ฐานรากโซลาร์ฟาร์มต่างจากฐานรากอาคารอย่างไร?

ต่างกันที่แรงที่คุมการออกแบบ ฐานรากอาคารรับแรงกดเป็นหลัก ส่วนเสาเข็มโซลาร์ฟาร์มรับแรงยกและแรงผลักด้านข้างจากลมเป็นหลัก ในอาคาร น้ำหนักของโครงสร้าง พื้น ผนัง และน้ำหนักบรรทุกใช้งานกดลงมาตลอดเวลา เสาเข็มจึงถูกกดลงในดิน และแรงยกแทบไม่มีบทบาท

ฐานรากโซลาร์ฟาร์มกลับด้านกัน โครงสร้างรับแผง (mounting structure) เป็นโครงเหล็กน้ำหนักเบามาก แต่แผงโซลาร์เป็นแผ่นแบนพื้นที่กว้างที่วางเอียงรับแดด เมื่อลมพัดใต้แผง จะเกิดแรงยกขึ้น (uplift) และแรงผลักด้านข้าง (lateral) ที่ถ่ายลงเสาเข็มโดยตรง น้ำหนักของโครงสร้างที่มีน้อยจึงไม่พอถ่วงต้านแรงยก

ผลคือเสาเข็มโซลาร์ฟาร์มมักถูกควบคุมด้วยแรงถอนและแรงด้านข้าง ไม่ใช่แรงกด เสาเข็มที่รับแรงกดได้สบายอาจถูกถอนขึ้นได้เมื่อเจอลมกระโชกตามที่ออกแบบไว้ การทดสอบเสาเข็มของโซลาร์ฟาร์มจึงใช้ชุดการทดสอบคนละชุดกับอาคารทั่วไป

วิศวกร SPN ถือกระดานบันทึกข้อมูลการทดสอบเสาเข็มที่หน้างานโครงการโซลาร์ฟาร์ม ระบุหมายเลขเสาเข็ม ชนิดเสาเข็ม และน้ำหนักออกแบบ
การทดสอบเสาเข็มโครงการโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ บันทึกหมายเลขเสาเข็ม ชนิดเสาเข็ม และน้ำหนักออกแบบไว้ที่หน้างานก่อนเริ่มทดสอบทุกครั้ง (ภาพ: SPN Soil Engineering)

โซลาร์ฟาร์มต้องทดสอบเสาเข็มอะไรบ้าง?

งานหลักมี 3 รายการ คือ เจาะสำรวจดิน ทดสอบแรงถอน และทดสอบแรงด้านข้าง แต่ละรายการตอบคำถามคนละข้อ และทำคนละช่วงเวลาของโครงการ ตามตารางที่ 1

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

ตารางที่ 1 — งานทดสอบหลักของโครงการโซลาร์ฟาร์ม
รายการตอบคำถามอะไรทำเมื่อไหร่มาตรฐานอ้างอิง
เจาะสำรวจดิน
(Soil Boring + SPT)
ชั้นดินทั้งแปลงเป็นอย่างไร มีโซนดินอ่อนหรือดินทรายหลวมตรงไหน ระดับน้ำใต้ดินอยู่ที่เท่าไหร่ก่อนออกแบบฐานรากASTM D1586 (SPT)
ทดสอบแรงถอน
(Uplift / Tension Test)
เสาเข็มต้านแรงยกได้ตามที่ออกแบบไว้หรือไม่ ที่แรงเท่าไหร่เสาเข็มเริ่มเลื่อนขึ้นหลังติดตั้งเสาเข็มทดสอบ ก่อนเดินหน้าเสาเข็มจริงทั้งแปลงASTM D3689/D3689M-25
ทดสอบแรงด้านข้าง
(Lateral Load Test)
เสาเข็มเคลื่อนตัวด้านข้างเท่าไหร่ที่แรงออกแบบ อยู่ในเกณฑ์ที่โครงสร้างรับแผงยอมรับได้ไหมพร้อมหรือหลังการทดสอบแรงถอนASTM D3966/D3966M-22

บางโครงการเพิ่มการทดสอบแรงกด (Compression Test) ตาม ASTM D1143/D1143M-20e1 เข้าไปด้วย โดยเฉพาะเมื่อใช้เสาเข็มคอนกรีตในพื้นที่ที่มีดินอ่อน หรือมีโครงสร้างหนักอย่างอาคารอินเวอร์เตอร์และหม้อแปลง หลักการทดสอบแบบนี้อธิบายไว้ที่ Static Load Test คืออะไร ส่วนโครงการที่ใช้เสาเข็มเหล็กตอกหรือ ground screw รายการที่ตัดสินการออกแบบมักเป็นแรงถอนกับแรงด้านข้าง อ่านรายละเอียดวิธีทดสอบแต่ละแบบได้ที่ ทดสอบเสาเข็มรับแรงถอน (Uplift Test) และ Lateral Load Test ทดสอบเสาเข็มรับแรงด้านข้าง

