หน่วยธุรกิจทดสอบเสาเข็ม

หน่วยธุรกิจทดสอบเสาเข็ม เป็นส่วนงานภายในบริษัท STS Corporation เพื่อให้บริการด้านการทดสอบเสาเข็ม (Pile Testing) โดยเฉพาะอย่างยิ่งงานทดสอบเพื่อประเมินความสมบูรณ์และกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม ด้วยการยึดมั่นในคุณภาพมาตรฐานและความถูกต้องในงานทดสอบ ทำให้บริษัทได้รับความไว้วางใจจากลูกค้าทั้งในส่วนราชการและโครงการเอกชนทั้งขนาดเล็กจนไปถึงขนาดใหญ่มาอย่างต่อเนื่อง งานบริการของหน่วยธุรกิจทดสอบเสาเข็มประกอบด้วย

  1. งานทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็ม (Pile Integrity Test)

  2. งานทดสอบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม (Pile Capacity Test)

  3. การตรวจสอบความลาดเอียงหลุมเจาะ (Drill Hole Monitoring Test)

  4. การทดสอบประเมินความยาวของเสาเข็มหรือโครงสร้างใต้ดิน (Parallel Seismic Test

1. งานทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็ม (Pile Integrity Test)

เป็นการทดสอบเพื่อประเมินสภาพความสมบูรณ์ของเสาเข็ม เพื่อทำให้ทราบถึงสภาพความสมบูรณ์ของโครงสร้างเสาเข็ม เนื่องจากเสาเข็มที่มีสภาพไม่สมบูรณ์เกินกว่าเกณฑ์ที่ใช้ในการยอมรับ อาจส่งผลต่อความสามารถในการรับน้ำหนักไปด้วย การทดสอบดังกล่าวมีทั้งการทดสอบที่ใช้คลื่นความเค้น(Stress Wave) ในการทดสอบ ได้แก่ Low Strain Integrity Test (Seismic Test), Side Echo Test และ Single Shock End Test และการทดสอบที่ใช้คลื่นเสียง (Ultra Sonic Pulse) ในการตรวจสอบ ได้แก่ Cross Hole Sonic Logging Test 


Low Strain Integrity Test (Seismic Test)

การทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มด้วยวิธีการส่งคลื่นความเค้น (Stress Wave) ผ่านลงไปในตัวเสาเข็มแล้วบันทึกสัญญาณสะท้อนกลับนำมาวิเคราะห์แปรผล การทดสอบด้วยวิธีการดังกล่าวนี้เป็นที่นิยมแพร่หลายมากในปัจจุบัน เนื่องจากเป็นการทดสอบที่สะดวกและรวดเร็วเสียค่าใช้จ่ายต่ำกว่าวิธีการทดสอบแบบอื่น ๆ หากมีการเตรียมการที่ดีอาจสามารถทดสอบได้มากกว่า 100 ต้นต่อวัน สามารถใช้ได้ทั้งเสาเข็มคอนกรีตอัดแรง, เสาเข็มเจาะหล่อในที่และเสาเข็มเหล็กแบบต่างๆ เสาเข็มทดสอบจะถูกตอกด้วยค้อนทดสอบ แรงกระแทกที่เกิดขึ้นจะทำให้เกิดคลื่นความเค้นอัด (Compression Wave) วิ่งผ่านลงไปในตัวเสาเข็มหากเกิดความไม่ต่อเนื่องขึ้นในหน้าตัดของเสาเข็ม เกิดรอยแตกร้าวหรือคอนกรีตสภาพไม่ดี หรือพบปลายเสาเข็มคลื่นสัญญาณดังกล่าวจะเกิดการสะท้อนกลับและถูกบันทึกไว้โดยละเอียดและแปลงสัญญาณให้อยู่ในรูปของความเร็ว (Velocity) กับเวลา (Time) เพื่อนำมาแปรผลต่อไป การทดสอบดังกล่าวนี้เป็นไปตามมาตรฐาน ASTM D-5882: Standard Test Method for Low Strain Integrity Testing of Piles นอกจากนี้ส่วนงานดังกล่าวยังได้รับการรับรองตามมาตรฐาน ISO9001:2015 ซึ่งเป็นบริษัททดสอบเสาเข็มรายแรกและรายเดียวที่ได้รับการรับรองในส่วนนี้

 

            


