ปลายเสาเข็มเจาะระบบแห้งอยู่ในชั้นทรายให้ผลดีจริงหรือ?

“เสาเข็มเจาะเส้นผ่าศูนย์กลาง 50 ซม. ความลึก 21 ม.หรือถึงชั้นทราย รับน้ำหนักบรรทุกปลอดภัย 60 ตัน/ต้น (FS=2)
” เสาเข็มเจาะเส้นผ่าศูนย์กลาง 60 ซม. ปลายเสาเข็มอยู่ในชั้นทรายที่ 22 ม. รับน้ำหนักบรรทุกปลอดภัย 70 ตัน/ต้น (FS=2.5)
” เสาเข็มเจาะเส้นผ่าศูนย์กลาง 35 ซม. ความลึก 19 ม.หรือถึงชั้นทรายแน่น รับน้ำหนักบรรทุกปลอดภัย 30 ตัน/ต้น (FS=2.5)

หลังจากจบการศึกษาได้เริ่มต้นชีวิตการทำงานด้วยการเป็นพนักงานของบริษัทที่มีชื่อเสียงด้านการทำเสาเข็มเจาะแห่งหนึ่ง และนับแต่นั้นชีวิตการทำงานก็วนเวียนอยู่กับดิน เสาเข็มและฐานรากมาโดยตลอดล่วงเลยมาถึงปัจจุบันก็ประมาณ 21 – 22 ปีแล้ว เผลอแผล็บเดียวก็แก่เสียแล้วครับ ยังจำได้ดีครับ…..ว่าสมัยทำงานแรกๆไม่ค่อยจะได้เรื่องได้ราวสักเท่าไร ไม่รู้จะเริ่มต้นทำงานอย่างไรถึงจะให้คนอื่นเรียกเราว่า ‘วิศวกร’ ได้เต็มปาก แต่ก็ยังโชคดีครับที่มีวิศวกรรุ่นพี่และเจ้านายที่ดีคอยอบรมและชี้แนะให้อยู่เสมอๆ จึงได้เป็นผู้เป็นคนมาจนถึงทุกวันนี้ ช่วงทำงานใหม่ๆนั้นมักเป็นคนขี้สงสัย….สงสัยโน่น….สงสัยนี่..อยู่เรื่อย (สมัยนี้ก็ยังเป็นอยู่บ้างครับแต่ก็เบาไปเยอะ คงเป็นเพราะแก่ไปมาก…)อย่างกรณีข้อความสามบรรทัดข้างบนนี้ก็เคยเป็นหัวข้อที่สงสัยมาแล้ว “สิ่งที่สงสัยก็คือข้อความที่ขีดเส้นใต้นั่นแหละครับ ว่าเหตุใดปลายเสาเข็มต้องอยู่ในชั้นทราย? หากจะตอบว่าเพราะชั้นทรายแน่นรับแรงแบกทานได้ดี ทำให้เสาเข็มรับน้ำหนักบรรทุกได้มาก ก็คงจะเป็นคำตอบที่ดีและน่าจะถูกต้องสำหรับเสาเข็มตอก……..แต่หากเป็นเสาเข็มเจาะระบบแห้ง(Dry-process bored pile) ที่ชื่อก็บอกอยู่แล้วว่าภายในหลุมเจาะที่จะเทคอนกรีตนั้นควรอยู่ในสภาพที่แห้ง เป็นไปได้หรือไม่ครับ..ว่าการขุดเจาะดินเพื่อทำเสาเข็มจะเป็นสาเหตุให้ทรายที่เคยคาดหวังว่าอยู่ในสภาพแน่นมากกลับกลายเป็นสภาพหลวม หรือไม่ก็มีน้ำไหลในชั้นทรายดันเข้ามาในหลุมเจาะ ซึ่งถ้าเป็นเช่นนี้ปลายเสาเข็มวางอยู่บนทรายหลวมที่มีน้ำใต้ดินไหลดันอยู่ตลอดเวลาจะให้ผลดีหรือ? คอนกรีตที่เพิ่งเทลงไปจะไม่ถูกน้ำชะล้างจนเหลือแต่หินหรือ? และถ้าเป็นเช่นนั้นจริงกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็มก็คงไม่ดีเป็นแน่” ข้อสงสัยเหล่านี้เกิดขึ้นตั้งแต่สมัยที่เริ่มทำงานใหม่ๆ หลังจากนั้นได้พยายามหาคำตอบเรื่อยมา จนปัจจุบันคาดว่าน่าจะได้คำตอบที่ดีมีเหตุผลซึ่งพอจะเรียบเรียงนำเสนอได้ดังนี้ :