แผนภาพด้านล่างสรุปเรื่องทั้งหมดไว้ในภาพเดียว ช่องซ้ายแสดงแรงสามแบบที่หัวเสาเข็มแผงโซลาร์และแรงของดินที่ต้าน ช่องขวาจับคู่แรงแต่ละแบบกับวิธีทดสอบ มาตรฐาน และสิ่งที่วัด ส่วนแถบล่างเรียงลำดับงานทดสอบทั้งโครงการตามเวลา ตั้งแต่เจาะสำรวจดินจนถึงสุ่มทดสอบเสาเข็มใช้งาน

เสาเข็มแผงโซลาร์รับแรงสามแบบ คือ แรงยกจากลม แรงผลักด้านข้าง และแรงกดจากน้ำหนักที่มีน้อย แต่ละแบบจับคู่กับวิธีทดสอบ มาตรฐาน ASTM และสิ่งที่วัด พร้อมลำดับงานทดสอบทั้งโครงการ แผนภาพสองช่องและแถบล่าง ช่องซ้ายเป็นรูปด้านข้างของโต๊ะแผงโซลาร์ที่วางเอียงบนเสาเข็มเหล็กต้นเดียว ลมพัดเข้าใต้แผงดันแผงขึ้น ที่หัวเสาเข็มมีลูกศรสามเส้น ลูกศรสีส้มชี้ขึ้นคือแรงยก (Uplift) ซึ่งเป็นตัวคุมการออกแบบ ลูกศรสีน้ำเงินชี้ไปทางขวาคือแรงด้านข้าง (Lateral) และลูกศรสีกรมท่าเล็กชี้ลงคือแรงกดจากน้ำหนักแผงและโครงเหล็กซึ่งมีน้อย ในดิน ลูกศรสีเขียวชี้ลงตามผิวเสาเข็มคือแรงเสียดทานผิวที่ต้านแรงถอน ซึ่งมีจำกัดเพราะเสาเข็มสั้นและผิวสัมผัสน้อย ลูกศรสีเขียวแนวราบด้านขวาช่วงบนคือดินช่วงบนที่ต้านแรงด้านข้าง และที่ปลายเสาเข็มระบุว่าแรงแบกทานที่ปลายช่วยเฉพาะแรงกด ไม่ช่วยต้านแรงถอน ใต้รูปมีเสาเข็มสามระบบที่พบในโซลาร์ฟาร์มพร้อมจุดระวังขณะทดสอบ คือ เสาเข็มเหล็กตอกหน้าตัด H C W ต้องออกแบบจุดจับหัวไม่ให้เหล็กบิดหรือฉีก เสาเข็มเกลียว Ground Screw ต้องบันทึกแรงบิดขณะติดตั้ง และเสาเข็มคอนกรีตต้องมีความยาวฝังเหล็กที่หัวเสาเข็มพอ ช่องขวาจับคู่แรงกับการทดสอบเป็นสามกรอบ กรอบที่หนึ่ง แรงยก ทดสอบด้วย Uplift หรือ Tension Test ตาม ASTM D3689/D3689M-25 วัดการยกตัวของหัวเสาเข็มในแต่ละขั้นแรงดึง ใช้ตัดสินว่าต้านแรงยกได้ตามแบบหรือไม่และแรงที่เสาเข็มเริ่มเลื่อนขึ้น กรอบที่สอง แรงด้านข้าง ทดสอบด้วย Lateral Load Test ตาม ASTM D3966/D3966M-22 วัดการเคลื่อนตัวด้านข้างของหัวเสาเข็ม ใช้ตัดสินว่าอยู่ในเกณฑ์ที่โครงสร้างรับแผงยอมรับได้หรือไม่ กรอบที่สาม แรงกด ทำเฉพาะบางโครงการ ทดสอบแรงกดตาม ASTM D1143/D1143M-20e1 วัดการทรุดตัวในแต่ละขั้นแรง ใช้เมื่อเป็นเสาเข็มคอนกรีตในดินอ่อน หรือฐานรากโครงสร้างหนักอย่างอาคารอินเวอร์เตอร์และหม้อแปลง ใต้กรอบมีหมายเหตุว่าค่าแรงถอนไม่ได้มาจากค่าแรงกดคูณตัวเลขสำเร็จรูป ต้องได้จากการทดสอบจริง และแรงออกแบบกับเกณฑ์ยอมรับให้วิศวกรผู้ออกแบบเป็นผู้กำหนด แถบล่างเรียงลำดับงานทดสอบทั้งโครงการสี่ขั้น คือ เจาะสำรวจดินก่อนออกแบบและแบ่งโซน ติดตั้งเสาเข็มทดสอบแล้วทดสอบแรงถอนกับแรงด้านข้าง ผู้ออกแบบสรุปผลก่อนสั่งผลิตเสาเข็มทั้งโครงการ และติดตั้งเสาเข็มจริงแล้วสุ่มทดสอบเสาเข็มใช้งานตามสัดส่วนที่สเปกกำหนด แรงที่เสาเข็มโซลาร์ฟาร์มรับ → ต้องทดสอบอะไร แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน 1 แรงที่กระทำต่อเสาเข็มแผงโซลาร์ โครงเหล็กเบา + แผงกว้างรับลม → แรงยกและแรงด้านข้างคุม แผงโซลาร์วางเอียง ลมพัดใต้แผง 3 น้ำหนักแผง + โครง มีน้อย → แรงกดต่ำ 1 แรงยก (Uplift) มักคุมการออกแบบ 2 แรงด้านข้าง (Lateral) แรงเสียดทานผิว ต้านแรงถอน เข็มสั้น ผิวน้อย = จำกัด ดินช่วงบน ต้านแรงด้านข้าง ปลายเข็ม: ช่วยเฉพาะแรงกด ระบบเสาเข็มที่พบ · จุดระวังขณะทดสอบ เหล็กตอก H/C/W ออกแบบจุดจับหัว ไม่ให้เหล็กบิด/ฉีก Ground Screw บันทึกแรงบิด ขณะติดตั้ง (torque) เข็มคอนกรีต ความยาวฝังเหล็ก ที่หัวเข็มต้องพอ 2 แรงแต่ละแบบ → ทดสอบอะไร จับคู่แรงกับวิธีทดสอบ มาตรฐาน และสิ่งที่วัด 1 แรงยกจากลม (Uplift) ทดสอบ Uplift / Tension Test มาตรฐาน ASTM D3689/D3689M-25 วัดอะไร การยกตัวของหัวเข็มในแต่ละขั้นแรงดึง ตัดสิน ต้านแรงยกได้ตามแบบไหม · แรงที่เริ่มเลื่อนขึ้น 2 แรงผลักด้านข้าง (Lateral) ทดสอบ Lateral Load Test มาตรฐาน ASTM D3966/D3966M-22 วัดอะไร การเคลื่อนตัวด้านข้างของหัวเข็มเทียบกับแรง ตัดสิน อยู่ในเกณฑ์ที่โครงสร้างรับแผงยอมรับได้ไหม 3 แรงกด (Compression) · บางโครงการ ทดสอบ Compression Load Test มาตรฐาน ASTM D1143/D1143M-20e1 วัดอะไร การทรุดตัวของหัวเข็มในแต่ละขั้นแรงกด ใช้เมื่อ เข็มคอนกรีตในดินอ่อน · ฐานอินเวอร์เตอร์/หม้อแปลง แรงถอน ≠ แรงกด × ตัวเลขสำเร็จรูป ปลายเข็มไม่ช่วยต้านแรงถอน ค่าจริงต้องได้จากการทดสอบ แรงออกแบบและเกณฑ์ยอมรับ: วิศวกรผู้ออกแบบกำหนด ลำดับงานทดสอบทั้งโครงการ (เรียงตามเวลา) 1 เจาะสำรวจดิน SPT · ASTM D1586 ก่อนออกแบบ · แบ่งโซน 2 เสาเข็มทดสอบ ทดสอบแรงถอน + ด้านข้าง (+ แรงกด ถ้าสเปกกำหนด) 3 สรุปผล → สั่งผลิต ผู้ออกแบบยืนยันชนิด และความยาวเสาเข็ม 4 ติดตั้งเสาเข็มจริง สุ่มทดสอบเสาเข็มใช้งาน ตามสัดส่วนที่สเปกกำหนด
ซ้าย: ลมที่พัดใต้แผงทำให้เกิดแรงยก (1) และแรงด้านข้าง (2) ที่หัวเสาเข็ม ส่วนแรงกดจากน้ำหนักแผงและโครง (3) มีน้อย ดินต้านแรงถอนได้ด้วยแรงเสียดทานผิวเท่านั้น เพราะปลายเสาเข็มช่วยเฉพาะแรงกด ขวา: แรงยกทดสอบด้วย Uplift Test ตาม ASTM D3689/D3689M-25 แรงด้านข้างทดสอบด้วย Lateral Load Test ตาม ASTM D3966/D3966M-22 และแรงกดทดสอบเฉพาะบางโครงการตาม ASTM D1143/D1143M-20e1 — ภาพเชิงแนวคิด ไม่ตามมาตราส่วน ค่าแรงออกแบบและเกณฑ์ยอมรับเป็นไปตามข้อกำหนดของโครงการ

ทำไมแรงถอนถึงคุมการออกแบบเสาเข็มโซลาร์ฟาร์ม?

