ทำไมหลายคนคิดว่า PDA ใช้ได้แค่เสาเข็มตอก?
ความเข้าใจนี้มาจากที่มาของเครื่องมือ PDA ย่อมาจาก Pile Driving Analyzer ซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อติดตามการตอกเสาเข็มโดยเฉพาะ ชื่อจึงผูกกับคำว่า driving ตั้งแต่ต้น อีกเหตุผลคือในงานเสาเข็มตอกมีปั้นจั่นและตุ้มอยู่หน้างานอยู่แล้ว จึงทดสอบได้ทันทีโดยแทบไม่ต้องเตรียมอะไรเพิ่ม
แต่หลักการของการทดสอบไม่ได้ผูกกับวิธีติดตั้งเสาเข็ม สิ่งที่ Dynamic Load Test (PDA) ทำคือส่งแรงกระแทกลงหัวเสาเข็ม แล้ววัดคลื่นความเค้นที่วิ่งลงไปและสะท้อนกลับ เพื่อคำนวณกำลังรับน้ำหนักที่ถูกกระตุ้นขึ้นมา เสาเข็มจะถูกตอกลงไปหรือหล่อในหลุมเจาะก็ตาม คลื่นก็เดินทางในเนื้อคอนกรีตเหมือนกัน
ทั้ง ASTM D4945 (Standard Test Method for High-Strain Dynamic Testing of Deep Foundations) และ มยผ. 1252-51 เขียนครอบคลุมเสาเข็มลึกโดยทั่วไป ไม่ได้ระบุว่าใช้ได้เฉพาะเสาเข็มตอก
ทดสอบเสาเข็มเจาะต่างจากเสาเข็มตอกตรงไหน?
ความต่างไม่ได้อยู่ที่ทฤษฎี แต่อยู่ที่การเตรียมงานหน้างานเป็นหลัก 4 เรื่อง
1. ต้องยกตุ้มมาตั้งเอง — งานเสาเข็มตอกใช้ตุ้มของปั้นจั่นที่มีอยู่แล้ว ส่วนเสาเข็มเจาะไม่มีอุปกรณ์ตอกที่หน้างาน ทีมทดสอบจึงต้องนำตุ้มทดสอบพร้อมโครงนำ (guide frame) และเครนมาตั้งเหนือหัวเข็ม ซึ่งกินพื้นที่และต้องมีทางเข้าออกให้เครน
2. น้ำหนักตุ้มต้องพอกระตุ้นกำลัง — เสาเข็มเจาะมักมีขนาดหน้าตัดใหญ่และรับน้ำหนักได้สูงกว่าเสาเข็มตอกในโครงการเดียวกัน ตุ้มจึงต้องหนักพอที่จะทำให้เสาเข็มขยับลงเล็กน้อยในแต่ละครั้งที่กระแทก ถ้าเสาเข็มไม่ขยับเลย แปลว่ากำลังยังไม่ถูกกระตุ้นเต็มที่ และผลที่ได้จะเป็นเพียงค่าต่ำสุดที่พิสูจน์ได้ ไม่ใช่กำลังสูงสุดจริง
3. หัวเสาเข็มต้องเตรียมมากกว่า — หัวเสาเข็มเจาะมีชั้นน้ำปูนและตะกอนอยู่ด้านบนจากขั้นตอนการเทคอนกรีต ต้องสกัดออกจนถึงเนื้อดีและปรับหน้าตัดให้เรียบตั้งฉาก รายละเอียดทั้งหมดอยู่ในบทความ เตรียมหัวเสาเข็มก่อนทดสอบ
4. ต้องมีวัสดุรองรับแรงกระแทก — ใช้แผ่นรองหัวเข็มและวัสดุกันกระแทกเช่นไม้อัดวางระหว่างตุ้มกับหัวเข็ม เพื่อกระจายแรงและยืดช่วงเวลากระแทกให้หัวเข็มไม่แตก การเลือกความหนาของวัสดุรองมีผลต่อรูปคลื่นที่ได้โดยตรง
ถ้าอยากเห็นภาพรวมว่าเสาเข็มแต่ละชนิดควรใช้วิธีทดสอบใด อ่านต่อที่ เสาเข็มเจาะ vs เสาเข็มตอก ทดสอบต่างกันยังไง
ขั้นตอนทดสอบ High Strain บนเสาเข็มเจาะมีอะไรบ้าง?