ปัญหาชั้นดินทรายกับเสาเข็มเจาะระบบแห้ง
คงเป็นที่ทราบกันดีอยู่ว่าเสาเข็มเจาะที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบันแบ่งเป็นสองระบบนั่นคือระบบเปียกและระบบแห้ง ระบบเปียกนั้นมักจะเป็นเสาเข็มที่มีขนาดใหญ่และความลึกมากๆ ซึ่งในพื้นที่กรุงเทพมหานครปลายของเสาเข็มเจาะระบบเปียกจะอยู่ที่ระดับชั้นทรายแน่นความลึกมากกว่า 30 เมตร การทำเสาเข็มต้องขุดเจาะดินลงไปถึงชั้นทราย และเนื่องจากทรายไม่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างเม็ดดินจึงเกิดการพังทลายได้ง่าย ดังนั้นเมื่อจะทำการขุดดินผ่านชั้นทรายจึงควรป้องกันการพังทลายของชั้นทรายไว้ก่อน การลงปลอกเหล็กกันดินพัง (Temporary casing) เป็นวิธีหนึ่งที่ใช้ได้ แต่การกดปลอกเหล็กลงไปในชั้นทรายที่ความลึกมากๆและเป็นชั้นทรายแน่นจะกระทำได้ยาก ด้วยเหตุนี้จึงได้มีการนำสารละลายชนิดใดชนิดหนึ่งที่มีความหนาแน่นมากเพียงพอที่จะต้านการพังทลายของดินมาทดแทน เช่น สารละลายเบนโทไนท์ เป็นต้น ภายหลังขุดเจาะดินได้ระดับความลึกตามที่ต้องการแล้วก็จะทำการเทคอนกรีตผ่าน Tremie pipe คอนกรีตจะถูกส่งไปยังก้นหลุมเจาะไล่สารละลายให้ไหลขึ้นมายังปากหลุมเจาะ และเมื่อเทคอนกรีตอย่างต่อเนื่องจนเต็มสารละลายจะถูกดันออกจากหลุมเจาะจนหมด คำว่าเสาเข็มเจาะระบบเปียกก็คงจะมีที่มาจากการใช้สารละลายช่วยในการขุดเจาะดินนั่นเอง ดังนั้นคงไม่ได้หมายความว่าเสาเข็มเจาะระบบเปียกจะต้องทำด้วยเครื่องมือที่มีขนาดใหญ่แต่เพียงอย่างเดียวเท่านั้น หากเสาเข็มเจาะที่ทำด้วยเครื่องมือขนาดเล็กเช่นเสาเข็มเจาะที่ทำด้วยสามขา (Tripod Rig) และต้องใช้สารละลายอย่างใดอย่างหนึ่งช่วยในการขุดเจาะดิน กรรมวิธีในการเทคอนกรีตก็คงต้องเป็นเช่นเดียวกับการทำเสาเข็มเจาะขนาดใหญ่ และก็ควรเรียกว่าเป็นเสาเข็มเจาะระบบเปียกด้วยเช่นกัน