แรงถอนคุมการออกแบบเพราะกลไกที่ต้านแรงถอนมีน้อยกว่าที่ต้านแรงกด เมื่อเสาเข็มถูกกด แรงจะถ่ายลงดินสองทาง คือแรงเสียดทานรอบผิวเสาเข็ม (skin friction) และแรงแบกทานที่ปลายเสาเข็ม (end bearing) เมื่อเสาเข็มถูกดึงขึ้น แรงแบกทานที่ปลายหายไปทั้งหมด เหลือเพียงแรงเสียดทานรอบผิวบวกน้ำหนักตัวเสาเข็มเท่านั้น

นอกจากนี้ แรงเสียดทานขณะดึงขึ้นมักต่ำกว่าขณะกดลง เพราะการดึงทำให้หน่วยแรงในดินรอบเสาเข็มลดลง เสาเข็มต้นเดียวกันจึงมักรับแรงถอนได้น้อยกว่าแรงกดอย่างชัดเจน ค่าที่ใช้ได้จริงต้องมาจากการทดสอบหน้างาน ไม่ใช่การคิดจากค่าแรงกดแล้วคูณตัวเลขสำเร็จรูป

💡 จุดที่มักถูกมองข้าม

เสาเข็มโซลาร์ฟาร์มส่วนใหญ่สั้นและมีผิวสัมผัสน้อย ทำให้แรงเสียดทานที่ต้านแรงถอนมีจำกัด การเพิ่มความยาวเสาเข็มอีกเพียงเล็กน้อยจึงมักเปลี่ยนผลการทดสอบได้มาก ซึ่งเป็นเหตุผลที่ควรทดสอบก่อนสั่งผลิตเสาเข็มทั้งโครงการ

เสาเข็มเหล็ก Ground Screw และเสาเข็มคอนกรีต ทดสอบต่างกันอย่างไร?

โซลาร์ฟาร์มในไทยใช้เสาเข็ม 3 ระบบหลัก คือ เสาเข็มเหล็กตอก เสาเข็มเกลียว (Ground Screw) และเสาเข็มคอนกรีต แต่ละระบบมีจุดที่ต้องระวังในการทดสอบไม่เหมือนกัน

1. เสาเข็มเหล็กตอก (Driven Steel Pile)

เป็นเหล็กรูปพรรณหน้าตัด H, C หรือ W ตอกลงดินตรง ๆ ติดตั้งเร็วและถอดออกได้ จุดที่ต้องระวังคือการกัดกร่อน (corrosion) ในดินที่มีความเค็มหรือความเป็นกรดสูง ซึ่งกระทบอายุใช้งาน 25 ปีขึ้นไปของโครงการ ในการทดสอบแรงถอน ต้องออกแบบจุดจับหัวเสาเข็มไม่ให้เหล็กบิดหรือฉีกก่อนที่ดินจะวิบัติ

2. เสาเข็มเกลียว (Ground Screw / Helical Pile)

เป็นแกนเหล็กที่มีใบเกลียวหมุนลงดิน ใบเกลียวช่วยเพิ่มความสามารถต้านแรงถอนได้มากกว่าเสาเข็มตรงที่ขนาดเท่ากัน เหมาะกับพื้นที่ที่ต้องการค่าแรงถอนสูงโดยไม่ต้องลงลึกมาก การทดสอบต้องบันทึกแรงบิดขณะติดตั้ง (installation torque) ควบคู่ไปด้วย เพราะเป็นตัวชี้วัดคุณภาพการติดตั้งที่ใช้เทียบกันได้ทั้งแปลง

3. เสาเข็มคอนกรีต (Concrete Pile)

ใช้เมื่อชั้นดินอ่อนต้องลงลึก หรือเมื่อกังวลเรื่องการกัดกร่อนของเหล็ก มีน้ำหนักตัวช่วยต้านแรงถอน แต่จุดอ่อนคือรอยต่อและการฝังเหล็กเสริมที่หัวเสาเข็ม เพราะแรงถอนจะดึงที่เหล็กเสริมโดยตรง ถ้าความยาวฝังเหล็ก (development length) ไม่พอ จะวิบัติที่หัวเสาเข็มก่อนที่ดินจะวิบัติ ทำให้อ่านค่ากำลังของดินไม่ได้

