โครงสร้างบ้าน คืออะไร?
โครงสร้างบ้าน ถ้าเราเปรียบเทียบบ้านกับร่างกายมนุษย์ เสาและคานของบ้านเป็นโครงกระดูก ซึ่งหมายความว่าความมั่นคงคือสิ่งที่ยึดส่วนต่างๆ ของบ้านไว้ด้วยกัน ดังนั้นควรสร้างบ้านให้ถูกต้องตามหลักการก่อสร้าง ดังนั้นจึงต้องพิจารณาเสาและคานตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบเบื้องต้นจนถึงขั้นตอนการก่อสร้าง
ปัจจุบันโครงสร้างเสาและคานมีหลายประเภท แต่ที่ได้รับความนิยมมากที่สุดคือ โครงสร้างไม้ โครงสร้างเหล็ก และโครงสร้างคอนกรีต
มาดูกันว่าโครงสร้างแต่ละประเภทมีความสำคัญอย่างไร และมีคุณสมบัติแตกต่างกันอย่างไร นอกจากนี้ยังมีสิ่งที่ควรรู้เกี่ยวกับการตอกเสาเข็มก่อนออกแบบโครงสร้างบ้านท้ายบทความอีกด้วย
1. โครงสร้างไม้
ในอดีตประเทศไทยยังมีทรัพยากรไม้อยู่มาก หาไม้คุณภาพดีและขนาดเหมาะสมมาทำโครงสร้างได้ง่าย แต่ปัจจุบันการหาไม้ที่มีคุณสมบัติตามนี้เริ่มยากน้อยลงเรื่อยๆ ประกอบกับราคาค่อนข้างสูงอีกด้วย ไม่รวมความจำเป็นในการบำรุงรักษาเป็นประจำ ทำให้ในปัจจุบันไม่ค่อยมีใครนิยมใช้ไม้มาทำโครงสร้างกันแล้ว
2. โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก (โครงสร้าง ค.ส.ล.)
ในคอนกรีตจะมีส่วนประกอบหลักคือ ปูนซีเมนต์ หิน กรวดหรือทราย และน้ำ ทำให้มีคุณสมบัติเรื่องของการรับแรงอัดได้ดีแต่จะรับแรงดึงได้ค่อนข้างต่ำ ดังนั้นเมื่อนำไปทำเป็นโครงสร้างบ้านจึงต้องมีการเสริมเหล็กช่วยเพื่อจะได้เพิ่มคุณสมบัติในการรับแรงดึง
ในประเทศเราจะนิยมใช้โครงสร้าง ค.ส.ล. สาเหตุมาจากเรามีสถาปนิกและวิศวกรที่มีความชำนาญในการออกแบบและช่างก่อสร้างเองก็ถนัดงานด้านคอนกรีตเป็นส่วนมาก ประกอบกับค่าของและค่าแรงไม่สูงเท่าไหร่ แถมยังให้ความรู้สึกว่ามั่นคง สามารถที่จะนำไปหล่อขึ้นรูปได้หลากหลายรูปแบบ
ข้อเสีย:
ส่วนข้อเสียก็คือต้องใช้ระยะเวลาในการก่อสร้างนานพอสมควร เพราะต้องรอให้คอนกรีตมีการเซ็ทตัวให้มีประสิทธิภาพสูง ถึงแม้ว่าปัจจุบันจะมีการพัฒนาให้คอนกรีตสำเร็จรูปมีส่วนผสมและการผลิตที่ได้มาตรฐานมากขึ้น แต่ก็ยังต้องอาศัยความละเอียดรอบคอบในขั้นตอนสำคัญของการเทคอนกรีต รวมทั้งความรับผิดชอบของช่างที่ควบคุมงานก่อสร้างด้วย
ข้อควรระวัง:
ข้อควรระวังของการใช้โครงสร้าง ค.ส.ล. อีกอย่างก็คือ การผูกเหล็กและทาบเหล็กต้องให้ถูกต้องแล้วได้ตามมาตรฐาน มีระยะคอนกรีตที่หุ้มเหล็กที่เหมาะสมเพื่อป้องกันการเกิดสนิมในเหล็ก เสาและคาน ต้องทำให้ได้ระดับทั้งแนวนอนและแนวดิ่ง มีการถอดไม้แบบออกตามระยะเวลาที่เหมาะสมในแต่ละส่วน และที่ลืมไม่ได้เด็ดขาดก็คือการบ่มคอนกรีตเพื่อให้ได้คอนกรีตที่แข็งแรงเต็มประสิทธิภาพในการนำไปใช้งาน
