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

ทีม SPN ติดตั้งท่อ Inclinometer ข้างแนวเข็มพืดเหล็กในงานขุดลึกที่บางพลี สมุทรปราการ มีรถเครนและป้ายระบุตำแหน่งหลุม
หน้างานติดตั้ง Inclinometer ข้างแนวเข็มพืดที่บางพลี ท่อวัดต้องติดตั้งและอ่านค่าฐานให้เสร็จก่อนเริ่มขุด (ภาพ: SPN Soil Engineering)

ติดตั้งท่อ Inclinometer อย่างไร ลึกแค่ไหน?

ท่อ Inclinometer ติดตั้งในหลุมเจาะที่อยู่ในดินหลังแนวเข็มพืด ใกล้กำแพงพอที่จะสะท้อนการเคลื่อนตัวของระบบกันดิน ส่วนความลึกยึดหลักเดียว คือปลายท่อต้องลึกกว่าปลายเข็มพืดและฝังในชั้นดินที่ไม่เคลื่อนตัว ขั้นตอนหลักมี 4 ขั้น

  1. เจาะหลุม ด้วยเครื่องเจาะแบบเดียวกับงานเจาะสำรวจดิน ให้ลึกกว่าระดับปลายเข็มพืด และลึกพอที่ปลายท่อจะฝังอยู่ในชั้นดินที่ไม่เคลื่อนตัว หลักการสำคัญคือ ปลายท่อต้องอยู่ในชั้นดินแข็งหรือชั้นทรายที่ถือว่านิ่ง เพราะการคำนวณการเคลื่อนตัวทั้งคอลัมน์อ้างอิงปลายท่อเป็นจุดคงที่ ถ้าปลายท่อขยับด้วย ค่าที่ได้ทั้งหมดจะผิด
  2. หย่อนท่อ ABS แบบมีร่อง ต่อทีละท่อน จัดร่องคู่หนึ่งให้ตั้งฉากกับแนวกำแพง (แกน A) เพื่อให้แกนหลักของหัววัดจับการเคลื่อนตัวเข้าหาบ่อขุดได้ตรง
  3. อุดช่องว่างระหว่างท่อกับผนังหลุม ด้วยวัสดุที่ให้ท่อเคลื่อนตัวไปพร้อมดิน
  4. 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

