PDA Test คืออะไร และวัดอะไรได้บ้าง?

PDA Test (Pile Driving Analyzer Test) คือการทดสอบกำลังรับน้ำหนักเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์ (Dynamic Load Test) ตามมาตรฐาน ASTM D4945 และ มยผ. 1252-51 หลักการคือใช้ตุ้มน้ำหนักตกกระแทกหัวเสาเข็ม แล้ววัด แรง (Force) และ ความเร่ง (Acceleration) ที่หัวเสาเข็มด้วยเซ็นเซอร์ จากนั้นแปลงสัญญาณคลื่นเป็นค่ากำลังรับน้ำหนักและค่าตรวจสอบอื่น ๆ ซึ่งรายงานออกมาเป็นตัวย่อ เช่น RMX, EMX, FMX, CSX อ่านขั้นตอนการทดสอบภาคสนามแบบละเอียดได้ที่ การทดสอบเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์ (Dynamic Load Test / PDA)

อุปกรณ์หลักของ PDA Test มีอะไรบ้าง?

  • มาตรวัดความเครียด (Strain Transducers) อย่างน้อย 2 ตัว ติดตั้งตรงข้ามกันที่หัวเสาเข็ม: วัดความเครียดเพื่อคำนวณแรง (เสาเข็มขนาดใหญ่อาจใช้ 4 ตัว)
  • มาตรวัดความเร่ง (Accelerometers) อย่างน้อย 2 ตัว ติดตั้งตรงข้ามกัน: วัดความเร่ง แล้วปริพันธ์ (Integrate) เป็นความเร็ว (Velocity) และระยะเคลื่อนที่ (Displacement)
  • เครื่องวิเคราะห์ Pile Driving Analyzer (PDA): บันทึกและประมวลผลสัญญาณแบบเรียลไทม์
  • ตุ้มน้ำหนัก (Drop Weight): น้ำหนักประมาณ 1-2% ของกำลังรับน้ำหนักประลัย (Ultimate Capacity) ที่ต้องการพิสูจน์ เช่น พิสูจน์ 250 ตัน ใช้ตุ้ม 2.5-5 ตัน
วิศวกรสนาม SPN เจาะติดตั้งมาตรวัดความเครียด (Strain Transducer) และสายสัญญาณที่หัวเสาเข็มตอกหน้าตัดสี่เหลี่ยม ก่อนทดสอบ PDA Test ช่างเทคนิค SPN ติดตั้งเซ็นเซอร์และเดินสายสัญญาณที่หัวเสาเข็มตอกหน้างานจริง ข้างปั้นจั่นตอกเสาเข็ม ก่อนทดสอบ Dynamic Load Test
หน้างานจริงของ SPN — การติดตั้งเซ็นเซอร์ที่หัวเสาเข็มก่อนทดสอบ ต้องเจาะยึดให้แน่นและติดเป็นคู่ตรงข้ามกัน เพื่อให้สัญญาณจากสองฝั่งสมมาตรตามเกณฑ์คุณภาพสัญญาณในหัวข้อถัดไป

ทำไมต้องเช็คคุณภาพสัญญาณ PDA ก่อนอ่านค่า?

คุณภาพสัญญาณคือด่านแรกของการอ่านรายงาน PDA เพราะทุกค่าที่คำนวณออกมา ทั้ง RMX และ EMX ล้วนแปลงมาจากสัญญาณแรงและความเร็วที่วัดได้ ถ้าสัญญาณไม่ดี ค่าเหล่านั้นจะเชื่อถือไม่ได้ทั้งหมด มาตรฐาน มยผ. 1252-51 (ข้อ 4.5) ให้ตัวอย่างสัญญาณที่ควรใช้และไม่ควรใช้ไว้ชัดเจน:

ตัวอย่างสัญญาณ PDA ที่ควรใช้และไม่ควรใช้ตาม มยผ.1252-51 — สัญญาณความเครียดและความเร็วสอดคล้องกัน สัญญาณสมมาตร เทียบกับสัญญาณรบกวน (Noise) และสัญญาณ Drift
ตัวอย่างสัญญาณที่ควรใช้ (ก, ข) และไม่ควรใช้ (ค, ง) — ที่มา: รูปที่ 7 มยผ. 1252-51 มาตรฐานการรับน้ำหนักของเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์ กรมโยธาธิการและผังเมือง
  • ก) สัญญาณที่ดี: กราฟความเครียด (Force) และความเร็ว (Velocity) มี Peak ตรงกัน (Peaks match) ช่วงต้นคลื่น
  • ข) สัญญาณที่ดี: สัญญาณจากมาตรวัดคู่เดียวกัน (ติดตั้งคนละฝั่งของเสาเข็ม) ต้องคล้ายกันและสมมาตร
  • ค) ไม่ควรใช้: มีสัญญาณรบกวน (Noise) แทรกมาก — มักเกิดจากเซ็นเซอร์หลวมหรือสายสัญญาณมีปัญหา
  • ง) ไม่ควรใช้: Peak ไม่ตรงกัน หรือสัญญาณไม่กลับสู่ศูนย์ (Drift) — มักเกิดจากการตอกเยื้องศูนย์หรือเซ็นเซอร์เสีย