3. โครงสร้างเหล็ก
เหล็กที่นำมาใช้ในการทำเป็นโครงสร้างบ้านจะต้องเป็นเหล็กรูปพรรณ ในสมัยก่อนจะต้องนำเข้ามาจากต่างประเทศจึงส่งผลให้ราคาต้นทุนค่อนข้างสูง แต่ในปัจจุบันประเทศไทยสามารถผลิตเหล็กรูปพรรณได้เอง จึงทำให้เราพบเห็นว่าช่วงหลังๆก็เริ่มมีการใช้โครงสร้างเหล็กกันมากขึ้น
ข้อดี ที่ควรใช้โครงสร้างเหล็ก
เพราะเหล็กรูปพรรณจะถูกผลิตขึ้นมาจากโรงงานอุตสาหกรรมซึ่งแน่นอนอยู่แล้วต้องมีผ่านการควบคุมมาตรฐานการผลิตมาอย่างดี สามารถสั่งผลิตเตรียมชิ้นส่วนจากโรงงานได้เลย เมื่อมาถึงหน้างานก็แค่เชื่อมประกอบเท่านั้นจึงทำให้ใช้ระยะเวลาในการก่อสร้างน้อยกว่าโครงสร้าง ค.ส.ล. ส่งผลให้ลดต้นทุนเรื่องเวลาและค่าใช้จ่ายอื่นๆได้
นอกจากนั้นแล้ว การออกแบบโครงสร้างที่ต้องรับน้ำหนักอาคารให้เท่ากัน โครงสร้างเหล็กจะมีขนาดเล็กและบางกว่าโครงสร้าง ค.ส.ล.จึงทำให้น้ำหนักโดยรวมจะเบาลงและทำให้ระบบของฐานรากของอาคารมีขนาดเล็กกว่าและประหยัดกว่า แต่ส่วนใหญ่เราจะพบโครงสร้างเหล็กที่ใช้กับตึกสูงเสียส่วนใหญ่ ไม่ค่อยมีคนนำมานิยมใช้เป็นโครงสร้างบ้าน
ข้อดีของโครงสร้างเหล็กอีกประการคือ เมื่อรื้อโครงสร้างของอาคารออก ยังสามารถนำเหล็กไปประกอบที่อื่นใหม่ได้และยังนำไปขายก็ได้ราคาอีกด้วย
ข้อเสีย:
สาเหตุจากแรงงานที่มีความชำนาญในการใช้โครงสร้างเหล็กมีน้อย อีกทั้งคุณสมบัติของเหล็กเองก็ไม่ทนไฟและการกัดกร่อน ก่อนที่จะนำมาใช้งานจึงต้องทำการป้องกันด้วยการห่อหุ้มวัสดุทนไฟ ทาสีกันสนิม และต้องให้ผู้เชี่ยวชาญเข้ามาตรวจสอบโครงสร้างเหล็กอย่างสม่ำเสมอ ซึ่งอาจจะต้องเสียค่าใช้จ่ายในส่วนนี้พอสมควร เมื่อเทียบกับราคาก่อสร้างแล้วมีความเป็นไปได้ว่าจะสูงกว่าการใช้โครงสร้างค.ส.ล.เล็กน้อย
ข้อเสนอแนะเพิ่มเติม เกี่ยวกับโครงสร้างบ้าน
การใช้ปูนซีเมนต์ในงานก่อสร้าง
ต้องมั่นใจว่าใช้หล่อเสาและคานเป็นปูนที่ใช้ทำโครงสร้างบ้าน คือ “ปูนซีเมนต์ปอร์ตแลนด์” ไม่ควรนำปูนที่ใช้สำหรับงานฉาบมาใช้งานโครงสร้างโดยเด็ดดขาด เพราะไม่สามารถที่จะรับน้ำหนักมากๆได้
การผูกเหล็ก ทาบเหล็กต้องถูกต้องและแข็งแรง
ในช่วงระยะเวลาการก่อสร้างบ้านอย่าลืมตรวจเช็คกับทางวิศวกรและช่างควบคุมงานด้วยว่ามีการผูกเหล็กและเทคอนกรีตได้ตรงตามแบบและระยะเวลาที่กำหนดหรือไม่
เสาและคานต้องได้แนว
