งานถมดินและงานฐานรากบนดินอ่อนมักถามคำถามเดียวกัน คือ "ดินจะทรุดอีกเท่าไรและอีกนานแค่ไหน" Settlement Plate ตอบได้ว่าผิวดินทรุดไปเท่าไร แต่ตอบไม่ได้ว่าการทรุดนั้นมาจากชั้นดินไหน Deep Settlement Point คือเครื่องมือที่ตอบคำถามหลังได้ กรณีศึกษานี้เรียบเรียงจากงานที่ SPN เจาะติดตั้งในโครงการ Grandio บางนา กม.5 ซึ่งตั้งอยู่บนชั้นดินเหนียวอ่อนหนา ลักษณะเฉพาะของย่านบางนา
Deep Settlement Point คืออะไร ต่างจาก Settlement Plate อย่างไร?
Deep Settlement Point คือหัววัดที่ฝังไว้ในหลุมเจาะที่ระดับความลึกที่กำหนด แล้วต่อก้านหรือชุดวัดขึ้นมาถึงผิวดิน เพื่อวัดว่าดิน "ที่ระดับนั้น" ทรุดตัวลงไปเท่าไรเทียบกับหมุดอ้างอิง ส่วน Settlement Plate คือแผ่นเหล็กวางบนผิวดินเดิมก่อนถม จึงวัดการทรุดตัวรวมของทุกชั้นใต้แผ่น เครื่องมือทั้งสองใช้คู่กันได้ดี ตารางนี้สรุปความต่าง
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| หัวข้อ | Settlement Plate | Deep Settlement Point |
|---|---|---|
| วัดอะไร | การทรุดตัวรวมของผิวดินเดิม | การทรุดตัวของดินที่ระดับความลึกที่กำหนด (หลายระดับในหลุมเดียวได้) |
| ติดตั้งอย่างไร | วางแผ่นเหล็กบนผิวดินก่อนถม ต่อก้านขึ้นตามชั้นถม | เจาะหลุม ฝังหัววัดที่ระดับเป้าหมาย อุดหลุม ต่อชุดวัดขึ้นผิวดิน |
| คำถามที่ตอบ | ทรุดไปแล้วเท่าไร ใกล้จบหรือยัง | ชั้นไหนทรุดมากที่สุด ชั้นลึกเริ่มอัดตัวหรือยัง |
| เหมาะกับ | คันทาง งานถม Preloading ทั่วไป | งานที่ต้องยืนยันการออกแบบรายชั้น ดินอ่อนหนา งานที่มี PVD |
| ต้นทุน | ต่ำ | สูงกว่าเพราะต้องเจาะ |
ในงานที่ใช้ PVD เร่งการอัดตัว ข้อมูลรายชั้นบอกได้ว่าการทรุดตัวเกิดในชั้นที่ PVD ครอบคลุมหรือเกิดในชั้นที่ลึกกว่านั้น จึงใช้ตัดสินว่าวิธีปรับปรุงดินได้ผลตามที่ออกแบบหรือไม่ อ่านหลักการได้ที่ PVD และ Preloading บนดินอ่อน
ทำไมโครงการที่บางนาต้องวัดการทรุดตัวรายชั้น?
