Inclinometer คืออะไร ทำงานอย่างไร?
Inclinometer ประกอบด้วยสองส่วนหลัก คือ ท่อนำ (Guide Casing) ที่ฝังดิ่งในหลุมเจาะ ภายในมีร่องบังคับทิศ 4 ร่อง และหัววัดความเอียง (Probe) ที่มีล้อประคองวิ่งตามร่อง เมื่อหย่อนหัววัดลงถึงปลายท่อแล้วดึงขึ้นทีละช่วง 0.5 เมตร หัววัดจะอ่านมุมเอียงของท่อ ณ ช่วงนั้น การนำค่ามุมทุกช่วงมาสะสมจากปลายล่างขึ้นบนจะได้เส้นการเคลื่อนตัวด้านข้างตลอดความลึกของหลุม การใช้งานแบบหยั่งหัววัดนี้อ้างอิงมาตรฐาน ASTM D6230
จุดที่ทำให้ Inclinometer ต่างจากการวัดที่ผิวดินคือมันบอก "ความลึก" ของการเคลื่อนตัวได้ หมุดวัดระดับผิวดินบอกได้เพียงว่าผิวดินขยับ แต่ Inclinometer ชี้ได้ว่าการเคลื่อนตัวกระจุกอยู่ที่ระดับใด ซึ่งก็คือตำแหน่งของระนาบเลื่อน (Slip Plane) ข้อมูลนี้เป็นตัวตัดสินทั้งการวินิจฉัยสาเหตุและแนวทางแก้ไข Inclinometer เป็น 1 ใน 10 เครื่องมือวัดหลักของงานธรณีเทคนิค อ่านภาพรวมทั้งระบบได้ในบทความเครื่องมือวัดทางธรณีเทคนิค (Instrumentation) คืออะไร
ติดตั้ง Inclinometer อย่างไรให้ค่าที่ได้เชื่อถือได้?
คุณภาพข้อมูลของ Inclinometer ถูกตัดสินตั้งแต่วันติดตั้ง ลำดับงานที่ใช้จริงมี 5 ขั้น
1. เจาะหลุมนำ — ขนาดประมาณ 100–150 มม. ลึกกว่าโซนที่คาดว่าจะเคลื่อนตัวอย่างน้อย 3 เมตร จนถึงชั้นที่ถือว่าไม่เคลื่อนตัว เพราะการคำนวณสะสมค่าเริ่มจากปลายท่อ ถ้าปลายท่อขยับตามดิน ค่าที่ได้จะเป็นการเคลื่อนตัวสัมพัทธ์ที่ต่ำกว่าจริง
2. ติดตั้งท่อนำ — ท่อ ABS ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกประมาณ 70 มม. ต่อทีละท่อนหย่อนลงหลุม โดยจัดแนวร่องแกน A ให้ตรงทิศทางการเคลื่อนตัวหลักที่คาดไว้ เช่น ตั้งฉากกับแนวขุดหรือชี้ตามทิศลาดเอียง
3. กรอกรอบท่อ — ด้วยซีเมนต์เบนโทไนต์ (Cement-Bentonite Grout) เพื่อให้ท่อเคลื่อนตัวไปพร้อมดินรอบข้าง แล้วรออย่างน้อย 24 ชั่วโมงให้วัสดุเซ็ตตัวก่อนอ่านค่า
4. อ่านค่าฐาน (Baseline) — อ่านทั้งแกน A และ B ทุก 0.5 เมตร หลายรอบจนค่านิ่ง และต้องเก็บให้เสร็จก่อนเริ่มกิจกรรมก่อสร้าง ค่าฐานที่เก็บไม่ดีทำให้ข้อมูลทั้งชุดที่ตามมาตีความไม่ได้
5. ป้องกันหัวท่อ — ทำฝาครอบและบ่อป้องกันหัวท่อจากเครื่องจักรหน้างาน พร้อมบันทึกพิกัดและระดับอ้างอิงของแต่ละจุดวัด
อ่านผล Inclinometer อย่างไร?