โครงเหล็กปฏิกิริยาสำหรับทดสอบเสาเข็มรับแรงกดแบบ Static Load Test ตั้งอยู่บนแท่นบล็อกคอนกรีตสองข้างในพื้นที่โครงการ
ระบบโครงปฏิกิริยาสำหรับทดสอบกำลังรับน้ำหนักบรรทุกแบบคงที่ (Static Load Test) แรงกดจากแม่แรงถ่ายขึ้นคานปฏิกิริยาแล้วลงจุดรองรับที่ห่างจากเสาเข็มทดสอบพอที่จะไม่รบกวนดินรอบเสาเข็ม (ภาพ: SPN Soil Engineering)

ดินแบบไหนเสี่ยงต่อเสาเข็มโซลาร์ฟาร์ม?

ดินที่ต้องระวังมี 3 กลุ่ม คือ ดินเค็มที่กัดกร่อนเหล็ก ดินทรายหลวม และพื้นที่น้ำท่วมถึงหรือดินขยายตัว โซลาร์ฟาร์มมักตั้งอยู่บนที่ดินนอกเมือง ซึ่งหลายครั้งมีลักษณะดินไม่เหมาะกับการก่อสร้างทั่วไป จึงต้องตรวจทั้งสามกลุ่มให้ชัดตั้งแต่ขั้นเจาะสำรวจดิน

ดินเค็มและดินที่กัดกร่อนเหล็ก พื้นที่ใกล้ชายฝั่ง นาเกลือเดิม หรือพื้นที่ที่มีน้ำใต้ดินเค็ม จะเร่งการกัดกร่อนเสาเข็มเหล็กอย่างมาก การเจาะสำรวจดินควรเก็บตัวอย่างไปทดสอบค่าความต้านทานไฟฟ้าของดิน (soil resistivity) ค่า pH และปริมาณคลอไรด์-ซัลเฟต เพื่อให้ผู้ออกแบบเลือกได้ว่าจะใช้เหล็กชุบสังกะสีหนาขึ้น เผื่อความหนากันกร่อน หรือเปลี่ยนไปใช้เสาเข็มคอนกรีต อ่านวิธีวัดได้ที่ Soil Resistivity Test สำหรับโซลาร์ฟาร์ม

ดินทรายหลวม ให้แรงเสียดทานต่ำและอ่อนไหวต่อการสั่นสะเทือน ค่าแรงถอนที่ทดสอบได้ในดินทรายหลวมมักต่ำกว่าที่คาดไว้จากค่า SPT อย่างเดียว การมีผลทดสอบจริงจึงสำคัญกว่าการประมาณจากสูตร อ่านวิธีอ่านค่า SPT ได้ที่ SPT N-Value แปลผลยังไง

พื้นที่น้ำท่วมถึงและดินขยายตัว พื้นที่ที่ระดับน้ำใต้ดินขึ้นลงตามฤดูกาลทำให้กำลังของดินเปลี่ยนไปมา ค่าที่ทดสอบได้ในหน้าแล้งอาจไม่ใช่ค่าที่ใช้ได้ในหน้าฝน ส่วนดินเหนียวที่ขยายตัวและหดตัวตามความชื้นสามารถดันหรือดึงเสาเข็มสั้นได้ ควรระบุระดับน้ำใต้ดินที่ตรวจพบและช่วงเวลาที่ทดสอบไว้ในรายงานเสมอ ส่วนระดับติดตั้งแผงและอุปกรณ์ในพื้นที่เสี่ยงน้ำท่วมกำหนดจากผลการศึกษาน้ำท่วม (Flood Study)

ถ้าโครงการอยู่ในขั้นตอนเลือกแปลงที่ดิน การตรวจสภาพดินก่อนตัดสินใจซื้อช่วยตัดความเสี่ยงได้มาก อ่านรายการที่ควรตรวจได้ที่ ก่อนซื้อที่ดินสร้างโรงงาน Checklist ดินจากวิศวกร ซึ่งใช้หลักการเดียวกันกับที่ดินโซลาร์ฟาร์ม

วางแผนจุดทดสอบเสาเข็มทั้งแปลงโซลาร์ฟาร์มอย่างไร?

