Seismic Integrity Test อ่านผลจากอะไร?
Seismic Integrity Test (หรือ Low Strain Pile Integrity Test) อ่านผลจาก กราฟความเร็วคลื่น (Velocity) เทียบกับเวลา การทดสอบทำโดยเคาะหัวเสาเข็มด้วยค้อนมือ (Hand-held Hammer) คลื่นความเค้น (Stress Wave) จะวิ่งลงไปตามตัวเสาเข็ม เมื่อเจอ การเปลี่ยนแปลงของหน้าตัดหรือคุณภาพคอนกรีต (Impedance Change) คลื่นบางส่วนจะสะท้อนกลับขึ้นมาให้เซนเซอร์ที่หัวเข็มจับได้
ตำแหน่งของสิ่งที่คลื่นเจอ คำนวณจากสมการง่าย ๆ:
ความลึก = (ความเร็วคลื่น × เวลาที่คลื่นสะท้อนกลับ) ÷ 2
ความเร็วคลื่นในเสาเข็มคอนกรีตทั่วไปอยู่ที่ประมาณ 3,500–4,000 เมตร/วินาที ขึ้นกับกำลังและอายุคอนกรีต
ตัวอย่างค่าสมมติ: ความเร็วคลื่น 4,000 ม./วินาที และคลื่นสะท้อนกลับมาที่ 0.010 วินาที → ความลึก = 4,000 × 0.010 ÷ 2 = 20 ม.
การทดสอบและการแปลผลในไทยอ้างอิงมาตรฐาน มยผ.1551-51 เป็นหลัก ส่วนวิธีสากล ASTM D5882-16 ถูก ASTM ถอนสถานะ (Withdrawn) เมื่อปี ค.ศ. 2025 หากอ้างถึงในเอกสารจึงควรระบุปีฉบับและสถานะกำกับ
Seismic Test ทำได้เร็วและราคาประหยัด จึงนิยมใช้คัดกรองความสมบูรณ์ของเสาเข็มจำนวนมากในโครงการ (ดูพื้นฐานวิธีทดสอบที่ Seismic Integrity Test คืออะไร)
เสาเข็มปกติ กราฟหน้าตาเป็นยังไง?
กราฟเสาเข็มสมบูรณ์มียอดคลื่นหลัก 2 จุด คือ Impact Pulse ที่หัวเข็ม และ Toe Reflection ที่ความยาวตามแบบ ส่วนช่วงกลางราบเรียบ
- Impact Pulse — ยอดคลื่นแรกตอนเคาะ อยู่ที่ตำแหน่งใกล้ศูนย์ (หัวเสาเข็ม)
- Toe Reflection — คลื่นสะท้อนจากปลายเข็ม ปรากฏที่ตำแหน่งตรงกับความยาวเสาเข็มตามแบบ (เช่น เข็มยาว 21 ม. ต้องเห็นสัญญาณสะท้อนที่ประมาณ 21 ม.)
ระหว่างสองจุดนี้ กราฟควร ราบเรียบ ไม่มียอดคลื่นแปลกปลอมที่ชัดเจน ซึ่งหมายความว่าหน้าตัดเสาเข็มสม่ำเสมอตลอดความยาว
กราฟแบบไหนบอกว่าเสาเข็มมี Defect?
