งานขุดลึกในดินอ่อนมีคำถามหนึ่งที่ทุกฝ่ายอยากรู้ตลอดเวลา คือ "กำแพงขยับไปเท่าไรแล้ว" Inclinometer ตอบคำถามนี้ได้ทั้งขนาดและรูปร่างของการเคลื่อนตัวตามความลึก กรณีศึกษานี้เล่าจากงานจริงที่ SPN รับติดตั้งในโครงการก่อสร้างแห่งหนึ่งที่บางพลี พื้นที่นี้มีชั้นดินเหนียวอ่อนหนา และงานขุดใช้เข็มพืดเป็นระบบกันดิน บทความอธิบายขั้นตอนติดตั้ง วิธีอ่านกราฟ และบทเรียนจากหน้างาน หากยังไม่คุ้นกับหลักการของเครื่องมือ อ่านพื้นฐานได้ที่ Inclinometer คืออะไร ก่อน
โจทย์ของงานนี้คืออะไร?
โจทย์ของงานนี้คือติดตามการเคลื่อนตัวด้านข้างของดินหลังแนวเข็มพืดตลอดช่วงขุด โครงการเป็นงานขุดดินลึกเพื่อก่อสร้างโครงสร้างใต้ดิน ใช้เข็มพืดเหล็ก (Sheet Pile) เป็นกำแพงกันดินร่วมกับระบบค้ำยัน พื้นที่โดยรอบมีงานก่อสร้างอื่นและถนนใช้งานอยู่ ผู้ออกแบบจึงกำหนดให้ติดตั้ง Inclinometer พร้อมค่าเตือนที่ต้องรายงานทันทีเมื่อค่าเข้าใกล้ อ่านข้อดีข้อจำกัดของเข็มพืดเทียบกับกำแพงชนิดอื่นได้ในกำแพงกันดิน 7 ประเภท
ความท้าทายของพื้นที่นี้คือชั้นดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯ ซึ่งในย่านบางพลีมักหนาหลายเมตรก่อนถึงชั้นดินเหนียวแข็งและชั้นทราย ดินอ่อนมีกำลังรับแรงเฉือนต่ำ เมื่อขุดออกด้านหนึ่ง แรงดันดินอีกด้านจะดันเข็มพืดเข้าหาบ่อ ดินหลังกำแพงจึงเคลื่อนตัวตาม ลักษณะเฉพาะของชั้นดินนี้อ่านได้ที่ ดินเหนียวอ่อนกรุงเทพกับงานฐานราก และภาพรวมว่างานขุดลึกต้องวัดอะไรบ้าง อยู่ใน ตรวจวัดงานขุดดินลึกในชั้นดินอ่อนกรุงเทพ
ติดตั้งท่อ Inclinometer อย่างไร ลึกแค่ไหน?
ท่อ Inclinometer ติดตั้งในหลุมเจาะที่อยู่ในดินหลังแนวเข็มพืด ใกล้กำแพงพอที่จะสะท้อนการเคลื่อนตัวของระบบกันดิน ส่วนความลึกยึดหลักเดียว คือปลายท่อต้องลึกกว่าปลายเข็มพืดและฝังในชั้นดินที่ไม่เคลื่อนตัว ขั้นตอนหลักมี 4 ขั้น
- เจาะหลุม ด้วยเครื่องเจาะแบบเดียวกับงานเจาะสำรวจดิน ให้ลึกกว่าระดับปลายเข็มพืด และลึกพอที่ปลายท่อจะฝังอยู่ในชั้นดินที่ไม่เคลื่อนตัว หลักการสำคัญคือ ปลายท่อต้องอยู่ในชั้นดินแข็งหรือชั้นทรายที่ถือว่านิ่ง เพราะการคำนวณการเคลื่อนตัวทั้งคอลัมน์อ้างอิงปลายท่อเป็นจุดคงที่ ถ้าปลายท่อขยับด้วย ค่าที่ได้ทั้งหมดจะผิด
- หย่อนท่อ ABS แบบมีร่อง ต่อทีละท่อน จัดร่องคู่หนึ่งให้ตั้งฉากกับแนวกำแพง (แกน A) เพื่อให้แกนหลักของหัววัดจับการเคลื่อนตัวเข้าหาบ่อขุดได้ตรง
- อุดช่องว่างระหว่างท่อกับผนังหลุม ด้วยวัสดุที่ให้ท่อเคลื่อนตัวไปพร้อมดิน
- ทำปากท่อและฝาครอบป้องกัน พร้อมป้ายระบุหมายเลขหลุม ซึ่งจำเป็นมากในหน้างานที่มีเครื่องจักรวิ่งตลอดเวลา