ผลการวัดนำเสนอเป็นกราฟสองแบบ กราฟการเคลื่อนตัวสะสม (Cumulative Displacement) แสดงระยะเคลื่อนตัวรวมของแต่ละระดับเทียบค่าฐาน ใช้ดูรูปร่างการเคลื่อนตัวโดยรวม และกราฟการเคลื่อนตัวรายช่วง (Incremental Displacement) แสดงการเคลื่อนตัวของแต่ละช่วง 0.5 เมตรแยกกัน ถ้ามีระนาบเลื่อนชัดเจน กราฟรายช่วงจะโชว์ค่าพุ่งที่ระดับเดียวเด่นออกมา ซึ่งคือความลึกของระนาบเลื่อน
สิ่งที่วิศวกรดูจริงคือแนวโน้มเทียบเวลา ไม่ใช่ค่าเดี่ยว การเคลื่อนตัวที่เพิ่มด้วยอัตราคงที่แล้วเริ่มเร่งตัวขึ้นเป็นสัญญาณที่ต้องตอบสนองทันที แม้ค่าสัมบูรณ์ยังไม่ถึงเกณฑ์ นอกจากนี้ทุกรอบการอ่านต้องอ่านสองทิศ (0° และ 180°) เพื่อตรวจสอบผลรวม (Checksum) เป็นการควบคุมคุณภาพว่าหัววัดและการอ่านครั้งนั้นเชื่อถือได้
ใช้กับงานขุดลึกและกำแพงกันดินอย่างไร?
ในงานขุดลึก Inclinometer ติดตั้งได้สองแบบ คือฝังท่อนำไว้ในตัวกำแพงกันดินตั้งแต่ตอนหล่อ เช่น ใน Diaphragm Wall หรือเจาะติดตั้งในดินหลังแนวกำแพง ค่าที่อ่านแต่ละรอบจะบอกว่ากำแพงโก่งตัวเท่าไรและโก่งมากที่สุดที่ระดับใด โดยต้องอ่านทุกขั้นตอนสำคัญ ทั้งการขุดลงแต่ละชั้น การติดตั้งและการรื้อค้ำยัน ดูตัวอย่างการใช้งานจริงได้ในกรณีศึกษาระบบกำแพงกันดินชั่วคราวในงานขุดลึก
แผนตรวจวัดของงานขุดลึกจะกำหนดเกณฑ์ไว้ 3 ระดับ คือระดับเฝ้าระวัง ระดับเตือน และระดับหยุดงานเพื่อทบทวนมาตรการ ตัวเลขของแต่ละระดับขึ้นกับการวิเคราะห์ของวิศวกรผู้ออกแบบเป็นรายโครงการ ไม่มีค่ามาตรฐานกลางที่ใช้ได้ทุกงาน สิ่งที่เหมือนกันทุกโครงการคือต้องตกลงเกณฑ์และสายการรายงานให้เสร็จก่อนเริ่มขุด ไม่ใช่มาตัดสินใจหน้างานเมื่อค่าขยับแล้ว
ใช้กับลาดดิน คันดิน และเขื่อนอย่างไร?
บนลาดดิน Inclinometer ตอบคำถามที่สำคัญที่สุดข้อเดียว คือระนาบเลื่อนอยู่ลึกแค่ไหน เพราะมาตรการแก้ไขทุกแบบ ไม่ว่าจะเป็น Soil Nail เสาเข็มกันเลื่อน หรือการปรับความชันลาด ต้องหยั่งผ่านระนาบเลื่อนลงไปถึงชั้นที่มั่นคงจึงจะได้ผล ถ้าไม่รู้ความลึกของระนาบเลื่อน การออกแบบแก้ไขก็เป็นเพียงการเดา อ่านเรื่องกลไกการวิบัติของลาดดินเพิ่มได้ในป้องกันดินสไลด์และการวิบัติของลาดดิน
งานลาดดินมักอ่านค่าถี่ขึ้นในฤดูฝน เพราะระดับน้ำใต้ดินที่สูงขึ้นทำให้ค่าอัตราส่วนความปลอดภัย (FS) ของลาดดินลดลง การเคลื่อนตัวจึงมักเร่งตัวช่วงฝนตกหนักต่อเนื่อง ส่วนงานคันดินและเขื่อนใช้ Inclinometer เฝ้าติดตามระยะยาวตลอดอายุใช้งาน โดยติดตั้งคู่กับ Piezometer เพื่อดูการเคลื่อนตัวและแรงดันน้ำในตัวคันไปพร้อมกัน หลายโครงการต่อหัววัดเข้าระบบ Datalogger เพื่ออ่านค่าอัตโนมัติและแจ้งเตือนจากระยะไกล ดูตัวอย่างงานจริงทั้งสองแบบได้ที่ Case Study Inclinometer ลาดดิน Kraseaw Hydropower และ Case Study Inclinometer งานขุดลึกบางพลี
Inclinometer กับ Tiltmeter ต่างกันอย่างไร?
