งานทดสอบเสาเข็ม Pile Test

ทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็ม (Seismic Test)

การทดสอบความสมบูรณ์เสาเข็ม (Seismic Test) มีจุดประสงค์เพื่อประเมิน สภาพความสมบูรณ์ตลอดความยาวของเสาเข็ม การทดสอบวิธีนี้เป็นการการทดสอบที่สะดวก รวดเร็ว และค่าใช้จ่ายต่ำ จึงเป็นที่นิยมใช้ในการตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มในขั้นต้น การทดสอบนี้สามารถดำเนินการได้ทั้งในเสาเข็มคอนกรีตอัดแรงและเสาเข็มเจาะหล่อกับที่ โดยการทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มตามมาตรฐาน ASTM D5882-07 กระบวนการ Seismic Test มีขั้นตอนการทำงานหลักๆ ดังนี้:

Seismic Test โดยใช้ค้อนขนาดเล็กเคาะหัวเสาเข็มเพื่อให้เกิดคลื่นความเค้น (Stress Wave) ส่งผ่านลงไปในตัวเสาเข็ม หากคลื่นวิ่งผ่านตำหนิ (Defects) ในเสาเข็ม เช่น รอยร้าวหรือคอนกรีตคุณภาพไม่ดี หรือวิ่งถึงปลายเสาเข็ม ก็จะเกิดการสะท้อนกลับและถูกบันทึกไว้ด้วยเครื่องวัดความเร่ง (Accelerometer) ที่ติดตั้ง อยู่ที่บริเวณหัวเสาเข็ม ทำหน้าที่แปลงสัญญาณเป็นความเร็วคลื่นเทียบกับเวลา เพื่อนำมาใช้ประเมินความสมบูรณ์ (Integrity) ของเสาเข็มที่ติดตั้ง การทดสอบแบบนี้ใช้ได้กับเสาเข็มทุกประเภท การทดสอบทำได้รวดเร็ว เพียง 2 ถึง 3 นาทีต่อต้น และมีค่าใช้จ่ายต่ำ แต่ไม่สามารถบอกกำลังรับน้ำหนักบรรทุกของเสาเข็มได้

ทดสอบหากำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม (Dynamic Load Test)

การทดสอบเสาเข็มด้วยวิธี Dynamic Load Test นี้สามารถตรวจสอบหาความสมบูรณ์ของเสาเข็มเบื้องต้น หากำลังรับน้ำหนักบรรทุกของเสาเข็ม การกระจายหน่วยแรงเสียดทานของเสาเข็ม กำลังรับน้ำหนักบรรทุกที่ปลายเข็ม ความสัมพันธ์ระหว่างการน้ำหนักบรรทุกและการทรุดตัว ค่าหน่วยแรงเค้นอัดและแรงเค้นดึงที่เกิดขึ้นระหว่างการทดสอบ และทราบถึงประสิทธิภาพของปั้นจั่นตอกเสาเข็ม โดยการทดสอบหากำลังรับน้ำหนักของเสาเข็มตามมาตรฐาน ASTM D 4945-17

Dynamic Load Test ควรรอประมาณ 1-2 สัปดาห์หลังจากติดตั้งเสาเข็มเพื่อให้เสาเข็มอยู่ตัว การทดสอบทำโดยปล่อยตุ้มหนักประมาณ 1.5% Ultimate Load กระแทกหัวเสาเข็มด้วยระยะตกกระทบประมาณ 8.5% ของความยาวเสาเข็ม ทำให้เสาเข็มเกิดการทรุดตัวและเกิดคลื่นความเค้นส่งผ่านลงไปในตัวเสาเข็ม โดยติดตั้งเครื่องวัดความเร่ง (Accelerometer) และเครื่องวัดความเครียด (Strain Transducer) อย่างละ 2 ชุด ที่บริเวณหัวเสาเข็มเพื่อบันทึกความเร็วคลื่นและแรงจากคลื่น และมีเครื่องวิเคราะห์การตอกเสาเข็ม (Pile Driving Analyzer, PDA) ทำหน้าที่ประมวลผล แรงเสียดทาน กำลังแบกทานที่ปลายเสาเข็ม และค่าการทรุดตัวถาวร (Settlement) ที่เกิดขึ้นในการกระแทก 1 ครั้ง ไม่ควรต่ำกว่า 2 มิลลิเมตร

การทดสอบกำลังรับน้ำหนักแบบสถิต (Static Load Test)

การทดสอบกำลังรับน้ำหนักแบบสถิต (Static Load Test) คือ วิธีการทดสอบเสาเข็มเพื่อหาความสามารถในการรับน้ำหนัก (Pile Capacity) โดยอาศัยแรงกดหรือแรงดึงที่กระทำกับเสาเข็ม และวัดการทรุดตัว (Settlement) ที่เกิดขึ้น ซึ่งเป็นวิธีมาตรฐานที่นิยมใช้มากที่สุดในการตรวจสอบคุณภาพเสาเข็ม เนื่องจากให้ผลที่แม่นยำและน่าเชื่อถือ

ประเภทของการทดสอบ Static Load Test

1. การกดเสาเข็มด้วยน้ำหนักกดทับ (Kentledge Method)
   ใช้การวางน้ำหนักขนาดใหญ่ เช่น คอนกรีตบล็อกหรือเหล็ก เพื่อกดเสาเข็มลง โดยมีแม่แรงไฮดรอลิกทำหน้าที่ถ่ายแรง เหมาะกับพื้นที่ก่อสร้างที่สามารถจัดเตรียมน้ำหนักได้มากพอ

2. การกดเสาเข็มด้วยเสาเข็มสมอ (Anchor Pile Method)
   ใช้แม่แรงดันเสาเข็มทดสอบให้เคลื่อนตัว โดยอาศัยแรงต้านจากเสาเข็มสมอที่ยึดกับโครงสร้างคานเหล็ก วิธีนี้เหมาะกับพื้นที่ที่ไม่สะดวกในการจัดเตรียมน้ำหนักมาก

ประโยชน์ของการทำ Static Load Test

• ยืนยันความสามารถในการรับน้ำหนักของเสาเข็มจริงในสนาม

• ใช้ประกอบการออกแบบฐานรากและโครงสร้างอาคาร

• ลดความเสี่ยงในการเกิดการทรุดตัวในอนาคต

• เป็นไปตามมาตรฐานสากล เช่น ASTM D1143, AASHTO และมาตรฐานวิศวกรรมไทย