ถ้าเจอสัญญาณแบบ ค) หรือ ง) ในรายงาน วิศวกรภาคสนามต้องแก้การติดตั้งเซ็นเซอร์หรือปรับตำแหน่งตอกแล้วทดสอบซ้ำ ไม่ควรนำ Blow นั้นมาวิเคราะห์ต่อ

🔬 ทำไมกราฟแรงกับความเร็วต้องทับกันช่วงต้น

ในช่วงต้นก่อนที่คลื่นจะสะท้อนกลับจากปลายเข็มหรือแรงต้านดิน แรงกับความเร็วเป็นสัดส่วนกันตามสมการคลื่น F = Z·v โดย Z คืออิมพีแดนซ์ของเสาเข็ม = EA/c (E = โมดูลัสยืดหยุ่น, A = พื้นที่หน้าตัด, c = ความเร็วคลื่นในเสาเข็ม) เมื่อนำความเร็วมาคูณ Z แล้วเส้นทั้งสอง ทับกันสนิท แปลว่ายังไม่พบแรงต้านทาน เมื่อใดที่เส้นแรงกับเส้น Z·v แยกออกจากกัน คือสัญญาณว่าคลื่นเริ่มเจอแรงต้านทานจากดิน (Skin Friction) หรือปลายเข็ม — นี่คือหลักการพื้นฐานที่ Case Method และ CAPWAP ใช้แปลงสัญญาณเป็นค่ากำลังรับน้ำหนัก

ภาพด้านล่างรวมหลักการนี้ไว้ในกราฟเดียว จุดที่ 1 คือช่วงต้นที่เส้นแรงทับเส้น Z·v จุดที่ 2 คือช่องห่างหลัง Peak ซึ่งมาจากแรงต้านทานข้างเสา และจุดที่ 3 คือผลตอบสนองจากปลายเข็มเมื่อครบเวลา 2L/c กรอบด้านขวาเป็นแผนที่ย่อของค่าในรายงานที่จะอธิบายในหัวข้อถัดไป