Side Echo Test

การทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มทางด้านข้าง (Side Echo Test) เป็นการทดสอบที่พัฒนามาจากการทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็ม ด้วยวิธี Seismic Integrity Test ทั่วไป เพื่อให้สามารถทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มในกรณีที่ไม่สามารถติดหัววัดสัญญาณที่หัวเสาเข็มได้ เช่นกรณีที่มีโครงสร้างด้านบนอยู่เหนือหัวเสาเข็มทดสอบแล้ว เพื่อทดสอบประเมินความสมบูรณ์ของเสาเข็ม รวมไปถึงสามารถประเมินความยาวเสาเข็มได้ (ในกรณีที่พบสัญญาณสะท้อนกลับที่ปลายเข็มอย่างชัดเจน)

 
                

Single Shock End Test

การทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มโดยวิธี Single Shock End Test เป็นการทดสอบในลักษณะเช่นเดียวกับการทดสอบ Low Strain Integrity Test (Seismic Test) แต่จะปรับเปลี่ยนเครื่องมือทดสอบให้สามารถตรวจสอบคุณภาพของคอนกรีตบริเวณหรือใกล้เคียงหัวเสาเข็มทดสอบได้ ซึ่งเป็นข้อจำกัดและอาจไม่ตรวจสอบคุณภาพคอนกรีตบริเวณหรือใกล้เคียงหัวเสาเข็มทดสอบได้แน่ชัดด้วยวิธีการ Low Strain Integrity Test (Seismic Test) การทดสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มโดยวิธี Single Shock End Test เป็นการทดสอบตามมาตรฐาน ASTM D-5882: Standard Test Method for Low Strain Integrity Testing of Piles เช่นเดียวกับการทดสอบ Low Strain Integrity Test (Seismic Test)


        

Cross Hole Sonic Logging Test

การทดสอบความสมบูรณ์ของโครงสร้างเสาเข็มด้วยวิธี Cross Hole Sonic Logging เป็นการทดสอบความสมบูรณ์ของเนื้อคอนกรีตตามมาตรฐาน ASTM D-6760 โดยการส่งผ่านคลื่นเสียง (Ultra Sonic Pulse) จากหัวส่งสัญญาณไปยังหัวรับสัญญาณ โดยที่ระยะเวลาที่คลื่นใช้ในการเดินทางผ่านเนื้อคอนกรีตที่มีคุณสมบัติคงที่จะมีค่าเท่ากันตลอดช่วงความยาวเข็ม แต่ในกรณีที่ช่วงใดช่วงหนึ่งมีสภาพเนื้อคอนกรีตเปลี่ยนแปลงไป ระยะเวลาที่คลื่นใช้ในการเดินทางจากหัวส่งสัญญาณไปยังตัวรับสัญญาณจะมีการเปลี่ยนแปลงไปจากเดิม เนื่องจากความเร็วคลื่นที่ใช้ในการเคลื่อนที่มีการเปลี่ยนแปลง การทดสอบด้วยวิธีดังกล่าวนี้เป็นวิธีการทดสอบที่นิยมมากในปัจจุบัน เนื่องจากเป็นวิธีการทดสอบที่สะดวก รวดเร็ว และสามารถทำการทดสอบได้โดยตลอดทั้งต้น การทดสอบด้วยวิธีดังกล่าวสามารถดำเนินการได้ทั้งในโครงสร้างเสาเข็มเจาะ, Caisson, เสาเข็ม Barrette และโครงสร้างกำแพงกันดิน (Diaphragm Wall)

 
                   
 
                    
 
2. งานทดสอบกำลังรับน้ำหนักบรรทุกของเสาเข็ม (Pile Capacity Test) 

การทดสอบด้วยทั้งวิธีสถิตยศาสตร์ (Static Load Test) วิธีพลศาสตร์ (Dynamic Load Test) และวิธี Bi-Direction ที่น้ำหนักทดสอบตั้งแต่ 10-10,000 ตัน ทั้งการทดสอบแบบแรงกด (Compression Test) แรงตึง (Tension Test) และแรงในแนวราบ (Lateral Test) รวมทั้งการติดตั้งอุปกรณ์วัดการกระจายแรงตามความยาวของเสาเข็ม (Load Distribution)