โครงการที่บางนาต้องวัดการทรุดตัวรายชั้น เพราะการวัดเฉพาะผิวดินแยกไม่ออกว่าการทรุดมาจากชั้นดินอ่อนตอนบนหรือชั้นดินเหนียวลึก ย่านบางนา–บางพลีอยู่ในบริเวณที่ชั้นดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯ หนามาก การถมดินปรับระดับหรือน้ำหนักจากสิ่งปลูกสร้างที่วางบนชั้นนี้ทำให้เกิดการอัดตัว (Consolidation) ที่กินเวลานานหลายเดือนถึงหลายปี ชั้นดินอ่อนตอนบนอัดตัวเร็ว ส่วนชั้นดินเหนียวลึกอัดตัวช้าและจะทรุดต่อไปอีกนานหลังงานถมจบ
ผู้ออกแบบจึงกำหนดให้เจาะติดตั้ง Deep Settlement Point โดยวางหัววัดที่รอยต่อของชั้นดินหลักตามผลเจาะสำรวจดิน ผลต่างระหว่างหัววัดแต่ละคู่จึงแทนการอัดตัวของชั้นดินระหว่างคู่นั้น และใช้เทียบกับค่าที่คำนวณไว้ได้ ปัญหาการทรุดตัวของพื้นที่ถมดินและวิธีแก้อ่านเพิ่มได้ที่ ดินถมทรุด แก้อย่างไร
ติดตั้งอย่างไร มีขั้นตอนอะไรบ้าง?
การติดตั้ง Deep Settlement Point มี 4 ขั้นตอน คือ เจาะหลุม ฝังหัววัด อุดหลุม และทำจุดอ้างอิง
- เจาะหลุม ถึงระดับหัววัดที่ลึกที่สุด บันทึกชั้นดินระหว่างเจาะเพื่อยืนยันว่าระดับหัววัดตรงกับรอยต่อชั้นดินจริง ไม่ใช่ตามแบบอย่างเดียว
- ฝังหัววัด ที่ระดับเป้าหมาย และยึดให้เคลื่อนตัวไปพร้อมดินที่ระดับนั้น
- อุดหลุม ด้วยวัสดุที่ไม่ขวางการเคลื่อนตัวของหัววัด และไม่กลายเป็นเสาแข็งค้ำหัววัดไว้
- ทำจุดอ้างอิง หมุดอ้างอิง (Benchmark) ต้องอยู่นอกเขตอิทธิพลของงานถมและตั้งบนชั้นดินแข็ง เพราะถ้าหมุดอ้างอิงทรุดตาม ค่าที่วัดได้ทั้งหมดจะต่ำกว่าจริง
ภาพสามมิติด้านล่างแสดงองค์ประกอบของงานนี้ในฉากเดียว จุดที่ควรดูมี 3 เรื่อง เรื่องแรกคือหัววัดแต่ละตัวยึดกับดินคนละระดับในหลุมเจาะเดียวกัน เรื่องที่สองคือก้านวัดของแต่ละหัววัดอยู่ในท่อปลอกและต่อขึ้นมาถึงผิวดิน เรื่องที่สามคือการอ่านค่าทุกครั้งผูกกับหมุดอ้างอิงนอกเขตงานถม วงเล็บ A B C คือชั้นดินระหว่างหัววัดคู่ติดกัน ภาพนี้เป็นภาพเชิงแนวคิด จำนวนและระดับของหัววัดในภาพเป็นตัวอย่าง ไม่ใช่ค่าจริงของโครงการ
การอ่านค่าใช้การสำรวจระดับ (Level Survey) เทียบหัวก้านของแต่ละหัววัดกับหมุดอ้างอิง ทำได้ด้วยกล้องระดับความละเอียดสูงในรอบเดียวกับการอ่าน Settlement Plate ข้อมูลผิวดินและข้อมูลชั้นลึกจึงเทียบกันได้โดยตรง กราฟถัดไปแสดงรูปแบบผลที่ได้จากการอ่านค่าลักษณะนี้
แปลผลอย่างไร ผลต่างระหว่างหัววัดบอกอะไร?