แบบจำลอง 3 มิติเชิงแนวคิด ท่อ Inclinometer ในดินหลังแนวเข็มพืดของงานขุดลึกแบบมีค้ำยันบนดินเหนียวอ่อน และการอ่านค่าตามขั้นตอนขุด ภาพสามมิติเชิงแนวคิดของก้อนดินที่ตัดมุมด้านหน้าออกให้เห็นภายในบ่อขุด ชั้นบนเป็นดินเหนียวอ่อน ชั้นล่างเป็นชั้นดินแข็งที่ถือว่านิ่ง แนวเข็มพืดเหล็กล้อมบ่อขุดและมีค้ำยันเหล็กสองชั้น ด้านหลังบ่อเป็นถนนที่ยังใช้งาน หมายเลขหนึ่งคือท่อ Inclinometer ที่ติดตั้งในหลุมเจาะในดินหลังแนวเข็มพืด หมายเลขสองคือปลายท่อซึ่งลึกกว่าปลายเข็มพืดและฝังอยู่ในชั้นดินแข็ง ใช้เป็นจุดอ้างอิงคงที่ หมายเลขสามคือค้ำยันสองชั้น หมายเลขสี่คือตำแหน่งที่โปรไฟล์ป่องมากที่สุด อยู่ใต้ค้ำยันชั้นล่างใกล้ระดับก้นบ่อ บนผนังบ่อมีเส้นประสามระดับ คือระดับขุดขั้นที่หนึ่ง ระดับขุดขั้นที่สอง และระดับก้นบ่อ ข้างท่อมีเส้นโปรไฟล์สี่เส้น เส้นตรงสีเทาคือค่าฐานก่อนขุด เส้นสีฟ้าเอียงแบบคานยื่นเมื่อขุดขั้นแรก เส้นสีส้มเริ่มป่องช่วงกลางเมื่อขุดขั้นที่สอง และเส้นสีแดงป่องมากที่สุดเมื่อขุดถึงก้นบ่อ ทุกเส้นกลับเป็นศูนย์ที่ปลายท่อ กรอบขวาสรุปการอ่านค่าแต่ละขั้นและหลักการติดตั้ง เป็นภาพเชิงแนวคิดที่ขยายการเคลื่อนตัวให้เห็นชัด ไม่ใช่ค่าตรวจวัดจริงของโครงการ แบบจำลอง 3 มิติ (3D): ท่อ Inclinometer หลังแนวเข็มพืด ภาพเชิงแนวคิด · ไม่ตามมาตราส่วน 1 ท่อ Inclinometer ในดินหลังแนวเข็มพืด 2 4 3 ค้ำยัน 2 ชั้น แนวเข็มพืดเหล็ก (Sheet Pile) ถนนที่ยังใช้งาน ขุดขั้น 1 ขุดขั้น 2 ก้นบ่อ ดินเหนียวอ่อน ชั้นดินแข็ง/ทราย ที่ถือว่านิ่ง แนวเข็มพืดก่อนขุด เส้นประบนผนังบ่อ = ระดับขุดแต่ละขั้น อ่านทุกขั้นขุด เทียบค่าฐาน ค่าฐาน (Baseline) อ่าน 2–3 รอบ ก่อนเริ่มขุด ขุดถึงระดับค้ำยันชั้น 1 เอียงแบบคานยื่น ก่อนติดค้ำยัน ขุดถึงระดับค้ำยันชั้น 2 โปรไฟล์เริ่มป่องช่วงกลาง ขุดถึงก้นบ่อ ป่องมากสุดใต้ค้ำยันชั้นล่าง จุดสำคัญในภาพ 1 ท่ออยู่ในดินหลังเข็มพืด 2 ปลายท่อลึกกว่าปลายเข็มพืด 3 ค้ำยัน 2 ชั้น ยึดกำแพงช่วงบน 4 จุดป่องสูงสุด ใกล้ก้นบ่อ ร่องท่อแกน A ตั้งฉากแนวกำแพง อ่านทีละ 0.5 ม. จากก้นท่อขึ้นมา ภาพเชิงแนวคิด ไม่ใช่ค่าวัดจริง ขยายการเคลื่อนตัวให้เห็นชัด
ภาพเชิงแนวคิดของหน้างานขุดลึกแบบมีค้ำยันหลังแนวเข็มพืดบนดินเหนียวอ่อน ① ท่อ Inclinometer ในหลุมเจาะในดินหลังแนวเข็มพืด ② ปลายท่อลึกกว่าปลายเข็มพืดและฝังในชั้นดินที่ถือว่านิ่ง ใช้เป็นจุดอ้างอิง ③ ค้ำยันยึดกำแพงช่วงบน ④ จุดที่โปรไฟล์ป่องมากที่สุด อยู่ใต้ค้ำยันชั้นล่างใกล้ระดับก้นบ่อ เส้นประบนผนังบ่อคือระดับขุดแต่ละขั้น สีเดียวกับเส้นโปรไฟล์ของรอบอ่านนั้น (ภาพเชิงแนวคิด ขยายการเคลื่อนตัวให้เห็นชัด ไม่ใช่ค่าตรวจวัด ความลึก หรือจำนวนชั้นค้ำยันจริงของโครงการ) (ภาพ: SPN Soil Engineering)

