จุดอ่อนของเสาเข็มเจาะหล่อในที่คือมองไม่เห็นสิ่งที่เกิดขึ้นใต้ดินขณะเทคอนกรีต คอนกรีตอาจคอดลงตรงชั้นดินอ่อน อาจมีดินหรือน้ำโคลนปนเข้าไป หรือโครงเหล็กอาจเยื้องไปชิดผนังหลุมจนคอนกรีตหุ้มเหล็กด้านหนึ่งบางเกินไป TIP เป็นวิธีหนึ่งที่ตอบคำถามเหล่านี้ได้ตั้งแต่คอนกรีตยังไม่แข็งตัวเต็มที่ โดยไม่ต้องรอคอนกรีตได้กำลัง
TIP คืออะไร และวัดอะไรจากเสาเข็มเจาะ?
Thermal Integrity Profiling หรือ TIP คือการทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มคอนกรีตหล่อในที่ตามมาตรฐาน ASTM D7949-25 สิ่งที่วัดคืออุณหภูมิตามความลึกของเสาเข็ม ซึ่งเกิดจากความร้อนที่คอนกรีตปล่อยออกมาเองระหว่างปฏิกิริยาไฮเดรชัน (Heat of Hydration) จึงไม่ต้องส่งคลื่นหรือพลังงานใด ๆ เข้าไปเพิ่ม
หลักการตีความตรงไปตรงมา คือปริมาณเนื้อคอนกรีตที่จุดหนึ่งแปรผันตามอุณหภูมิที่วัดได้ที่จุดนั้น
คอนกรีตมาก = ความร้อนสะสมมาก = อุณหภูมิสูง · คอนกรีตน้อยหรือมีสิ่งเจือปน = ความร้อนน้อย = อุณหภูมิต่ำ
เมื่อพล็อตอุณหภูมิเทียบกับความลึก จะได้เส้นโปรไฟล์ที่สะท้อนรูปร่างของเสาเข็ม ช่วงที่อุณหภูมิตกต่ำกว่าค่าเฉลี่ยอย่างชัดเจนคือช่วงที่ต้องสงสัยว่าหน้าตัดคอดลงหรือมีสิ่งเจือปน ส่วนช่วงที่อุณหภูมิสูงกว่าปกติมักหมายถึงคอนกรีตบานออกเข้าไปในชั้นดิน ซึ่งไม่ใช่ข้อบกพร่อง แต่ทำให้ใช้คอนกรีตจริงมากกว่าที่คำนวณไว้
ภาพด้านล่างวางรูปตัดเสาเข็มคู่กับโปรไฟล์อุณหภูมิที่ความลึกเดียวกัน ให้สังเกตว่าอุณหภูมิลดลงตรงช่วงคอด สูงขึ้นตรงช่วงบาน และลดลงเองที่หัวและปลายเสาเข็มเพราะความร้อนระบายออกทางผิวดินและปลายเข็ม ช่วงปลายทั้งสองจึงไม่ควรตีความว่าเป็นข้อบกพร่องทันที
ทำไม TIP จึงตรวจคอนกรีตนอกโครงเหล็กได้?