“ผู้เขียนเคยทำเสาเข็มเจาะด้วยเครื่องมือชนิดสามขา(Tripod Rig)ที่โรงแรมโฆษะ อ.เมือง จ.ขอนแก่น เสาเข็มขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 60 ซม. ปลายเข็มอยู่ที่ระดับ 9 เมตร (ต่ำจากผิวดิน) เนื่องจากสภาพดินตลอดความลึกที่เจาะเป็นดินแข็งมากสีน้ำตาล กดปลอกเหล็กกันดินได้ยาก ลงปลอกเหล็กกันดินได้เพียง 2 เมตร (เพราะกดไม่ลง) เมื่อทำการขุดเจาะดินไปได้ความลึกประมาณ 8-9 เมตร มีน้ำไหลเข้าในหลุมเจาะ และไหลแรงมากเพียงเวลาไม่นานน้ำไหลขึ้นมาถึงระดับที่ต่ำกว่าผิวดินเพียง 1.50 – 2.00 เมตร ตอนแรกสันนิษฐานว่าระดับความลึก 8 – 9 เมตรนั้นอาจเป็นดินทราย ซึ่งถ้าเป็นเช่นนั้นดินที่ระดับนั้นต้องเกิดการพังทลายแน่นอนแต่เมื่อนำกระเช้าเก็บดิน(Bucket)มาขุดเจาะดินต่อไปกับไม่พบดินทรายเลย เมื่อพิจารณาจากผลการเจาะสำรวจดินในภายหลังจึงพบว่าดินที่ระดับดังกล่าวเป็นดินที่มีความแข็งมากเกือบเป็นหินและมีร่องแตกมาก นั่นเป็นคำตอบว่าน้ำน่าจะไหลมาจากร่องที่แตกนี่เอง ปัญหาต่อเนื่องก็คือเมื่อปลายเสาเข็มเป็นดินที่มีน้ำไหลแม้จะลงปลอกเหล็ก (casing) ลงไปจนถึงดินชั้นนั้นก็ไม่สามารถกันน้ำได้เพราะน้ำจะยังคงไหลดันเข้าที่ปลายปลอกเหล็กตลอดเวลา ด้วยเหตุนี้จึงต้องขุดเจาะดินใต้น้ำในสภาพเช่นเดียวกับการทำเสาเข็มเจาะขนาดใหญ่ และเมื่อขุดเจาะดินได้ระดับที่ต้องการแล้วก็ต้องเทคอนกรีตผ่าน Tremie pipe เช่นเดียวกัน เสาเข็มที่ทำด้วยกระบวนการเช่นนี้ก็ควรจะเรียกว่าเป็นเสาเข็มเจาะระบบเปียกด้วย….จริงไหมครับ”

เสาเข็มเจาะอีกประเภทหนึ่งคือเสาเข็มเจาะระบบแห้ง เสาเข็มชนิดนี้มีขนาดเล็กกว่าและความลึกไม่มาก เส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่สุด 60 ซม. ความลึกไม่เกิน 29 ม. โดยทั่วไปที่พบเห็นจะกำหนดปลายเสาเข็มที่ระดับ 21 ม.หรือถึงชั้นทราย ซึ่งชั้นทรายที่ว่านี้ในกรุงเทพมหานครช่วงกลางๆเมืองเช่น สีลม รองเมือง เพลินจิต อุรุพงษ์ บางกะปิ พระโขนง เป็นต้น เป็นชั้นทรายปนดินเหนียวหรือทรายปนดินตะกอนสีเหลือง ( Clayey sand or silty sand) มีสภาพอ่อนเละๆ ใช้มือบีบให้เสียรูปได้ง่าย เป็นดินชุ่มน้ำสังเกตุได้จากความชุ่มแฉะของดิน และนั่นแสดงว่าดินชั้นนี้เป็นชั้นดินที่มีน้ำ หากขุดเจาะถึงดินชั้นนี้แล้วทิ้งไว้สักพักหนึ่งจะพบว่าบริเวณก้นหลุมเจาะมีน้ำ ชั้นทรายชั้นนี้จัดเป็นทรายชั้นแรกที่พบเจอ(First sand Layer) ระดับความลึกอยู่ที่ประมาณ 19 – 22 ม.