Static Pile Load Test

การทดสอบกำลังรับน้ำหนักบรรทุกของเสาเข็มแบบสถิตยศาสตร์มีวิวัฒนาการมาโดยตลอด เริ่มจากการทดสอบโดยการจัดวางน้ำหนักบรรทุก(Dead Weight) โดยตรงบนหัวเสาเข็ม ต่อมาจึงมีการพัฒนาเอาระบบแม่แรงไฮดรอลิกมาใช้ในการควบคุมการเพิ่มน้ำหนักบรรทุกทดสอบ และวัดการทรุดตัวหรือเคลื่อนตัวของเสาเข็มทดสอบด้วยมาตรวัดการเคลื่อนตัวทั้งที่เป็นแบบ Dial Gauge หรือ แบบมาตรวัดไฟฟ้า เช่น LVDT เป็นต้น Static Pile Load Test ยังถือเป็นการทดสอบมาตราฐานสำหรับการอ้างอิง และมีความเที่ยงตรงและแม่นยำกว่าการทดสอบแบบอื่นๆเนื่องจากเป็นการให้น้ำหนักกระทำและวัดการทรุดตัวหรือการเคลื่อนตัวที่เกิดขึ้นจริง และยังคงเป็นที่นิยมในการทดสอบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็มมาจนถึงปัจจุบัน นอกจากนี้การทดสอบ Static Load Test (ASTM D-1143)  ในเสาเข็มยังสามารถทำการติดตั้งเครื่องมือวัดเพิ่มเติมเช่น Strain Gauge, Fiber Optic และ Extensometer ลงในเสาเข็มทดสอบ และทำการตรวจวัดค่าต่างๆในขณะทำการทดสอบ เพื่อนำมาประเมินหาหน่วยแรงระหว่างเสาเข็มกับมวลดินรอบข้าง เพื่อนำไปสู่การได้ค่าพารามิเตอร์ตามสภาพหน้างานจริงที่สามารถนำไปออกแบบเสาเข็มให้ประหยัดและเหมาะสมกับสภาพพื้นที่และน้ำหนักบรรทุกที่ต้องการโดยยังคงมีค่าสัดส่วนความปลอดภัยเป็นไปตามที่กำหนด

 
          

            

       


High Strain Dynamic Pile Load Test

การทดสอบกำลังรับน้ำหนักเสาเข็มแบบพลศาสตร์ หรือ High Strain Dynamic Load Test (DLT) เป็นการทดสอบโดยใช้ตุ้มน้ำหนักปล่อยกระแทกที่หัวเสาเข็มให้เสาเข็มเกิดการเคลื่อนตัวแรงกระแทกจากตุ้มน้ำหนัก จะทำให้เกิดคลื่นความเค้นอัดเคลื่อนที่ลงในเสาเข็ม ด้วยความเร็วคลื่นที่ขึ้นอยู่กับคุณสมบัติของเสาเข็ม โดยคลื่นความเค้นดังกล่าวจะสะท้อนกลับเมื่อแรงต้านทานจากแรงเสียดทาน, แรงต้านที่ปลายเข็ม, คุณสมบัติของเสาเข็มและพื้นที่หน้าตัดเกิดการเปลี่ยนแปลง คลื่นความเค้นที่เกิดขึ้นในระหว่างการทดสอบจะถูกบันทึกโดย Strain transducers และ Accelerometers ที่ถูกติดตั้งบริเวณหัวเสาเข็ม สัญญาณจากการทดสอบจะถูกแปลงให้อยู่ในรูปของแรงและความเร็ว เพื่อนำไปใช้ในการวิเคราะห์หากำลังรับน้ำหนักทางสถิตศาสตร์ (แรงเสียดทานผิวและแรงต้านทานปลายเข็ม) ด้วยโปรแกรม CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program) การทดสอบแบบพลศาสตร์เป็นที่ยอมรับทั่วไปและมีมาตรฐานรองรับคือ ASTM D 4945

 
     

     

                    

Bi-Direction Test

Bi-Direction Test เป็นการทดสอบ Static Load Test ประเภทหนึ่งที่ไม่ต้องอาศัยระบบแรงปฏิกิริยาภายนอก แต่อาศัยแรงเสียดทานผิวและแรงต้านปลายเสาเข็ม เป็นแรงปฏิกิริยา โดยติดตั้งแม่แรงไฮดรอลิกไว้ในเสาเข็มโดยตรงในตำแหน่งที่กำหนด การควบคุมแม่แรงไฮดรอลิก กระทำผ่านท่อเหล็กที่เชื่อมต่อขึ้นมาตามแนวแกนเสาเข็มจนถึงระดับเหนือพื้นดิน นอกจากนี้ท่อเหล็กดังกล่าวยังใช้ติดตั้ง Tell-Tale เพื่อวัดการเคลื่อนตัวของด้านล่างของแม่แรงไฮดรอลิกในขณะที่การเคลื่อนที่ของหัวเสาเข็ม สามารถตรวจวัดได้ด้วยอุปกรณ์วัด (Dial Gauge) เช่นเดียวกับการทดสอบ Static Load Test ทั่วไป มีมาตรฐานรองรับคือ ASTM D8169