- ตรวจอายุและกำลังคอนกรีต — เสาเข็มต้องมีกำลังพอรับแรงกระแทกโดยไม่เสียหาย เกณฑ์อ่านได้ที่ เสาเข็มหล่อเสร็จกี่วันถึงทดสอบได้
- สกัดและปรับหัวเข็ม — สกัดถึงเนื้อคอนกรีตดี ปรับหน้าตัดให้เรียบและตั้งฉากกับแกนเสาเข็ม
- ขุดเปิดผิวข้าง — เปิดดินรอบหัวเข็มให้เห็นเนื้อเสาเข็มยาวพอสำหรับยึดหัววัดที่ระดับต่ำกว่าหัวเข็มลงมา
- ติดตั้งหัววัด — ยึดหัววัดความเครียด (strain transducer) และหัววัดความเร่ง (accelerometer) เป็นคู่ตรงข้ามกันรอบเสาเข็ม เพื่อเฉลี่ยผลของแรงกระแทกที่ไม่สมมาตร
- ตั้งตุ้มและโครงนำ — จัดแนวตุ้มให้ตรงกับแกนเสาเข็ม วางวัสดุรองหัวเข็ม
- ปล่อยตุ้มและบันทึกสัญญาณ — เริ่มจากระยะยกต่ำแล้วเพิ่มขึ้นทีละขั้น พร้อมเฝ้าดูค่าความเค้นในเสาเข็มไม่ให้เกินระดับที่ปลอดภัย
- วิเคราะห์ผล — ประเมินเบื้องต้นที่หน้างานด้วย Case Method แล้ววิเคราะห์ละเอียดต่อด้วย CAPWAP ในสำนักงาน
วิธีอ่านค่าที่ได้จากรายงาน ดูรายละเอียดที่ PDA Test อ่านผลยังไง
PDA บนเสาเข็มเจาะมีข้อจำกัดอะไร?
- เสาเข็มขนาดใหญ่มากอาจกระตุ้นกำลังไม่เต็ม — ยิ่งเสาเข็มใหญ่และรับน้ำหนักได้สูง ตุ้มที่ต้องใช้ก็ยิ่งหนักจนอาจไม่คุ้มหรือหน้างานรับไม่ไหว กรณีนี้ผลที่ได้จะเป็นค่าต่ำสุดที่พิสูจน์ได้เท่านั้น
- ต้องการพื้นที่และเครน — ต่างจากเสาเข็มตอกที่ใช้ปั้นจั่นเดิม หน้างานแคบหรือพื้นอ่อนอาจตั้งเครนไม่ได้
- ผลขึ้นกับคุณภาพสัญญาณ — หัวเข็มที่เตรียมไม่ดี หน้าตัดเอียง หรือหัววัดยึดไม่แน่น ทำให้สัญญาณใช้ไม่ได้และต้องทดสอบใหม่
ถ้าเสาเข็มใหญ่เกินกว่าที่ตุ้มจะกระตุ้นกำลังได้เต็ม ทางเลือกคือ Static Load Test ซึ่งกดน้ำหนักจริงลงบนหัวเสาเข็ม ให้ผลตรงที่สุดแต่ใช้เวลาและงบมากกว่า รายละเอียดการตั้งระบบรับน้ำหนักอ่านได้ที่ Kentledge กับ Reaction Pile ต่างกันอย่างไร
ทดสอบกำลังกับทดสอบความสมบูรณ์ ไม่ใช่เรื่องเดียวกัน
PDA ตอบคำถามว่า เสาเข็มรับน้ำหนักได้เท่าไร แต่ไม่ได้ตอบว่า เนื้อเสาเข็มสมบูรณ์ตลอดความยาวหรือไม่ โดยตรง สำหรับเสาเข็มเจาะซึ่งหล่อในหลุมและมองไม่เห็นระหว่างเท ความสมบูรณ์เป็นประเด็นสำคัญไม่แพ้กำลัง