TIP ตรวจคอนกรีตนอกโครงเหล็กได้ เพราะความร้อนแผ่ออกจากเนื้อคอนกรีตทั้งหน้าตัดไปทุกทิศทาง ไม่ได้วิ่งเฉพาะในเส้นทางระหว่างท่อเหมือนคลื่นเสียง หัววัดที่ผูกติดโครงเหล็กจึงรับรู้ได้ว่าด้านนอกของตัวเองมีคอนกรีตหนาแค่ไหน
ถ้าด้านหนึ่งของโครงเหล็กชิดผนังหลุมจนคอนกรีตหุ้มบาง ความร้อนด้านนั้นจะระบายสู่ดินได้เร็วกว่า อุณหภูมิที่วัดได้ด้านนั้นจึงต่ำกว่าอีกด้านอย่างเป็นระบบ
ผลคือ TIP ประเมินได้ 2 เรื่องที่วิธีคลื่นเสียงระหว่างท่อตอบไม่ได้ ได้แก่ ความหนาของคอนกรีตหุ้มเหล็กเสริม (Concrete Cover) และการเยื้องศูนย์ของโครงเหล็ก ทั้งสองเรื่องมีผลโดยตรงต่อความทนทานระยะยาวของเสาเข็มในสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อน
ในทางกลับกัน Cross Hole Sonic Logging (CSL) ส่งคลื่นเสียงระหว่างท่อที่ฝังไว้ในโครงเหล็ก จึงตรวจเนื้อคอนกรีตในเส้นทางระหว่างท่อ คือบริเวณในโครงเหล็กเป็นหลัก คอนกรีตที่อยู่นอกโครงเหล็กจึงเป็นจุดบอดของวิธีนี้ อ่านรายละเอียดวิธี CSL ได้ที่ Cross Hole Sonic Logging (CSL)
ภาพ 2 มิติด้านล่างเป็นรูปตัดด้านข้างของเสาเข็มพร้อมหน้าตัด B–B ทางขวา ให้สังเกตว่าเมื่อโครงเหล็กเยื้องศูนย์ หัววัดด้านที่คอนกรีตหุ้มบางอ่านค่าได้ต่ำกว่าด้านที่หุ้มหนา ส่วนภาพ 3 มิติถัดไปแสดงสายวัดอุณหภูมิที่ผูกรอบโครงเหล็กทุกด้าน และความร้อนที่แผ่ออกสู่ดินรอบเสาเข็ม
TIP ตรวจพบข้อบกพร่องอะไรได้บ้าง?
TIP ตรวจพบความผิดปกติที่ทำให้ปริมาณเนื้อคอนกรีตในหน้าตัดเปลี่ยนไป แบ่งได้ 6 เรื่องหลัก ดังนี้
- หน้าตัดคอดลง (Necking) ช่วงที่คอนกรีตแคบกว่าที่ออกแบบ มักเกิดตรงช่วงที่ผนังหลุมพังหรือดินอ่อนบีบตัวเข้ามา
- หน้าตัดบานออก (Bulging) ช่วงที่คอนกรีตขยายเข้าไปในชั้นดินอ่อน ทำให้ปริมาณคอนกรีตจริงมากกว่าที่คำนวณ
- สิ่งเจือปนในเนื้อคอนกรีต เช่น ดิน น้ำโคลน หรือเบนโทไนต์ที่หลุดเข้าไประหว่างเท ซึ่งลดทั้งเนื้อคอนกรีตและความร้อนที่จุดนั้น
- ความหนาของคอนกรีตหุ้มเหล็กไม่สม่ำเสมอ จากการที่โครงเหล็กเยื้องไปด้านใดด้านหนึ่ง
- รัศมีเฉลี่ยของเสาเข็มตามความลึก เมื่อสอบเทียบกับปริมาณคอนกรีตที่ใช้จริง
- ความต่อเนื่องช่วงหัวเข็มและปลายเข็ม ช่วงนี้อุณหภูมิลดลงตามธรรมชาติเพราะเสียความร้อนออกทางผิวดินและปลายเสาเข็ม (roll-off) ผู้ตีความจึงต้องแยกผลนี้ออกจากข้อบกพร่องจริง
ข้อบกพร่องที่พบบ่อยและสาเหตุที่ทำให้เกิด อธิบายไว้ที่ ข้อบกพร่องในเสาเข็ม สาเหตุและวิธีตรวจพบ
TIP ต่างจาก CSL และ Seismic Integrity Test อย่างไร?
