Basement/Foundation/ Retaining Wall တွေ အတွက် ဘေးနားက မြေရဲ့တွန်းအား Soil Lateral Loads ကို တောင့်ခံနိုင် ဘို့ လိုအပ်ပါတယ်။ ဒီအပိုင်း ကို Structural Designer / Engineer တွေ Soil Mechanics နဲ့ Foundation / Retaining Wall Design အခြေခံ Theory တွေ ကို လေ့လာဘူးကြပါလိမ့်မယ်။
ဒီပို့စ် မှာတော့ IBC ကုဒ် က သတ်မှတ်ထားတဲ့ အပိုင်း ကို မိတ်ဆက်ပေးမှာပါ။ ပရောဂျက် တွေ မှာ ပုံမှန်အားဖြင့်တော့ Geotechnical Investigation/Reports မှာ ပေးထားတဲ့ တန်ဘိုး ကို အခြေခံ ပြီး ရွေးချယ်ဘို့ ဖြစ်ပါတယ်။
ဒီ Geotechnical စစ်ဆေးချက် ရလာဒ်အဖြေတွေ၊ အချက်အလက် တွေ ကို မရနိုင်တဲ့ အခါ မှာ တော့ ကုဒ်ကပေးထားတဲ့ တန်ဘိုးကို သုံးနိုင်ပါတယ်။
IBC မှာ Basement/Foundation/ Retaining Wall တွေ အတွက် ဘေးနားက မြေရဲ့ Unified Soil Classification ပေါ်မူတည်ပြီး ယူရမဲ့ Design Lateral Soil Loads ဒီဇိုင်းဇယား ပေးထားပါတယ်။ (Re: IBC-2018, Chapter 16, Sec 1610 Soil Lateral Loads IBC). Load Combination အရကြည့်မယ် ဆိုရင် တော့ H = Load due to Lateral Earth Pressures, Ground Water Pressure or Pressure of Bulk Materials. LRFD Load Combination မှာ Load Factor 1.6 (i.e. 1.6 H) ဖြစ်ပါတယ်။ ASD မှာတော့ H ပါပဲ။
Retaining Wall နံရံတွေ ရဲ့ အပေါ်ပိုင်း က Rigid, i.e. Restricted Horizontal Movement (တစ်နည်းအားဖြင့် မရွေ့နိုင်၊ မလှုပ်နိုင် ခိုင်အောင်ချုပ်ထားတယ်) ဆိုရင် At-Rest Pressure ကို သုံးရပါမယ်။ ဖရီး ရွေ့နိုင်၊ လည်နိုင်ရင်တော့ Active Pressure ကို သုံးနိုင်ပါတယ်။ နောက် 8 ပေထက် လည်း ပိုမနက်၊ အပေါ်က Flexible Diaphragm နဲ့ ထိန်းထားတယ် ဆိုရင် လည်း Active Pressure ကို သုံးနိုင်တယ် လို့ ခွင့်ပြုထားပါတယ်။
ဒီတော့ At-Rest ကို သုံးရမယ် လို့ အကြမ်းဖျဉ်း ဆိုနိုင်ပါတယ်။ တန်ဘိုးအားဖြင့် ကျောက်၊သဲ မြေ (Granular Soil) 60 pcf (9.43 kN∕m3) နုန်း၊ ရွှံ့စေးဆန် (Silt and Clay Type Soils): 100 pcf (15.71 kN∕m3)
လို့ တွေ့နိုင်ပါတယ်။
နုန်း၊ ရွှံ့စေးဘက် အရမ်းများ ရင်တော့ မြေဖို့တဲ့အခါ ပြန်သုံးဘို့ မသင့်တော်ဘူးလို့ ကန့်သတ်ထားပါတယ်။ ဒီမှာ သတ်မှတ်ထားတဲ့ တန်ဘိုးတွေ က ASCE 7-16 Table 3.2-1 Design Lateral Soil Load ထက် သိသိသာသာ များတာ ကို တွေ့နိုင်ပါတယ်။ သို့ပေမဲ့ Commentary C3.2.1 မှာတော့ In addition, when walls are unyielding, the earth pressure is increased from active pressure toward earth pressure at rest, resulting in 60 pcf (9.43 kN∕m3) for granular soils and 100 pcf (15.71 kN∕m3) for silt and clay type soils (Terzaghi and Peck 1967). လို့ဖော်ပြထားတာ မို့ ကုဒ်ရဲ့ သတ်မှတ်ချက် နဲ့ အလားတူ ဖြစ်သွားပါတယ်။
