GPR ให้ภาพหน้าตัดของสิ่งที่ฝังในคอนกรีตแบบเรียลไทม์ เหมาะกับงานปรับปรุงอาคาร งานเจาะรูร้อยท่อ และการตรวจสอบโครงสร้างเดิมที่ไม่มีแบบก่อสร้าง จัดเป็นงานตรวจสอบโครงสร้างแบบไม่ทำลาย (NDE) ประเภทหนึ่ง บทความนี้อธิบายหลักการทำงาน สิ่งที่ GPR ตรวจได้ ความลึกที่ทำได้ และข้อจำกัด

วิศวกร SPN ลากเครื่อง GPR สแกนหาเหล็กเสริมบนพื้นคอนกรีต
การสแกนคอนกรีตด้วย GPR ในสนาม — ลากเสาอากาศไปตามผิวคอนกรีตเพื่อระบุตำแหน่งเหล็กเสริมและวัตถุฝังก่อนงานเจาะคว้าน

GPR ทำงานยังไง?

GPR ทำงานด้วยหลักการสะท้อนคลื่นเรดาร์ เสาอากาศ (Antenna) ส่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าความถี่สูงเข้าไปในคอนกรีต เมื่อคลื่นเจอวัสดุที่มีคุณสมบัติทางไฟฟ้าต่างกัน เช่น เหล็ก โพรงอากาศ หรือท่อ คลื่นบางส่วนจะสะท้อนกลับมายังเครื่องรับ

เครื่องบันทึกเวลาที่คลื่นสะท้อนกลับและความแรงของสัญญาณ แล้วแปลงเป็นภาพหน้าตัด (Profile) ที่แสดงตำแหน่งและความลึกของวัตถุที่ฝังอยู่ เหล็กเสริมจะปรากฏเป็นรูปโค้งคว่ำ (Hyperbola) เพราะเมื่อเสาอากาศอยู่ตรงเหนือเหล็ก ระยะทางของคลื่นสั้นที่สุด และยาวขึ้นเมื่อเสาอากาศเลื่อนออกไปด้านข้าง ยอดโค้งจึงบอกตำแหน่งเหล็ก

