การรับแรงกระทำจากภายนอกสำหรับท่อพีอี

ท่อพีอีเป็นท่อประเภท Flexible pipe หมายถึง ท่อซึ่งสามารถโค้งงอได้ด้วยตัวเอง และเมื่อมีแรงกดจากภายนอกตัวท่ออาจจะมีการเปลี่ยนรูปและคืนสภาพเดิมเมื่อถ่ายน้ำหนักออก ต่างจากท่อคอนกรีตซึ่งเป็นท่อประเภท Rigid pipe เมื่อมีแรงกดจากภายนอกตัวท่อจะรับน้ำหนักไว้ทั้งหมดถ้าน้ำหนักกดมากกว่าความสามารถที่ท่อรับได้ท่อจะแตก (ดังรูป)

6 7

โดยการคำนวณการรับแรงกดจากภายนอกสำหรับท่อพีอีซึ่งเป็นท่อประเภท Flexible pipe มีความแตกต่างจากการคำนวณท่อคอนกรีตบ้างในบางส่วน โดยต้องคำนึงถึงเรื่องการติดตั้ง การบดอัดดินโดยรอบ กล่าวคือ ท่อประเภท Flexible pipe หรือท่อพีอี นอกจากความแข็งแรงของตัวท่อแล้วความแข็งแรงของการบดอัดวัสดุโดยรอบท่อล้วนมีผลต่อความเสียหายกับตัวท่ออีกด้วย

8

สูตรการคำนวณการรับแรงกดจากภายนอกของท่อพีอีโดยปกติจะใช้อยู่ด้วยกัน 2 วิธีคือ

  1. Swedish Method
  2. AWWA M55 Method

ทั้ง 2 วิธีมีข้อดี-ข้อเสียที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับผู้ออกแบบแต่โดยหลักการคำนวณแล้วคล้ายกันคือ คำนึงถึงความแข็งแรงของท่อและความแข็งแรงของวัสดุบดอัดรอบท่อ ท่อจะสามารถติดตั้งและรับแรงกดได้หรือไม่ต้องตรวจสอบอยู่ 3 หัวข้อคือ

  • Ring deflection
  • Ring compression
  • Ring buckling
9

นอกจากการคำนวณการรับน้ำหนักกดแล้วก็มีจากการศึกษาของ The European Plastic Pipes and Fittings Association (Teppfa) แสดงความหลากหลายของการติดตั้งจริงต่อลักษณะการทรุดตัวของดิน และได้ผลลัพธ์สรุปออกมาเป็นกราฟอย่างง่ายเพื่อใช้ในการเลือกความแข็งแรงของท่อ

10

กราฟนี้ประกอบด้วยการติดตั้งและบดอัด 3 แบบแตกต่างกันโดยแฟกเตอร์ (Cf) ที่ได้จากแต่ละแบบ จะต้องนำไปบวกเพิ่มจากค่าการยุบตัว (Ring deflection) โดยแบบที่มีการติดตั้งบดอัดแบบดีจะมีค่าแฟกเตอร์(Cf) น้อยซึ่งก็จะทำให้ผลรวมค่าการยุบตัวของท่อน้อยด้วย ในทางกลับกันแบบที่มีการบดอัดและใช้วัสดุในการติดตั้งบดอัดที่ไม่ดีจะมีผลทำให้ค่าแฟกเตอร์ (Cf) นี้มีค่ามาก ทำให้ผลรวมค่าการยุบตัวของท่อมีค่ามากด้วย ซึ่งสรุปเป็นดังกราฟด้านล่างนี้

11

ก่อนที่จะวางท่อพีอี ผู้ที่จะวางท่อจะต้องพิจารณาเกี่ยวกับระดับความลึกในการวางท่อ ชั้นแรงดันของท่อ และแนวท่อที่จะวาง ว่าหลังจากวางท่อแล้วแนวท่อเป็นทางเท้า หรือ ผิวจราจร เนื่องจากมีผลกับแรงที่กระทำกับตัวท่อหลังจากวางท่อแล้วเสร็จ โดยความลึกของการฝังท่อเป็นไปตามตารางนี้

12

 Reference: AWWA M55

ตารางเปรียบเทียบค่า SDR ,PE, PN

13

หมายเหตุ

  • การบดอัดที่ดี
  • วัสดุบดอัดเป็นทรายหรือเทียบเท่า
  • บดอัดเป็นชั้นๆ ทุกๆความลึก 30 เซ็นติเมตร
  • เปอร์เซ็นต์การบดอัด >94% standard proctor