ความต่างหลักของ 3 วิธีอยู่ที่สัญญาณที่ใช้และบริเวณที่ตรวจได้ TIP ใช้ความร้อนและเห็นคอนกรีตนอกโครงเหล็ก CSL ใช้คลื่นเสียงระหว่างท่อจึงตรวจในโครงเหล็กเป็นหลัก ส่วน Seismic Integrity Test ใช้คลื่นจากการเคาะหัวเสาเข็ม ไม่ต้องฝังอุปกรณ์ และใช้กับเสาเข็มที่หล่อไปแล้วได้
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| ประเด็น | TIP | Cross Hole Sonic Logging (CSL) | Seismic / Low Strain Integrity |
|---|---|---|---|
| มาตรฐานอ้างอิง | ASTM D7949-25 (Active) | แนวทาง ACI PRC-228.2 · ASTM D6760-16 (ถูกถอนปี 2025) | มยผ.1551-51 เป็นหลัก · ASTM D5882-16 (ถูกถอนปี 2025) |
| สัญญาณที่ใช้ | ความร้อนจากปฏิกิริยาไฮเดรชัน | คลื่นเสียงระหว่างท่อที่ฝังไว้ | คลื่นจากการเคาะหัวเสาเข็มด้วยค้อนมือ |
| ต้องฝังอุปกรณ์ก่อนเท | ต้อง (สายวัดหรือท่อหย่อนหัววัด) | ต้อง (ท่อเหล็กหรือ PVC) | ไม่ต้อง |
| เห็นคอนกรีตนอกโครงเหล็ก | เห็น | ไม่เห็น | ไม่เห็นรายละเอียด |
| ช่วงเวลาที่ทดสอบได้ | ขณะไฮเดรชันยังปล่อยความร้อน (ระดับชั่วโมงถึงไม่กี่วัน) | หลังคอนกรีตแข็งตัวพอ โดยทั่วไปหลายวันขึ้นไป | หลังคอนกรีตได้กำลังตามที่กำหนด |
| ใช้กับเสาเข็มที่หล่อนานแล้ว | ไม่ได้ | ได้ ถ้ามีท่อฝังไว้ | ได้ |
| ค่าใช้จ่ายต่อต้น | สูง | ปานกลางถึงสูง | ต่ำที่สุด |
ASTM D6760-16 (CSL) และ ASTM D5882-16 (Low Strain Integrity) ถูกถอนในปี 2025 งาน CSL จึงอ้างแนวทาง ACI PRC-228.2 ประกอบ การทดสอบความสมบูรณ์แบบแรงกระแทกต่ำในไทยยึด มยผ.1551-51 เป็นเกณฑ์หลัก ส่วน TIP อ้าง ASTM D7949-25 ได้โดยตรงเพราะยังมีสถานะใช้งาน (Active)
วิธีทดสอบความสมบูรณ์แบบแรงกระแทกต่ำที่ใช้กันแพร่หลายที่สุดในไทย อธิบายไว้ที่ Seismic Integrity Test
TIP มีข้อจำกัดอะไรบ้าง?
TIP มีข้อจำกัดหลัก 3 ข้อ คือต้องติดตั้งอุปกรณ์ก่อนเทคอนกรีต มีช่วงเวลาเก็บข้อมูลจำกัด และตรวจเสาเข็มที่หล่อไปนานแล้วไม่ได้ จึงไม่ใช่วิธีที่ใช้แทนวิธีอื่นได้ทุกกรณี
- ต้องติดตั้งอุปกรณ์ก่อนเทคอนกรีต สายวัดอุณหภูมิหรือท่อสำหรับหย่อนหัววัดต้องผูกติดกับโครงเหล็กก่อนหย่อนลงหลุม เมื่อเทคอนกรีตแล้วจะเพิ่มไม่ได้อีก การใช้ TIP จึงต้องอยู่ในแผนควบคุมคุณภาพตั้งแต่ก่อนเริ่มงานเสาเข็ม
- มีหน้าต่างเวลาจำกัด สัญญาณที่ใช้คือความร้อนจากไฮเดรชันซึ่งจะสูงขึ้นแล้วค่อย ๆ ลดลงจนเท่าอุณหภูมิดินรอบข้าง ถ้าเก็บข้อมูลช้าเกินไปก็ไม่เหลือสัญญาณ ทีมทดสอบต้องนัดเวลาให้ตรงกับจังหวะที่คอนกรีตยังคายความร้อนอยู่
- ตรวจเสาเข็มที่หล่อไปนานแล้วไม่ได้ เสาเข็มเก่าหรือเสาเข็มของอาคารเดิมมีอุณหภูมิเท่าดินรอบข้าง จึงไม่มีสัญญาณให้วัด กรณีเหล่านี้ต้องใช้ CSL หากมีท่อฝังไว้ หรือวิธีแรงกระแทกต่ำตาม มยผ.1551-51
TIP เป็นการทดสอบความสมบูรณ์ของเนื้อเสาเข็มเท่านั้น ไม่ได้บอกว่าเสาเข็มรับน้ำหนักได้เท่าไหร่ การหากำลังต้องใช้การให้น้ำหนักจริง เช่น Static Load Test ตาม ASTM D1143/D1143M-20e1 และ มยผ. 1251 หรือ Dynamic Load Test (PDA) ตาม ASTM D4945 และ มยผ.1252-51
ควรเลือกใช้ TIP เมื่อไหร่?