กราฟเชิงหลักการของสัญญาณแรง F และความเร็วคูณอิมพีแดนซ์ Z·v ที่หัวเสาเข็มในหนึ่งครั้งกระแทก พร้อมตารางสรุปว่าค่าแต่ละตัวในรายงาน PDA บอกอะไรและต้องดูเทียบกับอะไร แผนภาพสองช่อง ช่องซ้ายเป็นกราฟตัวอย่างเชิงหลักการ ไม่ใช่ค่าวัดจริง แกนนอนคือเวลา แกนตั้งคือแรง เส้นทึบสีน้ำเงินเข้มคือแรง F ที่คำนวณจากมาตรวัดความเครียด เส้นประสีส้มคือความเร็วที่ได้จากมาตรวัดความเร่งคูณอิมพีแดนซ์ของเสาเข็ม Z เท่ากับ EA หาร c จุดหนึ่ง ช่วงต้นจนถึงยอดคลื่นสองเส้นทับกันและยอดตรงกัน แปลว่ายังไม่พบแรงต้านทานและสัญญาณใช้วิเคราะห์ได้ จุดสอง หลังยอดคลื่นเส้นแรงแยกอยู่เหนือเส้น Z·v ช่องห่างที่ระบายสีเขียวโตขึ้นเรื่อย ๆ คือแรงต้านทานข้างเสา จุดสาม เมื่อผ่านไปเท่ากับเวลา 2L หาร c หลังยอดคลื่น คลื่นที่สะท้อนจากปลายเสาเข็มกลับถึงเซ็นเซอร์ เส้นแรงยกขึ้นและเส้น Z·v ลดลง ระบายสีฟ้า คือปลายเสาเข็มรับแรง ใต้กราฟมีเส้นบอกช่วงเวลา 2L หาร c และภาพเสาเข็มวาดแนวนอน ตุ้มกระแทกที่หัวเข็ม มีมาตรวัดความเครียดและมาตรวัดความเร่งติดเป็นคู่ตรงข้ามกัน คลื่นวิ่งลงระยะ L แล้วสะท้อนกลับระยะ L รวมไปกลับ 2L ใช้เวลา 2L หาร c โดย c คือความเร็วคลื่นในเสาเข็ม กรอบล่างระบุว่า Case Method ใช้สัญญาณช่วงยอดคลื่นถึงยอดคลื่นบวก 2L หาร c คำนวณ RMX หน้างาน ส่วน CAPWAP ใช้สัญญาณทั้งช่วงเพื่อแยกข้างเสากับปลายเสา ช่องขวาเป็นตารางค่าในรายงาน PDA แบ่งสีเป็นกลุ่มกำลังรับน้ำหนัก กลุ่มพลังงานและแรง และกลุ่มการเคลื่อนที่และหน่วยแรง ได้แก่ RMX กำลังที่ระดมได้ ดูเทียบไม่น้อยกว่า 2.5 เท่าของ Design Working Load RAU และ RA2 กำลังรวมแบบอัตโนมัติ ใช้ตรวจเทียบ RMX, Shaft และ Toe แยกแรงต้านข้างเสาและปลายเสาจาก CAPWAP, EMX พลังงานที่ส่งลงเสาเข็ม ดูอัตราส่วน EMX ต่อพลังงานตุ้ม, FMX แรงสูงสุดที่หัวเข็ม ต้องสูงพอระดมแรงต้านทาน, DMX และ DFN ระยะเคลื่อนที่สูงสุดและการจมถาวร ดู DFN ใกล้เคียง Set ที่วัดหน้างาน, CSX หน่วยแรงอัดสูงสุด ไม่เกิน 0.85 fc สำหรับคอนกรีตหรือ 0.9 fy สำหรับเหล็ก และ TSX หน่วยแรงดึงสูงสุด ดูตามข้อกำหนดโครงการ อ่านสัญญาณ PDA: แรง F เทียบ Z·v ใน 1 ครั้งกระแทก ตัวอย่างเชิงหลักการ · ไม่ใช่ค่าวัดจริง สัญญาณที่หัวเข็มใน 1 ครั้งกระแทก แรง F เทียบความเร็ว × อิมพีแดนซ์ (Z = EA/c) แรง F / Z·v → เวลา → แรง F Z·v 1 2 3 2L/c Peak ตุ้ม หัวเข็ม ปลายเข็ม ไป–กลับ 2L ใช้เวลา 2L/c c = ความเร็วคลื่นในเสาเข็ม 1 ช่วงต้น: F ทับ Z·v และ Peak ตรงกัน ยังไม่เจอแรงต้านทาน (F = Z·v) — สัญญาณใช้วิเคราะห์ได้ 2 หลัง Peak: เส้น F แยกอยู่เหนือ Z·v ช่องห่างที่โตขึ้น = แรงต้านทานข้างเสา (Skin Friction) 3 ที่ 2L/c หลัง Peak: คลื่นจากปลายเข็มกลับถึงหัวเข็ม F ยกขึ้น · Z·v ลดลง = ปลายเข็มรับแรง (End Bearing) Case Method ใช้ F กับ Z·v ช่วง Peak → Peak + 2L/c คำนวณ RMX หน้างาน CAPWAP ใช้สัญญาณทั้งช่วงทำ Signal Matching เพื่อแยก Shaft / Toe ค่าในรายงาน PDA บอกอะไร? ค่า → ความหมาย → ดูเทียบกับอะไร กำลัง พลังงาน/แรง การเคลื่อนที่/หน่วยแรง RMX กำลังที่ระดมได้ (Case Method) ดู: ≥ 2.5 × Design Working Load RAU/RA2 กำลังรวมแบบอัตโนมัติ ดู: ใช้ตรวจเทียบกับ RMX Shaft/Toe แยกแรงต้านข้างเสา / ปลายเสา ดู: ผล CAPWAP · Ru = Rs + Rt EMX พลังงานที่ส่งลงเสาเข็ม ดู: EMX ÷ พลังงานตุ้ม FMX แรงสูงสุดที่หัวเข็ม ดู: สูงพอระดมแรงต้านทาน DMX/DFN ระยะเคลื่อนที่สูงสุด / จมถาวร ดู: DFN ใกล้เคียง Set หน้างาน CSX หน่วยแรงอัดสูงสุด ดู: ≤ 0.85 fc · ≤ 0.9 fy TSX หน่วยแรงดึงสูงสุด ดู: ตามข้อกำหนดโครงการ เกณฑ์ตามบทความนี้ · ค่าที่ใช้จริงยึดข้อกำหนดโครงการ
หลักการอ่านสัญญาณ PDA ในหนึ่งครั้งกระแทก — ช่วงต้นเส้นแรง F ทับเส้น Z·v และ Peak ตรงกัน หลัง Peak เส้นแยกกันเพราะแรงต้านทานข้างเสา และเมื่อครบเวลา 2L/c คลื่นจากปลายเข็มกลับถึงเซ็นเซอร์ กรอบขวาสรุปค่าในรายงาน (RMX, RAU/RA2, Shaft/Toe, EMX, FMX, DMX/DFN, CSX, TSX) ว่าบอกอะไรและดูเทียบกับอะไร — กราฟเป็นตัวอย่างเชิงหลักการ ไม่ใช่ค่าวัดจริง (ภาพ: SPN Soil Engineering)

ค่า RMX, EMX, CSX ในรายงาน PDA หมายถึงอะไร?

RMX คือกำลังรับน้ำหนักที่ระดมได้ EMX คือพลังงานที่ส่งถึงเสาเข็ม และ CSX คือหน่วยแรงอัดสูงสุดในเสาเข็ม ทั้งหมดอยู่ในกลุ่มตัวย่อ 8 ตัวที่สรุปพฤติกรรมของเสาเข็มในแต่ละครั้งกระแทก แบ่งได้เป็น 3 กลุ่ม ได้แก่ กลุ่มกำลังรับน้ำหนัก (RMX, RAU/RA2, Shaft/Toe) กลุ่มพลังงานและแรง (EMX, FMX) และกลุ่มการเคลื่อนที่กับหน่วยแรงในวัสดุ (DMX, CSX, TSX) ตารางนี้คือสรุปอ้างอิงครบทุกค่า:

