Office of Academic Resources
Chulalongkorn University
Chulalongkorn University

Home / Help

Titleการทำนายการทรุดตัวของคอสะพานในบริเวณดินอ่อนโดยใช้หน่วยแบริ่ง / ทินกร โรจนธารา = Settlement prediction of bridge approach on a soft foundation using Bearing Unit
Author Tinnakorn Rojanathara
Imprint 2528
Connect tohttp://cuir.car.chula.ac.th/handle/123456789/29922
Descript ก-ศ, 272 แผ่น : แผนภูมิ

SUMMARY

การก่อสร้างถนนที่ผ่านบริเวณดินอ่อน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรุงเทพมหานคร และบริเวณใกล้เคียงในแถบที่ลุ่มแม่น้ำเจ้าพระยา ซึ่งมีปริมาณจราจรสูง ปัญหาสำคัญที่ต้องคำนึงถึงคือเรื่องเสถียรภาพของคันทางและปัญหาการทรุดตัวที่เกิดขึ้นของถนน ในการแก้ไขปัญหาเรื่องเสถียรภาพของคันทางนั้น ปัจจุบันเชื่อว่ามีวิธีที่เหมาะสมและมีประสิทธิภาพเพียงพอ ส่วนปัญหาการทรุดตัวมักจะถูกละเลยการแก้ปัญหาจึงยังมีประสิทธิภาพไม่เพียงพอ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปัญหาของการทรุดตัวที่แตกต่างกันระหว่างสะพานกับบริเวณคอสะพาน ทั้งนี้เนื่องจากสะพานเป็นโครงสร้างอิสระ มีเสาเข็มหลั่งไปถึงชั้นดินแข็ง หรือชั้นทราย จึงมีการทรุดตัวน้อย ส่วนบริเวณคอสะพานที่มีการออกแบบในลักษณะต่างๆ มักจะมีการทรุดตัวที่มากกว่า ทำให้เกิดความไม่สม่ำเสมอ ไม่ราบเรียบ ฉะนั้น เวลาขับรถผ่านบริเวณดังกล่าว ส่งผลให้เกิดปัญหาความไม่สะดวกและน่ารำคาญสำหรับผู้ใช้ถนนโดยทั่วไป ยิ่งกว่านั้นการซ่อมบำรุงต้องใช้ค่าใช้จ่ายสูงมาก การใช้หน่วยแบริ่งแก้ปัญหาการทรุดตัวที่แตกต่างกันของสะพานกับคอสะพานในบริเวณดินอ่อนในปัจจุบันเชื่อว่าเป็นวิธีการที่ให้ผลดีวิธีหนึ่ง วัตถุประสงค์ของการวิจัยนี้ เพื่อศึกษาลักษณะการทรุดตัวและวิเคราะห์หาวิธีที่เหมาะสมในการประมาณค่าการทรุดตัวที่เกิดขึ้นในบริเวณคอสะพานที่ใช้หน่วยแบริ่งดังกล่าว เพื่อประโยชน์ในการออกแบบ ก่อสร้าง และบำรุงรักษา บริเวณคอสะพานในอนาคต สถานที่วิจัยอยู่ที่บริเวณคอสะพานปลัดเปรียง หลักกิโลเมตรที่ 6+402.755 ของโครงการปรับปรุงทางหลวงสาย บางนา-บางปะกง ตอนที่ 1 ได้มีการเก็บข้อมูลในสนามและจากในห้องปฏิบัติการ ในสนามได้มีการติดตั้ง Settlement plates จำนวน 13 ตัว, Piezometer จำนวน 11 ตัว เพื่อตรวจสอบค่าการทรุดตัวรวมและแรงดันน้ำในโพรงเพิ่ม ตามลำดับ นอกจากนั้นได้ทดสอบ Vane shear ในสนามจำนวน 7 หลุม และเจาะเก็บตัวอย่างดินคงสภาพจนถึงระดับความลึก -29 เมตร เทียบกับระดับน้ำทะเลปานกลาง และได้นำตัวอย่างดินคงสภาพมาทำการทดสอบในห้องปฏิบัติการเพื่อหาคุณสมบัติขั้นพื้นฐานและทางด้านวิศวกรรม เพื่อใช้ประกอบในการวิเคราะห์การทรุดตัว การประมาณค่าการทรุดตัวของหน่วยแบริ่งในบริเวณดินอ่อน ได้ใช้หลักการประมาณการทรุดตัวของฐานรากแบบเสาเข็มที่รับน้ำหนักคงที่ ทั้งนี้เพราะโครงสร้างของหน่วยแบริ่งประกอบด้วยเสาเข็มจำนวนมาก วิธีการวิเคราะห์การทรุดตัวสามารถแบ่งออกได้เป็น 2 แนวทาง คือ 1. วิธีการแบบดั่งเดิม ซึ่งแยกตามสมมุติฐานที่ใช้ได้เป็น 2 แบบคือ 1.1 วิธี Terzaghi (1952) 1.2 วิธี Tomlinson (1979) 2. วิธี Modified Theory of elasticity ให้สมมุติฐานของ Poulos and Davis (1980) นอกจากนี้ยังได้มีการวิเคราะห์การทรุดตัวของฐานรากแบบเสาเข็มด้วยเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ ของ IBM รุ่น Personal Computer ที่ใช้ระบบควบคุมการทำงานโดย DOS (Disk Operation System) Version 3.0 โดยใช้โปรแกรมสำเร็จรูป "SAPF"
