การจำแนกประเภทของดินในการก่อสร้างฐานราก
ดินเป็นสิ่งที่รับน้ำหนักอาคารบ้านเรือน เมื่อดูเผินๆอาจมองว่าดินทั่วไปๆมีสภาพเหมือนกันหมด แต่ที่จริงแล้ว ในแต่ระพื้นที่และแต่ละระดับความลึก จะมีสภาพชั้นดินที่แตกต่างกันไป ชนิดของชั้นดินที่มีความแตกต่างกันนั้น ทำให้คุณสมบัติทางวิศวกรรมมีความแตกต่างกัน ส่งผลต่อการออกแบบฐานรากที่วางอยู่ในชั้นดินที่แตกต่างกันออกไป
ดิน จำแนกตามขนาดเม็ดดิน แบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท
- ดินเม็ดหยาบ Coarse Grained Soils
ประกอบด้วยดินเม็ดใหญ่และเล็ก ได้แก่ กรวด (Gravel) มีขนาดเม็ดดินใหญ่กว่า 4.75 ถึง 60 มิลลิเมตร และทราย (Sand) มีขนาดเม็ดดินใหญ่กว่า 0.075 ถึง 4.75 มิลลิเมตร
คุณสมบัติของดินเม็ดหยาบ คือ ไม่มีความเหนียว ไม่มีแรงยึดเกาะกันระหว่างเม็ด ทำให้น้ำซึมผ่านได้ง่าย เมื่อมีน้ำหนักมากระทำ ทำให้เม็ดดินเคลื่อนตัวเข้าหากันได้ง่ายในเวลาสั้นๆ ทำให้มีความหนาแน่นเพิ่มขึ้น จึงรับน้ำหนักโครงสร้างได้ดี จึงนิยมวางปลายเสาเข็มตอกที่ชั้นดินทรายที่มีความหนาแน่นสูงนี้ จะทำให้ไม่เกิดการทรุดตัวในอนาคต หรือเกิดน้อยมาก แต่การทำเสาเข็มเจาะนั้น การวางปลายเสาเข็มในชั้นทรายนี้ทำให้น้ำไหลซึมผ่านเข้ามาได้ง่าย ส่งผลให้คอนกรีตในเสาเข็มสูญเสียกำลังรับน้ำหนัก จึงควรใช้เข็มเจาะระบบเปียก เพื่อป้องกันการสูญเสียกำลังของคอนกรีต
- ดินเม็ดละเอียด Fine Grained Soils
ประกอบด้วยดินเม็ดละเอียดมาก ได้แก่ ดินเหนียว (Clay) มีขนาดเม็ดดินเล็กกว่า 0.002 มิลลิเมตร ดินตะกอนทราย (Silt) มีขนาดเม็ดดินใหญ่กว่า 0.002 ถึง 0.075 มิลลิเมตร และดินเหนียวอินทรีย์ (Organic Clay หรือ Peat) ซึ่งเป็นดินที่มีซากพืชซากสัตว์ผสมอยู่
คุณสมบัติของดินเม็ดละเอียด คือ มีความเหนียว มีแรงยึดเกาะกันระหว่างเม็ดดิน ทำให้มีความทึบน้ำ น้ำจึงซึมผ่านได้ยาก มีโมเลกุลของน้ำยึดเกาะล้อมรอบอนุภาคเม็ดดิน จึงทำให้ยุบตัวได้ช้าเมื่อมีน้ำหนักมากระทำ จึงไม่เหมาะที่จะรับน้ำหนักโครงสร้าง เพราะมีการทรุดตัวสูงในระยะยาว
การจำแนกประเภทดิน ตามวิธี Unified Soil Classification System ASTM D-2487
- นิยมใช้กับงานฐานรากทั่วไป
- เบื้องต้นนำมาทำการทดสอบ Sieve Analysis โดยดูว่ามีดินค้างอยู่ บนตะแกรงมาตรฐานเบอร์ 200 อยู่เท่าไร การเรียกชื่อของชนิดของดิน จะเรียกตามชนิดของเม็ดดิน ที่มีปริมาณมากกว่าครึ่งหนึ่ง เป็นชื่อหลัก และส่วนที่น้อยกว่าเป็นชื่อรอง ถ้ามีดินค้างอยู่บนตะแกรงมาตรฐานเบอร์ 200 เกิน 50 % โดยน้ำหนัก ถือว่าเป็นดินจําพวกเม็ดหยาบ ถ้ามีดินค้างอยู่บนตะแกรงมาตรฐานเบอร์ 200 น้อยกว่า 50 % โดยน้ำหนัก ถือว่าเป็นดินจําพวกเม็ดละเอียด
- กรวด ( Gravel ) อักษรตัวหน้าก็จะเป็น “G” มีดินค้างอยู่ บนตะแกรงมาตรฐานเบอร์ 4 เกิน 50 %
- ทราย ( Sand ) อักษรตัวหน้าก็จะเป็น “S” มีดินค้างอยู่ บนตะแกรงมาตรฐานเบอร์ 4 น้อยกว่า 50
- ตะกอนทราย (Silt) อักษรตัวหน้าก็จะเป็น “M”
- ดินมีสารอินทรีย์ปน(Organic) “O” • ดินเหนียว ( Clay ) อักษรตัวหน้าก็จะเป็น “C”
- Peat อักษรตัวหน้าก็จะเป็น “Pt”
- ส่วนอักษรที่สอง จะบอกลักษณะของดิน ซึ่งหาได้จากการกระจายของเม็ดดินและการทดสอบหาค่าความข้นเหลวของเม็ดดิน( Atterberg’s Limit ) เช่น
- ดินเม็ดหยาบมีขนาดเม็ดคละกันดี ( Well graded) ตัวอักษรที่สองเป็น “W”
- ดินเม็ดหยาบมีขนาดเม็ดคละกันไม่ดี ( Poorly graded ) ตัวอักษรที่สองเป็น “P”
- ดินเม็ดละเอียดที่มีพลาสติกซิตี้สูง ( High Plastic ) ตัวอักษรที่สองเป็น “H”
- ดินเม็ดละเอียดที่มีพลาสติกซิตี้ต่ํา ( Low Plastic ) ตัวอักษรที่ สองเป็น “L”
