Pull-Out Test คืออะไร?

Pull-Out Test (การทดสอบแรงดึงถอน) คือการให้แรงดึงตามแนวแกนของพุกหรือสตัดที่ติดตั้งในคอนกรีต เพื่อตรวจสอบว่าระบบยึดรับแรงได้ตามที่ออกแบบหรือไม่ มาตรฐานสากลที่ใช้อ้างอิงคือ ASTM E488 — Standard Test Methods for Strength of Anchors in Concrete Elements จัดเป็นงานตรวจสอบโครงสร้างแบบไม่ทำลาย (NDE) ประเภทหนึ่ง

การทดสอบในสนามแบ่งได้ 2 วัตถุประสงค์หลัก:

  1. Proof Load Test (ทดสอบพิสูจน์แรง) — ดึงถึงแรงทดสอบที่กำหนด (เช่น 1.5–2 เท่าของ Working Load) เพื่อยืนยันว่าพุก "ผ่าน" โดยไม่วิบัติ ใช้ตรวจรับงานติดตั้งจริง
  2. Ultimate Load Test (ทดสอบถึงวิบัติ) — ดึงจนพุกวิบัติเพื่อหากำลังสูงสุดจริง ใช้สำหรับหาค่าออกแบบหรือเปรียบเทียบผลิตภัณฑ์
📚 หลักการพื้นฐาน

งานตรวจรับหน้างานส่วนใหญ่เป็น Proof Load Test — พุกที่ผ่านการทดสอบยังใช้งานต่อได้ เพราะแรงทดสอบไม่ทำให้เกิดความเสียหายถาวร และการทดสอบบันทึกทั้ง "แรง" และ "การเคลื่อนตัว" (Load–Displacement) ไม่ใช่ดูแค่ว่าพุกหลุดหรือไม่หลุด

⚠️ กำลังหา "แรงถอนของเสาเข็ม" อยู่หรือเปล่า?

Pull-Out Test ในบทความนี้คือการทดสอบ พุก/สตัดที่ฝังในคอนกรีต ตาม ASTM E488 — คนละเรื่องกับการทดสอบเสาเข็มรับแรงถอน (Uplift / Tension Load Test) ซึ่งใช้มาตรฐาน ASTM D3689 ดึงเสาเข็มทั้งต้นขึ้นจากดิน หากคุณกำลังหาการทดสอบเสาเข็มรับแรงถอน (เช่น งานโซลาร์ฟาร์ม เสาส่งไฟฟ้า ถังใต้ดิน) ให้ดู ทดสอบเสาเข็มรับแรงถอน (Uplift Test) คืออะไร แทน

ทำไมต้องทำ Pull-Out Test?

ค่ากำลังในแคตตาล็อกผู้ผลิตได้จากการทดสอบในห้องปฏิบัติการภายใต้เงื่อนไขควบคุม แต่หน้างานจริงมีตัวแปรที่ทำให้กำลังลดลงได้มาก:

  • การทำความสะอาดรูเจาะไม่ดี — ฝุ่นคอนกรีตที่เหลือในรูทำให้แรงยึดเหนี่ยว (Bond) ของพุกเคมีลดลงได้ถึง 40–60%
  • ระยะฝังไม่ครบ — เจาะตื้นกว่าแบบ หรือฝังสตัดไม่สุดรู
  • น้ำยาเคมีเสื่อมสภาพหรือผสมไม่สมบูรณ์ — เก็บผิดอุณหภูมิ หมดอายุ หรือฉีดไม่เต็มรู
  • คอนกรีตกำลังต่ำกว่าที่ออกแบบ หรือมีรอยร้าวบริเวณจุดยึด
  • เจาะโดนเหล็กเสริม แล้วย้ายตำแหน่งโดยไม่อุดรูเดิม
⚠️ ความเสี่ยงที่มักถูกมองข้าม