นอกตัวเมืองออกไป เช่น บริเวณงามวงศ์วาน แจ้งวัฒนะ รังสิต นวนคร บางเขน เป็นต้น จะพบชั้นทรายที่ระดับตื้นกว่า คือประมาณ 16-18ม. ทรายที่พบมักจะเป็น Clean sand และด้วยเหตุที่น้ำไหลผ่านทรายได้ดี ดังนั้นเมื่อขุดเจาะดินถึงชั้นทราย น้ำจะไหลเข้าหลุมเจาะ แม้จะพยายามลงปลอกเหล็กกันดิน(Casing)ลงไปถึงชั้นทรายถึงระดับปลายเข็มที่ต้องการก็ไม่สามารถป้องกันน้ำได้ เพราะน้ำจะยังคงไหลเข้าใต้ปลายปลอกเหล็กตลอดเวลา วิธีแก้ไขทางเดียวก็คือต้องกดปลอกเหล็กต่อลงไปให้ถึงดินเหนียวที่อยู่ใต้ชั้นทราย วิธีนี้ดินเหนียวที่มีค่าการซึมผ่านได้ต่ำ จะช่วยป้องกันน้ำไม่ให้เข้าปลายหลุมเจาะได้ แต่ก็จะเป็นการบังคับให้จำเป็นต้องเปลี่ยนระดับปลายเข็มไปอยู่ในชั้นดินเหนียวด้วย ทั้งนี้เพราะหากระดับดินที่ขุดเจาะยังอยู่ในปลอกเหล็กกันดิน ดินส่วนที่เหลือช่วงปลายปลอกเหล็กจะอุดตันกันไม่ให้คอนกรีตหรือเหล็กเสริมไหลลงขณะถอนปลอกเหล็กกันดินขึ้น (เปรียบเสมือนกับจุกก๊อกที่ปิดปลายขวดกันน้ำไหลออกนั่นเอง) คอนกรีตและเหล็กเสริมจะถูกยกขึ้นพร้อมกับปลอกเหล็กกันดิน ทำเสาเข็มไม่เสร็จสมบูรณ์แถมเครื่องมือยังอาจเสียหายอีกด้วย

เหตุใดจึงให้ปลายเสาเข็มอยู่ในชั้นทราย
แม้ทรายจะไม่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างเม็ดดิน(Cohesion)แต่เมื่ออยู่ในสภาพที่ถูกจำกัดขอบเขต (Confining condition) เม็ดทรายไม่สามารถลื่นไถลหรือเคลื่อนตัวไปทางอื่นได้ สภาวะเช่นนี้เม็ดทรายจะรวมตัวกันต้านแรงที่มากระทำได้ดี “สามารถจำลองสภาพเช่นที่ว่านี้ให้เห็นได้ง่ายโดยนำทรายมาใส่แก้วให้เกินครึ่งถ้วย แล้วลองนำแท่งดินสอมาปักลงในทราย สังเกตพฤติกรรมของทรายขณะปักดินสอ จะพบว่าเม็ดทรายช่วงบนจะกลิ้งหรือเคลื่อนหนีออกจากตำแหน่งที่แท่งดินสอกดลง และเป็นการเคลื่อนตัวได้ง่ายเพราะผิวบนของทรายไม่มีอะไรกดทับอยู่ ต่อเมื่อกดแท่งดินสอต่ำลงไปเรื่อยๆ เม็ดทรายที่อยู่ต่ำลงไปจะเคลื่อนหนีได้ยากขึ้นเพราะมีน้ำหนักของทรายที่อยู่ช่วงบนกดทับอยู่ และเมื่อกดต่ำต่อไปถึงตำแหน่งหนึ่งเม็ดทรายตรงปลายแท่งดินสอไม่สามารถเคลื่อนตัวไปไหนได้อีกมีแต่จะต้องรวมตัวกันต้านทานแรงที่กดลง และจะพบว่าเราไม่สามารถกดแท่งดินสอจนถึงก้นแก้วได้ นั่นเป็นข้อพิสูจน์ว่าทรายในสภาวะเช่นนี้จะรับแรงแบกทานได้ดี”

การตอกเสาเข็มลงดินให้ปลายเสาเข็มอยู่ในชั้นทรายก็เพราะต้องการแรงแบกทานที่ปลายเข็ม ซึ่งพฤติกรรมที่เสาเข็มจมลงในชั้นทรายจะเป็นไปตามแบบจำลองที่กล่าวถึง นั่นก็คือปลายเสาเข็มจะต้องจมลงไปในชั้นทรายระดับหนึ่งก่อน จึงจะมีแรงต้านทานอันเนื่องจากทรายที่มากเพียงพอ และเพียงพอที่จะตรวจนับ Blow count ได้ เพราะเสาเข็มจะจมลงดินน้อยลงตามลำดับอันเนื่องจากมีแรงต้านที่ปลายเข็มจากทรายมากขึ้น แต่หากปลายเสาเข็มเป็นดินเหนียวพฤติกรรมการต้านแรงที่ปลายเสาเข็มจะต่างกันไป ดินเหนียวจะมีการยืดตัวมากเมื่อทิ้งลูกตุ้มตอกเข็มในแต่ละครั้ง ระยะการจมลึกของเข็มจะมากจนทำให้บางครั้งไม่สามารถตรวจนับ Blow count ได้

