GPR ให้ภาพหน้าตัดของสิ่งที่ฝังในคอนกรีตแบบเรียลไทม์ เหมาะกับงานปรับปรุงอาคาร งานเจาะรูร้อยท่อ และการตรวจสอบโครงสร้างเดิมที่ไม่มีแบบก่อสร้าง จัดเป็นงานตรวจสอบโครงสร้างแบบไม่ทำลาย (NDE) ประเภทหนึ่ง บทความนี้อธิบายหลักการทำงาน สิ่งที่ GPR ตรวจได้ ความลึกที่ทำได้ และข้อจำกัด
GPR ทำงานยังไง?
GPR ทำงานด้วยหลักการสะท้อนคลื่นเรดาร์ เสาอากาศ (Antenna) ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงเข้าไปในคอนกรีต เมื่อคลื่นเดินทางไปเจอวัสดุที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าต่างกัน เช่น เหล็ก โพรงอากาศ หรือท่อ คลื่นบางส่วนจะสะท้อนกลับมายังเครื่องรับ
เครื่องคำนวณเวลาที่คลื่นสะท้อนกลับและความแรงของสัญญาณ แล้วแปลงเป็นภาพหน้าตัด (Profile) ที่แสดงตำแหน่งและความลึกของวัตถุที่ฝังอยู่ เหล็กเสริมจะปรากฏเป็นรูปโค้งคว่ำ (Hyperbola) ซึ่งวิศวกรใช้ระบุตำแหน่งและระยะหุ้มได้
GPR ตรวจอะไรได้บ้าง?
GPR ใช้งานได้หลากหลายในงานคอนกรีต:
- หาตำแหน่งเหล็กเสริมและระยะเรียงเหล็ก ก่อนเจาะหรือตัดคอนกรีต
- วัดระยะคอนกรีตหุ้มเหล็ก (Concrete Cover) โดยประมาณ
- ตรวจหาโพรง การแยกชั้น (Delamination) และช่องว่างใต้พื้น
- หาท่อร้อยสาย ท่อน้ำ หรือ Post-tension ที่ฝังในคอนกรีต
- ประเมินความหนาของแผ่นพื้นหรือผนังเมื่อเข้าถึงได้ด้านเดียว
ก่อนเจาะรูร้อยท่อหรือคว้านคอนกรีต การสแกน GPR ช่วยระบุตำแหน่งเหล็กหลักและท่อ Post-tension ที่ห้ามเจาะโดน — การเจาะโดนลวดอัดแรง Post-tension อาจทำให้ลวดขาดและกระทบกำลังรับน้ำหนักของแผ่นพื้นทั้งช่วง
GPR สแกนได้ลึกแค่ไหน?
ความลึกที่ GPR ทำได้ขึ้นกับความถี่ของเสาอากาศ ซึ่งมีความสัมพันธ์แบบแลกเปลี่ยนกับความละเอียด:
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| ความถี่เสาอากาศ | ความลึกที่สแกนได้ | ความละเอียด |
|---|---|---|
| สูง (เช่น 1.5–2.6 GHz) | ตื้น | ละเอียดสูง เห็นเหล็กเส้นเล็กชิดกัน |
| ต่ำ | ลึกกว่า | ละเอียดต่ำลง |
สำหรับงานสแกนเหล็กในแผ่นพื้นหรือผนังทั่วไป เสาอากาศความถี่สูงให้ภาพเหล็กชั้นบนได้ชัดเจน ส่วนงานที่ต้องการความลึกมากขึ้นจะเลือกความถี่ต่ำลงโดยยอมให้ความละเอียดลดลง วิศวกรจะเลือกความถี่ให้เหมาะกับวัตถุประสงค์และความหนาโครงสร้าง
GPR สแกนคอนกรีต กับ GPR สำรวจใต้ดิน ต่างกันยังไง?
