KPT คืออะไร?

Kunzelstab Penetration Test (KPT) คือการทดสอบดินแบบตอกหยั่งเบา (Light Dynamic Penetration) โดยปล่อยตุ้มน้ำหนัก (Hammer) ตกอย่างอิสระจากความสูงคงที่ลงบนทั่งตอกซ้ำ ๆ เพื่อดันหัวกรวยเหล็กลงดิน แล้วนับจำนวนครั้งที่ตอก (Blow Count) ต่อระยะจมทุก 20 เซนติเมตร ค่าที่ได้เรียกว่า N/20 cm

เนื่องจากหัวกรวยมีขนาดใหญ่กว่าก้านเจาะ จึงช่วยลดแรงเสียดทานข้างก้าน ทำให้ค่าที่วัดได้สะท้อนแรงต้านที่ปลายกรวยเป็นหลัก ค่า N นี้นำไปประเมินกำลังแบกทาน (Bearing Capacity) ของดินและความหนาของชั้นดินอ่อน–แข็งได้ โดยไม่ต้องใช้รถเจาะ จึงนิยมมากในไทยสำหรับงานฐานรากตื้นของบ้านและอาคารขนาดเล็ก และงานสำรวจดินเบื้องต้น

เครื่องตอกหยั่งดินแบบเบา Kunzelstab Penetration Test (KPT) ขณะติดตั้งทดสอบในสนาม
เครื่อง KPT (Light Penetrometer) ตุ้มน้ำหนัก 10 kg พร้อมก้านตอกและทั่งรับแรง — น้ำหนักเบา ติดตั้งง่าย ใช้ทีมงาน 2–3 คน เข้าทดสอบในพื้นที่แคบได้
💡 หลักจำง่าย ๆ

ดินแข็ง → กรวยจมยาก → ตอกหลายครั้ง → ค่า N สูง → กำลังแบกทาน สูง  |  ดินอ่อน → กรวยจมง่าย → ตอกน้อยครั้ง → ค่า N ต่ำ → กำลังแบกทาน ต่ำ

ทำไมต้องทดสอบ KPT — ประโยชน์ที่ได้

ประโยชน์รายละเอียด
ประเมินกำลังแบกทานคำนวณกำลังแบกทานยอมให้ (Qa) เบื้องต้นสำหรับออกแบบฐานรากตื้น
หาความหนาชั้นดินอ่อนระบุระดับที่ดินเปลี่ยนจากชั้นอ่อนเป็นชั้นแข็งได้จากกราฟ N–Depth
สำรวจกระจายทั่วแปลงทดสอบหลายจุดในงบจำกัด ทำแผนที่ความสม่ำเสมอของดินก่อนตัดสินใจเจาะจริง
เข้าพื้นที่ยากได้อุปกรณ์พกพา ไม่ต้องใช้รถเจาะ เหมาะกับที่แคบ ตรอกซอย หรือพื้นที่ที่รถเข้าไม่ถึง

อุปกรณ์ (Apparatus)

เครื่อง KPT แบบมาตรฐานประกอบด้วยส่วนหลักดังนี้:

ส่วนประกอบข้อกำหนดทั่วไป
ตุ้มน้ำหนัก (Hammer)10 kg
ระยะตก (Drop Height)50 cm (500 mm)
หัวกรวย (Cone Tip)กรวยเหล็กฐานใหญ่กว่าก้าน เพื่อลดแรงเสียดทานข้างก้าน
ก้านตอก (Drive Rod)ก้านเหล็กต่อเป็นท่อน ๆ เพิ่มความลึกได้
ค่าที่บันทึกจำนวนครั้งที่ตอก (Blow Count) ต่อระยะจม 20 cm
🔧 ตระกูลเดียวกับ Light Penetrometer

KPT จัดอยู่ในกลุ่มการหยั่งดินแบบพลวัตเบา (Light Dynamic Probing) ตามแนวทาง DIN 4094 หลักการคล้าย Dynamic Probing Light (DPL) ของยุโรป ต่างกันที่รายละเอียดน้ำหนักตุ้มและขนาดกรวยตามผู้ผลิต

