แนวทางการเลือกใช้กำแพงดินและเทคนิคในการติดตั้งกำแพงดิน

แนวทางการเลือกใช้กำแพงดินและเทคนิคในการติดตั้งกำแพงดิน

          กำแพงกันดิน คือลักษณะโครงสร้างที่ถูกออกแบบมาให้ทนทาน โดยสร้างขึ้นมาเพื่อต้านแรงดันของมวลดิน หรือ โคลนและน้ำ ที่มีความลาดชัน และในระดับดินที่ต่างกัน หรือถ้าให้อธิบายด้วยคำง่ายๆ คือใช้ป้องกันการพังทลายของดินที่มีระดับแตกต่างกันนั่นเอง  โดยประเภทของกำแพงกันดินนั้น สามารถจำแนกประเภทได้ด้วยรูปแบบโครงสร้างของกำแพงกันดิน และวัสดุที่ใช้ในการสร้างกำแพงกันดิน โดยลักษณะของโครงสร้างกำแพงกันดินแบ่งออกเป็น 2 ประเภท ได้แก่

1. กำแพงกันดินแบบไม่ใช้เสาเข็ม เป็นลักษณะของกำแพงดินที่จะใช้งานในกรณีที่เสาเข็มตอกลงไปไม่ได้ โดยมีกำแพงกันดิน 2 ประเภทที่เป็นกำแพงกันดินในลักษณะนี้ คือ
   • กำแพงกันดินแบบถ่วงน้ำหนัก Gravity wall เป็นกำแพงกันดินในยุคแรกๆ ที่ถูกสร้างเป็นลักษณะของกำแพงกันดินที่ต้องมีขนาดและน้ำหนักมากเพียงพอ เพื่อที่จะต้านทานแรงดันดินไม่ให้เกิดการเคลื่อนตัวได้ทั้งที่ฐานและ ไม่ให้เกิดการพลิกคว่ำด้วยตัวกำแพงเอง โดยส่วนมากมักจะใช้กำแพงกันดินแบบถ่วงน้ำหนักในกรณีที่ต้องการความสูงในช่วง 1-5 เมตร และขนาดของฐานจะต้องมีความกว้างประมาณ 0.5-0.7 เท่าของความสูงของกำแพง เนื่องจากต้องใช้พื้นที่ขนาดใหญ่ จึงไม่เหมาะกับการใช้ในบ้าน เหมาะกับงานสาธารณูปโภค เขื่อนขนาดใหญ่ ฝายกั้นน้ำ ตลิ่งน้ำ เป็นต้น
   • กำแพงกันดินคอนกรีตเสริมเหล็กแบบ Cantilever wall เป็นรูปแบบของกำแพงกันดินที่ถูกพัฒนามาจากแบบถ่วงน้ำหนัก โดยมีหน้าที่เหมือนกันแต่แตกต่างกันที่มีการเพิ่มคานด้านล่างให้ยื่นเข้าไปในฝั่งดินที่มีระดับความสูงที่มากกว่า เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพการกันดิน โดยที่ไม่ต้องอาศัยเสาเข็ม โดยจะใช้ในกรณีที่กำแพงมีความสูงประมาณ 2-10 เมตร นอกจากนี้ยังสามารถแบ่งรูปแบบของกำแพงกันดินคอนกรีตเสริมเหล็กแบบ Cantilever wall ออกเป็น 2 รูป คือ แบบตัว L คว่ำ และแบบตัว T คว่ำ มักใช้สำหรับการป้องกันดินสไลด์ และดินถล่ม ตามแนวตลิ่ง และแนวเชิงเขา
     
