PDA Test คืออะไร และวัดอะไรได้บ้าง?

PDA Test (Pile Driving Analyzer Test) คือการทดสอบกำลังรับน้ำหนักเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์ (Dynamic Load Test) ตามมาตรฐาน ASTM D4945 และ มยผ. 1252-51 หลักการคือใช้ตุ้มน้ำหนักตกกระแทกหัวเสาเข็ม แล้ววัด แรง (Force) และ ความเร่ง (Acceleration) ที่หัวเสาเข็มด้วยเซ็นเซอร์ จากนั้นแปลงสัญญาณคลื่นเป็นค่ากำลังรับน้ำหนักและค่าตรวจสอบอื่น ๆ ที่รายงานออกมาเป็นตัวย่อ เช่น EMX, FMX, RMX — อ่านขั้นตอนการทดสอบภาคสนามแบบละเอียดได้ที่ การทดสอบเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์ (Dynamic Load Test / PDA)

อุปกรณ์หลักของ PDA Test มีอะไรบ้าง?

  • มาตรวัดความเครียด (Strain Transducers) อย่างน้อย 2 ตัว ติดตั้งตรงข้ามกันที่หัวเสาเข็ม: วัดความเครียดเพื่อคำนวณแรง (เสาเข็มขนาดใหญ่อาจใช้ 4 ตัว)
  • มาตรวัดความเร่ง (Accelerometers) อย่างน้อย 2 ตัว ติดตั้งตรงข้ามกัน: วัดความเร่ง แล้วปริพันธ์ (Integrate) เป็นความเร็ว (Velocity) และระยะเคลื่อนที่ (Displacement)
  • เครื่องวิเคราะห์ Pile Driving Analyzer (PDA): บันทึกและประมวลผลสัญญาณแบบเรียลไทม์
  • ตุ้มน้ำหนัก (Drop Weight): น้ำหนักประมาณ 1-2% ของกำลังรับน้ำหนักประลัย (Ultimate Capacity) ที่ต้องการพิสูจน์ เช่น พิสูจน์ 250 ตัน ใช้ตุ้ม 2.5-5 ตัน

ทำไมต้องเช็คคุณภาพสัญญาณก่อนเชื่อผล?

คุณภาพสัญญาณคือด่านแรกของการอ่านรายงาน PDA เพราะทุกค่าที่คำนวณออกมา — ทั้ง RMX และ EMX — ล้วนแปลงมาจากสัญญาณแรงและความเร็วที่วัดได้ ถ้าสัญญาณไม่ดี ค่าเหล่านั้นจะเชื่อถือไม่ได้ทั้งหมด มาตรฐาน มยผ. 1252-51 (ข้อ 4.5) ให้ตัวอย่างสัญญาณที่ควรใช้และไม่ควรใช้ไว้ชัดเจน:

ตัวอย่างสัญญาณ PDA ที่ควรใช้และไม่ควรใช้ตาม มยผ.1252-51 — สัญญาณความเครียดและความเร็วสอดคล้องกัน สัญญาณสมมาตร เทียบกับสัญญาณรบกวน (Noise) และสัญญาณ Drift
ตัวอย่างสัญญาณที่ควรใช้ (ก, ข) และไม่ควรใช้ (ค, ง) — ที่มา: รูปที่ 7 มยผ. 1252-51 มาตรฐานการรับน้ำหนักของเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์ กรมโยธาธิการและผังเมือง
  • ก) สัญญาณที่ดี: กราฟความเครียด (Force) และความเร็ว (Velocity) มี Peak ตรงกัน (Peaks match) ช่วงต้นคลื่น
  • ข) สัญญาณที่ดี: สัญญาณจากมาตรวัดคู่เดียวกัน (ติดตั้งคนละฝั่งของเสาเข็ม) ต้องคล้ายกันและสมมาตร
  • ค) ไม่ควรใช้: มีสัญญาณรบกวน (Noise) แทรกมาก — มักเกิดจากเซ็นเซอร์หลวมหรือสายสัญญาณมีปัญหา
  • ง) ไม่ควรใช้: Peak ไม่ตรงกัน หรือสัญญาณไม่กลับสู่ศูนย์ (Drift) — มักเกิดจากการตอกเยื้องศูนย์หรือเซ็นเซอร์เสีย