หลักคือแบ่งแปลงเป็นโซนตามผลเจาะสำรวจดิน แล้วกระจายจุดทดสอบให้ครอบคลุมทุกโซน ไม่ใช้ผลจากจุดเดียวแทนทั้งแปลง โซลาร์ฟาร์มกินพื้นที่กว้างมาก บางโครงการหลายร้อยไร่ ชั้นดินจากมุมหนึ่งไปอีกมุมหนึ่งอาจต่างกันคนละเรื่อง การใช้ผลจากหลุมเจาะจุดเดียวหรือเสาเข็มทดสอบต้นเดียวครอบทั้งแปลงจึงเป็นความเสี่ยงที่ไม่คุ้ม

แนวทางที่ใช้กันคือแบ่งพื้นที่เป็นโซนตามลักษณะภูมิประเทศและผลเจาะสำรวจดิน แล้วกระจายจุดทดสอบให้ครอบคลุมทุกโซน โดยเฉพาะโซนที่ผลเจาะดินแตกต่างจากส่วนใหญ่ ส่วนจำนวนหลุมเจาะและจำนวนเสาเข็มทดสอบที่เหมาะสม ขึ้นกับขนาดแปลง ความแปรปรวนของชั้นดิน และข้อกำหนดของผู้ออกแบบหรือเจ้าของโครงการ อ่านหลักการกำหนดจำนวนหลุมเจาะได้ที่ เจาะสำรวจดินกี่หลุม ลึกกี่เมตร

ควรแยกจุดทดสอบตามระบบเสาเข็มด้วย เพราะชนิดและความยาวเสาเข็มที่ต่างกันให้ผลต่างกันมาก ถ้าโครงการใช้เสาเข็มมากกว่าหนึ่งระบบหรือหลายความยาว ผลทดสอบของแบบหนึ่งจึงใช้แทนอีกแบบไม่ได้ ส่วนโครงการที่ใช้ ground screw ค่าแรงบิดขณะติดตั้งที่บันทึกไว้ช่วยเทียบคุณภาพการติดตั้งได้ทั้งแปลง

ลำดับเวลาที่ทำให้ผลทดสอบมีประโยชน์สูงสุดคือ เจาะสำรวจดินก่อนออกแบบ → ติดตั้งเสาเข็มทดสอบและทดสอบแรงถอนกับแรงด้านข้างให้เสร็จก่อนสั่งผลิตเสาเข็มทั้งโครงการ → เดินหน้าติดตั้งเสาเข็มจริง → สุ่มทดสอบเสาเข็มใช้งานตามสัดส่วนที่สเปกกำหนด โครงการที่ทดสอบหลังสั่งของครบแล้ว จะเหลือทางเลือกแก้ไขน้อยลงมากถ้าผลออกมาไม่ตามคาด ความต่างของสองขั้นนี้อธิบายไว้ที่ เสาเข็มทดสอบกับเสาเข็มใช้งานต่างกันอย่างไร

ภาพ 3 มิติด้านล่างจำลองแปลงโซลาร์ฟาร์มหนึ่งบล็อกที่แบ่งเป็น 3 โซนดิน ให้สังเกตว่าทุกโซนมีหลุมเจาะและมีจุดทดสอบแรงถอนกับแรงด้านข้างของตัวเอง ส่วนจุดทดสอบแรงกดมีเฉพาะบางจุด กรอบด้านขวาสรุปหลักการวางจุดทดสอบ 5 ข้อ ซึ่งจำนวนจุดจริงต้องกำหนดในแต่ละโครงการ