การวางแนวดิ่งของเสาและคานเป็นเรื่องที่สำคัญมาก ขั้นแรกเราอาจจะดูด้วยสายตาเปล่าก่อนว่ามีการบิดเบี้ยวหรือผิดรูปหรือไม่ ขั้นตอนไปก็ใช้เป็นลูกดิ่ง เพื่อเพิ่มความแม่นยำและเที่ยงตรง โดยค่าความเบี่ยงเบนของเสาไม่ควรเกิน 1 เซนติเมตรต่อช่วงความยาวของเสา 3-4 เมตร เพราะหากมากกว่านี้ การรับน้ำหนักของเสาอาจได้น้อยกว่าที่กำหนดไว้
บ่มคอนกรีต
อย่างที่เคยเตือนไว้ในตอนต้นว่า ช่วงแกะแบบของเสาและคอนกรีตออกมาต้องมีกระบวนการ “บ่มคอนกรีต” โดยการทำพื้นผิวให้ชุ่มชื้นอาจจะใช้เป็นการหากระสอบคลุมและรดน้ำให้ชุ่ม หรือจะใช้เป็นพลาสติกคลุมรอบเสาและคอนกรีต เพื่อกันไม่ให้ความชื้นในคอนกรีตระเหยเร็วเกินไป ส่งผลให้เกิดการแตกร้าวในภายหลัง
นอกจากโครงสร้างบ้านแล้วยังมีเรื่องของเสาเข็มที่ต้องทำความใจไว้ด้วยก่อนเริ่มสร้างบ้านและเริ่มต้นโครงการทั้งหมดเพราะเสาเข็มเป็นปัจจัยสำคัญที่จะช่วยให้โครงสร้างบ้านแข็งแรงไม่ทรุดตัว โดยรายละเอียดเกี่ยวกับเสาเข็มอ่านได้ข้างล่างเลย
ความสำคัญของเสาเข็ม
การใช้เสาเข็มในการสร้างบ้านช่วยลดแรงต้านน้ำหนักของดินชั้นบนและช่วยพยุงรับน้ำหนักของโครงสร้างบ้านไม่ให้ทรุดหรือเอียงได้ โดยเสาเข็มจะเป็นตัวช่วยพยุงรับน้ำหนักโครงสร้างบ้านและตัวบ้านโดยตรง และช่วยลดแรงเสียดทานของดินชั้นบนที่อาจทำให้บ้านทรุดตัวลงได้ นอกจากนั้นเสาเข็มที่เจาะลงไปในดินชั้นแข็งยังช่วยรับน้ำหนักของบ้านโดยตรงลดโอกาสที่จะทำให้บ้านทรุดตัวลงได้
เสาเข็มแบบไหนถึงเหมาะกับการสร้างบ้านใหม่ ?
ในกรณีที่สร้างบ้านไม่เกิน 2 ชั้น จะใช้เสาเข็มคอนกรีตแบบเข็มตอก เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายน้อยที่สุด และเป็นเสาเข็มหน้าตัดรูปตัว (I) ความยาวปานกลาง อยู่ระหว่าง 12 – 16 เมตร ซึ่งเข็มในลักษณะนี้ส่วนมากจะอาศัยแรงฝืดของดินเป็นตัวรองรับน้ำหนักอยู่ แต่ถ้าเป็นอาคารที่ใหญ่ขึ้นต้องใช้เสาเข็มยาวขึ้น ตั้งแต่ 18 – 24 เมตร จากนั้นจะถ่ายน้ำหนักลงสู่ชั้นดินแข็งโดยตรง
เสาเข็มอีกประเภทหนึ่งที่ใช้กับบ้านพักอาศัย คือ เข็มเจาะ ซึ่งเป็นเข็มเจาะระบบเล็ก สามารถที่จะเคลื่อนย้ายเครื่องมือเข้าไปในพื้นที่แคบๆ ทำการเจาะดิน หล่อเข็มโดยไม่ให้เกิดแรงสั่นสะเทือนกับโครงสร้างอาคาร/ฐานรากใต้ดินของเพื่อนบ้านละแวกข้างเคียง (ตามบทเทศบัญญัติในบางพื้นที่ได้กำหนดการใช้ระบบเข็มเจาะกรณีที่เป็นอาคารสร้างใหม่ห่างจากอาคารเดิม/เพื่อนบ้านน้อยกว่า 30 เมตร) เข็มที่หล่อจากระบบนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางได้ตั้งแต่ 30 – 80 เซนติเมตร ส่วนความยาวเจาะได้ลึกถึงระดับ 24 เมตร ซึ่งผู้ที่จะสร้างบ้านต้องศึกษาให้ดีเพื่อจะได้มีความรู้ความเข้าใจในเรื่องเสาเข็มก่อนเริ่มต้นสร้างบ้าน