การแปลผล Deep Settlement Point ดู 3 เรื่องตามลำดับ คือ ลำดับของเส้น ผลต่างระหว่างเส้นคู่ติดกัน และความชันปลายเส้น
- ลำดับของเส้น หัววัดตื้นต้องทรุดมากกว่าหรือเท่ากับหัววัดลึกเสมอ ถ้าเส้นสลับกันแสดงว่ามีปัญหาการติดตั้งหรือหมุดอ้างอิงขยับ
- ผลต่างระหว่างเส้นคู่ติดกัน คือการอัดตัวของชั้นดินระหว่างสองระดับนั้น ชั้นที่ผลต่างมากคือชั้นที่รับผิดชอบการทรุดส่วนใหญ่
- ความชันปลายเส้น ทุกเส้นควรเข้าสู่ค่าคงที่หลังหยุดถม ถ้าเส้นชั้นลึกยังชันอยู่ขณะที่เส้นผิวดินแบนลง การทรุดตัวจะยังดำเนินต่อไปจากชั้นลึกแม้ผิวดินดูนิ่งแล้ว
ข้อมูลชุดนี้ใช้ยืนยันหรือปรับค่าที่คำนวณจากทฤษฎีการอัดตัว และเป็นหลักฐานประกอบการตัดสินใจว่าจะเริ่มก่อสร้างโครงสร้างบนพื้นที่ถมได้เมื่อไร รายละเอียดวิธีอ่าน Settlement Plate และการคาดการณ์การทรุดตัวที่เหลืออ่านได้ที่ Settlement Plate การตรวจวัดการทรุดตัวงานถมดิน
บทเรียนจากงานบางนามีอะไรบ้าง?
งานบางนาให้บทเรียน 3 ข้อสำหรับงาน Deep Settlement Point บนดินอ่อน
- ระดับหัววัดต้องตามชั้นดินจริง งานนี้ยืนยันระดับจากดินที่เจาะขึ้นมาก่อนฝังหัววัดทุกตัว เพราะรอยต่อชั้นดินจริงต่างจากหลุมเจาะสำรวจที่อยู่ห่างออกไปได้
- หมุดอ้างอิงคือครึ่งหนึ่งของความแม่นยำ ในพื้นที่ดินอ่อนที่ทุกอย่างทรุด การเลือกตำแหน่งหมุดอ้างอิงและการตรวจสอบหมุดเป็นระยะสำคัญไม่แพ้ตัวหัววัด
- อ่านคู่กับ Settlement Plate เสมอ ผลรวมของผลต่างรายชั้นควรใกล้เคียงกับค่าจาก Settlement Plate ข้างเคียง ถ้าไม่ตรงกันต้องหาสาเหตุก่อนนำข้อมูลไปใช้
ดูภาพรวมเครื่องมือวัดชนิดอื่นที่ใช้คู่กันในงานลักษณะนี้ได้ที่ เครื่องมือวัดทางธรณีเทคนิคคืออะไร รวมทุกชนิดที่ใช้จริง ส่วนหมุดวัดการทรุดตัวและ Tiltmeter สำหรับเฝ้าระวังอาคารข้างเคียงอ่านได้ที่ Settlement Point และ Tiltmeter
ค่าบริการงานติดตั้งและอ่านค่าเครื่องมือวัดขึ้นกับชนิดและจำนวนเครื่องมือ ความลึกติดตั้ง และรอบการอ่านค่า จึงประเมินเป็นรายโครงการ ติดต่อรับใบเสนอราคาฟรีภายใน 24 ชั่วโมง ทั้งนี้ราคายังไม่รวมค่าเดินทางและค่าขนย้ายเครื่องมือ ซึ่งคิดเพิ่มตามระยะทางของหน้างาน
รายละเอียดโครงการและภาพถ่ายเป็นงานติดตั้งจริงของ SPN ส่วนกราฟทุกรูปในบทความเป็นตัวอย่างเชิงหลักการที่แสดงรูปแบบผลซึ่งพบในงานลักษณะเดียวกัน ไม่ใช่ค่าตรวจวัดของโครงการ เพราะข้อมูลตรวจวัดเป็นทรัพย์สินของเจ้าของโครงการ ค่าเตือน ตำแหน่ง และรอบการอ่านค่าของแต่ละงานต้องกำหนดโดยวิศวกรผู้ออกแบบตามเงื่อนไขเฉพาะของงานนั้น