งานชั้นวางสินค้าอัตโนมัติ (AS/RS) และ Racking สูง แรงดึงถอนที่ฐานเสาเกิดจากโมเมนต์พลิกคว่ำขณะเกิดแผ่นดินไหวหรือรถ Forklift ชน หากพุกที่ฐานหลุดแม้เพียงต้นเดียว อาจเกิดการวิบัติต่อเนื่อง (Progressive Collapse) ของทั้งแถว — การสุ่มทดสอบก่อนใช้งานจึงเป็นข้อกำหนดมาตรฐานของผู้ผลิต Racking ชั้นนำ

Pull-Out Test ทดสอบพุกประเภทไหนได้บ้าง?

ASTM E488 ครอบคลุมระบบยึดทั้งแบบฝังก่อนเทและติดตั้งภายหลัง:

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

ประเภทลักษณะการรับแรง
Adhesive / Chemical Anchor (พุกเคมี)สตัดเกลียว + อีพ็อกซี/เรซิน ฉีดในรูเจาะแรงยึดเหนี่ยวเคมีระหว่างผนังรูกับก้านสตัด
Expansion Anchor (พุกตอก/พุกขยายตัว)ปลอกขยายตัวบีบผนังรูแรงเสียดทานจากการขยายตัว
Undercut Anchorปลายขยายเข้าไปในรูที่คว้านก้นให้ใหญ่ขึ้นMechanical Interlock ที่ก้นรู
Cast-in-Place Anchor (ฝังก่อนเท)J-Bolt, แผ่นเหล็กฝังพร้อมเทคอนกรีตแรงแบกทานจากส่วนที่ฝัง
💡 ข้อสังเกตสำหรับพุกเคมี

พุกเคมีต้องบ่มให้ครบเวลาที่ผู้ผลิตกำหนดก่อนทดสอบ (Curing Time ขึ้นกับอุณหภูมิ) และมาตรฐานกำหนดระยะห่างจุดรองรับของชุดทดสอบไว้เข้มกว่าพุกชนิดอื่น เพื่อไม่ให้แรงกดจากฐานรองรับไปช่วยอุ้มกรวยคอนกรีตรอบพุก

ใช้อุปกรณ์อะไรทดสอบ Pull-Out Test?

ชุดทดสอบ Pull-Out ในสนามประกอบด้วย:

ชุดทดสอบ Pull-Out Test ที่ฐานเสาชั้นวางสินค้า กระบอกไฮดรอลิก ปั๊มมือ เกจวัดแรงดัน และ Dial Gauge
ชุดทดสอบ Pull-Out ในสนาม — กระบอกไฮดรอลิกลูกสูบกลวง ปั๊มมือไฮดรอลิก เกจวัดแรงดันที่สอบเทียบ และ Dial Gauge บนขาตั้งแม่เหล็ก ติดตั้งที่ฐานเสาชั้นวางสินค้า (Racking)
  1. กระบอกไฮดรอลิกลูกสูบกลวง (Hollow Ram Hydraulic Cylinder) — สวมผ่านก้านดึงที่ต่อกับสตัด
  2. ปั๊มมือไฮดรอลิก (Hand Pump) พร้อมสายแรงดันสูงและคัปเปลอร์
  3. เกจวัดแรงดัน (Pressure Gauge) ที่ผ่านการสอบเทียบ — แปลงแรงดันเป็นแรงดึงผ่านสมการสอบเทียบ
  4. Dial Gauge ความละเอียด 0.01 มม. พร้อมขาตั้งแม่เหล็ก — วัดการเคลื่อนตัวของพุก
  5. สะพานรองรับ (Reaction Bridge) — ถ่ายแรงปฏิกิริยาลงคอนกรีตห่างจากพุกตามระยะที่มาตรฐานกำหนด
  6. ก้านดึงและข้อต่อ (Loading Rod + Coupling Nut) — ขนาดต้องพัฒนากำลังของพุกได้โดยยืดตัวน้อยที่สุด