(Settlement Analysis of Pile Foundation) ซึ่งพัฒนาขึ้นโดย Pongchai (1985) เพื่อทำการตรวจสอบผลการวิเคราะห์ด้วยมือ และใช้คอมพิวเตอร์วิเคราะห์การทรุดตัวในรูปแบบอื่นๆ อีกด้วย ผลการตรวจสอบการทรุดตัวที่บริเวณไหล่ทางฝั่งซ้ายของถนนขาออกจากกรุงเทพฯห่างจากแนวกึ่งกลางถนน 3.90 เมตร เป็นเวลา 9.8 เดือนหลังการก่อสร้าง พบว่า บริเวณคอสะพานที่ติดกับสะพานมีการทรุดตัวรวมน้อยมาก มีค่า 1.5 ซม. เทียบกับตอม่อสะพาน ส่วนปลายของหน่วยแบริ่งห่างออกไป 50 เมตร มีการทรุดตัวรวมเท่ากับ 21.3 ซม. และค่าการทรุดตัวรวมเฉลี่ยที่กึ่งกลางหน่วยแบริ่งมีค่าเท่ากับ 14.0 ซม. การทรุดตัวรวมที่เกิดขึ้นคิดเป็น 86.96 ถึง 97.10% ของการทรุดตัวรวมที่ประมาณตามวิธี Asaoka (1978) ซึ่งพิจารณาให้เป็นการทรุดตัวที่เกิดขึ้นในสนาม ทั้งนี้เพราะได้จากผลการทรุดตัวที่เกิดในสนาม จากผลการวิเคราะห์เพื่อประมาณค่าการทรุดตัวรวมตามวิธีของ Terzaghi, Tomlinson และ Poulos พบว่าวิธี Terzaghi ให้ผลการทรุดตัวรวมไปทางมากคือ มีอัตราส่วนการทรุดตัวรวมเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 1.18-1.82 เมื่อเทียบกับผลการประมาณค่าการทรุดตัวรวมตามวิธี Asaoka (1978) ส่วนวิธี Tomlinson นั้น ให้ผลไม่สม่ำเสมอ จึงไม่อาจสรุปได้ และวิธี Poulos ให้ผลที่ดีในการวิเคราะห์การทรุดตัวของคอสะพานในบริเวณดินอ่อนที่ใช้หน่วยแบริ่ง คือ มีอัตราส่วนการทรุดตัวรวมเฉลี่ยอยู่ระหว่าง 1.02 และ 1.67 เมื่อพิจารณาเป็นการทรุดตัวของเสาเข็มเดี่ยวที่คิดผลกระทบของเสาเข็มข้างเคียง (Interaction) ในฐานราก และพิจารณาเป็นการทรุดตัวของแท่นหัวเข็ม (pile cap) ที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางเท่ากับ 7 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางเสาเข็มเดี่ยวหรือคิดเป็น 62% ของระยะห่างระหว่างเสาเข็ม (Spacing) โดยพิจารณาเฉพาะน้ำหนักบรรทุกคงที่ของคันทางบริเวณคอสะพานเท่านั้น การประมาณอัตราการทรุดตัว (Rate of settlement) ที่ให้ผลดีคือวิธีของ Asaoka (1978) และใช้ทฤษฎีการยุบตัวคายน้ำเป็นแบบ 1 มิติ ของ Terzaghi โดยให้ค่า C[subscript v] ในสนามประมาณ 59 ถึง 104 เท่าของ C[subscript v] ในห้องปฏิบัติการ
The major problems of highway construction on the soft foundation over Bangkok area, which have the heavy traffic volumes, are slope stability and settlement of an embankment. The slope stability problem can be solved by effective methods, while the settlement is usually ignored in solving, especially, the differential settlement between bridge and its approach. The differential settlement occurs because the bridge is on a pile foundation which has a little settlement, but its approach, is on a shallow foundation, so it has more settlement. This problem causes an interrupted smooth grade, surface irregularities., uncomfortable ride and costly maintenance. The objectives of this research are to study the settlement characteristic of bridge approach on a soft clay using bearing unit and to analyze the performances of settlement