2. กำแพงกันดินแบบเสาเข็ม  กำแพงกันดินลักษณะนี้จะมีการใช้เสาเข็มในการช่วยพยุงกำแพง โดยวัสดุที่ใช้เป็นเสาเข็มจะมีความแตกต่างกันออกไปเพื่อให้เหมาะสมกับรูปแบบของพื้นที่บริเวณนั้นๆ
   • กำแพงแบบตอกเข็มเสียบแผ่นกันดิน กำแพงแบบนี้ส่วนใหญ่จะใช้เสาเข็มตัวไอ เพื่อเอาไว้เสียบแผ่นกันดินตามช่องของเสาเข็ม หากดินมีความต่างระดับกันมาก ก็อาจจะมีการเพิ่มสเตย์เข้ามาเสริม เพื่อเพิ่มความแข็งแรง
   • กำแพงแบบเข็มพืด เป็นโครงสร้างแบบการตอกเสาเข็มติดๆ กัน ส่วนใหญ่จะใช้เป็นเสาเข็มแบบปูน หรือ เหล็กนิยมใช้กำแพงลักษณะนี้ในสถานที่ ที่ติดกับแม่น้ำ โดยนอกจากรูปแบบของเสาเข็มที่ใช้ตอกแล้วนั้น ยังสามารถแบ่งออกเป็นชื่อต่างๆ ได้ดังนี้
     • กำแพงกันดิน Piling wall กำแพงกันดินรูปแบบนี้ส่วนมากแล้วจะใช้เหล็กชีทไพล์ (Steel Sheet Piles) ตอกเป็นเสาเข็ม ใช้พื้นที่น้อย ทำงานได้สะดวก แต่ราคาค่อนข้างสูง เป็นลักษณะการตอกเสาเข็มให้ถี่และเสียบลงไปตามแนวของกำแพง สมัยก่อนอาจจะใช้เป็นเสาไม้ตอกลงไป แต่ในปัจจุบันนี้นิยมใช้เป็นเสาคอนกรีตแทน โดยการตอกเสาเข็มตามแนวกำแพง ใช้แรงต้านจากดินที่ต่ำกว่าทั้ง 2 ฝั่ง เพื่อรับแรงดันจากดินที่สูงกว่า เหมาะสำหรับป้องกันดินสไลด์ตามแนวตลิ่ง และงานฐานรากชั้นใต้ดินของอาคารขนาดใหญ่
     • กำแพงกันดิน Anchored wall ลักษณะพิเศษของกำแพงรูปแบบนี้คือ มีการใช้สมอเข้ามาเป็นตัวช่วยในการยึดกำแพง แล้วใช้สมอเพื่อเป็นแรงต้านให้กำแพงช่วยไม่ให้กำแพงล้ม และยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้กับกำแพงกันดินรูปแบบอื่นๆ ได้เพื่อเพิ่มความปลอดภัยให้มากยิ่งขึ้น มักใช้สำหรับงานผนังหินตามถนน และใช้ในงานถนนต่างๆ
     • กำแพงกันดินแบบ Diaphragm wall เป็นระบบที่ใช้คอนกรีตหล่อในที่คล้ายคลึงการทำเสาเข็มเจาะระบบเปียก โดยใช้กระเช้าตักดินขุดหลุมเอาดินขึ้นมาก่อนตามขนาด และแนวที่จะทำกำแพงใช้สารละลายเบนโทไนต์ป้องกันการพังทลายของดิน แล้วหย่อนเหล็กเสริมที่ผูกเป็นโครงไว้แล้วลงไปก่อนเทคอนกรีต เมื่อทิ้งไว้จนคอนกรีตแข็งตัวมีกำลังตามกำหนดแล้ว จึงขุดดินข้างในกำแพงออก เพื่อทำชั้นใต้ดิน หรือก่อสร้างส่วนอื่น จึงเหมาะสำหรับกับงานฐานรากชั้นใต้ดินของอาคารขนาดใหญ่ หรืองานตอม่อ สิ่งปลูกสร้างขนาดใหญ่ประเภทอื่นๆ เป็นต้น

การติดตั้งกำแพงดินพื้นที่ต่างระดับแบบมีเสาเข็ม

• วางตำแหน่งเสาเข็มกันดินหรือเสาเข็มไอ (I18 I22 I26) ให้ห่างจากเส้นรังวัดไม่เกิน 10 ซม. และแนวรั้วตามแบบที่กำหนด การเลือกใช้งานเสาไอในแต่ละขนาด จะขึ้นอยู่กับความต่างระดับของดิน ถ้าต่างระดับกันมากขึ้น หน้าตัดเสาเข็มจะต้องใหญ่ขึ้น
• ติดตั้งเสาไอให้ได้ดิ่งและแนวตามที่กำหนด โดยให้หัวเสาเข็มไอมีระดับความสูงเท่ากับดินที่ถมและหัวเสาเข็มไอต้องเสริมโดเวล เพื่อเพิ่มความแข็งแรงตามรายการคำนวณ โดยมีระยะห่างของเสาเข็มไออยู่ที่ 1.5 เมตร ซึ่งระยะห่างของเสาเข็มไอจะขึ้นอยู่กับระดับความสูงของดินที่ต่างกัน ยิ่งความสูงต่างกันมาก ระยะห่างของเสาไอยิ่งต้องแคบลง
•  เสียบแผ่นกันดินแผ่นแรก ให้ต่ำกว่าระดับดินเดิมอย่างน้อย 20-30 ซม. โดยเสาเข็มไอต้องมีบ่า (ความกว้างของบ่า 25 ซม.) และเสาเข็มหกเหลี่ยมกลวงตอกคู่กับเสาเข็มไอทั้งสองด้าน มีไว้เพื่อรองรับแผ่นกันดินแผ่นล่างสุด ไม่ให้แผ่นกันดินสไลด์ลงไป
• วางแนวคานเสตย์ (คานดึง) ให้อยู่ในระยะไม่เกิน 2 เมตร จากแนวรั้วเพื่อช่วยยึด และเพิ่มความแข็งแรงของรั้ว ป้องกันรั้วเอียงไปทางที่ดินที่ต่ำกว่า
• เตรียมแบบวางเหล็กหล่อคาน (กว้าง 30 ซม. สูง 40 ซม.) ครอบเสาเข็มไอที่ทุบหัวเสาให้เหลือแค่เหล็ก 30 ซม. และให้แบบคานหุ้มเแผ่นกันดินแผ่นบนสุดไป 5 ซม. จากนั้นตั้งเสารั้วให้ลึกจากระดับคานด้านบนลงมา 20 ซม. โดยวางเสารั้วบนเหล็กหล่อคาน ให้ได้ดิ่งและแนวที่กำหนด
• ทำการเทคอนกรีตลงในแบบคาน รอคอนกรีตแข็งตัว 1 วัน และทำการเสียบแผ่นรั้วแผ่นแรกบนคาน และปิดท้ายด้วยทับหลัง