สภาพจำลองการกดแท่งดินสอลงทรายในถ้วยแก้วดังที่กล่าวแล้ว ซึ่งไม่สามารถกดให้แท่งดินสอจมลงถึงก้นแก้วได้ หากต้องการกดแท่งดินสอให้จมลงต่อไปจนถึงก้นแก้วต้องใช้แรงกดที่มากเพียงพอที่จะกดจนเม็ดทราย(sand grain)แตกย่อยลง หรือทำการเจาะรูที่ก้นแก้วแล้วเปิดให้น้ำไหลเข้าจากก้นถ้วยแก้ว วิธีหลังนี้ไม่จำเป็นต้องกดแท่งดินสอ เพราะน้ำที่เปิดให้ไหลเข้านั้นจะทำให้ทรายฟุ้งขึ้น ทรายที่เคยแน่นจะกลับกลายเป็นสภาพหลวม แท่งดินสอจะจมลงจนถึงก้นถ้วยเอง ลักษณะเช่นนี้พอจะเปรียบเทียบได้กับเสาเข็มเจาะระบบแห้งที่วางปลายเสาเข็มในชั้นทราย เมื่อขุดเจาะดินจนถึงชั้นทรายจะมีน้ำไหลเข้าหลุมเจาะพร้อมกับทรายที่พังทลาย สภาพทรายใต้ปลายเข็มจะอยู่ในลักษณะที่ฟุ้งกระจายตามแรงดันของน้ำ สูญเสียสภาพความแน่นตัวที่เคยมีอยู่เดิม เช่นชั้นทรายที่ระดับดังกล่าวอาจมีค่า SPT > 30 bl/ft ผลจากกระบวนการทำเข็มทำให้ค่า SPT น้อยลง กำลังรับน้ำหนักปลายเข็มจึงมีน้อยหรือแทบไม่มีเลย กลับกลายเป็นเสาเข็มที่รับน้ำหนักได้ด้วยแรงเสียดทานเพียงอย่างเดียว (Friction Pile)

ลักษณะการไหลของน้ำเข้าหลุมเจาะ
รูปที่ 1 – 8 เป็นรูปแสดงขั้นตอนการทำเสาเข็มเจาะระบบแห้งที่ทำด้วยเครื่องมือชนิดสามขา สภาพชั้นดินโดยทั่วไปในเขตกรุงเทพมหานครจะมีลักษณะดังที่แสดงในรูป เรียงลำดับจากดินเหนียวอ่อน ดินเหนียวแข็งปานกลางถึงแข็ง (Medium to stiff clay) ต่ำลงไปเป็นชั้นทรายหรือชั้นทรายปนดินเหนียวที่เรียกว่า First sand layer ถัดจากชั้นทรายจะเป็นดินเหนียวแข็งมาก(Very stiff to hard clay)สีน้ำตาล เมื่อพ้นชั้นนี้จะเป็นชั้นทรายอีกชั้นหนึ่งที่เรียกกันว่า Second sand layer การทำเสาเข็มเจาะระบบแห้งนั้นมักจะถูกกำหนดให้ปลายเสาเข็มอยู่ในทรายชั้นแรก (First sand layer) ซึ่งจะพบปัญหาเรื่องน้ำใต้ดินและการพังทลายของทรายดังได้กล่าวมาแล้ว

หมายเหตุ สังเกตจากในรูปที่1 ว่าระดับน้ำใต้ดินอยู่ต่ำกว่าผิวดินไม่มากนัก (สามารถวัดระดับน้ำใต้ดินได้จากการเจาะสำรวจดินและทิ้งรูเจาะสำรวจดินไว้ไม่น้อยกว่า 24 ชั่วโมง)

รูปที่ 1 – 4 แสดงการลงปลอกเหล็กกันดินพัง ปลายปลอกเหล็กกันดินจะต้องฝังจมลงในชั้นดินเหนียวแข็ง ด้วยเหตุนี้ความยาวของปลอกเหล็กในการทำเสาเข็มเจาะแต่ละแห่งจะขึ้นอยู่กับความหนาของชั้นดินเหนียวอ่อน เมื่อลงปลอกเหล็กเรียบร้อยแล้ว ทำการขุดเจาะดินผ่านปลายปลอกเหล็กลงไปจนถึงระดับความลึกที่ต้องการ