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

ตารางสรุปค่าหลัก 8 ตัวในรายงาน PDA Test
ค่าหน่วยความหมายเกณฑ์/ค่าอ้างอิง
RMX
Maximum Mobilized Capacity		kN หรือ ตันกำลังรับน้ำหนักที่ระดมได้ (Mobilized Capacity) — ค่าสำคัญที่สุด ใช้เทียบกับ Design Working Load≥ 2.5 × Design Working Load (FS = 2.5 ตามกฎกระทรวงฐานราก 2566)
RAU / RA2
Automatic Case Method		kN หรือ ตันกำลังรวมจาก Case Method อัตโนมัติ ไม่ขึ้นกับค่า Damping Factor (J)RAU: แรงเสียดทานข้างน้อย · RA2: น้อยถึงปานกลาง — ใช้ตรวจสอบเทียบ RMX
Shaft / Toe
Resistance (จาก CAPWAP)		kN หรือ ตันแยกกำลังข้างเสา (Shaft Friction) กับปลายเสา (End Bearing) จากการวิเคราะห์ CAPWAPRu (กำลังรวม) = Rshaft + Rtoe
EMX
Maximum Transferred Energy		kN·m (kJ)พลังงานสูงสุดที่ส่งผ่านจากค้อนลงเสาเข็มจริงในแต่ละครั้งกระแทกEnergy Transfer Ratio ที่พบบ่อย ~50-70% ของพลังงานตุ้ม — ต่ำกว่า 30% ควรหาสาเหตุ (ค่าแนวปฏิบัติ ไม่ใช่เกณฑ์ตายตัว)
FMX
Maximum Force		kN หรือ ตันแรงสูงสุดที่หัวเสาเข็มต้องมากพอระดมแรงต้านทาน (Mobilize) ของดินถึงระดับที่ต้องการพิสูจน์
DMX
Maximum Displacement		มม.ระยะเคลื่อนที่สูงสุดของหัวเสาเข็ม รวมการหดตัวคืน (Elastic Rebound)ดูคู่กับ DFN (การจมถาวร) ซึ่งควรใกล้เคียง Set ที่วัดจริงหน้างาน
CSX
Maximum Compressive Stress		MPa หรือ kscหน่วยแรงอัดสูงสุดในวัสดุเสาเข็มขณะกระแทก≤ 0.85 × fc (เสาเข็มคอนกรีต) · ≤ 0.9 × fy (เสาเข็มเหล็ก) หรือตามข้อกำหนดโครงการ
TSX
Maximum Tensile Stress		MPa หรือ kscหน่วยแรงดึงสูงสุด สำคัญกับเสาเข็มยาวที่อาจเกิดคลื่นแรงดึง (Tension Wave) ระหว่างตอกต้องอยู่ในขอบเขตปลอดภัยของวัสดุ ตามข้อกำหนดโครงการ

กลุ่มกำลังรับน้ำหนัก — RMX ต่างจาก RAU/RA2 และ Shaft/Toe ยังไง?

RMX คือกำลังรับน้ำหนักรวมที่คำนวณแบบเรียลไทม์หน้างานด้วย Case Method จึงเป็นค่าประมาณเบื้องต้น — ค่าที่ใช้สรุปผลจริงต้องผ่านการยืนยันด้วย CAPWAP Analysis อีกครั้ง ขณะที่ RAU/RA2 เป็นค่ากำลังรวมแบบอัตโนมัติที่ไม่ขึ้นกับ Damping Factor วิศวกรใช้ตรวจสอบเทียบกับ RMX เมื่อยังไม่แน่ใจสภาพดิน ส่วนการแยก ข้างเสา (Shaft Friction) ออกจาก ปลายเสา (End Bearing) ไม่ได้อ่านตรงจากค่าหน้างาน แต่ได้จากการวิเคราะห์ CAPWAP ซึ่งสำคัญมากสำหรับเสาเข็มที่อาศัย End Bearing เป็นหลัก

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

เกณฑ์เปรียบเทียบ RMX กับ Design Working Load
RMX vs Design Capacityการตีความ
RMX ≥ 2.5 × Design✅ ผ่านเกณฑ์กฎกระทรวงฐานราก 2566 (FS = 2.5)
RMX < 2.5 × Design❌ ไม่ผ่านเกณฑ์วิธีพลศาสตร์ — หาสาเหตุ และพิจารณาทำ Static Load Test ยืนยัน

หมายเหตุ: เกณฑ์ FS = 2.5 ยึดตามกฎกระทรวงฐานราก 2566 ที่ให้ใช้ค่าจากวิธีพลศาสตร์ (Dynamic Load Test) ได้ไม่เกิน 40% ของแรงต้านทานสูงสุด

กลุ่มพลังงานและแรง — EMX กับ FMX บอกอะไร?

EMX บอกประสิทธิภาพการส่งพลังงานของระบบตอก สำหรับตุ้มปล่อยอิสระ (Drop Hammer) อัตราส่วนพลังงานส่งผ่าน (Energy Transfer Ratio = EMX ÷ พลังงานตุ้ม) มักอยู่ราว 50-70% ถ้าต่ำกว่า 30% แสดงว่าระบบสูญเสียพลังงานมาก ตัวเลขเหล่านี้เป็นค่าแนวปฏิบัติที่พบบ่อย เกณฑ์ที่ใช้จริงให้ยึดตามข้อกำหนดโครงการ

สาเหตุที่พลังงานส่งผ่านต่ำที่พบบ่อยคือแผ่นรองหัวเข็ม (Cushion) เก่าหรือเสียหาย ค้อนไม่ตรงแกนเสาเข็ม ระยะยกตุ้ม (Hammer Stroke) ไม่เพียงพอ หรือระบบนำค้อนมีแรงเสียดทาน ต้องแก้ไขก่อนทดสอบใหม่ ส่วน FMX ต้องมากพอที่จะระดมแรงต้านทานของดินถึงระดับที่ต้องการพิสูจน์ แต่การเช็คว่าเสาเข็มทนแรงกระแทกได้โดยไม่แตก ให้ดูจากหน่วยแรง CSX เทียบกับกำลังวัสดุ ไม่ใช่ดูจาก FMX โดยตรง

กลุ่มการเคลื่อนที่และหน่วยแรง — DMX, CSX, TSX ดูยังไง?

