Dynamic Load Test (PDA Test) คืออะไร?
Dynamic Load Test หรือ PDA Test (ตั้งชื่อตามเครื่องมือ Pile Driving Analyzer) คือการทดสอบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็มแบบ พลศาสตร์แรงกระแทกสูง (High Strain Dynamic Testing) ตามมาตรฐาน ASTM D4945 และมาตรฐานกรมโยธาธิการและผังเมือง มยผ.1252-51 (มาตรฐานการทดสอบกำลังรับน้ำหนักบรรทุกของเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์) วิธีนี้ปล่อยตุ้มน้ำหนักกระแทกหัวเสาเข็มเพื่อสร้างคลื่นความเค้น แล้ววัด แรง (Force) และ ความเร็ว (Velocity) ที่หัวเสาเข็มด้วยหัววัด เพื่อนำไปวิเคราะห์ตามทฤษฎีคลื่นความเค้น (Stress Wave Theory)
นอกจากกำลังรับน้ำหนักแล้ว ยังให้ข้อมูล ความสมบูรณ์ของเสาเข็ม หน่วยแรงขับ (Driving Stress) และพลังงานที่ส่งถ่าย ในการทดสอบครั้งเดียว จึงนิยมใช้ตรวจรับเสาเข็มจำนวนมาก ทั้งเสาเข็มตอกและเสาเข็มเจาะ
PDA Test ทำงานอย่างไร? หลักการ High Strain
PDA ใช้แรงกระแทกสูงสร้างคลื่นความเค้นในเสาเข็ม แล้วอ่านว่าดินต้านคลื่นไว้มากเท่าไรจากความต่างระหว่างสัญญาณแรงกับความเร็วที่หัวเสาเข็ม
เมื่อตุ้มกระแทกหัวเสาเข็ม คลื่นความเค้นจะเดินทางลงไปตามเสาเข็ม หัววัดความเครียด (Strain Transducer) และหัววัดความเร่ง (Accelerometer) ที่ติดใกล้หัวเสาเข็มจะแปลงสัญญาณเป็น "แรง" และ "ความเร็ว" ตามเวลา ช่วงต้นก่อนเกิดการสะท้อน แรงและความเร็วแปรผันตรงกัน เมื่อดินรอบเสาเข็มและปลายเสาเข็มต้านทานคลื่น สัญญาณทั้งสองจะแยกออกจากกัน วิศวกรใช้ความแตกต่างนี้ประเมินกำลังรับน้ำหนัก ดูวิธีอ่านกราฟแรงเทียบ Z·v ทีละช่วงได้ที่ การแปลผล PDA Test
การจัดวางอุปกรณ์ทดสอบ (รูปด้านข้างและแบบจำลอง 3 มิติ)
ชุดทดสอบประกอบด้วย เครนยกตุ้มเหล็ก ที่ปล่อยตุ้มตกตามรางนำตุ้มลงกระแทกหัวเสาเข็มผ่านแผ่นรองหัวเข็ม ก่อนทดสอบต้องขุดหลุมรอบหัวเสาเข็มให้มีระยะว่างจากผิวเสาเข็มประมาณ 0.8 m และลึกประมาณ 1.5B–2.0B (B = ขนาดหน้าตัดเสาเข็ม) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแต่ละโครงการ เพื่อให้ติดหัววัดได้ที่ระยะไม่น้อยกว่า 1.5B ใต้หัวเสาเข็มตามข้อกำหนดของ ASTM D4945 โดยติด Strain Transducer และ Accelerometer เป็นคู่ที่ด้านตรงข้ามกันของเสาเข็ม แล้วต่อสายสัญญาณเข้าเครื่อง PDA
PDA ใช้สูตรอะไรคำนวณกำลังรับน้ำหนัก?
PDA ใช้สูตรหลัก 3 สูตรจากทฤษฎีคลื่นความเค้น ได้แก่ แรงจากความเครียดที่วัดได้ อิมพีแดนซ์ของเสาเข็ม และสูตร CASE Method ที่ใช้สัญญาณสองช่วงเวลาห่างกัน 2L/c ประเมินกำลังรวม:
CASE Method กับ CAPWAP ต่างกันอย่างไร?
CASE Method ให้ค่าประมาณทันทีที่หน้างาน ส่วน CAPWAP คือการวิเคราะห์ละเอียดที่สำนักงานเพื่อยืนยันกำลังสถิต ผล PDA จึงวิเคราะห์ได้ 2 ระดับ:
- CASE Method — การคำนวณอย่างรวดเร็วในสนามด้วยสูตรปิด ใช้ค่าตัวประกอบหน่วงของดิน (Damping Factor, Jc) ให้ค่ากำลังรับน้ำหนักโดยประมาณทันทีหน้างาน
- CAPWAP (Signal Matching) — การวิเคราะห์เชิงลึกที่สำนักงาน โดยจับคู่สัญญาณที่วัดได้กับแบบจำลอง เพื่อให้กำลังรับน้ำหนักสถิตที่น่าเชื่อถือ พร้อม การกระจายแรงเสียดทานผิว แรงแบกปลาย และกราฟน้ำหนัก-การทรุดตัวจำลอง (อ่านเจาะลึกได้ที่ CAPWAP Analysis คืออะไร)
PDA Test วัดอะไรได้บ้าง?