วิธีวัดอ้างอิง ASTM D6230 (Monitoring Ground Movement Using Probe-Type Inclinometers) ซึ่งกำหนดทั้งการติดตั้ง การอ่านค่าสองทิศทาง (A+ / A−) เพื่อหักล้างความคลาดเคลื่อนของหัววัด และการตรวจสอบคุณภาพข้อมูลด้วยค่า Checksum
ภาพสามมิติด้านล่างวางท่อวัดลงในบริบทหน้างาน ให้สังเกต 3 อย่าง อย่างแรกคือท่ออยู่ในดินหลังแนวเข็มพืด ไม่ได้อยู่ในตัวเข็มพืด อย่างที่สองคือปลายท่อลึกกว่าปลายเข็มพืดและฝังในชั้นดินแข็ง อย่างที่สามคือเส้นโปรไฟล์ข้างท่อ ซึ่งเปลี่ยนรูปตามระดับขุดแต่ละขั้น และป่องมากที่สุดใต้ค้ำยันชั้นล่าง จำนวนชั้นค้ำยันและระดับขุดในภาพเป็นเพียงตัวอย่างประกอบการอธิบาย
อ่านค่าตอนไหน และเทียบกับอะไร?
ค่าทุกรอบเทียบกับค่าฐาน (Baseline) ที่อ่านก่อนเริ่มขุด หลังติดตั้งเสร็จ ทีมงานอ่านค่าฐานอย่างน้อย 2–3 รอบในวันที่ต่างกัน เพื่อยืนยันว่าท่อนิ่งและค่าซ้ำกันได้ ค่าทุกรอบหลังจากนั้นรายงานเป็น "การเปลี่ยนแปลงจากค่าฐาน" การอ่านทำโดยหย่อนหัววัดลงถึงก้นท่อแล้วดึงขึ้นทีละ 0.5 เมตร บันทึกมุมเอียงทุกช่วง แล้วคำนวณสะสมจากปลายท่อขึ้นมาเป็นโปรไฟล์การเคลื่อนตัว
รอบการอ่านผูกกับขั้นตอนขุด ไม่ใช่ปฏิทิน ทีมงานอ่านทุกครั้งที่ขุดถึงระดับใหม่ ก่อนและหลังติดตั้งค้ำยันแต่ละชั้น และถี่ที่สุดในช่วงขุดถึงก้นบ่อ ค่าสูงสุดของแต่ละรอบนำไปเทียบกับค่าเตือนที่ผู้ออกแบบกำหนดจากผลวิเคราะห์ ซึ่งแบ่งเป็นระดับเฝ้าระวัง ระดับเตือน และระดับหยุดงาน อ่านหลักการของค่าเตือน 3 ระดับได้ในบทความตรวจวัดงานขุดดินลึก
แปลผลกราฟอย่างไร รูปทรงบอกอะไร?
การแปลผลกราฟ Inclinometer ดู 2 อย่างคู่กัน คือ รูปทรง ของโปรไฟล์ และอัตราการเปลี่ยนแปลง ไม่ใช่แค่ตัวเลขสูงสุด รูปทรงที่พบในงานขุดลึกมี 3 แบบ สรุปได้ดังตาราง
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| รูปทรงโปรไฟล์ | ความหมาย | มักพบเมื่อไร |
|---|---|---|
| ป่องตรงกลาง | รูปแบบปกติของกำแพงมีค้ำยัน จุดเคลื่อนตัวสูงสุดอยู่ใกล้ระดับก้นบ่อ | งานขุดแบบมีค้ำยันในดินอ่อน จุดสูงสุดขยับลึกลงตามการขุดแต่ละขั้น |
| สูงสุดที่ปากท่อ แล้วลดลงตามความลึก | กำแพงเอียงแบบคานยื่น | ช่วงขุดชั้นแรกก่อนติดค้ำยัน |
| ทั้งเส้นเลื่อนไปทั้งแท่ง ปลายท่อไม่อยู่ที่ศูนย์ | ต้องสงสัยว่าปลายท่อฝังไม่ลึกพอ หรือชั้นดินที่ปลายท่อเคลื่อนตัวด้วย | ปลายท่อไม่ถึงชั้นดินที่นิ่ง |
อย่างที่สองคือ อัตราการเปลี่ยนแปลง ค่าที่เพิ่มเป็นขั้นตามการขุดแล้วนิ่งถือว่าปกติ แต่ค่าที่เพิ่มต่อเนื่องทั้งที่ไม่ได้ขุดเพิ่มคือสัญญาณที่ต้องเพิ่มความถี่การอ่านและแจ้งผู้ออกแบบทันที ในงานที่ค้ำยันมี Strain Gauge ด้วย การอ่านค่าแรงในค้ำยันคู่กับ Inclinometer จะช่วยยืนยันว่าระบบถ่ายแรงตามที่ออกแบบ อ่านเพิ่มได้ที่ Strain Gauge ในงานธรณีเทคนิค
บทเรียนจากหน้างานบางพลีมีอะไรบ้าง?