DMX คือระยะเคลื่อนที่สูงสุดซึ่ง รวมการหดตัวคืน (Elastic Rebound) ด้วย จึงไม่ใช่การจมถาวร การจมถาวร (Set) ให้ดูจากค่า DFN (Final Displacement) ซึ่งควรใกล้เคียงกับ Set ที่วัดจริงหน้างาน ส่วน CSX และ TSX ใช้เช็คความปลอดภัยของวัสดุเสาเข็ม: หน่วยแรงอัดไม่ควรเกิน 0.85 × fc สำหรับเสาเข็มคอนกรีต หรือ 0.9 × fy สำหรับเสาเข็มเหล็ก (หรือตามข้อกำหนดโครงการ) และหน่วยแรงดึงต้องเฝ้าระวังเป็นพิเศษในเสาเข็มยาว

รายงาน PDA หลายฉบับยังแสดงค่า BTA (β) ซึ่งเป็นดัชนีความสมบูรณ์ของหน้าตัดเสาเข็มที่ประเมินจากคลื่นสะท้อนก่อนถึงปลายเข็ม ค่า 100% หมายถึงหน้าตัดสม่ำเสมอ ถ้าค่าลดลงแปลว่าอาจมีหน้าตัดเปลี่ยนแปลงหรือความเสียหาย ควรให้วิศวกรตรวจสอบเพิ่ม เช่น ด้วย CAPWAP

อ่านรายงาน PDA ทีละค่าทำยังไง?

อ่านรายงาน PDA ให้ไล่ทีละค่าตามลำดับ: เทียบ RMX กับ Design Load ก่อน แล้วตรวจ EMX, CSX, FMX และ DMX/DFN ตัวอย่างด้านล่างใช้ตัวเลขประกอบการอธิบายวิธีคิด ไม่ใช่ผลของโครงการใดโครงการหนึ่ง

📋 ตัวอย่างผลทดสอบ

เสาเข็มเจาะ Ø60 ซม. ยาว 24 ม. คอนกรีต fc = 30 MPa · Design Load = 100 ตัน · ตุ้ม 5 ตัน ยกสูง 1 ม. · ผลทดสอบ: EMX = 18 kJ, FMX = 280 ตัน, DMX = 12 มม., RMX = 260 ตัน, CSX = 12 MPa

วิเคราะห์ทีละค่า

  • RMX = 260 ตัน vs Design = 100 ตัน → FS = 2.6 ✅ ผ่านเกณฑ์ FS = 2.5 ตามกฎกระทรวงฐานราก 2566
  • EMX = 18 kJ จากตุ้ม 5 ตัน ยกสูง 1 ม. (พลังงาน ≈ 49 kJ) → Energy Transfer Ratio = 18/49 ≈ 37% ⚠️ สูงกว่าระดับ 30% ที่ต้องหาสาเหตุ แต่ต่ำกว่าช่วงที่พบบ่อย (50-70%) ควรตรวจสภาพ Cushion และแนวการตอกประกอบ
  • CSX = 12 MPa vs 0.85 × 30 MPa = 25.5 MPa → ✅ หน่วยแรงอัดต่ำกว่าขีดจำกัดวัสดุ
  • FMX = 280 ตัน > RMX = 260 ตัน → แรงกระแทกสูงกว่าระดับที่ต้องการพิสูจน์ ใช้ประกอบกับค่าการจมตัว (DFN/Set) เพื่อยืนยันว่าระดมแรงต้านทาน (Mobilize) ของดินได้พอ
  • DMX = 12 มม. → เป็นระยะเคลื่อนที่รวม Elastic Rebound ส่วนการจมถาวร (Set) ให้ดูค่า DFN เทียบกับที่วัดจริงหน้างาน

สรุปตัวอย่าง: ผ่านเกณฑ์ทั้งกำลังรับน้ำหนักและหน่วยแรง

เสาเข็มต้นนี้มี FS = 2.6 ซึ่งไม่น้อยกว่า 2.5 และหน่วยแรงอัดต่ำกว่าขีดจำกัดวัสดุ แต่ RMX เป็นค่าจาก Case Method ค่าที่ใช้สรุปในรายงานจึงควรยืนยันด้วย CAPWAP และให้วิศวกรผู้ออกแบบพิจารณาร่วมกับผลทดสอบต้นอื่นในโครงการ

CAPWAP Analysis คืออะไร ทำไมต้องวิเคราะห์ต่อ?