အထူးသတိပြုရမှာ က အခြေခံ သီဝရီ တွေ မှာ လိုပဲ Surcharge Loads နဲ့ Hydrostatic Pressure တွေ ပါနိုင်ရင် ထည့်စဉ်းစားပေးဘို့ လိုအပ်တာပါ။ Sloping backfills ဒါမှမဟုတ် ကားဖြတ်သွားမဲ့ Driveway အနားမှာ ရှိရင် Surcharge Loads ကို ထည့်သွင်း စဉ်းစားပေးရမှာ ဖြစ်ပြီး Ground Water (Water Table) အောက်ရောက်တဲ့ အပိုင်းတွေ အတွက်မြေကြီးမှာ Boyancy ပါတဲ့ လျော့သွားတဲ့ အလေးချိန် (i.e. γ’ = γ sat - γw) နဲ့ Full Hydrostatic Pressure ကို ပေါင်းပေးရမှာ ဖြစ်ပါတယ်။
Expansive Soils
ရေဝင်ရင်ပွတက်လာတဲ့၊ အကျုံ့အကြွ များတဲ့ Expansive Soil ဖြစ်နေရင် လည်း ဒီတန်ဘိုး တွေ ကို တိုးပေးဘို့ လိုအပ်ပါတယ်။ Expansive Soils တွေ က ရေစို၊ အခြောက် အပြောင်းအလဲ ကြားမှာ အကျုံ့အကြွ များပြီး ဖိအားများလွန်းတာ မို့ Basement Wall တွေ ကို ဆိုးဆိုးဝါးဝါး ဒုက္ခပေးနိုင်ပါတယ်။ ဒီလို မြေမျိုး နံရံအနားမှာ ရှိနေရင် တူးဖယ်ထုတ်ပြီး nonexpansive, freely draining sands or gravels တွေ နဲ့ ပြန်ဖြည့်သင့်တယ်။ ကျန်နေတဲ့ မြေကြီးရဲ့ ဖိအားဒါဏ် သိပ်မခံရစေဘို့ ဖြတ်ထုတ်တဲ့ Slope က 45% အောက်ပြေပြေ ဖြည့်သင့်တယ် လို့ ASCE 7-16 Commentary C3.2.1 မှာ ဆိုထားပါတယ်။ ဒီ ဖို့မြေအပေါ်မှာ ရေမစိမ့်တဲ့ nonpervious soil layer ထပ်ခင်းတာ၊ Foundation Drains တွေ ထည့်တာ တွေ လည်း လုပ်သင့်တယ် လို့ ဆိုပါတယ်။ Geotechnical Engineering နဲ့ ဖြေရှင်းနိုင်ဘို့ပါပဲ။
ဒီ မြေမျိုးအပေါ်မှာ Structure တင်မိရင် ပွလာတဲ့အခါ တွန်းတင်မဲ့ အားကိုပါထည့်စဉ်းစားပေးဘို့ လိုတာမို့ ဖြစ်နိုင်ရင် အောက်ခြေမြေ က Expansive Soil ဖြစ်မယ်ဆိုရင် ဖယ်ထုတ်ပြီး အစားထိုးတာပဲ ဖြစ်ဖြစ် Stabilized လုပ်တာဖြစ်ဖြစ် အရင်လုပ်ပြီး မှ တင်သင့်တယ် လို့ လည်း ASCE 7 က ဆိုပါတယ်။ (ဈေးကြီးတယ် ဆိုပြီး ယောင်ဘာသာပြန်မိနေအုံးမယ်။ အထဲမှာ ဘာတွေ ပါနေလို့ပါလိမ့် ဆိုပြီး။ Spelling မတူပါဘူး။ လိုအပ်ချက် ကို ကြည့်ရင်တော့ အကုန်အကျများစေတဲ့ မြေတော့ အမှန်ပါပဲ။)
ဘေးနားမှာ Sloping backfills ဒါမှမဟုတ် ကားလမ်း၊ ဖောင်ဒေးရှင်း တစ်ခုခု ကြောင့် Surcharge Load ပါလာတဲ့အခါ သူ့ကြောင့်ဖြစ်မဲ့ Lateral Loads ကို တွက်ဘို့ရာ Soil Pressure Coefficient လိုအပ်ပါတယ်။ ဒီလို ဆိုရင် တော့ အခြေခံ ကို သီဝရီ ကို ပြန်သွားဘို့ လိုအပ်နိုင်ပါတယ်။ ဒါမှ မဟုတ် အနီးစပ်ဆုံး ခန့်မှန်းချင်ရင်လည်း ဒီနေရာမှာ သဲလို၊ Cohesionless မဟုတ်တဲ့ ရွှန့်၊နုန်း များတဲ့ Cohesive Soil, Overconsolidated ဖြစ်ရင် ဒီ Coefficient က ထက် အများကြီး ကျော်နိုင်ပါတယ်။
Soil Fundamentals
ဒီအပိုင်း ကို ပိုပြီး နားလည်စေဘို့ သက်ဆိုင်ရာ Fundamentals - Soil Mechanics အခြေခံ တွေ ကို တော့ သက်ဆိုင်ရာ ဘာသာရပ်၊ FE reference manuals, PE All in One, Braja M. Das အပါအဝင် တော်တော်များများမှာ ရှိပြီးဖြစ်သလို ဒီအပိုင်း ကို လိုက်စားတဲ့သူတွေ ရင်းနှီးပြီးသား ဖြစ်ကြမှာပါ။