แบบจำลอง 3 มิติ ผังแปลงโซลาร์ฟาร์มที่แบ่งเป็นสามโซนดิน พร้อมตำแหน่งหลุมเจาะสำรวจดินและจุดทดสอบเสาเข็มรับแรงถอน แรงด้านข้าง และแรงกดในแต่ละโซน และหลักการวางแผนจุดทดสอบทั้งแปลง ภาพสามมิติเชิงแนวคิด ไม่ตามมาตราส่วน ของแปลงโซลาร์ฟาร์มหนึ่งบล็อก ผิวดินด้านบนมีแถวโต๊ะแผงโซลาร์วางเอียงหกแถว ถนนภายในโครงการสีเทาผ่านกลางแปลงตามแนวยาว แปลงถูกแบ่งด้วยเส้นประเป็นสามโซนดิน โซน A ดินเหนียวอ่อนที่ชั้นอ่อนลึกและอาจใช้เสาเข็มคอนกรีต โซน B ทรายหลวมซึ่งแรงถอนที่ทดสอบได้มักต่ำกว่าที่คาดจากค่า SPT และโซน C พื้นที่ลุ่มและดินเค็มที่น้ำใต้ดินตื้นและเหล็กกัดกร่อนเร็ว หน้าตัดดินด้านหน้าและด้านขวาของก้อนดินแสดงชั้นดินที่ต่างกันในแต่ละโซน โซน C มีเส้นประสีน้ำเงินแสดงระดับน้ำใต้ดินตื้น ขอบหน้าของทุกโซนมีขาตั้งเจาะสำรวจดินและแนวหลุมเจาะพร้อมจุดเก็บตัวอย่าง SPT บนหน้าตัด หมุดสัญลักษณ์บอกจุดทดสอบเสาเข็ม วงกลมสีส้มคือจุดทดสอบแรงถอน (Uplift) สี่เหลี่ยมสีน้ำเงินคือจุดทดสอบแรงด้านข้าง (Lateral) ทุกโซนมีทั้งสองแบบ โซน C มีจุดทดสอบแรงถอนเพิ่มอีกหนึ่งจุด สามเหลี่ยมสีกรมท่าคือจุดทดสอบแรงกดซึ่งทำเฉพาะบางจุด คือในโซนดินอ่อนที่ใช้เสาเข็มคอนกรีต และที่อาคารอินเวอร์เตอร์กับหม้อแปลงซึ่งเป็นโครงสร้างหนัก ใต้ภาพมีคำอธิบายโซนและสัญลักษณ์ กรอบด้านขวาสรุปหลักการวางแผนห้าข้อ คือ แบ่งโซนตามภูมิประเทศและผลเจาะสำรวจดินก่อนวางจุด ทุกโซนต้องมีจุดทดสอบแรงถอนและแรงด้านข้าง โดยเน้นโซนที่ดินต่างจากส่วนใหญ่ แยกจุดทดสอบตามระบบเสาเข็มเพราะชนิดและความยาวต่างกันให้ผลต่างกัน และเสาเข็มเกลียวใช้แรงบิดขณะติดตั้งเทียบกันได้ทั้งแปลง โซนดินเค็มให้วัดความต้านทานไฟฟ้าของดิน ค่า pH คลอไรด์และซัลเฟต และโซนน้ำใต้ดินตื้นให้บันทึกระดับน้ำที่พบกับช่วงเวลาที่ทดสอบ ด้านล่างกรอบระบุว่าจำนวนจุดทดสอบไม่มีตัวเลขตายตัว ขึ้นกับขนาดแปลง ความแปรปรวนของชั้นดิน และสเปกของโครงการ โดยผู้ออกแบบ เจ้าของโครงการ และผู้ทดสอบกำหนดร่วมกัน ภาพนี้เป็นภาพเชิงแนวคิด จำนวนและตำแหน่งจุดไม่ใช่สัดส่วนจริง แบบจำลอง 3 มิติ (3D): วางจุดทดสอบทั้งแปลงโซลาร์ฟาร์ม แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน A B C หลุมเจาะ + SPT ทุกโซน หน้าตัดดินต่างกันคนละโซน อาคารอินเวอร์เตอร์ / หม้อแปลง โครงสร้างหนัก → อาจทดสอบแรงกด น้ำใต้ดินตื้น (โซน C) บันทึกระดับน้ำ + ช่วงเวลาทดสอบ แรงถอน · ASTM D3689 แรงด้านข้าง · ASTM D3966 แรงกด (บางจุด) · ASTM D1143 หลุมเจาะสำรวจดิน + SPT โซนดินตามผลเจาะสำรวจ (ตัวอย่าง) A ดินเหนียวอ่อน ชั้นอ่อนลึก → อาจใช้เสาเข็มคอนกรีต B ทรายหลวม แรงถอนมักต่ำกว่าที่คาดจากค่า SPT C ที่ลุ่ม · ดินเค็ม น้ำใต้ดินตื้น · เหล็กกัดกร่อนเร็ว ภาพเชิงแนวคิด · จำนวนและตำแหน่งจุดไม่ใช่สัดส่วนจริง · เส้นประบนผิวดิน = ขอบเขตโซน หลักวางจุดทดสอบทั้งแปลง 1 แบ่งโซนก่อนวางจุด ตามภูมิประเทศ + ผลเจาะสำรวจดิน 2 ทุกโซนต้องมีจุดทดสอบ แรงถอน + แรงด้านข้าง เน้นโซนที่ดินต่างจากส่วนใหญ่ 3 แยกตามระบบเสาเข็ม ชนิด/ความยาวต่าง ผลก็ต่าง Ground Screw: เทียบ torque ได้ 4 โซนดินเค็ม วัด resistivity · pH คลอไรด์ · ซัลเฟต (ดิน + น้ำ) 5 โซนน้ำใต้ดินตื้น บันทึกระดับน้ำที่พบ + ช่วงเวลาที่ทดสอบในรายงาน จำนวนจุด: ไม่มีตัวเลขตายตัว ขึ้นกับขนาดแปลง ความแปรปรวน ของชั้นดิน และสเปกโครงการ กำหนดร่วมกัน ผู้ออกแบบ · เจ้าของโครงการ · ผู้ทดสอบ
แบบจำลอง 3 มิติของแปลงโซลาร์ฟาร์มที่แบ่งเป็น 3 โซนดินตามผลเจาะสำรวจ: ทุกโซนมีหลุมเจาะ + SPT และจุดทดสอบแรงถอน (●) กับแรงด้านข้าง (■) ของตัวเอง จุดทดสอบแรงกด (▲) มีเฉพาะโซนดินอ่อนที่อาจใช้เสาเข็มคอนกรีตและที่อาคารอินเวอร์เตอร์/หม้อแปลง ส่วนโซนที่ลุ่มมีน้ำใต้ดินตื้นซึ่งต้องบันทึกระดับน้ำไว้ในรายงาน — ภาพเชิงแนวคิด จำนวนและตำแหน่งจุดไม่ใช่สัดส่วนจริง จำนวนจุดทดสอบจริงกำหนดร่วมกันระหว่างผู้ออกแบบ เจ้าของโครงการ และผู้ทดสอบ
คานปฏิกิริยาวางบนแท่นรองรับสองข้าง พร้อมแม่แรงและมาตรวัดการเคลื่อนตัวที่หัวเสาเข็ม สำหรับการทดสอบเสาเข็มรับแรงถอน
การทดสอบแรงถอนที่หน้างาน แม่แรงดึงหัวเสาเข็มขึ้นโดยถ่ายแรงลงจุดรองรับสองข้าง มาตรวัดการยกตัวยึดกับคานอ้างอิงที่แยกอิสระจากระบบให้แรง (ภาพ: SPN Soil Engineering)