แผนภาพ 2 มิติ หลักการทำงานของ GPR สแกนคอนกรีต รูปตัดแผ่นพื้นด้านบน และภาพหน้าตัดเรดาร์ที่เครื่องแสดงด้านล่าง แสดงที่มาของรูปโค้งคว่ำ Hyperbola ส่วนบนเป็นรูปตัดแผ่นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก วางบนวัสดุรองพื้น มีเหล็กเสริมชั้นบนเรียงเป็นแถว เหล็กชั้นล่าง ท่อพลาสติกฝัง และโพรงอากาศ เสาอากาศ GPR ถูกลากไปตามผิวคอนกรีต แสดงตำแหน่งเสาอากาศสามตำแหน่งรอบเหล็กเส้นหนึ่ง เมื่อเสาอากาศอยู่ตรงเหนือเหล็กพอดี ระยะทางที่คลื่นเดินทางไปกลับสั้นที่สุด เมื่ออยู่เยื้องออกไปทางซ้ายหรือขวา ระยะทางยาวขึ้น คลื่นสะท้อนจึงกลับมาช้ากว่า ส่วนล่างเป็นภาพหน้าตัดเรดาร์เชิงหลักการที่ใช้แกนนอนเดียวกับรูปตัด แกนตั้งคือเวลาเดินทางของคลื่นซึ่งแปลงเป็นความลึกโดยประมาณ เหล็กเสริมแต่ละเส้นปรากฏเป็นรูปโค้งคว่ำ ยอดโค้งอยู่ตรงตำแหน่งเหล็ก และความลึกของยอดโค้งบอกระยะคอนกรีตหุ้มเหล็กโดยประมาณ จุดสามจุดบนโค้งสีส้มตรงกับตำแหน่งเสาอากาศทั้งสามในรูปตัด ท่อที่ไม่ใช่โลหะให้รูปโค้งที่จางกว่า โพรงให้สัญญาณสะท้อนที่ผิดไปจากบริเวณข้างเคียง เหล็กชั้นล่างและท้องพื้นใต้เหล็กที่เรียงถี่ปรากฏไม่ชัดเพราะถูกเหล็กชั้นบนบัง แถบล่างสรุปว่า ยอดโค้งบอกตำแหน่งได้ดี ความลึกเป็นค่าประมาณ และชนิดของวัตถุต้องแปลผลโดยผู้เชี่ยวชาญร่วมกับข้อมูลหน้างาน ภาพเรดาร์ในแผนภาพเป็นภาพเชิงหลักการ ไม่ใช่ข้อมูลจริง หลักการ GPR: จากคลื่นสะท้อนสู่รูปโค้ง Hyperbola (2D) แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน A · รูปตัดแผ่นพื้น ลากเสาอากาศไปตามผิวคอนกรีต ทิศทางลากสแกน ท่อ PVC โพรง เหล็กชั้นล่าง เหล็กเสริมชั้นบน ระยะหุ้ม 1 ส่งคลื่น รับคลื่นสะท้อน คลื่นสะท้อนเมื่อเจอวัสดุ ที่สมบัติทางไฟฟ้าต่างกัน เช่น เหล็ก ท่อ โพรงอากาศ 2 ตรงเหนือเหล็ก ทางสั้นสุด เยื้องออกข้าง ทางไกลขึ้น คลื่นจึงกลับมาช้ากว่า (เส้นประสีส้ม) B · ภาพที่เครื่องแสดง (Radargram) ภาพเชิงหลักการ ไม่ใช่ข้อมูลจริง ← ความลึก (เวลาเดินทางของคลื่น) ตำแหน่งตามแนวสแกน (แกนเดียวกับรูปตัด A) 3 ได้รูปโค้งคว่ำ (Hyperbola) ยอดโค้ง = ตำแหน่งเหล็ก ความลึกยอดโค้ง ≈ ระยะหุ้ม 4 วัตถุอื่นให้ภาพต่างกัน ท่อไม่ใช่โลหะ: โค้งจางกว่า โพรง: สะท้อนผิดจากรอบข้าง 5 เหล็กถี่บังชั้นล่าง เหล็กชั้นล่างและท้องพื้น ใต้เหล็กถี่ปรากฏไม่ชัด ✓ ตำแหน่ง: บอกได้ดี อ่านจากยอดโค้ง ≈ ความลึก: ค่าประมาณ ขึ้นกับสภาพคอนกรีต ? ชนิดวัตถุ: ต้องแปลผล ร่วมกับข้อมูลหน้างาน
แผนภาพ 2 มิติ — รูปตัดแผ่นพื้นด้านบนกับภาพที่เครื่อง GPR แสดงด้านล่างใช้แกนนอนเดียวกัน เหล็กแต่ละเส้นให้รูปโค้งคว่ำ (Hyperbola) ที่มียอดอยู่ตรงตำแหน่งเหล็ก ส่วนท่อที่ไม่ใช่โลหะและโพรงให้ภาพต่างออกไป ภาพเรดาร์เป็นภาพเชิงหลักการ ไม่ใช่ข้อมูลจริง
ภาพหน้าตัด GPR แสดงรูปโค้ง Hyperbola ของเหล็กเสริมที่ความลึกต่าง ๆ
ตัวอย่างภาพผลการสแกน GPR — วัตถุที่ฝังในคอนกรีตปรากฏเป็นรูปโค้ง (Hyperbola) ให้วิศวกรระบุตำแหน่งและความลึกได้
ผลการสแกน GPR แสดงแนวเส้นสำรวจบนภาพถ่ายทางอากาศคู่กับภาพหน้าตัดใต้ผิวตามแนวเส้นเดียวกัน
การรายงานผล — แนวเส้นสแกนอ้างอิงบนภาพถ่ายทางอากาศ คู่กับภาพหน้าตัด (Profile) ตามแนวเดียวกัน ให้ระบุพิกัดวัตถุฝังกลับไปยังหน้างานได้
ภาพผลการประมวลสัญญาณ GPR แบบสี แสดงตำแหน่งที่คาดว่าเป็นแนวท่อฝังใต้ผิว
การประมวลสัญญาณเพิ่มเติมช่วยเน้นความผิดปกติของคลื่นสะท้อน เช่น ตำแหน่งที่คาดว่าเป็นแนวท่อฝัง ก่อนสรุปผลร่วมกับข้อมูลหน้างาน

GPR ตรวจอะไรได้บ้าง?