ระยะห่างจุดรองรับขั้นต่ำตาม ASTM E488 (แรงดึง):

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

ประเภทพุกระยะระหว่างจุดรองรับระยะถึงขอบ/โครงทดสอบ
พุกเคมี (Adhesive)2.0 hef1.0 hef
พุกชนิดอื่นทั้งหมด4.0 hef2.0 hef

(hef = ระยะฝังประสิทธิผลของพุก)

⚠️ เครื่องมือต้องสอบเทียบ

ASTM E488 กำหนดให้อุปกรณ์วัดแรงสำหรับงานสนามมีความแม่นยำภายใน ±2% ของแรงที่ให้ — ชุดกระบอก+ปั๊ม+เกจต้องสอบเทียบร่วมกันกับ Load Cell มาตรฐาน เพื่อให้ได้สมการแปลงค่า เช่น แรงจริง (kg) = ค่าเกจ (bar) × 17.859 − 33.431 และ Dial Gauge ต้องมีใบรับรองสอบเทียบที่ยังไม่หมดอายุ

ขั้นตอนการทดสอบแบบ Step Loading ทำอย่างไร?

ASTM E488 ให้เลือกวิธีให้แรงได้ 2 แบบ: ให้แรงต่อเนื่อง (Continuous) หรือให้แรงเป็นขั้น (Incremental / Step Loading) — งานสนามนิยม Step Loading เพราะอ่านค่าด้วยเกจมือได้ และเห็นพฤติกรรมการคืบ (Creep) ของพุกในแต่ละขั้น — หลักการเดียวกับการทดสอบเสาเข็มแบบสถิต (Static Load Test) ที่ให้แรงเป็นขั้นแล้ววัดการเคลื่อนตัว

  1. Seating Load — ให้แรงปรับตั้งเริ่มต้นไม่เกิน 5% ของแรงทดสอบสูงสุด เพื่อให้ทุกชิ้นส่วนแนบสนิท แล้วตั้งศูนย์ Dial Gauge (ค่านี้คือ Datum)
  2. เพิ่มแรงทีละขั้น — แต่ละขั้นไม่เกิน 15% ของแรงทดสอบสูงสุด
  3. คงค้างแต่ละขั้น 2 นาที — อ่าน Dial Gauge ที่ต้นช่วงและที่ครบ 2 นาที (ค่าที่ 2 นาทีคือค่าที่ใช้รายงาน)
  4. บันทึกเวลาเริ่ม–สิ้นสุดของทุกขั้น และเขียนกราฟ Load–Displacement ต่อเนื่องตลอดการทดสอบ

ตัวอย่างลำดับการให้แรง (แรงทดสอบ 20 kN ขั้นละ 15%):

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

ขั้น% ของแรงสูงสุดแรงดึง (kN)คงค้าง (นาที)
ปรับตั้ง (Seat)5%1—
115%32
230%62
345%92
460%122
575%152
690%182
7100%202

รวมเวลาคงค้างประมาณ 14 นาทีต่อจุด (ไม่รวมเวลาติดตั้งและเปลี่ยนขั้น)

💡 เคล็ดลับการอ่านค่า

หากเข็ม Dial Gauge ยังเดินต่อเนื่องระหว่างคงค้างแรงคงที่ นั่นคือสัญญาณการคืบของแรงยึดเหนี่ยว — ถ้าการเคลื่อนตัวไม่หยุดหรือแรงดันเกจตกลงเอง แสดงว่า Bond กำลังวิบัติ ให้บันทึกเป็น Bond Failure แม้พุกยังไม่หลุดออกมาให้เห็น

เกณฑ์การวิบัติ (Failure Criteria) มีอะไรบ้าง?