CAPWAP (CAse Pile Wave Analysis Program) คือโปรแกรมวิเคราะห์สัญญาณ PDA เชิงลึกด้วยเทคนิค Signal Matching หลังจากได้สัญญาณจากหน้างานแล้ว วิศวกรใช้ CAPWAP วิเคราะห์เพิ่มเติม เพื่อ:

  • แยกกำลังรับน้ำหนัก ข้างเสา (Shaft) และ ปลายเสา (Toe) ออกจากกัน
  • จำลอง Load-Settlement Curve เพื่อเทียบเคียงผล Static Load Test
  • ประเมิน คุณภาพของเสาเข็ม ตลอดความยาว ตรวจหา Defect
  • ปรับค่า Damping และ Quake ให้ตรงกับสภาพดินจริง
ตัวอย่างผล CAPWAP Analysis จริง — กราฟ Force Measured/Computed, Force/Velocity, Load-Displacement จำลอง Static และการกระจาย Shaft Resistance ตลอดความยาวเสาเข็ม
ตัวอย่างผล CAPWAP จากโครงการจริงของ SPN — ซ้ายบน: Force Measured เทียบ Computed (Signal Matching) · ขวาบน: Force/Velocity · ซ้ายล่าง: Load-Displacement จำลองเทียบ Static Test · ขวาล่าง: การกระจายแรงเสียดทานข้างเสาตลอดความยาว

บทความนี้สรุป CAPWAP ไว้เพียงภาพรวม — อ่านเจาะลึกหลักการ Signal Matching ผลลัพธ์ที่ได้ และการเปรียบเทียบ CAPWAP vs Case Method vs Static Load Test ได้ที่ CAPWAP คืออะไร? ทำไมผลทดสอบ PDA ต้องวิเคราะห์ CAPWAP

ภาพ 3 มิติด้านล่างไล่เส้นทางข้อมูลตั้งแต่เซ็นเซอร์ที่หัวเข็ม เครื่อง PDA ที่คำนวณ Case Method หน้างาน ไปจนถึง CAPWAP ซึ่งให้การกระจายแรงต้านทานข้างเสา/ปลายเสาและกราฟ Load–Settlement จำลอง กรอบด้านขวาเป็นเช็กลิสต์ 7 ข้อที่ใช้ตรวจรายงานก่อนสรุปผล

แบบจำลอง 3 มิติ เส้นทางข้อมูล PDA Test ตั้งแต่เซ็นเซอร์ที่หัวเสาเข็ม เครื่อง PDA หน้างาน การวิเคราะห์ CAPWAP จนได้การกระจายแรงต้านทานและกราฟ Load–Settlement จำลอง พร้อมเช็กลิสต์ตรวจรายงาน ภาพสามมิติเชิงแนวคิดของก้อนดินที่ตัดหน้าให้เห็นชั้นดินเหนียวอ่อน ดินแข็ง และชั้นทราย เสาเข็มทดสอบแสดงเต็มความยาวบนหน้าตัด หัวเสาเข็มโผล่พ้นดิน มีโครงนำและตุ้มน้ำหนักอยู่เหนือหัวเข็ม ตุ้มหนักราวร้อยละหนึ่งถึงสองของกำลังที่ต้องการพิสูจน์ จุดหนึ่ง ใต้หัวเข็มติดมาตรวัดความเครียดสีส้มและมาตรวัดความเร่งสีฟ้าเป็นคู่ตรงข้ามกัน สายสัญญาณต่อไปยังจุดสอง เครื่อง PDA ที่วางบนพื้นหน้างาน ซึ่งคำนวณค่า Case Method เช่น RMX EMX และ CSX ทันที ลูกศรข้อมูลส่งต่อไปยังจุดสาม กรอบ CAPWAP Signal Matching ที่มีเส้นแรงวัดจริงเป็นเส้นทึบและเส้นคำนวณเป็นเส้นประทับกัน ผลลัพธ์แยกเป็นจุดสี่ แท่งการกระจายแรงต้านทานบนหน้าตัดข้างเสาเข็ม แท่งสีเขียวคือแรงต้านทานข้างเสาที่ยาวขึ้นตามความลึก และแท่งสีฟ้าใต้ปลายเสาเข็มคือแรงต้านทานที่ปลายเสา และจุดห้า กราฟ Load–Settlement จำลองเพื่อเทียบเคียงผล Static Load Test ตัวอย่างเชิงหลักการ ไม่ใช่ค่าวัดจริง กรอบด้านขวาเป็นเช็กลิสต์ตรวจรายงานเจ็ดข้อ ได้แก่ คุณภาพสัญญาณที่แรงกับ Z·v มียอดตรงกันและสมมาตร RMX ไม่น้อยกว่า 2.5 เท่าของ Design Working Load ตามกฎกระทรวงฐานราก 2566 ผล CAPWAP ที่เส้นคำนวณทับเส้นวัดจริงและแยก Shaft กับ Toe หน่วยแรง CSX ไม่เกิน 0.85 fc หรือ 0.9 fy และ TSX อยู่ในขอบเขต พลังงาน EMX หารด้วยพลังงานตุ้มซึ่งถ้าต่ำกว่าร้อยละ 30 ควรหาสาเหตุ DFN ใกล้เคียง Set ที่วัดจริงเพราะ DMX รวม Elastic Rebound และจังหวะเวลาทดสอบเรื่อง Set-up ในดินเหนียวและ Relaxation ในดินทราย ปิดท้ายด้วยหมายเหตุว่าถ้าไม่ผ่านให้หาสาเหตุ วิเคราะห์ CAPWAP และยืนยันด้วย Static Load Test แบบจำลอง 3 มิติ (3D): จากหัวเข็ม → PDA → CAPWAP → รายงาน แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน 3 CAPWAP: Signal Matching ปรับแบบจำลองดินจนเส้นคำนวณทับเส้นวัดจริง วัดจริง คำนวณ ตัวอย่างเชิงหลักการ 5 Load–Settlement จำลองเทียบ Static น้ำหนัก → ← ทรุด สายสัญญาณ ข้อมูล / ผลวิเคราะห์ ตุ้มน้ำหนักจากเครน ≈ 1–2% ของกำลัง ที่ต้องพิสูจน์ 1 เซ็นเซอร์ Strain Gauge + Accelerometer ติดคู่ตรงข้ามกัน 2 เครื่อง PDA หน้างาน คำนวณ RMX · EMX · CSX ทันที (Case Method) 4 การกระจายแรงต้านทาน ผลจาก CAPWAP แท่งเขียว = ข้างเสา (Shaft) แท่งฟ้า = ปลายเสา (Toe) หน้าตัด: ดินเหนียวอ่อน / ดินแข็ง / ชั้นทราย เช็กลิสต์ตรวจรายงาน PDA คุณภาพสัญญาณ F กับ Z·v Peak ตรงกัน สมมาตร ไม่มี Noise / Drift RMX เทียบ Design Load ≥ 2.5 × Design Working Load FS 2.5 · กฎกระทรวงฐานราก 2566 ผล CAPWAP เส้นคำนวณทับเส้นวัดจริง แยก Shaft / Toe ได้ หน่วยแรงในเสาเข็ม CSX ≤ 0.85 fc · ≤ 0.9 fy TSX อยู่ในขอบเขตตามข้อกำหนด พลังงาน EMX EMX ÷ พลังงานตุ้ม ต่ำกว่า 30% ควรหาสาเหตุ การจมตัว DFN ใกล้เคียง Set ที่วัดจริง DMX รวม Elastic Rebound จังหวะเวลาทดสอบ ดินเหนียว: รอ Set-up ดินทราย: ระวัง Relaxation ผลไม่ผ่านเกณฑ์? หาสาเหตุ → CAPWAP → Static Load Test ยืนยัน เกณฑ์ตามบทความ · ยึดข้อกำหนดโครงการ
แบบจำลอง 3 มิติ เส้นทางข้อมูล PDA Test — เซ็นเซอร์ใต้หัวเข็ม → เครื่อง PDA หน้างาน (Case Method: RMX, EMX, CSX) → CAPWAP Signal Matching → การกระจายแรงต้านทานข้างเสา/ปลายเสา และกราฟ Load–Settlement จำลอง พร้อมเช็กลิสต์ 7 ข้อสำหรับตรวจรายงาน (ภาพเชิงแนวคิด ไม่ตามมาตราส่วน กราฟเป็นตัวอย่างเชิงหลักการ · ภาพ: SPN Soil Engineering)