ถ้าเจอสัญญาณแบบ ค) หรือ ง) ในรายงาน วิศวกรภาคสนามต้องแก้การติดตั้งเซ็นเซอร์หรือปรับตำแหน่งตอกแล้วทดสอบซ้ำ ไม่ควรนำ Blow นั้นมาวิเคราะห์ต่อ

🔬 ทำไมกราฟแรงกับความเร็วต้องทับกันช่วงต้น

ในช่วงต้นก่อนที่คลื่นจะสะท้อนกลับจากปลายเข็มหรือแรงต้านดิน แรงกับความเร็วเป็นสัดส่วนกันตามสมการคลื่น F = Z·v โดย Z คืออิมพีแดนซ์ของเสาเข็ม = EA/c (E = โมดูลัสยืดหยุ่น, A = พื้นที่หน้าตัด, c = ความเร็วคลื่นในเสาเข็ม) เมื่อนำความเร็วมาคูณ Z แล้วเส้นทั้งสอง ทับกันสนิท แปลว่ายังไม่พบแรงต้านทาน เมื่อใดที่เส้นแรงกับเส้น Z·v แยกออกจากกัน คือสัญญาณว่าคลื่นเริ่มเจอแรงต้านทานจากดิน (Skin Friction) หรือปลายเข็ม — นี่คือหลักการพื้นฐานที่ Case Method และ CAPWAP ใช้แปลงสัญญาณเป็นค่ากำลังรับน้ำหนัก

ค่าหลัก 8 ตัวในรายงาน PDA คืออะไรบ้าง?

ค่าหลักในรายงาน PDA คือกลุ่มตัวย่อ 8 ตัวที่สรุปพฤติกรรมของเสาเข็มในแต่ละครั้งกระแทก แบ่งได้เป็น 3 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มกำลังรับน้ำหนัก (RMX, RAU/RA2, Shaft/Toe) กลุ่มพลังงานและแรง (EMX, FMX) และกลุ่มการเคลื่อนที่กับหน่วยแรงในวัสดุ (DMX, CSX, TSX) ตารางนี้คือสรุปอ้างอิงครบทุกค่า:

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

ตารางสรุปค่าหลัก 8 ตัวในรายงาน PDA Test
ค่าหน่วยความหมายเกณฑ์/ค่าอ้างอิง
RMX
Maximum Mobilized Capacity		kN หรือ ตันกำลังรับน้ำหนักที่ระดมได้ (Mobilized Capacity) — ค่าสำคัญที่สุด ใช้เทียบกับ Design Working Load≥ 2.5 × Design Working Load (FS = 2.5 ตามกฎกระทรวงฐานราก 2566)
RAU / RA2
Automatic Case Method		kN หรือ ตันกำลังรวมจาก Case Method อัตโนมัติ ไม่ขึ้นกับค่า Damping Factor (J)RAU: แรงเสียดทานข้างน้อย · RA2: น้อยถึงปานกลาง — ใช้ตรวจสอบเทียบ RMX
Shaft / Toe
Resistance (จาก CAPWAP)		kN หรือ ตันแยกกำลังข้างเสา (Shaft Friction) กับปลายเสา (End Bearing) จากการวิเคราะห์ CAPWAPRu (กำลังรวม) = Rshaft + Rtoe
EMX
Maximum Transferred Energy		kN·m (kJ)พลังงานสูงสุดที่ส่งผ่านจากค้อนลงเสาเข็มจริงในแต่ละครั้งกระแทกEnergy Transfer Ratio ที่ดี ~50-70% ของพลังงานตุ้ม — ต่ำกว่า 30% ต้องหาสาเหตุ
FMX
Maximum Force		kN หรือ ตันแรงสูงสุดที่หัวเสาเข็มต้องมากพอระดมแรงต้านทาน (Mobilize) ของดินถึงระดับที่ต้องการพิสูจน์
DMX
Maximum Displacement		มม.ระยะเคลื่อนที่สูงสุดของหัวเสาเข็ม รวมการหดตัวคืน (Elastic Rebound)ดูคู่กับ DFN (การจมถาวร) ซึ่งควรใกล้เคียง Set ที่วัดจริงหน้างาน
CSX
Maximum Compressive Stress		MPa หรือ kscหน่วยแรงอัดสูงสุดในวัสดุเสาเข็มขณะกระแทก≤ 0.85 × fc (เสาเข็มคอนกรีต) · ≤ 0.9 × fy (เสาเข็มเหล็ก)
TSX
Maximum Tensile Stress		MPa หรือ kscหน่วยแรงดึงสูงสุด สำคัญกับเสาเข็มยาวที่อาจเกิดคลื่นแรงดึง (Tension Wave) ระหว่างตอกต้องอยู่ในขอบเขตปลอดภัยของวัสดุ ตามข้อกำหนดโครงการ

กลุ่มกำลังรับน้ำหนัก — RMX ต่างจาก RAU/RA2 และ Shaft/Toe ยังไง?