ขั้นตอนการทดสอบ KPT

  1. ติดตั้งให้ได้แนวดิ่ง — วางหัวกรวยที่จุดทดสอบ ปรับก้านให้ตั้งฉากกับผิวดิน ตรวจข้อต่อก้านและทั่งรับแรงให้ขันแน่น
  2. ยกและปล่อยตุ้มตกอิสระ — ยกตุ้ม 10 kg ขึ้นจนถึงระยะตก 50 cm แล้วปล่อยตกอิสระลงบนทั่งตอกซ้ำ ๆ (อย่าออกแรงกด)
  3. นับจำนวนครั้งต่อ 20 cm — บันทึกจำนวนครั้งที่ทำให้กรวยจมลงทุก ๆ 20 เซนติเมตร เป็นค่า N/20 cm ตลอดความลึก
  4. ต่อก้านเมื่อจมลึกขึ้น — เมื่อก้านจมจนใกล้ผิวดิน ให้ต่อก้านท่อนถัดไปแล้วทดสอบต่อ
  5. หยุดและสรุปผล — หยุดเมื่อถึงความลึกที่ต้องการ หรือถึงเกณฑ์ Refusal แล้วพล็อตกราฟและคำนวณกำลังแบกทาน
❌ เกณฑ์การหยุดทดสอบ (Refusal)

หยุดทดสอบเมื่อตอกแล้วกรวยแทบไม่จม (เช่น เกิน 50–100 ครั้งต่อ 20 cm) ซึ่งแสดงว่าเจอชั้นแข็งหรือชั้นทราย/กรวดแน่น — ในตัวอย่างจริงด้านล่าง การทดสอบหยุดที่ค่า N = 100 ครั้ง/20 cm ที่ระดับลึก 2.4 เมตร

การคำนวณกำลังแบกทานจากค่า N

ค่า N (จำนวนครั้งต่อ 20 cm) นำไปประมาณกำลังแบกทานยอมให้ (Allowable Bearing Capacity, Qa) ได้ด้วยสูตรเชิงประสบการณ์ โดยเลือกสูตรตามชนิดดิน หน่วยเป็น ตัน/ตารางเมตร (t/m²):

ดินทราย (Sand):   Qa = 0.64 × ( N − 3.57 ) กำลังแบกทานยอมให้สำหรับดินทราย
ดินเหนียว (Clay):   Qu = 0.34 × ( N + 0.954 ) กำลังแบกทานสำหรับดินเหนียว
✅ ตัวอย่างการคำนวณ

ดินทรายที่วัดได้ N = 21 ครั้ง/20 cm → Qa = 0.64 × (21 − 3.57) = 11.2 t/m²  |  หากเป็นดินทราย N = 48 → Qa = 0.64 × (48 − 3.57) = 28.4 t/m²

ตารางเทียบค่า N กับกำลังแบกทาน (โดยประมาณ)

N (ครั้ง/20 cm)Qa ดินทราย (t/m²)Qu ดินเหนียว (t/m²)ระดับกำลัง
< 5< 1~2อ่อนมาก
104.13.7อ่อน
157.35.4ปานกลาง
2010.57.1ปานกลาง
3016.910.5แน่น/แข็ง
5029.717.3แน่นมาก
≥ 10061.734.3แข็งมาก (Refusal)

คำนวณจากสูตรข้างต้น — เป็นค่าประมาณเบื้องต้นเท่านั้น การออกแบบจริงต้องพิจารณาชนิดดิน ระดับน้ำใต้ดิน และดุลยพินิจของวิศวกรปฐพีประกอบ

ตัวอย่างผลทดสอบ KPT จริง

ตัวอย่างด้านล่างเป็นรายงานผลทดสอบ KPT จากโครงการจริงของ SPN (จุดทดสอบ KZ-1) ทดสอบจากผิวดินถึงระดับลึก 2.4 เมตร รายงานแสดงค่า Blow Count (N/20 cm) และกำลังแบกทานยอมให้ (Qa) ของแต่ละความลึก พร้อมกราฟ Blow Count เทียบความลึกทางขวา