รูปที่ 5 – 8 แสดงให้เห็นว่าเมื่อขุดเจาะดินลงไปถึงชั้นทราย ซึ่งเป็นชั้นดินที่น้ำไหลซึมผ่านได้ง่าย น้ำจะไหลเข้าหลุมเจาะผ่านชั้นทราย แรงดันของน้ำที่เกิดขึ้นมีผลมาจากการขุดเจาะดินทำให้เกิดความต่างระดับของน้ำที่ปลายล่างของหลุมเจาะกับระดับน้ำใต้ดิน (Underground water level) เกิดเป็นความต่างศักย์ (Diferent head)ผลักดันให้น้ำไหลเพื่อปรับระดับให้เสมอกัน น้ำในหลุมเจาะจะหยุดไหลเมื่อค่า Different head = 0

หากดินทรายชั้นนั้นเป็นทรายล้วนๆ(Clean sand) น้ำจะไหลผ่าชั้นทรายได้สะดวก ทำให้น้ำไหลดันเข้ามาในหลุมเจาะได้เร็วมาก หากทิ้งหลุมเจาะไว้ระยะหนึ่งจะพบว่าน้ำขึ้นมาถึงระดับเดียวกับระดับน้ำใต้ดิน เมื่อระดับน้ำเสมอกันแล้วจึงจะหยุดไหล เมื่อพบสภาพเช่นนี้จะไม่สามารถเทคอนกรีตได้ทัน หรือถ้าพยายามเร่งรีบเทคอนกรีตเพื่อกันน้ำดันขึ้นนั้น ก็จะได้เสาเข็มที่มีสภาพไม่ดี คอนกรีตบริเวณส่วนปลายเข็มจะเกิดการแยกตัวไม่ก่อรูปเป็นแท่งเข็ม ลักษณะเช่นนี้จะพบได้มากบริเวณสมุทรปราการ งามวงศ์วาน แจ้งวัฒนะ รังสิต และจรัญสนิทวงศ์ใกล้สะพานพระรามหก

แต่หากชั้นทรายที่ปลายเข็มมีดินเหนียวปน ที่เรียกกันว่าทรายปนดินเหนียวหรือดินเหนียวปนทราย น้ำจะดันเข้าหลุมเจาะได้ยากขึ้นเพราะดินเหนียวมีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างเม็ดดินช่วยเป็นตัวประสานระหว่าง เม็ดทรายอุดช่องทางการไหลของน้ำทำให้ค่าการไหลซึมผ่านของน้ำต่ำลง สภาพทรายชั้นแรกเช่นนี้พบได้บริเวณ สุขุมวิท รองเมือง สีลม ลาดพร้าว เมื่อเป็นดินเช่นนี้น้ำซึมผ่านได้ช้าทำให้เทคอนกรีตได้ทันเวลาโดยไม่พบว่ามีน้ำไหลดันเข้ามาในคอนกรีต แต่อย่างไรก็ตามหากสังเกตให้ดีจะพบว่าทรายปนดินเหนียวนั้นมักจะชุ่มแฉะและอ่อนกว่าดินเหนียวที่อยู่เหนือดินชั้นนั้นเสียอีก ลักษณะดินเช่นนี้ไม่น่าจะรับน้ำหนักได้ดีเท่าดินเหนียวแข็ง ดังนั้นจึงควรให้ปลายเสาเข็มเจาะระบบแห้งอยู่ในชั้นดินเหนียวแข็งเหนือทรายชั้นนี้ หรืออยู่ในดินเหนียวแข็งมาก (Very stiff to hard clay)ใต้ชั้นทราย

