งานออกแบบกาแพงปองกนตลงจากวดเชงเลนถงวดแสงสรธรรม

บทนา

งานกอสรางกาแพงปองกนตลงบรเวณแมนาเจาพระยา สวนใหญนยมออกแบบเปนเสาเขมตอกรปตวไอ และใชแผน คสล. เสยบลงในรองเสาเขมเพอปองกนการเคลอนตวของดนดานตลงและปองกนนากดเซาะตลง โดยเสาเขมตอกจะประกอบดวยเสาเขมหลก (KING PILE) และเสาเขมยด (BATTLE PILE) โดยเสาเขมทงสองชนดนจะตองสามารถรบโมเมนตดดทเกดจากแรงดนดนไดอยางปลอดภย

ความเปนมาของโครงการ

โครงการกอสรางกาแพงปองกนตลงจากวดเชงเลนถงวดแสงสรธรรม เปนโครงการอนเนองมาจากพระราชดาร เพอชวยเหลอราษฎรทอาศยอยในบรเวณคงฝงตะวนตกของแมนาเจาพระยา ตาบลทาอฐ อาเภอปากเกรด จงหวดนนทบร ทประสบความเดอดรอนจากอทกภย และปองกนการกดเซาะตลงทดนรมฝงแมนาเจาพระยา ทงนเนองจากเปนโครงการเรงดวน สานกพฒนาแหลงนาขนาดกลางซงเปนผรบผดชอบในการดาเนนโครงการ จงขอความรวมมอใหกลมงานออกแบบระบบชลประทาน ๕ สานกออกแบบวศวกรรมและสถาปตยกรรมเปนผรบผดชอบดาเนนงานออกแบบโครงการฯ

การออกแบบกาแพงปองกนตลง

เนองจากแมนาเจาพระยาเปนแมนาทมความลกและตลงลาดชนคอนขางมาก ทาใหความสงของกาแพงปองกนตลงมคามากตามไปดวย การกอสรางกาแพงปองกนตลงจงจาเปนทจะตองใชระบบเสาเขมหลก (KING PILE) และเสาเขมยด (BATTLE PILE) โดยพจารณาใหเสาเขมหลกเปนเหมอนผนงยน (ANCHORED SHEET PILE

WALLS) และมเสาเขมยดทาหนาทยดทสวนปลายเสาเขมหลกเพอลดคาโมเมนตดดบรเวณปลายเสาเขมและลดระยะฝงในดนดวย โดยจะพจารณาแรงดนดนดานขางเปนองคประกอบหลก และแบงแรงดนดนดานขางทกระทาตอเสาเขมเปน 2 ดาน คอดานดนถมหรอตลง (ACTIVE LATERAL EARTH PRESSURE) และดานแมนา (PASSIVE

LATERAL EARTH PRESSURE)

การออกแบบกาแพงปองกนตลง จะแบงขนตอนการออกแบบดงน

1. เขยนภาพรวม คณสมบตของดนและระยะตางๆ

2. คานวณคา Ka และ Kp

3. เขยน DIAGRAM ของแรงดนดน

4. หาคาความลกของเสาเขม

5. หาคาแรงทกระทาตอเสาเขมยด

6. หาคาโมเมนตสงสดทกระทาตอเสาเขมหลก

7. สรปความยาวเสาเขมหลก (เผอ 40%)

กลมงานออกแบบระบบชลประทาน 5 1

กาแพงปองกนตลง

N

วดแสงสรธรรม

วดเชงเลน

กลมงานออกแบบระบบชลประทาน 5 2

1. เขยนภาพรวม คณสมบตของดนและระยะตางๆ

qs = 2.0 t/m2

0.00

sandy γ1 = 1.6 t/m3

4.00 γ1sat = 1.84 t/m3

Ø = 25

C = 0.00

clayey γ2 = 1.4 t/m3

clayey γ2 = 1.4 t/m3

γ2sat = 1.61 t/m3 γ2sat = 1.61 t/m

3

Ø = 10 Ø = 10

C = 1.00 C = 1.00

2. คานวณคา Ka, Kp

sandy Ka1 = 0.406 √Ka1 = 0.637

Kp1 = 2.464 √Kp1 = 1.570

clayey Ka2 = 0.704 √Ka2 = 0.839

Kp2 = 1.420 √Kp2 = 1.192

3. เขยน Diagram ของแรงดนดน

ระยะ @ เสาเขม = 1.50 m

หนาตดเสาเขม = 0.50 m

0.00

H = 4.00 Ka1 qs 2c√Ka1

1.22 t/m Ka1 γ1sat H 0.00 t/m

4.48 t/m

Ka1 γ1sat H

Ka2 qs 1.49 t/m

2c√Kp2 Kp2 γ2sat D 0.70 t/m Ka2 γ2sat D 2c√Ka2

1.19 1.14D 0.57D 0.84 t/m

t/m 4.99 2.47 t/m

t/m

การคานวณกาแพงปองกนตลง

(1 - sinØ) / (1 + sinØ) =

(1 + sinØ) / (1 - sinØ) =

(1 - sinØ) / (1 + sinØ) =

(1 + sinØ) / (1 - sinØ) =

A

B

C

D

Ap

A

B

C

D

Ap1

2

6 7

3

8

5

49

Z

กลมงานออกแบบระบบชลประทาน 5 3

4. หาคาความลกของเสาเขม (D)

หาคาความลกของเสาเขม (D) โดย Take Moment ทจด B ƩMB = 0 (คดทละ Diagram)

MOMENT TRIAL&ERROR

1 9.76 t-m 6 18.87 t-m D = 4.361 m *********

2 23.89 t-m 7 40.16 t-m 0.0 < --(1+2+6+7+8) - (3+4+5+9) = 0

3 - t-m 8 37.20 t-m

4 32.07 t-m 9 22.64 t-m

5 75.16 t-m

5. หาคาแรงทกระทาตอเสาเขมยด (Ap)

ƩFH = 0 (คดทละ Diagram)

F

1 4.88 t 6 3.05 t Ap = (1+2+6+7+8) - (3+4+5+9)

2 8.96 t 7 6.50 t Ap = 9.06 t *********

3 - t 8 5.39 t

4 5.19 t 9 3.66 t

5 10.87 t

6. หาคาโมเมนตสงสดทกระทาตอเสาเขมหลก

โมเมนตสงสดทกระทาตอเสาเขมหลก ทระยะ Z (ทจด shear force = 0)

ƩFZ = 0

(1/2 x Ka1 γ1sat Z)xZ + (Ka1 qs)xZ - (2c√Ka1)xZ = Ap

(1/2x1.12xZ)Z + (1.22)Z - (0)Z = 9.06

0.56Z^2 + 1.22Z - 9.06 = 0

a b c

0.56 1.22 9.06-

Z = (-b ± √b2- 4ac) / 2a

แทนคา Z = 3.08 2.41-

เลอกคา Z = 3.08 m

แทนคา Z ไดโมเมนตสงสด = 0.56Z^2 x (2/3Z) + 1.22Z x (Z/2) - 9.06 x 0

= 13.04 t-m *********

7. สรปความยาวเสาเขมหลก (เผอ 40%)

L = 4 + 4.361 x 1.40

= 10.11 m *********

กลมงานออกแบบระบบชลประทาน 5 4