ตัวอย่างรายงานผลทดสอบ Kunzelstab Penetration Test (KPT) พร้อมตารางค่า N และกราฟ Blow Count เทียบความลึก
ตัวอย่างรายงานผลทดสอบ KPT จริง (จุด KZ-1) — ตารางค่า N/20 cm และ Qa รายช่วงความลึก พร้อมกราฟ Blow Count–Depth จัดทำโดยทีมวิศวกร SPN Soil Engineering

สังเกตว่าช่วง 0.2–1.2 เมตรค่า N อยู่ราว 13–22 ครั้ง (ดินกำลังปานกลาง) จากนั้นที่ระดับ 1.4 เมตรค่า N กระโดดขึ้นเป็น 48 และเพิ่มต่อเนื่องจนถึง 100 ครั้งที่ 2.4 เมตร แสดงว่าเจอชั้นดินแน่น/แข็งที่เหมาะเป็นชั้นรองรับฐานราก การพล็อตกราฟแบบนี้ช่วยให้วิศวกรเลือกระดับวางฐานรากที่ปลอดภัยได้ทันที

ข้อจำกัดที่ต้องรู้

⚠️ ไม่ได้ตัวอย่างดิน

KPT วัดได้แค่ "แรงต้านการตอก" แต่ไม่ได้ตัวอย่างดินขึ้นมาจำแนกชนิด จึงต้องอาศัยข้อมูลชั้นดินข้างเคียงหรือดุลยพินิจวิศวกรในการเลือกสูตร (ทราย/เหนียว) ให้ถูกต้อง มิฉะนั้นค่า Qa จะคลาดเคลื่อน

⚠️ ไม่เห็นระดับน้ำใต้ดิน

KPT ไม่สามารถระบุระดับน้ำใต้ดิน (Groundwater Level) ได้ ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญต่อการออกแบบฐานราก หากจำเป็นต้องทราบ ต้องเจาะสำรวจดิน

❌ ลึกจำกัด — ใช้แทนการเจาะ + SPT ไม่ได้

KPT ลึกได้ประมาณ 5 เมตร (ดินอ่อนอาจถึง 7–10 เมตร แต่ความน่าเชื่อถือลดลง) ไม่เพียงพอสำหรับงานอาคารหลายชั้นหรือเสาเข็มที่ต้องรู้ชั้นทรายรับเข็มซึ่งลึกกว่ามาก งานลักษณะนี้ต้องใช้การเจาะสำรวจดิน + SPT เท่านั้น

มาตรฐานอ้างอิง

  • DIN 4094 — แนวทางการทดสอบหยั่งดินแบบพลวัต (Dynamic Probing) ซึ่งครอบคลุมกลุ่มเครื่องหยั่งเบา (Light) ที่ KPT จัดอยู่ในตระกูลเดียวกัน
  • สูตรกำลังแบกทาน (Qa) เป็นสมการเชิงประสบการณ์ (Empirical) ที่ใช้กันในงานสำรวจดินสำหรับฐานรากตื้น ควรปรับใช้ตามสภาพดินในพื้นที่

เนื่องจาก KPT เป็นการทดสอบเชิงสัมพัทธ์ ค่า N และ Qa ที่ได้ควรใช้ประกอบกับประสบการณ์ในพื้นที่และการแปลผลของวิศวกรปฐพี

เชื่อมโยงกับการทดสอบอื่น

KPT มักใช้ร่วมกับการทดสอบดินอื่นเพื่อให้ข้อมูลครบสำหรับงานออกแบบ:

  • DCP vs KPT vs SPT — เปรียบเทียบสามวิธีหยั่งดิน เลือกแบบไหนให้เหมาะกับงาน
  • DCP Test — การหยั่งกรวยพลวัตสำหรับงานชั้นทางและควบคุมคุณภาพการบดอัด
  • SPT N-Value แปลผลอย่างไร — มาตรฐานหลักของงานฐานรากลึกและเสาเข็ม
  • การเจาะสำรวจดิน + SPT — ข้อมูลชั้นดินลึกสำหรับออกแบบฐานรากและเสาเข็ม
📌 หมายเหตุ

บทความนี้จัดทำเพื่อเป็นความรู้ทางวิศวกรรม การเลือกวิธีทดสอบ จำนวนจุด และการแปลผล ควรเป็นไปตามข้อกำหนดของโครงการและดุลยพินิจของวิศวกรผู้มีใบอนุญาต