GPR ตรวจได้ทั้งโลหะและสิ่งที่ไม่ใช่โลหะที่ฝังอยู่ในคอนกรีต งานที่ใช้บ่อยมี 5 แบบ

  • หาตำแหน่งเหล็กเสริมและระยะเรียงเหล็ก ก่อนเจาะหรือตัดคอนกรีต
  • วัดระยะคอนกรีตหุ้มเหล็ก (Concrete Cover) โดยประมาณ
  • ตรวจหาโพรง การแยกชั้น (Delamination) และช่องว่างใต้พื้น
  • หาท่อร้อยสาย ท่อน้ำ หรือ Post-tension ที่ฝังในคอนกรีต
  • ประเมินความหนาของแผ่นพื้นหรือผนังเมื่อเข้าถึงได้ด้านเดียว
💡 ทำไมต้องสแกนก่อนเจาะ

ก่อนเจาะรูร้อยท่อหรือคว้านคอนกรีต การสแกน GPR ช่วยระบุตำแหน่งเหล็กหลักและท่อ Post-tension ที่ห้ามเจาะโดน การเจาะโดนลวดอัดแรง Post-tension อาจทำให้ลวดขาดและกระทบกำลังรับน้ำหนักของแผ่นพื้นทั้งช่วง

งานสแกนก่อนเจาะทำเป็นลำดับ คือ ตีกริดอ้างอิงบนผิวพื้น สแกนสองทิศทางตั้งฉากกัน ทำเครื่องหมายแนวเหล็กและวัตถุฝังบนผิว แล้วจึงเลือกตำแหน่งเจาะในช่องว่างที่เลี่ยงเหล็กและท่อ วิธีอ่านภาพสแกนจากงานจริงดูได้ที่ ผลสแกน GPR เหล็กเสริม อ่านยังไง

แบบจำลอง 3 มิติ การสแกนพื้นคอนกรีตด้วย GPR ก่อนเจาะคว้าน เปิดมุมแผ่นพื้นให้เห็นเหล็กเสริมสองชั้น ท่อร้อยสาย และโพรงที่ฝังอยู่ พร้อมเส้นกริดสแกนและเครื่องหมายบนผิวพื้น ภาพสามมิติเชิงแนวคิดของแผ่นพื้นคอนกรีตที่ตัดมุมด้านหน้าออก ให้เห็นสิ่งที่ฝังอยู่ภายใน ได้แก่ ตะแกรงเหล็กเสริมชั้นบน ตะแกรงเหล็กเสริมชั้นล่าง ท่อร้อยสายที่ไม่ใช่โลหะวางอยู่ระหว่างเหล็กสองชั้น และโพรงในเนื้อคอนกรีตที่ผนังหน้าตัด บนผิวพื้นมีเส้นกริดสแกนสีฟ้าเป็นตารางสองทิศทาง วิศวกรเข็นเครื่อง GPR แบบรถเข็นไปตามแนวเส้นกริด ผิวพื้นส่วนที่สแกนแล้วมีเส้นสีส้มทำเครื่องหมายแนวเหล็กเสริมที่ตรวจพบทั้งสองทิศทาง และเส้นประสีม่วงทำเครื่องหมายแนวท่อร้อยสาย วงกลมสีเขียวคือตำแหน่งเจาะที่เลือกไว้ในช่องว่างระหว่างเหล็ก ไม่ทับแนวเหล็กและแนวท่อ กรอบด้านขวาสรุปลำดับงานสี่ขั้น คือ ตีกริดอ้างอิงบนผิวพื้น สแกนสองทิศทางตั้งฉากกัน ทำเครื่องหมายตำแหน่งเหล็กและวัตถุฝังบนผิว แล้วเลือกตำแหน่งเจาะที่เลี่ยงเหล็กหลักและท่อ พร้อมข้อจำกัดสามข้อ คือ คอนกรีตชื้นหรือมีคลอไรด์สูงทำให้คลื่นทะลุได้น้อยลง เหล็กเรียงถี่บังวัตถุที่อยู่ลึกกว่า และภาพสแกนไม่บอกชนิดวัตถุโดยตรง ต้องแปลผลโดยผู้เชี่ยวชาญ แบบจำลอง 3 มิติ (3D): สแกน GPR ก่อนเจาะคอนกรีต แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน เครื่อง GPR เส้นกริดสแกน 2 ทิศทาง แนวเหล็กที่ทำเครื่องหมาย ตำแหน่งเจาะที่เลือก ก ข ค ง ก เหล็กชั้นบน เห็นชัดที่สุด ข ท่อร้อยสาย ไม่ใช่โลหะ ค เหล็กชั้นล่าง อาจถูกชั้นบนบัง ง โพรงในคอนกรีต ต้องแปลผล เปิดมุมแผ่นพื้นให้เห็นสิ่งที่ฝังอยู่ · ภาพเชิงแนวคิด ไม่ใช่ผังจริง ลำดับงานสแกนก่อนเจาะ 1 ตีกริดอ้างอิงบนผิวพื้น ให้ผลสแกนย้อนกลับถึงตำแหน่งจริง 2 สแกน 2 ทิศทางตั้งฉากกัน เหล็กแต่ละทิศเห็นชัดเมื่อลาก เสาอากาศตัดขวางแนวเหล็ก 3 ทำเครื่องหมายบนผิว แนวเหล็ก ท่อ และวัตถุฝัง 4 เลือกตำแหน่งเจาะ เลี่ยงเหล็กหลักและท่อฝัง ข้อจำกัดที่ต้องรู้ คอนกรีตชื้น / คลอไรด์สูง คลื่นทะลุได้น้อยลง เหล็กเรียงถี่ บังวัตถุที่อยู่ลึกกว่า ภาพไม่บอกชนิดวัตถุ ต้องแปลผลโดยผู้เชี่ยวชาญ ไม่บอกกำลังอัดคอนกรีต ใช้ Core / UPV ประกอบ
แบบจำลอง 3 มิติ — เปิดมุมแผ่นพื้นให้เห็นเหล็กเสริมสองชั้น ท่อร้อยสาย และโพรงที่ฝังอยู่ บนผิวพื้นคือเส้นกริดสแกน แนวเหล็กที่ทำเครื่องหมายไว้ และตำแหน่งเจาะที่เลือกในช่องว่างระหว่างเหล็ก (ภาพเชิงแนวคิด ไม่ใช่ผังจริง)