PDA Test ผ่านเกณฑ์เมื่อไหร่ — RMX ต้องได้กี่เท่าของ Design Load?

PDA Test ผ่านเกณฑ์กำลังรับน้ำหนักเมื่อ RMX ไม่น้อยกว่า 2.5 เท่าของ Design Working Load เกณฑ์ตัดสินในประเทศไทยยึดตามกฎกระทรวงฐานราก พ.ศ. 2566 ประกอบกับ มยผ. 1252-51 โดยดูทั้งกำลังรับน้ำหนัก (RMX) และหน่วยแรงในเนื้อเสาเข็ม (CSX/TSX) ดังนี้:

  • RMX ≥ 2.5 × Design Working Load: ✅ ผ่าน — กฎกระทรวงฐานราก พ.ศ. 2566 ข้อ 24 ให้ใช้ค่าจาก Dynamic Load Test ได้ไม่เกิน 40% ของแรงต้านทานสูงสุด เทียบเท่า FS = 2.5
  • RMX < 2.5 × Design Working Load: ❌ ไม่ผ่านเกณฑ์วิธีพลศาสตร์ — หาสาเหตุ และพิจารณาทำ Static Load Test ยืนยัน (วิธีสถิตยศาสตร์ใช้ค่าได้ถึง 50%)
  • ค่าจากวิธีพลศาสตร์ต้องเป็นค่าที่ สอบเทียบ (Calibrate) กับผลทดสอบวิธีสถิตยศาสตร์ แล้ว
  • จำนวนต้นที่ทดสอบ: กฎกระทรวงไม่ได้กำหนดตายตัว แนวปฏิบัติที่พบบ่อยคือ ราว 1–2% ของจำนวนเสาเข็มทั้งหมด และไม่น้อยกว่า 1 ต้น (แนวปฏิบัติ ไม่ใช่ข้อบังคับ ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดของแต่ละโครงการ) โดยเสาเข็มที่เลือกต้องเป็นตัวแทนของทั้งโครงการ — อ่านหลักคิดที่ ต้องทดสอบเสาเข็มกี่ต้น?
  • CSX, TSX ในขอบเขตปลอดภัย: ✅ หน่วยแรงขณะกระแทกไม่เกินขีดจำกัดวัสดุ
เครื่องทดสอบ Dynamic Load Test หน้างานจริง พร้อมป้ายโครงการระบุ Design Load 40 ตัน FS 2.5 พิสูจน์กำลัง 100 ตัน เสาเข็มสี่เหลี่ยม 0.40 ม. ยาว 8.50 ม.
หน้างานจริงของ SPN — ป้ายโครงการระบุ Design Load 40 ตัน × FS 2.5 = กำลังที่ต้องพิสูจน์ (Qu) 100 ตัน ตามเกณฑ์กฎกระทรวงฐานราก 2566 ที่อธิบายในหัวข้อนี้

อ่านที่มาของเกณฑ์ 40/50/40 แบบละเอียดได้ที่ เสาเข็มรับน้ำหนักได้เท่าไหร่ตามกฎหมาย? เกณฑ์ 40/50/40 กฎกระทรวงฐานราก 2566

ผล PDA ไม่ผ่านเกณฑ์ ต้องทำยังไงต่อ?