RMX คือกำลังรับน้ำหนักรวมที่คำนวณแบบเรียลไทม์หน้างานด้วย Case Method จึงเป็นค่าประมาณเบื้องต้น — ค่าที่ใช้สรุปผลจริงต้องผ่านการยืนยันด้วย CAPWAP Analysis อีกครั้ง ขณะที่ RAU/RA2 เป็นค่ากำลังรวมแบบอัตโนมัติที่ไม่ขึ้นกับ Damping Factor วิศวกรใช้ตรวจสอบเทียบกับ RMX เมื่อยังไม่แน่ใจสภาพดิน ส่วนการแยก ข้างเสา (Shaft Friction) ออกจาก ปลายเสา (End Bearing) ไม่ได้อ่านตรงจากค่าหน้างาน แต่ได้จากการวิเคราะห์ CAPWAP ซึ่งสำคัญมากสำหรับเสาเข็มที่อาศัย End Bearing เป็นหลัก

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

เกณฑ์เปรียบเทียบ RMX กับ Design Working Load
RMX vs Design Capacityการตีความ
RMX ≥ 2.5 × Design✅ ผ่านเกณฑ์กฎกระทรวงฐานราก 2566 (FS = 2.5)
RMX < 2.5 × Design❌ ไม่ผ่านเกณฑ์วิธีพลศาสตร์ — หาสาเหตุ และพิจารณาทำ Static Load Test ยืนยัน

หมายเหตุ: เกณฑ์ FS = 2.5 ยึดตามกฎกระทรวงฐานราก 2566 ที่ให้ใช้ค่าจากวิธีพลศาสตร์ (Dynamic Load Test) ได้ไม่เกิน 40% ของแรงต้านทานสูงสุด

กลุ่มพลังงานและแรง — EMX กับ FMX บอกอะไร?

EMX บอกประสิทธิภาพการส่งพลังงานของระบบตอก สำหรับตุ้มปล่อยอิสระ (Drop Hammer) อัตราส่วนพลังงานส่งผ่าน (Energy Transfer Ratio = EMX ÷ พลังงานตุ้ม) ที่ดีมักอยู่ราว 50-70% ถ้าต่ำกว่า 30% แสดงว่าระบบสูญเสียพลังงานมาก สาเหตุที่พบบ่อยคือแผ่นรองหัวเข็ม (Cushion) เก่าหรือเสียหาย ค้อนไม่ตรงแกนเสาเข็ม ระยะยกตุ้ม (Hammer Stroke) ไม่เพียงพอ หรือระบบนำค้อนมีแรงเสียดทาน ต้องแก้ไขก่อนทดสอบใหม่ ส่วน FMX ต้องมากพอที่จะระดมแรงต้านทานของดินถึงระดับที่ต้องการพิสูจน์ — แต่การเช็คว่าเสาเข็มทนแรงกระแทกได้โดยไม่แตก ให้ดูจากหน่วยแรง CSX เทียบกับกำลังวัสดุ ไม่ใช่ดูจาก FMX โดยตรง

กลุ่มการเคลื่อนที่และหน่วยแรง — DMX, CSX, TSX ดูยังไง?

DMX คือระยะเคลื่อนที่สูงสุดซึ่ง รวมการหดตัวคืน (Elastic Rebound) ด้วย จึงไม่ใช่การจมถาวร — การจมถาวร (Set) ให้ดูจากค่า DFN (Final Displacement) ซึ่งควรใกล้เคียงกับ Set ที่วัดจริงหน้างาน ส่วน CSX และ TSX ใช้เช็คความปลอดภัยของวัสดุเสาเข็ม: หน่วยแรงอัดไม่ควรเกิน 0.85 × fc สำหรับเสาเข็มคอนกรีต หรือ 0.9 × fy สำหรับเสาเข็มเหล็ก และหน่วยแรงดึงต้องเฝ้าระวังเป็นพิเศษในเสาเข็มยาว

ตัวอย่างการอ่านรายงาน PDA ทำยังไง?