GPR สแกนได้ลึกแค่ไหน?

ความลึกที่ GPR ทำได้ขึ้นกับความถี่ของเสาอากาศ ซึ่งแลกเปลี่ยนกับความละเอียด ความถี่ยิ่งสูงยิ่งเห็นละเอียดแต่ได้ตื้น

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

ความถี่เสาอากาศความลึกที่สแกนได้ความละเอียด
สูง (เช่น 1.5–2.6 GHz)ตื้นละเอียดสูง เห็นเหล็กเส้นเล็กชิดกัน
ต่ำลึกกว่าละเอียดต่ำลง

สำหรับงานสแกนเหล็กในแผ่นพื้นหรือผนังทั่วไป เสาอากาศความถี่สูงให้ภาพเหล็กชั้นบนได้ชัดเจน ส่วนงานที่ต้องการความลึกมากขึ้นจะเลือกความถี่ต่ำลงโดยยอมให้ความละเอียดลดลง วิศวกรจะเลือกความถี่ให้เหมาะกับวัตถุประสงค์และความหนาโครงสร้าง

GPR สแกนคอนกรีต กับ GPR สำรวจใต้ดิน ต่างกันยังไง?

ใช้หลักการเดียวกันและเครื่องเดียวกันได้ แต่มาตรฐานอ้างอิงและความลึกใช้งานต่างกัน งานสแกนโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กอ้างอิง มยผ.1507-51 (ออกโดยกรมโยธาธิการและผังเมือง) ร่วมกับ ACI 228.2R ส่วนงานสำรวจใต้ผิวดิน (Subsurface Investigation) อ้างอิง ASTM D6432 ซึ่งเป็น Standard Guide สำหรับการใช้ GPR สำรวจธรณีเทคนิค

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

หัวข้อมยผ.1507-51ASTM D6432
ลักษณะงานตรวจสอบโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กสำรวจใต้ผิวดิน (Subsurface Investigation)
ใช้หาตำแหน่งเหล็กเสริม ระยะหุ้มคอนกรีต (Concrete Cover) โพรง ท่อฝังท่อใต้ดิน ชั้นดิน โพรงใต้ดิน ความหนาชั้นทาง งานสำรวจธรณีเทคนิค
ความลึกใช้งานทั่วไประดับหลายสิบเซนติเมตร ขึ้นอยู่กับความถี่เสาอากาศและสภาพคอนกรีตในดินทรายแห้งอาจได้ประมาณ 2–3 ม. หรือมากกว่า ขึ้นอยู่กับเสาอากาศและสภาพดิน (ลดลงมากในดินเหนียวชื้น)
ที่มาของมาตรฐานกรมโยธาธิการและผังเมือง (ใช้คู่กับ ACI 228.2R)ASTM International — Standard Guide ระดับสากล

ทั้งสองงานเป็นบริการในกลุ่มตรวจสอบโครงสร้างแบบไม่ทำลาย (NDE) ของ SPN วิศวกรจะเลือกความถี่เสาอากาศและมาตรฐานอ้างอิงให้ตรงกับวัตถุประสงค์ของหน้างาน