ตาม ASTM E488 ความเสียหายเกิดได้จากรูปแบบใดรูปแบบหนึ่งหรือหลายแบบร่วมกัน:

  1. Shear-Cone Failure — คอนกรีตวิบัติแบบกรวยเฉือนรอบพุก
  2. Concrete Cracking + Pull-Out — คอนกรีตแตกร้าวรอบจุดยึดแล้วพุกหลุดถอน
  3. Pull-Out — พุกถอนหลุดออกจากรู
  4. Bond Failure — แรงยึดเหนี่ยวระหว่างพุกกับคอนกรีตวิบัติ สังเกตจากการเคลื่อนตัวต่อเนื่องขณะแรงคงที่หรือลดลง
  5. Steel / Hardware Fracture — ชิ้นส่วนใดของระบบยึดแตกหัก รวมถึงน็อตและอุปกรณ์ประกอบ
✅ เกณฑ์ "ผ่าน" ของ Proof Load Test

รับแรงทดสอบครบโดยไม่เกิดการวิบัติรูปแบบใดเลย และการเคลื่อนตัวอยู่ในเกณฑ์ปกติ (ไม่มีการคืบต่อเนื่องขณะคงค้างแรง)

ต้องทดสอบกี่จุด?

ASTM E488 กำหนดจำนวนตัวอย่างขั้นต่ำไว้ 2 ระดับ — หาค่าเฉลี่ยกำลังอย่างน้อย 5 ตัวต่อขนาด (ลดเหลือ 3 ตัวได้หากวิบัติที่เนื้อเหล็ก) ส่วนข้อมูลทางสถิติขึ้นกับค่าสัมประสิทธิ์การแปรผัน (Coefficient of Variation):

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

CoV ของผลทดสอบ (%)จำนวนตัวอย่างขั้นต่ำ
ไม่เกิน 125
12 ถึง 1510
มากกว่า 1530
CoV (%)  =  ( ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐาน ÷ ค่าเฉลี่ย ) × 100

ในทางปฏิบัติ งานตรวจรับมักกำหนดสัดส่วนสุ่ม เช่น 2–5% ของจำนวนพุกทั้งหมด หรือขั้นต่ำ 5–10 จุด กระจายตามตำแหน่งที่รับแรงสูงและติดตั้งโดยช่างคนละชุด

ตัวอย่างผลทดสอบจริง: สตัดยึดฐานเสา Racking ในคลังสินค้า

กรณีศึกษาจากงานทดสอบของ SPN: สตัดเกลียว M16 × 300 มม. ระยะฝัง 125 มม. ในพื้นคอนกรีต f′c = 400 ksc ยึดฐานเสาชั้นวางสินค้าอัตโนมัติ (AS/RS) ทดสอบแบบ Proof Load 20 kN จำนวน 10 จุด ด้วยวิธี Step Loading ขั้นละ 15% คงค้างขั้นละ 2 นาที

การจัดวางชุดทดสอบแรงดึงถอนที่ฐานเสา Racking ในคลังสินค้า
การจัดวางชุดทดสอบจริงที่ฐานเสา Racking — ปั๊มมือไฮดรอลิกต่อสายแรงดันสูงเข้ากระบอกดึงที่ฐานเสา พร้อม Dial Gauge วัดการเคลื่อนตัว
20 kN
แรงทดสอบ ครบทุกจุด
10/10
PASS · ไม่วิบัติ
0.44 มม.
การเคลื่อนตัวเฉลี่ย

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

รายการค่าที่ได้
แรงทดสอบสูงสุด20 kN (ครบทุกจุด)
รูปแบบความเสียหายไม่วิบัติทั้ง 10 จุด
การเคลื่อนตัวที่แรงสูงสุด0.08 – 0.61 มม. (เฉลี่ย 0.44 มม.)
CoV ของแรงสูงสุด0.0%
ผลตัดสินPASS ทั้ง 10 จุด