     

     

3. การตรวจสอบความลาดเอียงหลุมเจาะ (Drill Hole Monitoring Test)

ในการก่อสร้างโดยทั่วๆ ไปงานฐานรากเป็นงานที่สำคัญมากที่สุดงานหนึ่ง เพราะฐานรากต้องเป็นตัวรับน้ำหนักอาคารทั้งอาคาร การที่มีฐานรากแข็งแรงก็จะทำให้อาคารนี้มีความมั่นคงแข็งแรงไปด้วย สำหรับอาคารขนาดใหญ่ในปัจจุบันนี้ฐานรากที่นิยมใช้กันมากก็คือ ฐานรากเสาเข็มเจาะ ดังนั้นความสมบูรณ์ของเสาเข็มเจาะจึงเป็นสิ่งที่ต้องถูกพิจารณาอย่างรอบคอบ การควบคุมคุณภาพของหลุมเจาะเพื่อให้ได้เข็มเจาะออกมามีคุณภาพ สามารถรับน้ำหนักได้ตามที่ออกแบบไว้จึงเป็นสิ่งจำเป็น วิธีตรวจสอบสภาพความสมบูรณ์ของผนังหลุมเจาะ ว่ามีการเบี่ยงเบนออกจากแนวศูนย์กลาง มีการพังทลายของหลุมเจาะหรือไม่ สามารถตรวจสอบได้โดยใช้อุปกรณ์ที่เรียกว่า Drill Hole Monitoring ก่อนการเทคอนกรีต อุปกรณ์ที่ใช้ทดสอบเป็นเครื่องทดสอบ Drilling Monitor รุ่น DM-604, DM-604R หรือ DM-604RR ซึ่งถูกออกแบบและพัฒนาโดย บริษัท KODEN จำกัด จากญี่ปุ่น ซึ่งมีประสบการณ์โดยตรงด้านอีเลคทรอนิคและคลื่นอุลตร้าโซนิค ผลการทดสอบจะถูกพิมพ์ลงบนกระดาษความร้อน (Thermal Printing Paper) ในรูปของกราฟรูปตัดของผนังเสาเข็ม (Shaft Profile) ทั้ง 2 แกน ตั้งฉากกันในเวลาเดียวกัน
 

     

     


4. งานทดสอบประเมินความยาวของเสาเข็มหรือโครงสร้างใต้ดิน (Parallel Seismic Test)

การทดสอบแบบ Parallel Seismic เป็นวิธีการทดสอบเพื่อประเมินหาความยาวและความสมบูรณ์ของเสาเข็ม โดยการตรวจวัดค่าเวลา (Transit time) ที่คลื่นความเค้น (Stress Wave) ใช้ในการเคลื่อนที่ จากตำแหน่งกำเนิดวิ่งผ่านเข้าไปในโครงสร้างเสาเข็มทดสอบและส่งผ่านไปยังหัวรับสัญญาณที่อยู่ในท่อ PVC ซึ่งติดตั้งไว้ขนานกับเสาเข็มทดสอบตามแนวยาว ช่วงเวลาที่คลื่นความเค้นเคลื่อนที่ในเสาเข็มจะมีความสัมพันธ์โดยตรงกับความยาวของเสาเข็มทดสอบ โดยในการตรวจวัดจะทำการตรวจวัดเวลาที่คลื่นใช้ในการเคลื่อนที่ที่ระดับความลึกต่างๆ ของตัวรับสัญญาณ ซึ่งจะสามารถหาความต่อเนื่องของเนื้อคอนกรีตที่ระดับความลึกต่างๆได้ ในกรณีที่หัววัดคลื่นสัญญาณอยู่ในตำแหน่งเคลื่อนที่จากปลายเสาเข็มขึ้นมาและไม่ปรากฏว่าเสาเข็มมีความเสียหายขนาดรุนแรงระยะเวลาที่คลื่นเคลื่อนที่ไปยังตัวรับสัญญาณจะมีค่าแปรเปลี่ยนตามไปด้วย