บทความนี้เป็นคู่มือภาคหน้างาน ไม่ใช่ทฤษฎี ถ้าต้องการทำความเข้าใจว่าการทดสอบวัดอะไรและคำนวณอย่างไร อ่าน Plate Bearing Test คืออะไร — หลักการและการคำนวณ และถ้าต้องการรู้ว่าโครงการแบบไหนที่กฎหมายบังคับให้ทำ อ่าน Plate Bearing Test กฎหมายบังคับเมื่อไหร่? เกณฑ์ 200 kPa
เตรียมหน้างาน Plate Bearing Test ต้องทำอะไรบ้าง?
งานเตรียมหน้างานแบ่งความรับผิดชอบระหว่างผู้รับเหมากับทีมทดสอบค่อนข้างชัดเจน ผู้รับเหมาดูแลงานดิน เครื่องจักร และการเข้าถึงพื้นที่ ส่วนทีมทดสอบดูแลเครื่องมือวัดและการควบคุมการให้น้ำหนัก ตารางด้านล่างคือเช็คลิสต์ที่ใช้คุยกันได้ตรงก่อนนัดวัน
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| งานที่ต้องเตรียม | ใครรับผิดชอบ | เกณฑ์ที่ยอมรับได้ |
|---|---|---|
| ขุดหลุมทดสอบ | ผู้รับเหมา | ถึงระดับก้นฐานรากที่ออกแบบ ผิวก้นหลุมเรียบและไม่ถูกรบกวน |
| น้ำหนักต้าน (Reaction Load) | ผู้รับเหมา | รถแบคโฮ/รถขุด หรือน้ำหนักถ่วง ที่ให้แรงต้านมากกว่าแรงกดสูงสุดอย่างน้อย 1.2 เท่า |
| พื้นที่ทำงานรอบจุดทดสอบ | ผู้รับเหมา | เคลียร์รัศมีประมาณ 3–4 ม. ให้ตั้งคานอ้างอิงและขาตั้งได้โดยไม่ชนเครื่องจักร |
| ทางเข้าออกหน้างาน | ผู้รับเหมา | รถกระบะ/รถบรรทุกเล็กเข้าถึงจุดทดสอบได้ ไม่ติดหล่มหรือคูน้ำ |
| ระบายน้ำรอบหลุม | ผู้รับเหมา | ไม่มีน้ำขังก้นหลุม มีร่องระบายหรือผ้าใบคลุมเมื่อหยุดงาน |
| ผังจุดทดสอบและระดับ | ผู้ควบคุมงาน/วิศวกรออกแบบ | ระบุพิกัดจุด ระดับก้นฐานราก และหน่วยแรงเป้าหมาย (kPa) ล่วงหน้า |
| แผ่นทดสอบ แม่แรง Load Cell มาตรวัด | ทีมทดสอบ | ผ่านการสอบเทียบและมีเอกสารรับรองแนบรายงาน |
| ควบคุมการให้น้ำหนักและบันทึกผล | ทีมทดสอบ | ดำเนินการตาม มยผ. 1253-62 และ ASTM D1195/D1196 |
น้ำหนักต้าน (Reaction Load) คืออะไร และต้องมากแค่ไหน?