GPR เครื่องเดียวกันใช้ได้ทั้งสองงาน แต่มาตรฐานที่อ้างอิงต่างกัน งานสแกนโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอ้างอิง มยผ.1507-51 (ออกโดยกรมโยธาธิการและผังเมือง) ร่วมกับ ACI 228.2R ส่วนงานสำรวจใต้ผิวดิน (Subsurface Investigation) อ้างอิง ASTM D6432 ซึ่งเป็น Standard Guide สำหรับการใช้ GPR สำรวจธรณีเทคนิค
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| หัวข้อ | มยผ.1507-51 | ASTM D6432 |
|---|---|---|
| ลักษณะงาน | ตรวจสอบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก | สำรวจใต้ผิวดิน (Subsurface Investigation) |
| ใช้หา | ตำแหน่งเหล็กเสริม ระยะหุ้มคอนกรีต (Concrete Cover) โพรง ท่อฝัง | ท่อใต้ดิน ชั้นดิน โพรงใต้ดิน ความหนาชั้นทาง งานสำรวจธรณีเทคนิค |
| ความลึกใช้งานทั่วไป | ระดับหลายสิบเซนติเมตร ขึ้นอยู่กับความถี่เสาอากาศและสภาพคอนกรีต | ในดินทรายแห้งอาจได้ประมาณ 2–3 ม. หรือมากกว่า ขึ้นอยู่กับเสาอากาศและสภาพดิน (ลดลงมากในดินเหนียวชื้น) |
| ที่มาของมาตรฐาน | กรมโยธาธิการและผังเมือง (ใช้คู่กับ ACI 228.2R) | ASTM International — Standard Guide ระดับสากล |
ทั้งสองงานเป็นบริการในกลุ่มตรวจสอบโครงสร้างแบบไม่ทำลาย (NDE) ของ SPN — วิศวกรจะเลือกความถี่เสาอากาศและมาตรฐานอ้างอิงให้ตรงกับวัตถุประสงค์ของหน้างาน
📷 ภาพหน้างานจริง — งานสแกน GPR โดยทีม SPN
ตัวอย่างภาพจากงานสแกน GPR จริงของ SPN ทั้งงานสแกนโครงสร้างคอนกรีตและงานสำรวจแนวท่อ/วัตถุฝังใต้ผิวดิน ในหลากหลายสภาพหน้างาน ตั้งแต่พื้นที่โล่ง อาคารเก่า พื้นที่ก่อสร้างใจกลางเมือง จนถึงพื้นคอนกรีตภายในอาคาร
GPR มีข้อจำกัดอะไร?
GPR มีข้อจำกัดที่ต้องเข้าใจก่อนแปลผล คอนกรีตที่ชื้นมากหรือมีเกลือคลอไรด์สูงจะลดระยะทะลุทะลวงของคลื่น เหล็กเสริมที่เรียงถี่มากอาจบังวัตถุที่อยู่ลึกกว่า ทำให้มองไม่เห็นชั้นล่าง และการแปลภาพ Hyperbola ต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญ เพราะภาพดิบไม่ได้บอกชนิดวัตถุโดยตรง
GPR บอก "ตำแหน่ง" ได้ดี แต่ไม่ได้บอก "คุณภาพหรือกำลังอัด" ของคอนกรีต หากต้องการประเมินกำลังต้องใช้ร่วมกับ Rebound Hammer, UPV หรือ Core Test ในทำนองเดียวกัน หากต้องการวัดระยะหุ้มและตำแหน่งเหล็กชั้นบนอย่างรวดเร็วเฉพาะจุด Cover Meter / Rebar Scanner เป็นเครื่องมือที่ใช้เสริมกันได้ดี
GPR แสดงตำแหน่งการสะท้อนของคลื่น แต่ไม่ระบุ "ชนิด" ของวัตถุโดยตรง การสรุปว่าเป็นเหล็ก ท่อ หรือโพรง ต้องอาศัยการแปลผลของผู้เชี่ยวชาญร่วมกับข้อมูลหน้างานและแบบก่อสร้าง (ถ้ามี)