วิศวกรอาคารจะใช้เสาเข็ม เพื่อยึดฐานรากของสถานที่ก่อสร้าง ก่อนที่จะเริ่มสร้างโครงสร้างพื้นฐานด้านบน เป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการก่อสร้าง ที่ผู้รับเหมาก่อสร้างใช้เพื่อเพิ่มความปลอดภัย และเพิ่มความน่าเชื่อถือของโครงการ การตอกเสาเข็ม จึงเป็นทักษะทางเทคนิคที่สำคัญ ที่ต้องใช้ความชำนาญในงานการก่อสร้าง จึงจำเป็นต้องมีความรู้เกี่ยวกับประเภทของเสาเข็ม และวิธีการตอกเสาเข็มแบบต่างๆ
เมื่อใดที่ควรใช้ฐานรากเสาเข็มในการก่อสร้าง
- เมื่อระดับน้ำใต้ดินสูง
- เมื่อโครงสร้างส่วนบนรับน้ำหนักมากๆ และต้องการการสนับสนุนเพิ่มเติม
- เมื่อดินที่ระดับความลึกตื้นถูกบีบอัด
- เมื่อมีคลองหรือระบบระบายน้ำลึกใกล้โครงสร้าง หรือไม่สามารถขุดดินได้ลึกตามต้องการ เพราะสภาพดินไม่ดี
วิศวกรอาคาร จะตัดสินใจเลือกประเภทเสาเข็ม พวกเขาจำเป็นต้องประเมินสภาพของสถานที่ก่อสร้าง เช่น ดิน สภาพอากาศ และปัจจัยอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง พวกเขายังต้องปรึกษากับสถาปนิก เพื่อทำความเข้าใจขนาดของโครงการ และตัดสินใจเลือกประเภทเสาเข็มที่เหมาะสมที่สุด และต่อไปนี้คือ ประเภทเสาเข็มหลัก ที่นิยมใช้ในประเทศไทย มี 4 ประเภท ดังนี้
เสาเข็มเหล็ก (Steel piles)
ลักษณะของเสาเป็นเสาเหล็กทั้งต้น มีคานหน้าแปลนกว้าง มีสัดส่วนที่ทนทานต่อแรงขับเคลื่อนอย่างหนัก ที่เสาเข็มอาจรับได้ สามารถรับน้ำหนักได้สูงกว่าเสาเข็มคอนกรีต และเสาเข็มไม้ และมีราคาแพง ในปัจจุบันได้มีเทคโนโลยีเคลือบกันสนิม ที่ซึมลงไปในเนื้อเหล็ก การติดตั้งเสาเข็มเหล็ก คนงานก่อสร้างจะติดตั้งเสาเข็มเหล็ก ด้วยการใช้ค้อนกระแทกลงไปที่เสาเข็ม สามารถเจาะดิน และหินที่แข็งแรงได้
ข้อดีของเสาเข็มเหล็ก : หาได้ง่าย ขนส่งสะดวก ต่อง่าย ความจุสูง การเคลื่อนที่ง่ายในพื้นที่ขนาดเล็ก
เสาเข็มเหล็ก (Steel piles)
เสาเข็มคอนกรีต (Concrete Pile)
ลักษณะของเสาเป็นเสาเข็มคอนกรีต ที่มีเหล็กเสริมทั้งแบบธรรมดา และอัดแรง
เสาเข็มคอนกรีตแบบเสริมธรรมดา (Reinforced Concrete Pile) เป็นเสาเข็มหล่อในโรงงาน ที่ต้องออกแบบเหล็กเสริมตามยาวให้เพียงพอ เพื่อรับโมเมนต์ดัดจากแรงด้านข้าง ไม่ค่อยได้รับความนิยมมากนัก
เสาเข็มคอนกรีตแบบเสริมอัดแรง (Prestressed Concrete Pile) เป็นเสาเข็มอัดแรง ที่เกิดจากการดึงสายเหล็กอัดแรงสูง และหล่อคอนกรีตเกี่ยวกับสายลวดเหล็ก เมื่อคอนกรีตแข็งตัว สายลวดเหล็กอัดแรงจะถูกตัดออก ด้วยแรงดึงในสายจะทำให้เกิดแรงอัดในกองคอนกรีต ซึ่งช่วยลดปัญหาการแตกร้าวของเสาเข็ม ได้ดีกว่าแบบอื่นๆ โดยรูปแบบเสาเข็มประเภทนี้จะเป็นที่นิยม
ข้อดีของเสาเข็มคอนกรีต : สามารถรับน้ำหนักได้สูง ลดปัญหาการแตกร้าว ทนทานต่อการกัดกร่อน
เสาเข็มคอนกรีต (Concrete Pile)
เสาเข็มไม้ (Timber Pile)
ลักษณะของเสาเป็นเสาเข็มที่ทำจากลำต้นของต้นไม้ เป็นเสาเข็มที่หาได้ง่าย มีน้ำหนักเบา ราคาถูก และขนส่งสะดวก แต่อายุการใช้งานจะสั้น ไม่สามารถรับน้ำหนักสูงๆ ได้ เปราะบางต่อการผุพัง และการกร่อนจากแมลงและปลวก การใช้งานจึงจำเป็นต้องตอกเป็นกลุ่มๆ เพื่อเพิ่มความแข็งแรงของฐานราก
ข้อดีของเสาเข็มไม้ : ต้นทุนเริ่มต้นค่อนข้างต่ำ เหมาะกับการนำไปใช้กับสิ่งปลูกสร้างที่มีขนาดเล็กๆ หาได้ง่าย ขนส่งสะดวก เพราะมีน้ำหนักเบา
เสาเข็มไม้ (Timber Pile)
เสาเข็มประกอบ (Composite piles)
ลักษณะของเสาเข็มประกอบ จะมีเสา 2 ชนิด ทำงานร่วมกันเป็นเสาเดียว เช่น เสาคอนกรีตผสมไม้ และเสาเข็มคอนกรีตผสมเหล็ก เป็นต้น เสาเข็มประเภทนี้ได้รับการพัฒนาขึ้นเมื่อ 60 ปีก่อน เพื่อให้มีเสาเข็มที่ประหยัด เพราะจะมีวัสดุส่วนหนึ่งที่อยู่ด้านล่าง เชื่อมต่อกับวัสดุส่วนสองที่อยู่ด้านบน
ข้อดีของเสาเข็มประกอบ : ต้นทุนค่อนข้างต่ำสำหรับเสาเข็มยาว เป็นการลดต้นทุนการขุด ช่วยประหยัดเวลา
เสาเข็มประกอบ (Composite piles)