📋 ตัวอย่างผลทดสอบ

เสาเข็มเจาะ Ø60 ซม. ยาว 24 ม. Design Load = 100 ตัน · ผลทดสอบ: EMX = 18 kJ, FMX = 280 ตัน, DMX = 12 มม., RMX = 260 ตัน, CSX = 12 MPa

วิเคราะห์ทีละค่า

  • RMX = 260 ตัน vs Design = 100 ตัน → FS = 2.6 ✅ ผ่านเกณฑ์ FS = 2.5 ตามกฎกระทรวงฐานราก 2566
  • EMX = 18 kJ จากตุ้ม 5 ตัน ยกสูง 1 ม. (พลังงาน ≈ 49 kJ) → Energy Transfer Ratio = 18/49 ≈ 37% ✅ ยอมรับได้ (เกินเกณฑ์ขั้นต่ำ 30% แต่ถ้าต่ำกว่านี้ควรตรวจ Cushion และแนวการตอก)
  • CSX = 12 MPa vs 0.85 × 30 MPa = 25.5 MPa → ✅ เสาเข็มไม่เสียหาย
  • FMX = 280 ตัน > RMX = 260 ตัน → แรงกระแทกมากพอที่จะระดมแรงต้านทาน (Mobilize) ของดินถึงระดับที่ต้องการพิสูจน์
  • DMX = 12 มม. → เป็นระยะเคลื่อนที่รวม Elastic Rebound ส่วนการจมถาวร (Set) ให้ดูค่า DFN เทียบกับที่วัดจริงหน้างาน

สรุป: ผ่านเกณฑ์ Pile ใช้งานได้ตาม Design

CAPWAP Analysis คืออะไร ทำไมต้องวิเคราะห์ต่อ?

CAPWAP (CAse Pile Wave Analysis Program) คือโปรแกรมวิเคราะห์สัญญาณ PDA เชิงลึกด้วยเทคนิค Signal Matching หลังจากได้สัญญาณจากหน้างานแล้ว วิศวกรใช้ CAPWAP วิเคราะห์เพิ่มเติม เพื่อ:

  • แยกกำลังรับน้ำหนัก ข้างเสา (Shaft) และ ปลายเสา (Toe) ออกจากกัน
  • คำนวณ Load-Settlement Curve เปรียบเทียบกับ Static Load Test
  • ประเมิน คุณภาพของเสาเข็ม ตลอดความยาว ตรวจหา Defect
  • ปรับค่า Damping และ Quake ให้ตรงกับสภาพดินจริง
ตัวอย่างผล CAPWAP Analysis จริง — กราฟ Force Measured/Computed, Force/Velocity, Load-Displacement จำลอง Static และการกระจาย Shaft Resistance ตลอดความยาวเสาเข็ม
ตัวอย่างผล CAPWAP จากโครงการจริงของ SPN — ซ้ายบน: Force Measured เทียบ Computed (Signal Matching) · ขวาบน: Force/Velocity · ซ้ายล่าง: Load-Displacement จำลองเทียบ Static Test · ขวาล่าง: การกระจายแรงเสียดทานข้างเสาตลอดความยาว

บทความนี้สรุป CAPWAP ไว้เพียงภาพรวม — อ่านเจาะลึกหลักการ Signal Matching ผลลัพธ์ที่ได้ และการเปรียบเทียบ CAPWAP vs Case Method vs Static Load Test ได้ที่ CAPWAP คืออะไร? ทำไมผลทดสอบ PDA ต้องวิเคราะห์ CAPWAP

เกณฑ์ผ่าน/ไม่ผ่านของ PDA Test ใช้อะไรตัดสิน?