TIP คุ้มค่าเมื่อความเสียหายของเสาเข็มหนึ่งต้นมีผลต่อโครงการสูง และวางแผนติดตั้งสายวัดได้ตั้งแต่ก่อนเริ่มงานเสาเข็ม กรณีที่ได้ประโยชน์คุ้มกับการเตรียมงานล่วงหน้า ได้แก่
- เสาเข็มเจาะขนาดใหญ่หรือลึกมากที่ความเสียหายหนึ่งต้นมีผลต่อโครงการสูง
- งานที่ผ่านชั้นดินอ่อนหนา ซึ่งผนังหลุมเสี่ยงพังและคอนกรีตมีโอกาสคอดหรือบานผิดจากที่ออกแบบ
- งานที่ต้องการยืนยันความหนาของคอนกรีตหุ้มเหล็ก เช่น โครงสร้างในพื้นที่ที่มีการกัดกร่อนสูงหรือใกล้ทะเล
- งานที่ต้องการผลตรวจเร็ว เพราะเก็บข้อมูลได้ตั้งแต่วันที่เทคอนกรีตโดยไม่ต้องรอคอนกรีตได้กำลัง
- งานที่ใช้ควบคู่กับ CSL เพื่อให้ครอบคลุมทั้งในและนอกโครงเหล็ก
สำหรับงานอาคารทั่วไปที่ใช้เสาเข็มเจาะขนาดปกติ ชุดที่ใช้กันแพร่หลายและคุ้มค่าที่สุดยังเป็นการตรวจความสมบูรณ์ด้วย Seismic Integrity Test ควบคู่กับการทดสอบกำลังรับน้ำหนักด้วย PDA ภาพรวมวิธีทดสอบแต่ละแบบดูได้ที่หน้า บริการทดสอบเสาเข็ม
สรุป
Thermal Integrity Profiling ใช้ความร้อนจากปฏิกิริยาไฮเดรชันของคอนกรีตเป็นสัญญาณตรวจความสมบูรณ์ของเสาเข็มเจาะตาม ASTM D7949-25 จุดเด่นคือประเมินเนื้อคอนกรีตได้ทั้งหน้าตัด รวมถึงคอนกรีตหุ้มนอกโครงเหล็กเสริมที่ CSL ตรวจไม่ถึง
ข้อแลกเปลี่ยนคือต้องติดตั้งสายวัดก่อนเทคอนกรีต และต้องเก็บข้อมูลภายในช่วงชั่วโมงถึงไม่กี่วันที่คอนกรีตยังคายความร้อน TIP จึงต้องวางแผนล่วงหน้า ใช้ไม่ได้กับเสาเข็มที่หล่อไปนานแล้ว และไม่ได้บอกกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม
เนื้อหานี้เป็นความรู้ทั่วไปเพื่อความเข้าใจ ไม่ใช่คำแนะนำเชิงออกแบบหรือแผนควบคุมคุณภาพสำหรับโครงการใดโครงการหนึ่ง การเลือกวิธีทดสอบ จำนวนต้นที่ต้องตรวจ และการตัดสินผล ต้องดำเนินการโดยวิศวกรผู้รับผิดชอบโครงการที่มีใบอนุญาต (กว.) สภาวิศวกร ประกอบแบบก่อสร้างและข้อกำหนดของโครงการจริง