ผล PDA ที่ต่ำกว่าเกณฑ์ไม่ได้แปลว่าเสาเข็มใช้ไม่ได้เสมอไป ต้องไล่หาสาเหตุอย่างเป็นระบบก่อนตัดสินใจ ตามลำดับขั้นตอนนี้:

  1. ตรวจสอบสาเหตุ: สัญญาณไม่ผ่านเกณฑ์คุณภาพ? พลังงานกระแทกไม่พอจนเสาเข็มจมตัวน้อย? Damping ไม่เหมาะ? เซ็นเซอร์ติดตั้งผิด? เสาเข็มสั้นไป?
  2. ทำ CAPWAP Analysis วิเคราะห์เชิงลึกอีกครั้ง
  3. รอ Set-up แล้วทดสอบซ้ำ: ในดินเหนียว แรงเสียดทานผิวเพิ่มขึ้นตามเวลา การทดสอบซ้ำภายหลังอาจได้ RMX สูงขึ้น อ่านเพิ่มที่ Restrike Test คืออะไร
  4. ทำ Static Load Test: วัดพฤติกรรมเสาเข็มภายใต้น้ำหนักจริง ใช้เป็นค่าอ้างอิงยืนยันผล PDA (ใช้ค่าได้ถึง 50% ตามกฎกระทรวง)
  5. ปรึกษาวิศวกรผู้ออกแบบ: ถ้ายืนยันแล้วยังไม่ผ่าน วิศวกรผู้ออกแบบจะพิจารณาปรับฐานราก เช่น เพิ่มจำนวนเสาเข็ม

PDA Test มีข้อจำกัดอะไรบ้าง?

PDA Test เป็นการประเมินกำลังทางอ้อมจากสัญญาณคลื่น ผลจึงขึ้นกับพลังงานกระแทก ชนิดดิน และจังหวะเวลาทดสอบ ข้อจำกัดหลักมีดังนี้:

⚠️ สิ่งที่ต้องระวัง

RMX คือกำลังที่ระดมได้ขณะทดสอบ ถ้าพลังงานกระแทกไม่พอให้เสาเข็มจมตัว (Set) มากพอ แรงต้านทานจะถูกระดมไม่ครบ ค่า RMX จึงอาจ ต่ำกว่ากำลังรับน้ำหนักจริง ส่วนในดินเหนียวที่มี Damping สูง ค่าอาจคลาดเคลื่อนได้ทั้งสูงหรือต่ำกว่าค่าจริง ขึ้นกับค่า Damping ที่เลือก

  • ดินเหนียวอ่อน (Soft Clay): Damping สูงและเลือกค่า Damping (J) ได้ยาก ค่า RMX จาก Case Method จึงคลาดเคลื่อนได้มาก ควรยืนยันด้วย CAPWAP
  • Set-up Effect: Skin Friction เพิ่มขึ้นกับเวลาในดินเหนียว ทดสอบเร็วเกินไปได้ค่าต่ำ ควรรอให้ครบระยะเวลาที่วิศวกรกำหนด
  • Relaxation: ในดินทรายแน่นบางชนิด แรงต้านทาน (มักเป็นที่ปลายเข็ม) อาจลดลงเมื่อเวลาผ่านไป ผลที่ทดสอบทันทีหลังตอกจึงอาจสูงกว่าค่าระยะยาว
  • เสาเข็มเจาะ: หน้าตัดและคุณภาพคอนกรีตไม่สม่ำเสมอเท่าเสาเข็มตอกสำเร็จรูป ต้องเตรียมหัวเข็มให้ดีและใช้ตุ้มหนักพอ การแปลผลจึงต้องอาศัย CAPWAP ประกอบ อ่านเพิ่มที่ High Strain Test สำหรับเสาเข็มเจาะ

สรุป

การอ่านผล PDA Test มี 4 ขั้น: เช็คคุณภาพสัญญาณ (F กับ Z·v ต้อง Peak ตรงกัน) → เทียบ RMX กับ Design Working Load → ตรวจ CSX/TSX ว่าหน่วยแรงในเสาเข็มปลอดภัย และ EMX ว่าพลังงานส่งถึงพอ → ยืนยันด้วย CAPWAP เกณฑ์ผ่านตามกฎกระทรวงฐานราก พ.ศ. 2566 คือ RMX ≥ 2.5 × Design Working Load (FS = 2.5)

SPN Soil Engineering มีประสบการณ์กว่า 20 ปี ให้บริการทดสอบเสาเข็มด้วย PDA Test ตาม มยผ. 1252-51 และ ASTM D4945 พร้อม CAPWAP Analysis ทั่วประเทศ 77 จังหวัด รายงานรับรองโดยวิศวกรโยธาที่มีใบอนุญาต (กว.) สภาวิศวกร ติดต่อเพื่อปรึกษาโครงการของคุณ