PDA ทดสอบเสาเข็มเจาะได้ไหม? High Strain Test กับเสาเข็มหล่อในที่

ทำไมหลายคนคิดว่า PDA ใช้ได้แค่เสาเข็มตอก?

เพราะชื่อเครื่องมือและความสะดวกหน้างาน ไม่ใช่เพราะข้อจำกัดของหลักการ PDA ย่อมาจาก Pile Driving Analyzer ซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อติดตามการตอกเสาเข็มโดยเฉพาะ ชื่อจึงผูกกับคำว่า driving ตั้งแต่ต้น อีกเหตุผลคืองานเสาเข็มตอกมีปั้นจั่นและตุ้มอยู่หน้างานแล้ว จึงทดสอบได้ทันทีโดยแทบไม่ต้องเตรียมอะไรเพิ่ม

หลักการทดสอบไม่ได้ผูกกับวิธีติดตั้งเสาเข็ม Dynamic Load Test (PDA) ส่งแรงกระแทกลงหัวเสาเข็ม แล้ววัดคลื่นความเค้นที่วิ่งลงไปและสะท้อนกลับ เพื่อคำนวณกำลังรับน้ำหนักที่ถูกกระตุ้นขึ้นมา เสาเข็มจะถูกตอกลงไปหรือหล่อในหลุมเจาะ คลื่นก็เดินทางในเนื้อคอนกรีตแบบเดียวกัน

ทั้ง ASTM D4945 (Standard Test Method for High-Strain Dynamic Testing of Deep Foundations) และ มยผ. 1252-51 เขียนครอบคลุมเสาเข็มลึกโดยทั่วไป ไม่ได้ระบุว่าใช้ได้เฉพาะเสาเข็มตอก

ทดสอบเสาเข็มเจาะต่างจากเสาเข็มตอกตรงไหน?

หลักการวัดและวิเคราะห์เหมือนกันทุกอย่าง ความต่างอยู่ที่การเตรียมงานหน้างาน 4 เรื่อง ได้แก่ แหล่งแรงกระแทก น้ำหนักตุ้ม การเตรียมหัวเข็ม และวัสดุรองรับแรงกระแทก

1. ต้องยกตุ้มมาตั้งเอง — งานเสาเข็มตอกใช้ตุ้มของปั้นจั่นที่มีอยู่แล้ว ส่วนเสาเข็มเจาะไม่มีอุปกรณ์ตอกที่หน้างาน ทีมทดสอบจึงต้องนำตุ้มทดสอบพร้อมโครงนำ (guide frame) และเครนมาตั้งเหนือหัวเข็ม งานนี้กินพื้นที่และต้องมีทางเข้าออกให้เครน

2. น้ำหนักตุ้มต้องพอกระตุ้นกำลัง — เสาเข็มเจาะมักมีขนาดหน้าตัดใหญ่และรับน้ำหนักได้สูงกว่าเสาเข็มตอกในโครงการเดียวกัน ตุ้มจึงต้องหนักพอให้เสาเข็มขยับลงเล็กน้อยทุกครั้งที่กระแทก ถ้าเสาเข็มไม่ขยับเลย แปลว่ากำลังยังไม่ถูกกระตุ้นเต็มที่ ผลที่ได้จะเป็นเพียงค่าต่ำสุดที่พิสูจน์ได้ ไม่ใช่กำลังสูงสุดจริง

3. หัวเสาเข็มต้องเตรียมมากกว่า — หัวเสาเข็มเจาะมีชั้นน้ำปูนและตะกอนอยู่ด้านบนจากขั้นตอนการเทคอนกรีต ต้องสกัดออกจนถึงเนื้อดีและปรับหน้าตัดให้เรียบตั้งฉาก รายละเอียดทั้งหมดอยู่ในบทความ เตรียมหัวเสาเข็มก่อนทดสอบ