ทั้งสองชนิดวัด "มุมเอียง" เหมือนกัน แต่ให้ข้อมูลคนละแบบและตอบคำถามคนละข้อ ตารางด้านล่างสรุปความต่างหลัก
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| หัวข้อ | Inclinometer | Tiltmeter |
|---|---|---|
| สิ่งที่วัด | การเคลื่อนตัวด้านข้างของดินแยกตามความลึก | การเอียงของโครงสร้าง ณ จุดที่ติดหัววัด |
| การติดตั้ง | ต้องเจาะหลุมและติดตั้งท่อนำ | ยึดกับผิวโครงสร้าง ไม่ต้องเจาะดิน |
| ข้อมูลที่ได้ | โปรไฟล์ตลอดความลึก บอกตำแหน่งระนาบเลื่อนได้ | ค่าเอียงจุดเดียว ความละเอียดสูงระดับ ±0.01° |
| เหมาะกับ | ดินหลังกำแพงกันดิน ลาดดิน คันดิน เขื่อน | อาคารข้างเคียงงานขุด ตัวกำแพงกันดิน |
งานขุดลึกในเมืองจึงมักใช้คู่กัน โดยให้ Inclinometer เฝ้าการเคลื่อนตัวของดินและกำแพง ส่วน Tiltmeter ติดที่อาคารข้างเคียงเพื่อเฝ้าการเอียงของโครงสร้างที่ต้องปกป้อง
Inclinometer อ้างอิงมาตรฐานอะไร และค่าบริการเท่าไร?
การใช้งาน Inclinometer แบบหยั่งหัววัดอ้างอิง ASTM D6230 ทั้งนี้งานเครื่องมือวัดทางธรณีเทคนิคไม่มีมาตรฐาน มยผ. เฉพาะ จึงใช้มาตรฐาน ASTM ร่วมกับข้อกำหนดเฉพาะโครงการและคู่มือของผู้ผลิตหัววัด บริการของ SPN ครอบคลุมตั้งแต่เจาะติดตั้งท่อนำ อ่านค่าฐาน อ่านค่าตามรอบ จนถึงประมวลผลและจัดทำรายงาน โดยรายงานลงนามรับรองโดยวิศวกรโยธาที่มีใบอนุญาต (กว.) สภาวิศวกร พร้อมลายเซ็นและเลขทะเบียน ใช้ประกอบการยื่นต่อหน่วยงานที่เกี่ยวข้องได้ ดูขอบเขตบริการทั้งหมดที่หน้างานติดตั้งเครื่องมือวัดและตรวจวัดพฤติกรรม
ค่าบริการขึ้นกับความลึกท่อนำ จำนวนจุดติดตั้ง และรอบการอ่านค่า จึงประเมินเป็นรายโครงการ ติดต่อรับใบเสนอราคาฟรีภายใน 24 ชั่วโมง ทั้งนี้ราคายังไม่รวมค่าเดินทางและค่าขนย้ายเครื่องมือ ซึ่งคิดเพิ่มตามระยะทางของหน้างาน
เนื้อหาอธิบายหลักการทำงานและการใช้งาน Inclinometer เพื่อความเข้าใจเบื้องต้น ตำแหน่งติดตั้ง ความลึกท่อนำ ความถี่การอ่านค่า และเกณฑ์เตือนของแต่ละโครงการ ต้องกำหนดโดยวิศวกรผู้รับผิดชอบตามเงื่อนไขเฉพาะของงานนั้น