น้ำหนักต้าน (Reaction Load) คือน้ำหนักที่ใช้ต้านแรงดันของแม่แรงไฮดรอลิกขณะกดแผ่นทดสอบลงบนดิน เพราะแม่แรงต้องมีอะไรให้ "ดันขึ้น" จึงจะกดลงได้ ถ้าน้ำหนักต้านน้อยเกินไป เครื่องจักรจะถูกยกลอยขึ้นก่อนที่ดินจะรับแรงถึงเป้าหมาย และการทดสอบจะหยุดกลางคัน
หลักการคิดคือ คำนวณแรงกดสูงสุดที่ต้องการก่อน แล้วเผื่อน้ำหนักต้านให้มากกว่านั้นอย่างน้อย 1.2 เท่า
ใช้รถแบคโฮเป็นน้ำหนักต้าน
ในประเทศไทยวิธีที่นิยมที่สุดคือใช้รถแบคโฮหรือรถขุดที่มีอยู่หน้างานตั้งคร่อมจุดทดสอบ แล้ววางแม่แรงไว้ใต้ท้องรถ วิธีนี้เร็วและประหยัดกว่าการกองน้ำหนักถ่วง แต่มีเงื่อนไข 3 ข้อที่ต้องผ่านทั้งหมด
- ตำแหน่ง — รถต้องตั้งคร่อมจุดทดสอบให้แม่แรงอยู่ใต้แนวศูนย์ถ่วง ไม่เยื้องไปด้านใดด้านหนึ่ง มิฉะนั้นรถจะเอียงหรือยกล้อข้างเดียว
- ระยะใต้ท้องรถ — ต้องสูงพอวางแผ่นทดสอบ แม่แรง Load Cell และคานอ้างอิงได้ครบ โดยยังมีที่ให้คนเข้าไปอ่านค่าและปรับมาตรวัด
- น้ำหนักที่ถ่ายลงแม่แรงได้จริง — น้อยกว่าน้ำหนักตัวรถเสมอ เพราะส่วนหนึ่งยังถ่ายลงตีนตะขาบ จึงต้องเผื่อไว้มากกว่าที่คำนวณจากน้ำหนักรถล้วน ๆ
ตารางด้านล่างคือแรงกดที่ต้องใช้ตามขนาดแผ่นทดสอบ เพื่อประเมินคร่าว ๆ ว่าเครื่องจักรที่มีอยู่หน้างานพอหรือไม่ (สมมติทดสอบถึง 400 kPa ซึ่งเท่ากับ 2 เท่าของหน่วยแรงออกแบบ 200 kPa)
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| ขนาดแผ่น | พื้นที่ | แรงกดที่ 200 kPa | แรงกดที่ 400 kPa | น้ำหนักต้านขั้นต่ำ (1.2 เท่า) |
|---|---|---|---|---|
| Ø 300 มม. | 0.071 m² | 14.1 kN ≈ 1.4 ตัน | 28.3 kN ≈ 2.9 ตัน | ≈ 3.5 ตัน |
| Ø 450 มม. | 0.159 m² | 31.8 kN ≈ 3.2 ตัน | 63.6 kN ≈ 6.5 ตัน | ≈ 7.8 ตัน |
| Ø 600 มม. | 0.283 m² | 56.5 kN ≈ 5.8 ตัน | 113 kN ≈ 11.5 ตัน | ≈ 13.8 ตัน |
| Ø 750 มม. | 0.442 m² | 88.4 kN ≈ 9.0 ตัน | 177 kN ≈ 18.0 ตัน | ≈ 21.6 ตัน |
หมายเหตุ: ตัวเลขข้างต้นเป็นการประเมินเบื้องต้นเพื่อวางแผนเครื่องจักรเท่านั้น หน่วยแรงเป้าหมายจริง ขนาดแผ่น และเกณฑ์ยุติการทดสอบ ต้องกำหนดโดยวิศวกรผู้ออกแบบและผู้ควบคุมการทดสอบ
เห็นได้ว่าแผ่นยิ่งใหญ่ยิ่งต้องการน้ำหนักต้านมากแบบก้าวกระโดด — จาก Ø 300 มม. ที่ใช้แบคโฮขนาดเล็กก็พอ ไปจนถึง Ø 750 มม. ที่ต้องใช้รถขุดขนาดกลางค่อนใหญ่ ดังนั้นการเลือกขนาดแผ่นจึงต้องคุยกันตั้งแต่ตอนวางแผน ไม่ใช่ตัดสินใจหน้างาน
น้ำหนักถ่วง (Kentledge) และสมอยึดดิน
เมื่อพื้นที่ไม่มีเครื่องจักรที่ใหญ่พอ หรือจุดทดสอบอยู่ในที่ที่รถเข้าไม่ได้ ทางเลือกคือ
- น้ำหนักถ่วง (Kentledge) — กองแท่งคอนกรีต แผ่นเหล็ก หรือถุงทราย บนโครงเหล็กที่คร่อมจุดทดสอบ ข้อดีคือควบคุมน้ำหนักได้แน่นอน ข้อเสียคือใช้เวลาขนและกองนาน และต้องมีพื้นที่วางกว้าง
- สมอยึดดิน (Anchor / Reaction Pile) — ยึดคานรับแรงเข้ากับสมอหรือเสาเข็มที่ฝังอยู่รอบจุดทดสอบ เหมาะกับงานที่ต้องการแรงกดสูงมากหรือพื้นที่จำกัด แต่ต้องออกแบบและติดตั้งล่วงหน้า
ระบบน้ำหนักต้านคือจุดเสี่ยงที่สุดของการทดสอบ กองน้ำหนักถ่วงต้องมั่นคงไม่ล้ม ขาตั้งต้องอยู่บนดินที่รับน้ำหนักได้ และห้ามมีคนยืนใต้แนวน้ำหนักขณะให้แรงกด หากเครื่องจักรเริ่มเอียงหรือยกล้อ ต้องหยุดและปลดแรงดันทันที
ขุดหลุมทดสอบให้ถูก — ลึกแค่ไหน กว้างแค่ไหน?