การทดสอบ PDA หนึ่งครั้งให้ข้อมูล 4 อย่างพร้อมกัน:
- กำลังรับน้ำหนัก (Capacity) — ทั้งแรงเสียดทานผิวและแรงแบกปลาย
- ความสมบูรณ์ของเสาเข็ม (Integrity, BTA) — ตรวจหารอยแตกหรือการลดหน้าตัด
- หน่วยแรงขับ (Driving Stress) — แรงอัดและแรงดึงสูงสุด เพื่อป้องกันเสาเข็มเสียหายขณะตอก
- พลังงานที่ส่งถ่าย (Transferred Energy) — ประเมินประสิทธิภาพของปั้นจั่น/ตุ้ม
ขั้นตอนการทดสอบ Dynamic Load Test มีอะไรบ้าง?
งาน PDA แบ่งเป็น 4 ช่วง คือ เตรียมหน้างาน ทดสอบในสนาม วิเคราะห์ CAPWAP และออกรายงานรับรอง สองช่วงแรกทำที่หน้างาน ส่วนสองช่วงหลังทำที่สำนักงาน
แผนภาพด้านล่างสรุปงาน PDA ทั้งกระบวนการในภาพเดียว ให้อ่านการ์ดจากซ้ายไปขวา ช่อง ①–② คืองานที่หน้างาน ช่อง ③–④ คืองานที่สำนักงาน แล้วดูแถบล่างว่าผล PDA ตอบคำถามอะไรได้ และเรื่องใดที่ต้องใช้วิธีอื่นช่วย
รายละเอียดทีละขั้นตามลำดับงานจริงมีดังนี้:
- เตรียมหัวเสาเข็มให้เรียบตั้งฉาก เจาะรูยึดหัววัด ขุดหลุมรอบหัวเสาเข็ม และเตรียมเครนกับตุ้มกระแทก
- ติดตั้งหัววัดความเครียด 2 ตัว และหัววัดความเร่ง 2 ตัว ที่ด้านตรงข้ามกันของเสาเข็ม ต่ำกว่าหัวเสาเข็มไม่น้อยกว่า 1.5B
- ปล่อยตุ้มน้ำหนักกระแทกหัวเสาเข็ม (High Strain) ให้มีพลังงานเพียงพอระดมกำลังของดิน
- เครื่อง PDA บันทึกแรงและความเร็วตามเวลาในแต่ละครั้งที่กระแทก
- ประเมินผลเบื้องต้นในสนามด้วย CASE Method
- วิเคราะห์ CAPWAP ที่สำนักงาน และจัดทำรายงานรับรองโดยวิศวกรโยธาที่มีใบอนุญาต (กว.)
ก่อนทดสอบควรตรวจสอบว่าอายุคอนกรีตเสาเข็มพร้อมทดสอบหรือยัง เตรียมหัวเสาเข็มก่อนทดสอบให้เรียบร้อย และวางแผนจำนวนต้นที่ต้องสุ่มทดสอบให้เหมาะกับขนาดโครงการ
การทดสอบขณะตอกครั้งแรกเรียก End of Initial Drive (EOID) แต่กำลังของเสาเข็มในดินเหนียวมักเพิ่มขึ้นตามเวลา (Soil Setup) จึงนิยมทดสอบซ้ำหลังพักดิน 1–14 วัน (Restrike) เพื่อสะท้อนกำลังระยะยาว
PDA Test ใช้เวลากี่วัน และราคาเท่าไร?
การทดสอบในสนามต่อต้นใช้เวลาไม่นาน ค่ากลางสำหรับวางแผนคือประมาณ 1 วันต่อ 5–10 จุด เมื่อเสาเข็มอยู่บริเวณเดียวกัน (ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแต่ละโครงการ) ส่วนการวิเคราะห์ CAPWAP และรายงานรับรองใช้เวลาอีกไม่กี่วันทำการ ดูไทม์ไลน์ตั้งแต่จองคิวถึงรับรายงานได้ที่ PDA Test ใช้เวลากี่วัน
ราคาทดสอบ PDA เริ่มต้นประมาณ 5,500 บาทต่อต้น ขึ้นกับขนาดเสาเข็ม จำนวนต้น และสภาพหน้างาน ราคานี้ยังไม่รวมค่าเดินทางและค่าขนย้ายเครื่องมือ ซึ่งคิดเพิ่มตามระยะทางของหน้างาน
PDA Test มีข้อดีและข้อจำกัดอะไร?