4. ต้องมีวัสดุรองรับแรงกระแทก — ใช้แผ่นรองหัวเข็มและวัสดุกันกระแทก เช่น ไม้อัด วางระหว่างตุ้มกับหัวเข็ม เพื่อกระจายแรงและยืดช่วงเวลากระแทกให้หัวเข็มไม่แตก ความหนาของวัสดุรองมีผลต่อรูปคลื่นที่ได้โดยตรง

ถ้าอยากเห็นภาพรวมว่าเสาเข็มแต่ละชนิดควรใช้วิธีทดสอบใด อ่านต่อที่ เสาเข็มเจาะ vs เสาเข็มตอก ทดสอบต่างกันยังไง

ภาพด้านล่างรวมทั้ง 4 เรื่องไว้ในรูปเดียว ไล่ดูจากบนลงล่าง ได้แก่ ตุ้มทดสอบในโครงนำ วัสดุรองบนหัวเข็มที่สกัดถึงเนื้อดี และหัววัดคู่ตรงข้ามในหลุมที่ขุดรอบหัวเข็ม กรอบด้านขวาสรุปว่าแต่ละจุดต่างจากงานเสาเข็มตอกอย่างไร

← เลื่อนดูภาพทั้งหมด →

ขั้นตอนทดสอบ High Strain บนเสาเข็มเจาะมีอะไรบ้าง?

งานทดสอบมี 7 ขั้นหลัก เริ่มจากตรวจกำลังคอนกรีตและเตรียมหัวเข็ม ต่อด้วยติดหัววัดและตั้งตุ้ม แล้วจบที่การปล่อยตุ้มและวิเคราะห์ผลด้วย CAPWAP

1. ตรวจอายุและกำลังคอนกรีต — เสาเข็มต้องมีกำลังพอรับแรงกระแทกโดยไม่เสียหาย เกณฑ์อ่านได้ที่ เสาเข็มหล่อเสร็จกี่วันถึงทดสอบได้
2. สกัดและปรับหัวเข็ม — สกัดถึงเนื้อคอนกรีตดี ปรับหน้าตัดให้เรียบและตั้งฉากกับแกนเสาเข็ม
3. ขุดเปิดผิวข้าง — เปิดดินรอบหัวเข็มให้เห็นเนื้อเสาเข็มยาวพอสำหรับยึดหัววัดที่ระดับต่ำกว่าหัวเข็มลงมา
4. ติดตั้งหัววัด — ยึดหัววัดความเครียด (strain transducer) และหัววัดความเร่ง (accelerometer) เป็นคู่ตรงข้ามกันรอบเสาเข็ม เพื่อเฉลี่ยผลของแรงกระแทกที่ไม่สมมาตร
5. ตั้งตุ้มและโครงนำ — จัดแนวตุ้มให้ตรงกับแกนเสาเข็ม วางวัสดุรองหัวเข็ม
6. ปล่อยตุ้มและบันทึกสัญญาณ — เริ่มจากระยะยกต่ำแล้วเพิ่มขึ้นทีละขั้น พร้อมเฝ้าดูค่าความเค้นในเสาเข็มไม่ให้เกินระดับที่ปลอดภัย
7. วิเคราะห์ผล — ประเมินเบื้องต้นที่หน้างานด้วย Case Method แล้ววิเคราะห์ละเอียดต่อด้วย CAPWAP ในสำนักงาน

วิธีอ่านค่าที่ได้จากรายงาน ดูรายละเอียดที่ PDA Test อ่านผลยังไง

แบบจำลองด้านล่างวางทั้ง 7 ขั้นไว้บนหน้างานเดียว ป้ายหมายเลขในภาพตรงกับลำดับงานในกรอบด้านขวา สังเกตว่าเครนต้องมีที่ตั้งบนพื้นที่รับน้ำหนักได้ และสายสัญญาณต้องเดินจากหลุมทดสอบไปยังเครื่อง PDA ซึ่งเป็นที่มาของข้อจำกัดในหัวข้อถัดไป

← เลื่อนดูภาพทั้งหมด →

PDA บนเสาเข็มเจาะมีข้อจำกัดอะไร?