ข้อสังเกตที่น่าสนใจ: แม้ทุกจุดผ่าน แต่การเคลื่อนตัวต่างกันถึง 7 เท่า (0.08 vs 0.61 มม.) — ความต่างนี้สะท้อนคุณภาพการติดตั้งแต่ละจุด เช่น ความสะอาดของรูและความสมบูรณ์ของน้ำยาเคมี จุดที่เคลื่อนตัวมากแม้ยังผ่านเกณฑ์ ก็เป็นข้อมูลให้ผู้ควบคุมงานกลับไปตรวจกระบวนการติดตั้งของล็อตนั้นได้

แนวทางปฏิบัติที่ดี (Best Practices)

  1. กำหนดแรงทดสอบเป็นลายลักษณ์อักษรก่อนเข้างาน — Proof Load มาจากผู้ออกแบบหรือข้อกำหนดผู้ผลิต ไม่ใช่ตกลงหน้างาน
  2. ตรวจใบสอบเทียบทุกครั้ง — ชุดกระบอก+ปั๊ม+เกจสอบเทียบร่วมกัน และ Dial Gauge มีใบรับรองสอบเทียบที่ยังไม่หมดอายุ
  3. จัดแนวแรงให้ตั้งฉากและร่วมศูนย์ — แรงดึงต้องผ่านแนวแกนสตัดพอดี ความเยื้องศูนย์ทำให้เกิดโมเมนต์ดัดและค่าเพี้ยน
  4. วาง Dial Gauge บนจุดที่ไม่ได้รับผลจากการแอ่นตัว — ขาแม่เหล็กต้องอยู่นอกโซนอิทธิพลของ Reaction Bridge
  5. เคารพระยะ Clearance ตามชนิดพุก — พุกเคมีใช้ 2.0 hef พุกชนิดอื่น 4.0 hef
  6. บันทึกข้อมูลครบตามมาตรฐาน — ตำแหน่งจุด เวลาแต่ละขั้น ค่าเกจที่ 2 นาที รูปแบบความเสียหาย พร้อมภาพถ่ายทุกจุด
  7. อย่ายืนในแนวก้านดึงขณะอัดแรง — หากสตัดหรือข้อต่อขาด ชิ้นส่วนจะดีดตัวตามแนวแรง สวมแว่นนิรภัยและใช้ฉากกั้นเสมอ

สรุป

Pull-Out Test ตาม ASTM E488 คือเครื่องมือยืนยันว่าพุกเคมีและสตัดเกลียวที่ติดตั้งจริงหน้างาน รับแรงได้ตามที่ออกแบบ ไม่ใช่แค่ตามแคตตาล็อก หัวใจของการทดสอบที่น่าเชื่อถือคือ อุปกรณ์ที่สอบเทียบแล้ว ขั้นตอน Step Loading ที่ถูกต้อง (5% Seating → ขั้นละไม่เกิน 15% → คงค้าง 2 นาที) การบันทึก Load–Displacement ครบถ้วน และจำนวนจุดทดสอบที่สอดคล้องกับหลักสถิติ

SPN Soil Engineering ให้บริการทดสอบแรงดึงถอนพุกเคมี สตัดเกลียว และ Anchor Bolt ตามมาตรฐาน ASTM E488 ด้วยชุดเครื่องมือไฮดรอลิกที่สอบเทียบกับ Load Cell มาตรฐาน และ Dial Gauge ที่มีใบรับรองสอบเทียบ รายงานผลครบถ้วนพร้อมกราฟ Load–Displacement ภาพถ่ายทุกจุด และลงนามรับรองโดยวิศวกร นอกจากนี้ยังให้บริการทดสอบโครงสร้างอื่น เช่น Floor Load Test ทดสอบกำลังพื้นด้วยน้ำหนักบรรทุกจริง

📌 หมายเหตุ

บทความนี้จัดทำเพื่อเป็นความรู้ทางวิศวกรรม การกำหนดแรงทดสอบ จำนวนจุด และการแปลผล ควรเป็นไปตามข้อกำหนดของโครงการและดุลยพินิจของวิศวกรผู้มีใบอนุญาต