05/03/2026
สรุป “การออกแบบเสาเข็ม (Pile Design)” เข้าใจง่ายใน 7 ขั้นตอน
หลายคนที่เริ่มเรียนวิศวกรรมโยธา มักสงสัยว่า
เสาเข็มรับน้ำหนักอาคารได้อย่างไร ?
จริง ๆ แล้วหลักคิดของเสาเข็มมีแค่ 2 ส่วนหลัก ๆ คือ
1️⃣ แรงต้านปลายเข็ม (End Bearing)
2️⃣ แรงเสียดทานรอบผิวเข็ม (Skin Friction)
ดังนั้นกำลังรับน้ำหนักรวมของเสาเข็มคือ
Qult = Qp + Qs
Qp = แรงรับที่ปลายเข็ม
Qs = แรงเสียดทานรอบผิวเข็ม
⸻
Step 1 : แนวคิดพื้นฐานของเสาเข็ม
เมื่ออาคารส่งน้ำหนักลงมา
แรงจะถ่ายลงสู่ดินผ่านเสาเข็ม 2 ทาง
✔ ปลายเสาเข็มกดดินด้านล่าง
✔ ผิวเสาเข็มเสียดทานกับดินรอบ ๆ
กำลังรับน้ำหนักรวมเรียกว่า
Ultimate Bearing Capacity
แต่ในการใช้งานจริงต้องเผื่อความปลอดภัย
Qallowable = Qult / FS
โดยทั่วไป
FS ≈ 2.5 – 3.0
⸻
Step 2 : กรณีดินทราย (Sand)
กำลังรับที่ปลายเข็มคำนวณจาก
Qp = (q’Nq + 0.3γDNγ) Ap
โดย
q’ = ความเค้นดิน
γ = หน่วยน้ำหนักดิน
D = ความลึกเสาเข็ม
Ap = พื้นที่ปลายเข็ม
Nq , Nγ = ค่า bearing capacity factor
ส่วนแรงเสียดทานรอบผิว
Qs = Σ (K σ’ tanδ × P × ΔL)
⸻
Step 3 : กรณีดินเหนียว (Clay)
ดินเหนียวมักใช้ Undrained condition
กำลังรับที่ปลายเข็ม
Qp = Nc cu Ap
โดย
cu = Undrained shear strength
Nc ≈ 9
แรงเสียดทานรอบผิว
Qs = α cu As
α = adhesion factor
⸻
Step 4 : การใช้ค่า SPT (วิธีเชิงประสบการณ์)
ในงานจริงนิยมใช้ค่า
SPT N-value
เพื่อประเมินกำลังดิน
แต่ต้องใช้ค่า
N60
คือค่า N ที่ปรับแก้แล้ว
⸻
Step 5 : ตรวจสอบการทรุดตัว (Settlement)
การทรุดตัวของฐานรากมี 2 ส่วน
St = Si + Sc
Si = Immediate settlement
Sc = Consolidation settlement
วิศวกรต้องควบคุมไม่ให้ทรุดเกินค่าที่กำหนด
⸻
Step 6 : ตรวจสอบกำลังโครงสร้างเสาเข็ม
นอกจากดินต้องรับไหวแล้ว
ตัวเสาเข็มเองต้องไม่พัง
ต้องตรวจสอบ
✔ กำลังอัดคอนกรีต
✔ เหล็กเสริม
✔ ความสามารถรับแรงอัด
⸻
Step 7 : แรงเสียดทานลบ (Negative Skin Friction)
บางกรณีดินรอบเสาเข็มทรุดตัว
ดินจะ ดึงเสาเข็มลง
เกิดแรงที่เรียกว่า
Negative Skin Friction
ดังนั้น
Qnet = Qult – Qneg
⸻
ขั้นตอนออกแบบเสาเข็มแบบมืออาชีพ
1️⃣ คำนวณน้ำหนักอาคาร (DL + LL)
2️⃣ วิเคราะห์ชั้นดิน
3️⃣ คำนวณ Qp และ Qs
4️⃣ ใส่ Factor of Safety
5️⃣ ตรวจสอบ Settlement
6️⃣ ตรวจสอบกำลังเสาเข็ม
7️⃣ ทดสอบ Load Test
⸻
สรุปให้เข้าใจง่ายที่สุด
เสาเข็มที่ “ปลอดภัย” ต้องผ่าน 3 ด่าน
✔ ดินรับน้ำหนักได้
✔ การทรุดตัวไม่เกินกำหนด
✔ เสาเข็มไม่พัง
⸻
สนใจ เรียน พิม 65