เกณฑ์ตัดสินผล PDA Test ในประเทศไทยยึดตามกฎกระทรวงฐานราก 2566 ประกอบกับ มยผ. 1252-51 โดยดูทั้งกำลังรับน้ำหนัก (RMX) และความสมบูรณ์ของวัสดุ (CSX/TSX) ดังนี้:

  • RMX ≥ 2.5 × Design Working Load: ✅ ผ่าน — กฎกระทรวงฐานราก 2566 ข้อ 24 ให้ใช้ค่าจาก Dynamic Load Test ได้ไม่เกิน 40% ของแรงต้านทานสูงสุด เทียบเท่า FS = 2.5
  • RMX < 2.5 × Design Working Load: ❌ ไม่ผ่านเกณฑ์วิธีพลศาสตร์ — หาสาเหตุ และพิจารณาทำ Static Load Test ยืนยัน (วิธีสถิตยศาสตร์ใช้ค่าได้ถึง 50%)
  • ค่าจากวิธีพลศาสตร์ต้องเป็นค่าที่ สอบเทียบ (Calibrate) กับผลทดสอบวิธีสถิตยศาสตร์ แล้ว
  • จำนวนต้นที่ทดสอบ: กฎกระทรวงไม่ได้กำหนดตายตัว แนวปฏิบัติที่พบบ่อยคือ ~1% ของจำนวนเสาเข็มทั้งหมด และอย่างน้อย 1 ต้น โดยเสาเข็มที่เลือกต้องเป็นตัวแทนของทั้งโครงการ — อ่านหลักคิดที่ ต้องทดสอบเสาเข็มกี่ต้น?
  • CSX, TSX ในขอบเขตปลอดภัย: ✅ เสาเข็มไม่เสียหาย

อ่านที่มาของเกณฑ์ 40/50/40 แบบละเอียดได้ที่ เสาเข็มรับน้ำหนักได้เท่าไหร่ตามกฎหมาย? เกณฑ์ 40/50/40 กฎกระทรวงฐานราก 2566

เมื่อผล PDA ไม่ผ่าน ต้องทำยังไง?

ผล PDA ที่ต่ำกว่าเกณฑ์ไม่ได้แปลว่าเสาเข็มใช้ไม่ได้เสมอไป — ต้องไล่หาสาเหตุอย่างเป็นระบบก่อนตัดสินใจ ตามลำดับขั้นตอนนี้:

  1. ตรวจสอบสาเหตุ: เสาเข็มสั้นไป? Damping ไม่เหมาะ? อุปกรณ์มีปัญหา? เซ็นเซอร์ติดตั้งผิด?
  2. ทำ CAPWAP Analysis วิเคราะห์เชิงลึกอีกครั้ง
  3. เพิ่มจำนวนกระแทก: บางครั้ง Pile ต้องการ Set-up Time เพื่อให้ Skin Friction กลับคืน
  4. ทำ Static Load Test: เป็นวิธีที่แม่นยำที่สุด ใช้ยืนยันผล PDA
  5. เปลี่ยน Design: ถ้ายืนยันแล้วไม่ผ่าน อาจต้องเพิ่มจำนวนเสาเข็ม หรือเพิ่มความลึก

PDA Test มีข้อจำกัดอะไรบ้าง?

⚠️ สิ่งที่ต้องระวัง

PDA Test เป็น Dynamic Test ที่ Mobilize Capacity ไม่ครบ 100% เหมือน Static Test ดังนั้นค่า RMX อาจ ต่ำกว่ากำลังรับน้ำหนักจริง 10-30% โดยเฉพาะในดินเหนียวที่มี Damping สูง

  • ดินเหนียวอ่อน (Soft Clay): Damping สูง ค่า RMX อาจต่ำกว่าจริงมาก
  • Set-up Effect: Skin Friction เพิ่มขึ้นกับเวลาในดินเหนียว ทดสอบเร็วเกินไปได้ค่าต่ำ
  • Relaxation: ในดินทรายแน่น Skin Friction อาจลดลงกับเวลา ทดสอบช้าเกินไปได้ค่าต่ำ
  • เสาเข็มเจาะ: ผลแม่นยำน้อยกว่าเสาเข็มตอก เพราะมี Soil Disturbance

สรุป

การอ่านผล PDA Test ต้องเข้าใจค่าหลายตัว RMX คือค่าหลักที่บอก Pile Capacity, CSX/TSX บอกความสมบูรณ์ของเสาเข็ม, EMX บอกประสิทธิภาพการตอก เกณฑ์ผ่านตามกฎกระทรวงฐานราก 2566 คือ RMX ≥ 2.5 × Design Working Load (FS = 2.5)

SPN Soil Engineering ให้บริการทดสอบเสาเข็ม PDA Test ตามมาตรฐาน ASTM D4945 พร้อม CAPWAP Analysis และวิศวกรผู้เชี่ยวชาญในการตีความผล ติดต่อเพื่อปรึกษาโครงการของคุณ