ข้อดีหลักของ PDA คือเร็วและประหยัด ส่วนข้อจำกัดหลักคือเป็นการประเมินทางอ้อม ค่ากำลังสถิตที่ใช้สรุปผลจึงต้องผ่านการวิเคราะห์ CAPWAP (แถบล่างของแผนภาพในหัวข้อขั้นตอนสรุปเรื่องนี้ไว้)
รวดเร็วและประหยัดกว่า Static Load Test มาก ทดสอบได้หลายต้นต่อวัน ให้ข้อมูลครบทั้งกำลัง ความสมบูรณ์ หน่วยแรงขับ และพลังงาน รองรับเสาเข็มกำลังสูงได้
ค่ากำลังรับน้ำหนักสถิตที่น่าเชื่อถือต้องได้จากการวิเคราะห์ CAPWAP เพราะ CASE Method เป็นค่าประมาณ ตุ้มต้องมีพลังงานกระแทกเพียงพอเพื่อระดมกำลังของดินเต็มที่ ผลเป็นการประเมินทางอ้อมจากพลศาสตร์ จึงควรสอบเทียบกับ Static Load Test ในโครงการสำคัญ และต้องตีความโดยวิศวกรที่มีประสบการณ์
Dynamic Load Test ใช้มาตรฐานอะไร?
ไดนามิกเทสในประเทศไทยอ้างอิงมาตรฐานหลัก 2 ฉบับ คือ ASTM D4945 และ มยผ.1252-51 ของการทดสอบ PDA:
- ASTM D4945 (Standard Test Method for High-Strain Dynamic Testing of Deep Foundations ฉบับปัจจุบันคือ D4945-26) — กำหนดวิธีติดตั้งหัววัด พลังงานกระแทก การบันทึกสัญญาณแรง/ความเร็ว และการวิเคราะห์ผล
- มยผ.1252-51 (มาตรฐานการทดสอบกำลังรับน้ำหนักบรรทุกของเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์) ของกรมโยธาธิการและผังเมือง — ใช้อ้างอิงในข้อกำหนดของโครงการและหน่วยงานที่เกี่ยวข้องในประเทศไทย
รายงานผลการทดสอบต้องระบุมาตรฐานที่ใช้ และรับรองโดยวิศวกรโยธาที่มีใบอนุญาต (กว.) สภาวิศวกร เพื่อใช้ประกอบการตรวจรับเสาเข็มกับผู้ออกแบบและหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง
PDA ต่างจาก Static Load Test และ Seismic Test อย่างไร?
PDA ประเมินกำลังรับน้ำหนักได้เร็วและทดสอบได้หลายต้น Static Load Test วัดกำลังโดยตรงด้วยน้ำหนักจริงแต่ช้าและต้นทุนสูงกว่า ส่วน Seismic Test ตรวจเฉพาะความสมบูรณ์และความยาว ไม่ประเมินกำลัง:
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| วิธีทดสอบ / มาตรฐาน | วัดอะไร และลักษณะเด่น |
|---|---|
| Dynamic Load Test — PDA (ASTM D4945 + มยผ.1252-51) | กำลังรับน้ำหนัก + ความสมบูรณ์ + หน่วยแรงขับ ด้วยแรงกระแทกสูง รวดเร็ว ประหยัด ทดสอบได้จำนวนมาก |
| Static Load Test (ASTM D1143 + มยผ. 1251) | กำลังรับน้ำหนักโดยตรงด้วยน้ำหนักจริง ใช้เป็นค่าอ้างอิงเมื่อต้องสอบเทียบ แต่ช้าและต้นทุนสูง |
| Seismic / Low Strain (มยผ.1551-51) | ความสมบูรณ์และความยาวเท่านั้น ด้วยแรงกระแทกต่ำ ไม่ประเมินกำลังรับน้ำหนัก |
โดยทั่วไปใช้ PDA ทดสอบกำลังของเสาเข็มจำนวนมาก แล้วเลือกบางต้นไปสอบเทียบด้วย Static Load Test อ่านการเปรียบเทียบเชิงลึกได้ที่ Dynamic vs Static Load Test เลือกแบบไหนดี และดูวิธีอ่านค่าผลลัพธ์ได้ที่ การแปลผล PDA Test ส่วนการตรวจ "ความสมบูรณ์" ดูได้ที่ Seismic Test (Low Strain)
ภาพจากงานทดสอบจริง (PDA Test)
ตัวอย่างภาพการทดสอบ Dynamic Load Test (PDA) จากหน้างานจริงของ SPN ในหลายโครงการทั่วประเทศ ตั้งแต่การติดตั้งหัววัด ตุ้มกระแทกแรงสูง ไปจนถึงเครื่อง Pile Driving Analyzer ในสนาม
บทความนี้จัดทำเพื่อเป็นความรู้ทางวิศวกรรม การเลือกวิธีทดสอบ จำนวนเสาเข็มที่ต้องทดสอบ ค่าตัวประกอบหน่วง และการตีความผล ควรเป็นไปตามข้อกำหนดของโครงการและดุลยพินิจของวิศวกรผู้มีใบอนุญาต
SPN Soil Engineering ให้บริการ PDA Test ครบวงจรทั่วประเทศ ตั้งแต่ทดสอบในสนาม วิเคราะห์ CAPWAP จนถึงรายงานรับรองโดยวิศวกร — ดูรายละเอียดได้ที่หน้าบริการทดสอบเสาเข็ม