📷 ภาพหน้างานจริง — งานสแกน GPR โดยทีม SPN

ตัวอย่างภาพจากงานสแกน GPR จริงของ SPN ทั้งงานสแกนโครงสร้างคอนกรีตและงานสำรวจแนวท่อหรือวัตถุฝังใต้ผิวดิน ในหลากหลายสภาพหน้างาน ตั้งแต่พื้นที่โล่ง อาคารเก่า พื้นที่ก่อสร้างใจกลางเมือง จนถึงพื้นคอนกรีตภายในอาคาร

เครื่องรับสัญญาณดาวเทียม GNSS ตั้งบนขาตั้งพร้อมกรวยจราจรและป้ายบันทึกแนวเส้นสำรวจ GPR บนลานคอนกรีต
เก็บค่าพิกัดแนวเส้นสแกนด้วย GNSS — ให้ผลสแกนอ้างอิงตำแหน่งจริงบนหน้างานและนำไปลงแผนที่ได้
เจ้าหน้าที่ SPN ลากเครื่อง GPR สำรวจวัตถุฝังใต้ผิวดินบริเวณอาคารไม้เก่า
สแกนสำรวจแนวท่อและวัตถุฝังใต้ผิวบริเวณอาคารเก่า — พื้นที่ที่มักไม่มีแบบก่อสร้างหรือผังสาธารณูปโภคเดิม
เจ้าหน้าที่ SPN สแกน GPR ในพื้นที่โครงการก่อสร้างใจกลางกรุงเทพฯ มีอาคารสูงเป็นฉากหลัง
งานสแกนในพื้นที่โครงการก่อสร้างใจกลางเมือง — ตรวจแนวท่อและวัตถุฝังก่อนงานขุดเพื่อลดความเสี่ยงขุดโดนสาธารณูปโภค
เจ้าหน้าที่ SPN สวมหมวกนิรภัยลากเครื่อง GPR สแกนพื้นคอนกรีตภายในอาคาร พร้อมเครื่องหมายบนพื้น
สแกนพื้นคอนกรีตภายในอาคาร พร้อมทำเครื่องหมายตำแหน่งเหล็กเสริมและวัตถุฝังบนผิวพื้นก่อนงานเจาะคว้าน

GPR มีข้อจำกัดอะไร?

GPR บอก "ตำแหน่ง" ได้ดี แต่ไม่บอก "ชนิดวัตถุ" และ "กำลังอัด" ของคอนกรีตโดยตรง ข้อจำกัดที่ต้องเข้าใจก่อนแปลผลมี 4 ข้อ

  • คอนกรีตชื้นมากหรือมีเกลือคลอไรด์สูง — ลดระยะทะลุทะลวงของคลื่น
  • เหล็กเสริมที่เรียงถี่มาก — อาจบังวัตถุที่อยู่ลึกกว่า ทำให้มองไม่เห็นชั้นล่าง
  • ภาพดิบไม่ได้บอกชนิดวัตถุ — การแปลภาพ Hyperbola ต้องอาศัยผู้เชี่ยวชาญ
  • ไม่ได้บอกคุณภาพหรือกำลังอัดของคอนกรีต — การประเมินกำลังต้องใช้ Core Test เป็นหลัก โดยมี Rebound Hammer และ UPV เป็นวิธีคัดกรองประกอบ ดูภาพรวมได้ที่ คู่มือ NDT ตรวจสอบโครงสร้างคอนกรีต

หากต้องการวัดระยะหุ้มและตำแหน่งเหล็กชั้นบนอย่างรวดเร็วเฉพาะจุด Cover Meter / Rebar Scanner เป็นเครื่องมือที่ใช้เสริมกันได้ดี

⚠️ ภาพดิบไม่ใช่คำตอบสุดท้าย

GPR แสดงตำแหน่งการสะท้อนของคลื่น แต่ไม่ระบุ "ชนิด" ของวัตถุโดยตรง การสรุปว่าเป็นเหล็ก ท่อ หรือโพรง ต้องอาศัยการแปลผลของผู้เชี่ยวชาญร่วมกับข้อมูลหน้างานและแบบก่อสร้าง (ถ้ามี)

SPN Soil Engineering ให้บริการสแกน GPR ทั่วประเทศ ทั้งงานสแกนคอนกรีตก่อนเจาะคว้านและงานสำรวจวัตถุฝังใต้ผิวดิน รายงานรับรองโดยวิศวกรโยธาที่มีใบอนุญาต (กว.) สภาวิศวกร พร้อมลายเซ็นและเลขทะเบียน ติดต่อรับใบเสนอราคาฟรีภายใน 24 ชม.