บทเรียนจากงานนี้มี 3 ข้อ และใช้ได้กับงานติดตั้ง Inclinometer ในงานขุดลึกทั่วไป
- ติดตั้งให้เสร็จก่อนขุด ค่าฐานที่อ่านหลังเริ่มขุดไปแล้วจะ "กลืน" การเคลื่อนตัวช่วงแรกหายไป งานนี้จึงจัดคิวเจาะติดตั้งให้ทันก่อนเครื่องจักรลงบ่อ
- ป้องกันปากท่อ ปากท่อที่ถูกรถเหยียบหรือถูกดินถมทับคือสาเหตุอันดับต้นของข้อมูลขาดช่วง ฝาครอบเหล็กและป้ายที่มองเห็นชัดช่วยได้มาก
- อ่านค่าเป็นชุดข้อมูล ไม่ใช่ตัวเลขเดี่ยว รายงานทุกรอบต้องมีทั้งโปรไฟล์ ค่าสูงสุด และกราฟค่าสูงสุดเทียบเวลาพร้อมเส้นค่าเตือน เพื่อให้ผู้ควบคุมงานตัดสินใจได้ทันทีโดยไม่ต้องตีความเอง
หากยังไม่แน่ใจว่าโครงการเข้าข่ายต้องมีแผนตรวจวัดหรือไม่ ดูเกณฑ์ตัดสินได้ที่ต้องติดตั้ง Instrumentation เมื่อไหร่ ส่วนงานขุดลึกในภูมิภาคอื่นซึ่งชั้นดินต่างจากกรุงเทพฯ วางระบบกันดินและแผนตรวจวัดอย่างไร อ่านเทียบได้ที่ กรณีศึกษาระบบกันดินชั่วคราวงานขุดลึก 4 เมตร จ.ขอนแก่น และผลงานอื่นในพื้นที่กรุงเทพฯ–ปริมณฑลที่ เจาะสำรวจดินและทดสอบเสาเข็ม กรุงเทพฯ–ปริมณฑล
ค่าบริการงานติดตั้งและอ่านค่าเครื่องมือวัดขึ้นกับชนิดและจำนวนเครื่องมือ ความลึกติดตั้ง และรอบการอ่านค่า จึงประเมินเป็นรายโครงการ ติดต่อรับใบเสนอราคาฟรีภายใน 24 ชั่วโมง ทั้งนี้ราคายังไม่รวมค่าเดินทางและค่าขนย้ายเครื่องมือ ซึ่งคิดเพิ่มตามระยะทางของหน้างาน
รายละเอียดโครงการและภาพถ่ายเป็นงานติดตั้งจริงของ SPN ส่วนกราฟทุกรูปในบทความเป็นตัวอย่างเชิงหลักการที่แสดงรูปแบบผลซึ่งพบในงานลักษณะเดียวกัน ไม่ใช่ค่าตรวจวัดของโครงการ เพราะข้อมูลตรวจวัดเป็นทรัพย์สินของเจ้าของโครงการ ค่าเตือน ตำแหน่ง และรอบการอ่านค่าของแต่ละงานต้องกำหนดโดยวิศวกรผู้ออกแบบตามเงื่อนไขเฉพาะของงานนั้น