กราฟที่มีคลื่นสะท้อนกลับมาก่อนถึงปลายเข็ม บอกว่าหน้าตัดหรือเนื้อคอนกรีตอาจเปลี่ยนที่ความลึกนั้น ทิศของคลื่นเทียบกับ Impact Pulse บอกประเภท: ทิศเดียวกันหมายถึงหน้าตัดลดลง ทิศตรงข้ามหมายถึงหน้าตัดขยาย ตารางด้านล่างสรุป 5 รูปแบบที่พบบ่อย
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| รูปแบบสัญญาณบนกราฟ | ความหมายที่เป็นไปได้ | พบบ่อยใน |
|---|---|---|
| คลื่นสะท้อน ทิศทางเดียวกับ Impact Pulse ก่อนถึงปลายเข็ม | หน้าตัดลดลง — คอคอด (Necking), รอยแตก (Crack), โพรง (Void), คอนกรีตคุณภาพต่ำ | เสาเข็มเจาะช่วงดินอ่อน / เสาเข็มตอกที่แตกร้าว |
| คลื่นสะท้อน ทิศทางตรงข้ามกับ Impact Pulse | หน้าตัดขยาย — เข็มบวม (Bulging) จากคอนกรีตไหลออกในชั้นดินอ่อน | เสาเข็มเจาะระบบเปียก |
| สัญญาณสะท้อนซ้ำ ๆ เป็นจังหวะจากตำแหน่งเดียว | รอยแตกหรือรอยต่อที่แยกตัวชัดเจน คลื่นส่วนใหญ่สะท้อนกลับที่จุดนั้น | เสาเข็มตอกหลายท่อน / เข็มที่ตอกจนแตก |
| ไม่เห็น Toe Reflection ที่ความยาวตามแบบ | คลื่นถูกดูดซับหมดก่อนถึงปลาย (เข็มยาว/แรงเสียดทานสูง) หรือมี defect ใหญ่กั้น | เสาเข็มยาวในดินเหนียวแข็ง |
| Toe Reflection ปรากฏ ตื้นกว่าความยาวตามแบบ | ความยาวเข็มจริงอาจสั้นกว่าแบบ หรือมีรอยแตกขาดที่ตำแหน่งนั้น | ต้องตรวจสอบร่วมกับบันทึกการก่อสร้าง |
ตัวอย่างสัญญาณจริงจากการทดสอบกับเสาเข็มจำลองใน มยผ.1551-51 ภาคผนวก ง ช่วยให้เห็นภาพแต่ละกรณีชัดขึ้น
รูปแบบสัญญาณเดียวกันอาจเกิดจากหลายสาเหตุ เช่น สัญญาณสะท้อนกลางเข็มอาจเป็นรอยต่อเสาเข็มตอกตามปกติ ไม่ใช่รอยแตกก็ได้ การสรุปผลจึงต้องทำโดยวิศวกรที่ดูข้อมูลประกอบครบ ทั้งชนิดเสาเข็ม บันทึกการตอก/การเทคอนกรีต และข้อมูลชั้นดิน
เมื่อรู้จักรูปแบบสัญญาณแล้ว ภาพด้านล่างเรียงการอ่านกราฟเป็น 3 คำถาม คือ สัญญาณเชื่อถือได้หรือไม่ เห็น Toe Reflection ที่ความยาวตามแบบหรือไม่ และมีคลื่นสะท้อนก่อนถึงปลายเข็มในทิศใด แต่ละคำตอบพาไปสู่กลุ่มผลตามตารางด้านบน พร้อมสิ่งที่ควรทำต่อ
อะไรทำให้กราฟอ่านยาก (ไม่ใช่ defect เสมอไป)?
บางปัจจัยสร้างสัญญาณคล้าย defect หรือทำให้ Toe Reflection จางลง ทั้งที่เสาเข็มอาจไม่ได้เสียหาย ปัจจัยเหล่านี้คือเหตุผลที่ต้องตรวจคุณภาพสัญญาณเป็นขั้นแรก (คำถามข้อ 1 ในภาพด้านบน)
- หัวเสาเข็มไม่เรียบหรือมีเศษคอนกรีตหลุดร่อน — สัญญาณรบกวนสูง แก้โดยเจียรผิวหัวเข็มก่อนทดสอบ (ดู การเตรียมหัวเสาเข็มก่อนทดสอบ)
- เสาเข็มยาวมากเมื่อเทียบกับขนาดหน้าตัด — คลื่นถูกแรงเสียดทานของดินดูดซับจน Toe Reflection จางหรือหายไป
- ชั้นดินเปลี่ยนแปลงรุนแรง — แรงเสียดทานที่เปลี่ยนกะทันหันสร้างสัญญาณสะท้อนคล้าย defect ได้
- ทดสอบตอนคอนกรีตอายุน้อยเกินไป — ความเร็วคลื่นต่ำและไม่นิ่ง ทำให้คำนวณตำแหน่งคลาดเคลื่อน
Seismic Test มีข้อจำกัดอะไรที่ต้องรู้ก่อนสรุปผล?