ทดสอบเสาเข็มโซลาร์ฟาร์มราคาเท่าไหร่ ต้องเผื่อเวลาอย่างไร?

ราคาทดสอบเสาเข็มโซลาร์ฟาร์มคิดตามขอบเขตงานจริงเป็นรายโครงการ เพราะขึ้นกับขนาดแปลง จำนวนโซนดิน จำนวนจุดทดสอบ และแรงทดสอบสูงสุด สำหรับอ้างอิง ค่าเจาะสำรวจดินของ SPN สำหรับงานทั่วไปเริ่มต้นประมาณ 20,000-40,000 บาท (2-3 หลุม รวมการทดสอบในห้องปฏิบัติการพื้นฐาน และรายงานรับรองโดยวิศวกรโยธาที่มีใบอนุญาต (กว.) สภาวิศวกร) ส่วนโครงการโซลาร์ฟาร์มที่ต้องเจาะหลายจุด รวมถึงงานทดสอบแรงถอนและแรงด้านข้าง กรุณาติดต่อรับใบเสนอราคาฟรีภายใน 24 ชั่วโมง

หมายเหตุ: ราคานี้ยังไม่รวมค่าเดินทางและค่าขนย้ายเครื่องมือ ซึ่งคิดเพิ่มตามระยะทางของหน้างาน โครงการโซลาร์ฟาร์มส่วนใหญ่อยู่ต่างจังหวัด จึงควรระบุตำแหน่งแปลงที่ดินตอนขอใบเสนอราคาเพื่อให้ได้ตัวเลขที่ใกล้เคียงจริง

ด้านเวลา ให้วางงานเจาะสำรวจดินและการทดสอบเสาเข็มทดสอบไว้ก่อนกำหนดสั่งผลิตเสาเข็ม เพราะต้องรอผลทดสอบและให้ผู้ออกแบบสรุปผลก่อน ระยะเวลาจริงขึ้นกับจำนวนโซนและจำนวนจุดทดสอบ จึงระบุไว้ในใบเสนอราคาของแต่ละโครงการ SPN ให้บริการทดสอบเสาเข็มทั้งแรงถอน แรงด้านข้าง และแรงกด ครอบคลุมทั่วประเทศ 77 จังหวัด

⚠️ บทความนี้ให้ความรู้ทั่วไป

เนื้อหาอธิบายหลักการเลือกงานทดสอบสำหรับโครงการโซลาร์ฟาร์มเพื่อความเข้าใจเบื้องต้นเท่านั้น ค่าแรงถอนและแรงด้านข้างที่ใช้ออกแบบ ความยาวและขนาดเสาเข็ม จำนวนจุดทดสอบ และเกณฑ์การยอมรับ ต้องกำหนดโดยวิศวกรผู้ออกแบบของโครงการนั้นจากผลทดสอบจริง