บทสรุป
จากที่กล่าวมาทั้งหมดพอสรุปได้ว่า การทำเสาเข็มเจาะระบบแห้งโดยให้ปลายเข็มอยู่ในชั้นทราย เมื่อขุดเจาะดินจนถึงชั้นทรายไม่ว่าจะเป็นทรายล้วนหรือทรายปนดินเหนียวชั้นทรายดังกล่าวจะพังทลายเพราะไม่มีแรงยึดเหนี่ยวระหว่างเม็ดดิน นอกจากนั้นในชั้นทรายยังมีน้ำใต้ดินไหลผ่านเป็นเหตุให้น้ำไหลเข้ามาในหลุมเจาะตลอดเวลาพร้อมกับการพังทลายของทราย หากเป็นทรายล้วนน้ำจะไหลเข้าหลุมเจาะเร็วมากจนไม่สามารถทำเสาเข็มได้ แต่หากเป็นทรายที่มีดินเหนียวปน (Clayey sand) การไหลซึมผ่านของน้ำจะช้าลง แต่หากทิ้งไว้ระยะเวลาหนึ่ง น้ำยังคงไหลเข้ามาในหลุมเจาะได้ แม้จะแก้ไขด้วยการลงปลอกเหล็กกันดิน(Casing)ยาวตลอด ก็อาจป้องกันน้ำไม่ได้เพราะน้ำยังคงไหลเข้าที่ปลาย Casing อยู่ดี สภาพทรายที่ปลายล่างของเข็มจะไม่แน่นตัวเหมือนอย่างที่เคยเป็นอยู่เดิม ดังนั้นด้วยการทำเสาเข็มระบบนี้จึงไม่ควรให้ปลายเสาเข็มอยู่ในชั้นทราย เพราะนอกจากจะมีปัญหาในขณะทำเสาเข็ม เสาเข็มอาจไม่สมบูรณ์แล้ว เสาเข็มที่ได้ยังมีกำลังแรงต้านทานที่ปลายเข็มต่ำอีกด้วย

ข้อแนะนำ
ใคร่ขอแนะนำเกี่ยวกับปลายเสาเข็มเจาะระบบแห้งดังนี้
– ควรให้ปลายเสาเข็มอยู่ในชั้นดินเหนียวแข็งเหนือชั้นทราย ให้ระยะเหนือชั้นทรายเพียงพอที่จะไม่กระทบกระเทือนชั้นทรายจนน้ำใต้ดินไหลดันขึ้นมา และต้องให้มีระยะหนาเพียงพอที่จะไม่เกิดการดันทะลุ (punching) ลงในชั้นทรายได้ (อาจให้ระยะเหนือชั้นทรายประมาณ 2-3 เท่าเส้นผ่าศูนย์กลางเข็ม) การวางปลายเสาเข็มที่ระดับเช่นนี้ Stress Zone ที่เกิดจากส่วนปลายเข็มจะผ่านเข้าในชั้นทรายแน่นที่ยังคงแน่นตามสภาพเดิม จะได้แรงต้านปลายเข็มที่ดีกว่าการไปเจาะดินรบกวนชั้นทราย

– ในกรณีดินเหนียวเหนือชั้นทรายเป็นดินอ่อน ควรให้ปลายเข็มอยู่ในดินเหนียวแข็งใต้ชั้นทราย วิธีนี้ต้องขุดเจาะดินผ่านชั้นทรายชั้นแรก (First sand layer) จึงจำเป็นต้องลงปลอกเหล็กกันดินผ่านชั้นทรายให้ปลายปลอกเหล็กฝังจมในดินเหนียวแข็ง ปลอกเหล็กจะป้องกันการพังทลายของทรายและป้องกันน้ำไหลเข้ามาในหลุมเจาะได้

– แต่หากยังต้องการวางปลายเสาเข็มเจาะในชั้นทรายอย่างแน่นอนแล้ว ควรให้เป็นเสาเข็มเจาะระบบเปียกที่ใช้สารละลายเบนโทไนท์หรือสารละลายอื่นใดที่มีความหนาแน่นเพียงพอที่จะป้องกันการพังทลายของทราย และทำให้ทรายมีความแน่นตัวใกล้เคียงสภาพเดิมที่เคยเป็นอยู่จะได้ผลดีกว่า ซึ่งนั่นไม่ได้หมายความว่าจะต้องใช้เครื่องมือขนาดใหญ่ในการทำเสาเข็มเจาะเสมอไป ในระดับความลึกไม่เกิน 25 เมตร ขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางไม่เกิน 60 ซม. สามารถทำเสาเข็มเจาะระบบเปียกได้ด้วยเครื่องมือชนิดสามขาเช่นกัน แต่เป็นที่แน่นอนว่าต้องใช้เวลาในการทำงานมากกว่า

Cr. http://www.wcon-pile.com/articles/ปลายเสาเข็มเจาะระบบแห้งอยู่ในชั้นทรายให้ผลดีจริงหรือ?.html