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

กราฟตัวอย่างเชิงหลักการ โปรไฟล์การเคลื่อนตัวด้านข้างของกำแพงกันดินจาก Inclinometer ตามขั้นตอนขุด และวิธีอ่านรูปทรงของโปรไฟล์ กราฟด้านซ้ายแกนนอนคือการเคลื่อนตัวสะสมเข้าหาบ่อขุด 0 ถึง 60 มิลลิเมตร แกนตั้งคือความลึก 0 ถึง 20 เมตร เส้นแนวตั้งที่ศูนย์คือค่าฐานก่อนขุด เมื่อขุดถึงระดับค้ำยันชั้นที่หนึ่ง ค่าสูงสุดประมาณ 7 มิลลิเมตรใกล้ผิว เมื่อขุดถึงระดับค้ำยันชั้นที่สอง ค่าสูงสุด 18 มิลลิเมตรที่ความลึก 6 เมตร เมื่อขุดถึงก้นบ่อ ค่าสูงสุด 30 มิลลิเมตรที่ความลึก 8 เมตรซึ่งเป็นระดับก้นบ่อ จุดสูงสุดขยับลงตามการขุด เส้นประสีส้มคือระดับเฝ้าระวัง 35 มิลลิเมตร เส้นประสีแดงคือระดับเตือน 48 มิลลิเมตร ปลายท่อที่ 20 เมตรเป็นศูนย์ ด้านขวาคือรูปทรงสามแบบ ป่องตรงกลางใกล้ก้นบ่อเป็นรูปแบบปกติของกำแพงมีค้ำยัน สูงสุดที่ปากท่อแล้วลดลงคือกำแพงเอียงแบบคานยื่น มักเกิดก่อนติดค้ำยันชั้นแรก และทั้งเส้นเลื่อนไปโดยปลายท่อไม่เป็นศูนย์ ต้องสงสัยว่าปลายท่อฝังไม่ลึกพอ แถบด้านล่างคือหลักการอ่านค่า อ่านค่าฐานสองถึงสามรอบก่อนขุด อ่านทุกครั้งที่ขุดถึงระดับใหม่ และเทียบค่าสูงสุดกับค่าเตือนพร้อมดูอัตราการเปลี่ยนแปลง เป็นกราฟตัวอย่างเชิงหลักการ ไม่ใช่ค่าตรวจวัดจริงของโครงการ Inclinometer งานขุดลึก: โปรไฟล์ป่องตามขั้นตอนขุด กราฟตัวอย่างเชิงหลักการ · ไม่ใช่ค่าวัดจริง 0 10 20 30 40 50 60 0 4 8 12 16 20 การเคลื่อนตัวสะสมเข้าหาบ่อขุด (มม.) ← ความลึก (ม.) เฝ้าระวัง 35 เตือน 48 ก้นบ่อ −8 ม. 7 18 30 ค่าฐาน (ก่อนขุด) ขุดถึงค้ำยันชั้น 1 ขุดถึงค้ำยันชั้น 2 ขุดถึงก้นบ่อ ○ จุดสูงสุดขยับลงตามการขุด รูปทรงโปรไฟล์บอกอะไร ป่องตรงกลาง ใกล้ก้นบ่อ กำแพงมีค้ำยัน · ปกติ สูงสุดที่ปากท่อ เอียงแบบคานยื่น (ก่อนติดค้ำยัน) ทั้งเส้นเลื่อน ปลาย ≠ 0 ปลายท่อฝังไม่ลึกพอ / ปลายเคลื่อน 1 ค่าฐาน 2–3 รอบ อ่านก่อนเริ่มขุด 2 อ่านตามขั้นตอนขุด ไม่ใช่ตามปฏิทิน 3 ค่าสูงสุด + อัตรา เทียบค่าเตือน 3 ระดับ
รูปแบบผล Inclinometer ที่พบในงานขุดลึกแบบมีค้ำยันในดินอ่อน ทุกขั้นตอนขุดที่ลึกขึ้น โปรไฟล์จะ "ป่อง" มากขึ้นและจุดเคลื่อนตัวสูงสุดขยับลงไปใกล้ระดับก้นบ่อ วิศวกรเทียบค่าสูงสุดของแต่ละรอบกับค่าเตือนที่กำหนดไว้ล่วงหน้า ด้านขวาสรุปรูปทรงโปรไฟล์ 3 แบบที่ต้องแยกให้ออก (กราฟตัวอย่างเชิงหลักการ แสดงรูปแบบผลที่พบในงานลักษณะนี้เพื่อประกอบการอธิบาย ไม่ใช่ค่าตรวจวัดจริงของโครงการ)

แปลผลกราฟอย่างไร รูปทรงบอกอะไร?