งานเสาเข็มเจาะจึงมักทดสอบสองอย่างควบคู่กัน คือ PDA สำหรับกำลัง และ Seismic Integrity Test หรือ Cross Hole Sonic Logging (CSL) สำหรับความสมบูรณ์ โดย CSL ให้ผลละเอียดกว่าแต่ต้องฝังท่อไว้ในเสาเข็มตั้งแต่ตอนหล่อ จึงต้องวางแผนล่วงหน้า
ตารางเทียบ PDA บนเสาเข็มเจาะกับเสาเข็มตอก
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| หัวข้อ | เสาเข็มตอก | เสาเข็มเจาะ (หล่อในที่) |
|---|---|---|
| มาตรฐานอ้างอิง | ASTM D4945 / มยผ. 1252-51 | ASTM D4945 / มยผ. 1252-51 (เหมือนกัน) |
| แหล่งแรงกระแทก | ตุ้มของปั้นจั่นที่มีอยู่แล้ว | ต้องยกตุ้มทดสอบมาตั้งพร้อมโครงนำ |
| การเตรียมหัวเข็ม | สกัดคอนกรีตที่แตกจากการตอก | สกัดชั้นน้ำปูนและตะกอน ปรับหน้าตัดใหม่ |
| ทดสอบซ้ำ (Restrike) | ทำได้ ใช้ดู soil set-up | ไม่ใช่แนวปฏิบัติปกติ |
| ข้อจำกัดหลัก | ผลช่วง EOD อาจต่ำกว่ากำลังจริง | เสาเข็มใหญ่มากอาจกระตุ้นกำลังไม่เต็ม |
| ทดสอบความสมบูรณ์ร่วม | Seismic Integrity Test | Seismic Integrity Test หรือ CSL |
เรื่อง Restrike และ soil set-up ในเสาเข็มตอก อ่านต่อได้ที่ Restrike Test คืออะไร
ค่าใช้จ่ายและการขอใบเสนอราคา
ค่าบริการ PDA ของ SPN เริ่มต้นประมาณ 5,500 บาทต่อต้น ส่วน Static Load Test อยู่ที่ประมาณ 50,000-150,000 บาทต่อต้นขึ้นไปตามน้ำหนักทดสอบและระบบรับน้ำหนัก และ Seismic Integrity Test ประมาณ 100-150 บาทต่อต้น
ราคานี้ยังไม่รวมค่าเดินทางและค่าขนย้ายเครื่องมือ ซึ่งคิดเพิ่มตามระยะทางของหน้างาน
สำหรับเสาเข็มเจาะ ค่าใช้จ่ายจริงขึ้นกับขนาดตุ้มที่ต้องใช้และการเข้าถึงหน้างานด้วย ส่งขนาดเสาเข็ม ความยาว และน้ำหนักออกแบบมาให้ทีมวิศวกร SPN ประเมิน แล้วเราจะออกใบเสนอราคาให้ภายใน 24 ชั่วโมง ดูภาพรวมบริการทั้งหมดได้ที่หน้า บริการทดสอบเสาเข็ม
เนื้อหาอธิบายหลักการและแนวปฏิบัติของการทดสอบ High Strain บนเสาเข็มเจาะเพื่อความเข้าใจเบื้องต้น น้ำหนักตุ้มที่เหมาะสม จำนวนต้นที่ต้องทดสอบ และเกณฑ์การยอมรับของแต่ละโครงการ ต้องกำหนดโดยวิศวกรผู้รับผิดชอบและระบุไว้ในสเปกของโครงการนั้นโดยตรง