prediction methods. The study will benefit engineer for the future road design, construction and maintenance. The Klong Palat Praing bridge approach, station 6+402.755 of the Bang Na-Bang Pakong highway improvement section I, was studied. There were 13 settlement plates and 11 open stand pipe piezometers along the bearing unit to observe settlement and excess pore pressure respectively. Undisturbed samples to 29 meters below mean sea level were collected for Laboratory testing and seven field vane shear testes were performed in order to obtained parameters for settlement analysis. The settlement predictions of pile foundation are used for analysis. There are two methods as followed. 1. Conventional method ; 1.1 Terzaghi's method 1.2 Tomlinson's method 2. Modified theory of elasticity called Poulos's method For checking the results of hand computation, the author also used program of settlement analysis of pile foundation (SAPF) developed by Pongchai (1985)for IBM personal computer under disk operation system (DOS) in version 3.0. The reliability of settlement prediction by each method was also studied. The observed settlement, at the left shoulder 3.9 meters from the center line of road way closed to an abutment, was 1.5 cm. in 9.8 months after construction. The bearing unit settled 21.3 cm. at 50 meter from bridge abutment and the settlement of 14.00 cm. was measured at its middle. At present 86.96 to 97.10% of total settlement was observed if Asaoka's method of total settlement prediction was correct since was the settlement obtained by observed. The results of settlement prediction by Terzaghi's method indicated high settlement ratio about 1.18-1.82 to Asaoka's method. Tomlinson's method indicated a wide range of settlement ratio, so it couldn's be concluded. The best method was the modified theory of elasticity by Poulos's method which indicated settlement ratio about 1.02 and 1.67 when they were analysed by settlement of single pile foundation, included of interaction of other piles in the foundation and pile cap diameter effect was 7 times of single pile diameter or equal to 62% of the spacing, also using dead load of approach embankment. The Asaoka's graphical method using Terzaghi one dimensional theory show a good prediction of rate of settlement and indicates the field coefficient of consolidation about 59 to 104 times of laboratory coefficient of consolidation.


สะพาน -- การก่อสร้าง

LOCATIONCALL#STATUS
Engineering Library : Thesisวิทยานิพนธ์LIB USE ONLY



Location



Office of Academic Resources, Chulalongkorn University, Phayathai Rd. Pathumwan Bangkok 10330 Thailand

Contact Us

Tel. 0-2218-2929,
0-2218-2927 (Library Service)
0-2218-2903 (Administrative Division)
Fax. 0-2215-3617, 0-2218-2907

Social Network

  line

facebook   instragram