ข้อผิดพลาดที่พบบ่อยที่สุดหน้างานคือทดสอบผิดระดับ ผลที่ได้จะเป็นกำลังของดินคนละชั้นกับที่ฐานรากจะวางจริง และใช้ยืนยันการออกแบบไม่ได้เลย
- ระดับ — ขุดลงไปให้ถึงระดับก้นฐานรากที่ออกแบบไว้ ไม่ทดสอบบนผิวดินเดิม ดินถมชั่วคราว หรือดินที่ยังไม่ได้บดอัดตามสเปค
- ความกว้างหลุม — โดยทั่วไปเปิดหลุมให้กว้างไม่น้อยกว่า 4 เท่าของขนาดแผ่นทดสอบ เพื่อไม่ให้ผนังหลุมช่วยกักการเคลื่อนตัวของดิน ซึ่งจะทำให้ผลออกมาสูงกว่าความเป็นจริง
- ผิวก้นหลุม — ปรับให้เรียบและได้ระดับ ถ้าผิวขรุขระให้ปูทรายละเอียดบาง ๆ ปรับระดับเฉพาะจุดวางแผ่น ไม่ใช่ถมทรายหนาจนกลายเป็นการทดสอบทราย
- เวลา — ขุดใกล้วันทดสอบที่สุด ดินก้นหลุมที่เปิดทิ้งไว้หลายวันจะแห้งแตก หรืออิ่มน้ำเมื่อฝนตก ทั้งสองกรณีทำให้ผลเพี้ยน
คานอ้างอิงและมาตรวัด ต้องตั้งห่างเท่าไหร่?
คานอ้างอิง (Reference Beam) คือคานที่ใช้เป็นจุดอ้างอิงคงที่สำหรับวัดการทรุดตัวของแผ่น หลักการเดียวคือ ขาคานต้องอยู่นอกเขตที่ดินขยับ ถ้าขาคานจมตามไปด้วย ค่าการทรุดตัวที่อ่านได้จะน้อยกว่าความจริงและกราฟทั้งเส้นจะผิด
- ระยะขาคาน — โดยทั่วไปตั้งห่างจากขอบแผ่นทดสอบและจากขาตั้งน้ำหนักต้านไม่น้อยกว่าประมาณ 2.5 เท่าของรัศมีแผ่น หรือไม่น้อยกว่า 2.4 ม. แล้วแต่ค่าใดมากกว่า
- จำนวนมาตรวัด — ติดตั้งมาตรวัดการทรุดตัว (Dial Gauge หรือ LVDT) 2–4 ตัวรอบแผ่นแล้วอ่านค่าเฉลี่ย เพื่อหักล้างความคลาดเคลื่อนจากการเอียงของแผ่น
- ความละเอียด — มาตรวัดควรอ่านได้ละเอียดถึง 0.01 มม. เพราะการทรุดตัวอ้างอิงสำหรับหาค่า k อยู่ที่ระดับ 1.25 มม. เท่านั้น
- บังแดด — คลุมร่มหรือผ้าใบให้คานอ้างอิงตลอดการทดสอบ เหล็กที่โดนแดดตรงจะยืดตัวและทำให้ค่าที่อ่านได้ไหลไปเรื่อย ๆ ทั้งที่ดินไม่ได้ทรุดเพิ่ม
เรื่องการวัดแรงกดก็สำคัญไม่แพ้กัน หน้างานที่อ่านค่าจากเกจแรงดันของแม่แรงอย่างเดียวมีโอกาสคลาดเคลื่อนจากแรงเสียดทานภายในกระบอก การใช้ Load Cell ต่อระหว่างแม่แรงกับแผ่นแล้วอ่านผ่านเครื่องแสดงผล จะได้แรงกดจริงที่ถ่ายลงดินและตรวจสอบย้อนกลับได้จากใบสอบเทียบ
สภาพอากาศและเวลา — วางแผนวันทดสอบอย่างไร?