Basement Wall/Retaining Wall လုပ်သူတွေ အနေနဲ့ Soil Mechanics မရင်းနှီးသေးရင် လည်း အခြေခံလောက် သဘောပေါက်အောင် ပြန်လေ့လာ ဘို့ လိုအပ်ပါလိမ့်မယ်။ Braja M. Das ရဲ့ Principles of Foundation Engineering ထဲက Geotechnical Properties of Soil နဲ့ Lateral Earth Pressure and Earth-Retaining Structures အပိုင်း တွေ ကို ပြန်နွှေးရင် အထောက်အကူ ဖြစ်ပါလိမ့်မယ်။
ဒီလို မြေအမျိုးအစား ခွဲတာ ကို AASHTO, USDA, OSHA တွေက ကိုယ့်လိုအပ်ချက်အတိုင်း Soil Classifications တွေ ကို ခွဲသတ်မှတ်ခဲ့ကြပါတယ်။ AASHTO က လမ်းတံတား၊ USDA က လယ်ယာ (စိုက်ပျိုးရေး)၊ OSHA က တော့ လုပ်ငန်းခွင် Safety) ကိုယ်သုံးတဲ့ အပေါ်မူတည် ပြီး ခွဲကြပါတယ်။ IBC ကုဒ် Soil Lateral Loads မှာ သုံးတာကတော့ Unified Soil Classification System ကို အခြေခံပါတယ်။ Particle Sizes အပိုင်းမှာ ASTM အရွယ်ခွဲတဲ့ နည်းကတော့ မြေစာအခြောက် ကို Sieves ဇကာ အဆင့်ဆင့် နဲ့ ချပြီး ခွဲပါတယ်။ အပေါ်ဆုံးမှာ ဇကာအကျဲဆုံး အောက်ဆုံး ကတော့ နံပါတ် 200, Silt/Clay အတွက်၊ နံပါတ် 4 ကတော့ သဲနဲ့ ခဲ ခွဲဘို့။
OSHA က ခွဲတဲ့ နည်းက တော့ Excavation/Trenching Safety ရယ် Slope Stability နဲ့ ဆိုင်ပါတယ်။ မြေပျိုပြီး လူတွေ အသက်ဆုံးရှုံးတာ၊ Structure ပျက်စီးတာ မဖြစ်စေဘို့ အဓိက ထားပါတယ်။ ဒါကြောင့် ဒီအချက်တွေ က လည်း ဆောက်လုပ်ရေး လောက မှာ မသိမဖြစ် သိသင့်တဲ့ အကြောင်းအရာတွေ ပါပဲ။ ဒီအကြောင်း ကို အရင် က မိတ်ဆက်ပေးဘူးပါတယ်။
စိတ်ဝင်စားရင် USDA က စာစောင်တွေ၊ ဖန်ဘူးတစ်လုံး၊ ပေတံတစ်ချောင်း၊ ဂေါ်လေးတစ်ခု နဲ့ (Sand, Silt, Clay) ရာနှုန်းစစ်၊ USDA Soil Classification Triangle ပေါ်တင်တာလေ့လာနိုင်ပါတယ်။
(စကားမစပ်။ ။အမေရိကန် လယ်သမားတွေ၊ ဥယာဉ် စိုက်သူတွေ ဒီလို Soil Sample မြေသားအချိုးအစား စစ်တာ၊ ပါဝင်တဲ့ မြေဆီဓာတ်၊ နောက် စိုက်မဲ့ အသီးအနှံပေါ်မူတည်ပြီး မြေသြဇာကောင်းအောင်ပြင်တာ၊ တီမွေးတာ၊ ဝတ်မှုန်ကူးကောင်းအောင် ပျားမွေးတာ၊ Automated Irrigation စနစ် သုံးတာ တွေ ကို လည်း စိတ်ဝင်စားရင် လေ့လာနိုင်ပါတယ်။)
Ko Chaw
References:
1) IBC-2018, Chapter 16, Sec 1610 Soil Lateral Loads
(Public View)
.
2) ASCE 7-16, 3.2 Soil Loads and Hydrostatic Pressure
3) Braja M. Das principles of Foundation Engineering
4) USDA – Soil Textural Triangle
5) USDA: Chapter 3 Engineering Classification of Earth Materials
Youtube Videos:
1) Particle Size Analysis (Sieves and Hydrometer), Missouri University of Science and Technology
2) Understanding Soil Types and Soil Texture (test your own soil), by Garden Fundamentals
3) Test for Clay in Soil, by Fraser Valley Rose Farm
){kind=link}
0 Comments