่ในตำแหน่ง SP-02, SP-03 และ SP-07 เกิดการวิบัติแบบ Bearing Foundation Failure ส่วนในตำแหน่ง SP-05, SP-10 และ SP-12 ซึ่งเสาเข็มทุกต้นรับน้ำหนักเกินกำลังประลัย ในขณะที่ดินอ่อนใต้ฐานสามารถแบกทานน้ำหนักได้จึงทำให้ระบบฐานรากเสาเข็มแผ่เกิดการวิบัติแบบ Pile Foundation Failure จากพฤติกรรมดังกล่าวพบว่าอุโมงค์ Cut and Cover แห่งนี้ได้ใช้จำนวน และความยาวของเสาเข็มรับน้ำหนักไม่เพียงพอกับสภาพการน้ำหนักที่เกิดขึ้นจริง การวิเคราะห์การทรุดตัวของอุโมงค์ Cut and Cover ด้วยวิธีไฟไนท์อิลิเมนท์ พบว่า ความสัมพันธ์ระว่าง E[subscript U]/S[subscript U] ที่เหมาะสม และให้ผลใกล้เคียงกับผลการตรวจวัดจริงในสนามคือ E[subscript U]/S[subscript U (Soft Clay)] ป 100 120, E[subscript U]/S[subscript U (Medium Clay)] ~ 200 และ E[subscript U]/S[subscript U](Stiff Clay)] ~ 350

Abstract: This research aims to study the behavior and predict the settlement of cut and cover tunnel. The cut and cover tunnel was designed as the pile raft foundation with pile tip penetrated in the stiff silty clay layer with tip at 17.40 m. below ground surface, while the excavation was varied between -0.40 to -10.20 m. depth. The settlement of cut and cover tunnel is based on the data of field measuring SP-02, SP-03, SP-05, SP-07, SP-10 and SP-12. The research is also extend to the stability of sheet pile braced excavated system, pile capacity and bearing capacity of subsoil under the raft in order to verify the appropriate parameters for prediction the settlement of the cut and cover tunnel and compared with field performance. The stability analysis of sheet pile braced excavated system was based on Terzaghi (1943)'s theory. The estimated pile capacity was based on Static Method while the estimated bearing capacity was based on Terzaghi (1943)'s theory. The settlement of cut and cover was estimated by means of Finite Element Method (FEM) based on Mohr Coulomb soil modeling. The results showed that the safety factor of sheet pile system is high enough to protect heaving effect. The behavior of pile raft showed that all piles were taken over their ultimate capacity and transfer to the bearing capacity of raft foundation in soft clay. At location SP-02, SP-03 and SP-07 the applied stress on raft foundation was very high and lead to induce the Bearing Foundation Failure. At location SP-05, SP-10 and SP-12 the soil bearing capacity beneath raft foundation was able to carry the applied stress, the failure was, therefore, in the mode of Pile Foundation Failure. Based on field performance the pile length was not enough to carry the real loading on cut and cover tunnel. The analysis of settlement cut and cover tunnel by means of Finite Element Method (FEM) agrees with field performance. The appropriate E[subscript U]/S[subscript U] values are equal to 100-120, 200 and 350 for soft clay, medium clay and stiff clay respectively.

จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย. สำนักงานวิทยทรัพยากร

Address: กรุงเทพมหานคร

Email: cuir@car.chula.ac.th

Name: วันชัย เทพรักษ์

Role: ที่ปรึกษา

Created: 2546

Modified: 2560-02-24

Issued: 2560-02-11

วิทยานิพนธ์/Thesis

application/pdf

ISBN: 9741738196

URL: http://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/10789

tha

DegreeName: วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต

Level: ปริญญาโท

Descipline: วิศวกรรมโยธา

Grantor: จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

©copyrights จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย

ลำดับที่.	ชื่อแฟ้มข้อมูล	ขนาดแฟ้มข้อมูล	จำนวนเข้าถึง	วัน-เวลาเข้าถึงล่าสุด
1	Narakorn.pdf	12 MB	47	2026-05-26 18:16:01

ใช้เวลา

0.030465 วินาที