Plate Bearing Test เป็นการทดสอบกลางแจ้งในหลุมเปิด ฝนจึงกระทบผลโดยตรง น้ำที่ขังก้นหลุมทำให้ดินอิ่มน้ำและกำลังรับน้ำหนักลดลงชั่วคราว ค่าที่ได้จะไม่ใช่สภาพที่ฐานรากใช้งานจริง
- เตรียมร่องระบายน้ำรอบหลุมและคลุมหลุมด้วยผ้าใบเมื่อหยุดงาน
- ถ้ามีน้ำขังก้นหลุม ให้สูบออกและรอให้ดินคืนสภาพ หรือเลื่อนการทดสอบ ไม่ใช่ทดสอบทับน้ำ
- การติดตั้งและทดสอบ 1 จุดโดยทั่วไปใช้เวลาประมาณครึ่งวันถึง 1 วัน ขึ้นกับความยากในการตั้งน้ำหนักต้านและจำนวนขั้นการให้น้ำหนัก
- รายงานผลที่รับรองโดยวิศวกรโดยทั่วไปแล้วเสร็จภายใน 7–14 วันทำการหลังจบงานสนาม
7 ข้อผิดพลาดหน้างานที่ทำให้ผลทดสอบใช้ไม่ได้
ข้อผิดพลาดเหล่านี้พบซ้ำ ๆ และเกือบทั้งหมดป้องกันได้ตั้งแต่ก่อนทีมทดสอบเข้าหน้างาน
- ทดสอบผิดระดับ — ขุดไม่ถึงระดับก้นฐานราก หรือทดสอบบนดินถมที่ยังไม่บดอัดตามสเปค ผลที่ได้เป็นของดินคนละชั้น
- ผิวก้นหลุมไม่เรียบ — แผ่นวางไม่แนบสนิท เกิดจุดสัมผัสเฉพาะบางจุด แผ่นเอียงและกราฟช่วงต้นบิดเบือน
- น้ำหนักต้านไม่พอ — เครื่องจักรถูกยกลอยก่อนถึงแรงกดเป้าหมาย ต้องยุติการทดสอบกลางคันและกลับมาทำใหม่
- ขาคานอ้างอิงใกล้เกินไป — ขาคานอยู่ในเขตที่ดินขยับหรือชิดขาตั้งน้ำหนักต้าน ทำให้อ่านการทรุดตัวได้น้อยกว่าจริง
- ไม่บังแดดคานอ้างอิง — เหล็กยืดตัวจากความร้อน ค่าที่อ่านไหลต่อเนื่องแม้ดินหยุดทรุดแล้ว
- น้ำขังในหลุม — ดินอิ่มน้ำ กำลังลดลงชั่วคราว ได้ผลต่ำกว่าความเป็นจริง
- อ่านแรงจากเกจแรงดันอย่างเดียว — ไม่มี Load Cell ตรวจสอบซ้ำ แรงกดจริงที่ลงดินอาจต่างจากที่บันทึกไว้
เมื่อผลทดสอบใช้ไม่ได้ ต้นทุนไม่ได้อยู่ที่ค่าทดสอบรอบใหม่อย่างเดียว แต่รวมถึงการหยุดงานฐานรากรอผล การเรียกเครื่องจักรกลับเข้ามาใหม่ และเวลาที่เสียไปในสายงานก่อสร้าง การใช้เวลาเตรียมหน้างานเพิ่มครึ่งวันจึงคุ้มกว่าเสมอ
ต้องส่งข้อมูลอะไรให้ทีมทดสอบล่วงหน้า?