ข้อจำกัดหลักมี 3 เรื่อง คือ เสาเข็มใหญ่มากอาจกระตุ้นกำลังไม่เต็ม หน้างานต้องมีพื้นที่ตั้งเครน และผลขึ้นกับคุณภาพสัญญาณ

ถ้าเสาเข็มใหญ่เกินกว่าที่ตุ้มจะกระตุ้นกำลังได้เต็ม ทางเลือกคือ Static Load Test ซึ่งกดน้ำหนักจริงลงบนหัวเสาเข็ม ให้ผลตรงที่สุดแต่ใช้เวลาและงบมากกว่า รายละเอียดการตั้งระบบรับน้ำหนักอ่านได้ที่ Kentledge กับ Reaction Pile ต่างกันอย่างไร

หลายโครงการจึงใช้สองวิธีร่วมกัน คือทำ Static Load Test กับเสาเข็มต้นตัวอย่าง แล้วใช้ PDA ครอบคลุมเสาเข็มต้นอื่นตามที่สเปกกำหนด ข้อดีข้อเสียของแต่ละวิธีเทียบไว้ที่ Dynamic vs Static Load Test เลือกแบบไหนดี

PDA บอกความสมบูรณ์ของเสาเข็มเจาะได้ไหม?

ไม่ได้โดยตรง การทดสอบกำลังกับการทดสอบความสมบูรณ์เป็นคนละเรื่องกัน

PDA ตอบคำถามว่า เสาเข็มรับน้ำหนักได้เท่าไร แต่ไม่ได้ตอบว่า เนื้อเสาเข็มสมบูรณ์ตลอดความยาวหรือไม่ โดยตรง สำหรับเสาเข็มเจาะซึ่งหล่อในหลุมและมองไม่เห็นระหว่างเท ความสมบูรณ์เป็นประเด็นสำคัญไม่แพ้กำลัง

งานเสาเข็มเจาะจึงมักทดสอบสองอย่างควบคู่กัน คือ PDA สำหรับกำลัง และ Seismic Integrity Test หรือ Cross Hole Sonic Logging (CSL) สำหรับความสมบูรณ์ โดย CSL ให้ผลละเอียดกว่าแต่ต้องฝังท่อไว้ในเสาเข็มตั้งแต่ตอนหล่อ จึงต้องวางแผนล่วงหน้า

ตารางเทียบ PDA บนเสาเข็มเจาะกับเสาเข็มตอก

มาตรฐานและหลักการวิเคราะห์เหมือนกัน สิ่งที่ต่างคือแหล่งแรงกระแทก การเตรียมหัวเข็ม การทดสอบซ้ำ และข้อจำกัดหลัก

เรื่อง Restrike และ soil set-up ในเสาเข็มตอก อ่านต่อได้ที่ Restrike Test คืออะไร

ทดสอบ PDA เสาเข็มเจาะราคาเท่าไร?

ค่าบริการ PDA ของ SPN เริ่มต้นประมาณ 5,500 บาทต่อต้น ส่วน Static Load Test อยู่ที่ประมาณ 50,000-150,000 บาทต่อต้นขึ้นไปตามน้ำหนักทดสอบและระบบรับน้ำหนัก และ Seismic Integrity Test ประมาณ 100-150 บาทต่อต้น

ราคานี้ยังไม่รวมค่าเดินทางและค่าขนย้ายเครื่องมือ ซึ่งคิดเพิ่มตามระยะทางของหน้างาน

สำหรับเสาเข็มเจาะ ค่าใช้จ่ายจริงขึ้นกับขนาดตุ้มที่ต้องใช้และการเข้าถึงหน้างานด้วย ส่งขนาดเสาเข็ม ความยาว และน้ำหนักออกแบบมาให้ทีมวิศวกร SPN ประเมิน แล้วรับใบเสนอราคาฟรีภายใน 24 ชั่วโมง ดูภาพรวมบริการทั้งหมดได้ที่หน้า บริการทดสอบเสาเข็ม