Seismic Integrity Test เป็นเครื่องมือคัดกรองความสมบูรณ์ ไม่ใช่การทดสอบกำลังรับน้ำหนัก และมีข้อจำกัดสำคัญ 3 ข้อ
- บอกกำลังรับน้ำหนักไม่ได้ — บอกได้เฉพาะความสมบูรณ์ของเนื้อเสาเข็ม หากต้องการยืนยันกำลังรับน้ำหนัก ต้องทดสอบ Dynamic Load Test (PDA) หรือ Static Load Test
- defect ขนาดเล็กมากอาจตรวจไม่พบ — โดยเฉพาะ defect ที่ลึกมากหรือมีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับหน้าตัดเข็ม
- defect ใต้ defect แรกมองไม่เห็น — ถ้ามีรอยแตกใหญ่ช่วงบน คลื่นส่วนใหญ่สะท้อนกลับหมด ข้อมูลใต้จุดนั้นจะเชื่อถือไม่ได้
เจอสัญญาณผิดปกติ ทำอย่างไรต่อ?
ยังไม่ควรสรุปว่าเสาเข็มเสียทันที ขั้นแรกคือยืนยันว่าสัญญาณมาจากตัวเข็มจริง แล้วจึงตรวจเชิงลึกเฉพาะต้นที่ยังผิดปกติ วิศวกรมักดำเนินการตามลำดับนี้
- ทดสอบซ้ำที่ต้นเดิม หลายตำแหน่งบนหัวเข็ม เพื่อยืนยันว่าสัญญาณมาจากตัวเข็มจริง ไม่ใช่สัญญาณรบกวน
- เทียบกับบันทึกการก่อสร้าง เช่น ปริมาณคอนกรีตที่เทจริง บันทึกการตอก ตำแหน่งรอยต่อเข็ม
- ทดสอบต้นข้างเคียงเพิ่ม เพื่อดูว่าเป็นปัญหาเฉพาะต้นหรือทั้งโซน
- ตรวจสอบเชิงลึกด้วยวิธีอื่น เช่น การเจาะเก็บแท่งตัวอย่างคอนกรีต (Coring) หรือ Cross Hole Sonic Logging (CSL) สำหรับเสาเข็มเจาะขนาดใหญ่ที่ฝังท่อไว้ล่วงหน้า ส่วนกรณีไม่เห็น Toe Reflection และต้องการยืนยันความยาว อาจใช้ Parallel Seismic Test
- ส่งผลให้วิศวกรผู้ออกแบบพิจารณา — การตัดสินว่าเสาเข็มใช้ได้หรือต้องแก้ไข เป็นอำนาจของวิศวกรผู้รับผิดชอบโครงการ
ภาพ 3 มิติด้านล่างเป็นตัวอย่างการจัดกลุ่มผลเชิงหลักการ 4 ระดับ: สีเขียวคือสมบูรณ์ สีส้มคือต้องเทียบข้อมูลก่อสร้าง (เข็มบวม รอยต่อ) สีแดงคือสงสัย defect (คอคอด รอยแตก) และสีเทาคืออ่านผลไม่ได้ ต้องทดสอบซ้ำ
ถ้าผลออกมาว่าเสาเข็ม ไม่ผ่าน Seismic Test อ่านแนวทางรับมือแบบละเอียดได้ที่ เสาเข็มไม่ผ่าน Seismic Test ทำยังไง และดูภาพรวมการเลือกวิธีทดสอบทั้งหมดที่ รวมทุกวิธีทดสอบเสาเข็ม
สรุป
การอ่านผล Seismic Integrity Test คือการดูว่าคลื่นสะท้อนกลับมาจากตำแหน่งไหนและทิศทางใด เสาเข็มสมบูรณ์จะเห็น Toe Reflection ชัดที่ความยาวตามแบบ และกราฟช่วงกลางราบเรียบ ส่วนคลื่นสะท้อนก่อนถึงปลายเข็มคือสัญญาณที่ต้องตรวจสอบต่อ
อย่าเพิ่งสรุปว่าเข็มเสียจากกราฟเพียงอย่างเดียว เพราะรูปแบบสัญญาณเดียวกันเกิดได้จากหลายสาเหตุ การแปลผลที่ถูกต้องต้องให้วิศวกรดูชนิดเสาเข็ม บันทึกก่อสร้าง และข้อมูลชั้นดินประกอบกัน และ Seismic Test ไม่ได้บอกกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม
SPN Soil Engineering ให้บริการทดสอบเสาเข็มครบทั้ง Seismic Integrity Test, Dynamic Load Test (PDA) และ Static Load Test ตามมาตรฐาน มยผ. และ ASTM ที่เกี่ยวข้อง ด้วยประสบการณ์กว่า 20 ปี ทั่วประเทศ 77 จังหวัด พร้อมรายงานรับรองโดยวิศวกรโยธาที่มีใบอนุญาต (กว.) สภาวิศวกร