ข้อมูลที่ส่งล่วงหน้าช่วยให้ทีมทดสอบเลือกขนาดแผ่น ระบบน้ำหนักต้าน และจัดชุดเครื่องมือได้ถูกตั้งแต่แรก ลดโอกาสที่ต้องกลับไปเอาอุปกรณ์เพิ่ม
- ผังจุดทดสอบพร้อมพิกัด และจำนวนจุดที่ต้องการ
- ระดับก้นฐานรากที่ออกแบบ (อ้างอิงระดับก่อสร้างของโครงการ)
- หน่วยแรงเป้าหมายที่ต้องพิสูจน์ (kPa) และเกณฑ์ยุติการทดสอบตามสเปคโครงการ
- Boring Log หรือรายงานเจาะสำรวจดินของโครงการ ถ้ามี
- ชนิดและขนาดเครื่องจักรที่มีอยู่หน้างาน สำหรับประเมินว่าใช้เป็นน้ำหนักต้านได้หรือไม่
- ข้อกำหนดความปลอดภัยของโครงการ เช่น การอบรมก่อนเข้าพื้นที่หรือเอกสารขออนุญาตทำงาน
ถ้ายังไม่มีข้อมูลชั้นดินของพื้นที่เลย ควรพิจารณาเจาะสำรวจดินควบคู่ไปด้วย เพราะ Plate Bearing Test ตรวจได้เฉพาะดินโซนตื้นใต้แผ่น หากมีชั้นดินอ่อนซ่อนอยู่ลึกกว่านั้น ผลจะดูดีเกินจริง — รายละเอียดเรื่องนี้อธิบายไว้ในบทความ กำลังรับน้ำหนักของดิน
สรุป
การเตรียมหน้างาน Plate Bearing Test สรุปได้เป็น 4 เรื่องหลัก คือ ขุดหลุมให้ถึงระดับก้นฐานรากจริงและปรับผิวให้เรียบ จัดน้ำหนักต้านให้มากกว่าแรงกดสูงสุดอย่างน้อย 1.2 เท่า เว้นพื้นที่ให้ตั้งคานอ้างอิงนอกเขตอิทธิพลและบังแดดไว้ตลอด และ ส่งผังจุด ระดับ และหน่วยแรงเป้าหมายให้ทีมทดสอบล่วงหน้า
ทั้งหมดนี้ทำได้ด้วยการวางแผนล่วงหน้าไม่กี่วัน แต่ช่วยตัดความเสี่ยงที่ผลทดสอบจะใช้ไม่ได้ออกไปเกือบหมด สำหรับข้อกำหนดตามกฎหมายว่าโครงการของคุณต้องทำ Plate Bearing Test หรือไม่ ดูที่บทความ เกณฑ์ 200 kPa ตามกฎกระทรวงฐานราก และภาพรวมข้อกำหนดฐานรากที่ สรุปกฎกระทรวงฐานราก 2566
บทความนี้จัดทำเพื่อเป็นความรู้ทางวิศวกรรม ตัวเลขระยะ น้ำหนักต้าน และเกณฑ์ต่าง ๆ เป็นแนวทางเบื้องต้นสำหรับวางแผนหน้างาน การกำหนดขนาดแผ่น หน่วยแรงเป้าหมาย และการแปลผลเพื่อการออกแบบ ควรอยู่ภายใต้ดุลยพินิจของวิศวกรผู้มีใบอนุญาตและสอดคล้องกับ มยผ. 1253-62 และมาตรฐาน ASTM ที่เกี่ยวข้อง