การแปลผลกราฟ Inclinometer ดู 2 อย่างคู่กัน คือ รูปทรง ของโปรไฟล์ และอัตราการเปลี่ยนแปลง ไม่ใช่แค่ตัวเลขสูงสุด รูปทรงที่พบในงานขุดลึกมี 3 แบบ สรุปได้ดังตาราง

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

รูปทรงโปรไฟล์ความหมายมักพบเมื่อไร
ป่องตรงกลางรูปแบบปกติของกำแพงมีค้ำยัน จุดเคลื่อนตัวสูงสุดอยู่ใกล้ระดับก้นบ่องานขุดแบบมีค้ำยันในดินอ่อน จุดสูงสุดขยับลึกลงตามการขุดแต่ละขั้น
สูงสุดที่ปากท่อ แล้วลดลงตามความลึกกำแพงเอียงแบบคานยื่นช่วงขุดชั้นแรกก่อนติดค้ำยัน
ทั้งเส้นเลื่อนไปทั้งแท่ง ปลายท่อไม่อยู่ที่ศูนย์ต้องสงสัยว่าปลายท่อฝังไม่ลึกพอ หรือชั้นดินที่ปลายท่อเคลื่อนตัวด้วยปลายท่อไม่ถึงชั้นดินที่นิ่ง

อย่างที่สองคือ อัตราการเปลี่ยนแปลง ค่าที่เพิ่มเป็นขั้นตามการขุดแล้วนิ่งถือว่าปกติ แต่ค่าที่เพิ่มต่อเนื่องทั้งที่ไม่ได้ขุดเพิ่มคือสัญญาณที่ต้องเพิ่มความถี่การอ่านและแจ้งผู้ออกแบบทันที ในงานที่ค้ำยันมี Strain Gauge ด้วย การอ่านค่าแรงในค้ำยันคู่กับ Inclinometer จะช่วยยืนยันว่าระบบถ่ายแรงตามที่ออกแบบ อ่านเพิ่มได้ที่ Strain Gauge ในงานธรณีเทคนิค

บทเรียนจากหน้างานบางพลีมีอะไรบ้าง?

บทเรียนจากงานนี้มี 3 ข้อ และใช้ได้กับงานติดตั้ง Inclinometer ในงานขุดลึกทั่วไป

  1. ติดตั้งให้เสร็จก่อนขุด ค่าฐานที่อ่านหลังเริ่มขุดไปแล้วจะ "กลืน" การเคลื่อนตัวช่วงแรกหายไป งานนี้จึงจัดคิวเจาะติดตั้งให้ทันก่อนเครื่องจักรลงบ่อ
  2. ป้องกันปากท่อ ปากท่อที่ถูกรถเหยียบหรือถูกดินถมทับคือสาเหตุอันดับต้นของข้อมูลขาดช่วง ฝาครอบเหล็กและป้ายที่มองเห็นชัดช่วยได้มาก
  3. 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

⚠️ หมายเหตุเรื่องข้อมูลในกรณีศึกษา

รายละเอียดโครงการและภาพถ่ายเป็นงานติดตั้งจริงของ SPN ส่วนกราฟทุกรูปในบทความเป็นตัวอย่างเชิงหลักการที่แสดงรูปแบบผลซึ่งพบในงานลักษณะเดียวกัน ไม่ใช่ค่าตรวจวัดของโครงการ เพราะข้อมูลตรวจวัดเป็นทรัพย์สินของเจ้าของโครงการ ค่าเตือน ตำแหน่ง และรอบการอ่านค่าของแต่ละงานต้องกำหนดโดยวิศวกรผู้ออกแบบตามเงื่อนไขเฉพาะของงานนั้น