Seismic test ก บเข มตอก เม อต อเสาเข ม

เสาเขม็ เพ่อื ลดแรงกระแทกจากตุม้ ตอกเสาเขม็ ไม่ใหม้ ีคา่ สูงจนเกิดความเสียหายต่อเสาเขม็ ในอดีตนิยมใช้

แผน่ ไมเ้ น้ือแขง็ ท่ีมีแนวเส้ียนไมข้ นานกบั แกนของเสาเขม็ แต่เน่ืองจากการยบุ อดั ตวั ท่ีรวดเร็วภายหลงั การ

ตอก และ มีความสามารถในการทนความร้อนท่ีเกิดข้ึนจากการตอกต่าํ จึงไดม้ ีการพฒั นาวสั ดุชนิดอื่นข้ึน

ใชแ้ ทน เช่น สารประกอบพอลิเมอร์ เป็นตน้

“หมอนรองหัวเสาเข็ม (Pile Cushion)” หมายถึง วสั ดุที่ใชร้ องระหว่างหมวกครอบหัวเสาเข็มกบั หัว

เสาเขม็ เพื่อป้ องกนั ไม่ใหห้ วั เสาเขม็ เสียหายเนื่องจากการตอกเสาเขม็ ตวั อยา่ งของวสั ดุที่ใชเ้ ป็นหมอนรอง

หวั เสาเขม็ เช่น ไมอ้ ดั หรือ ไมเ้ น้ือแขง็ เป็นตน้ สาํ หรับหมอนรองหวั เสาเขม็ ท่ีทาํ จากไมค้ วรเป็นไมแ้ หง้ ที่

มีความหนาไม่ต่าํ กวา่ 100 มิลลิเมตร และควรเปล่ียนทุกๆ การตอกระหวา่ ง 1,000 ถึง 2,000 คร้ัง

“เหตุการณ์ตอก (Impact Event)” หมายถึง เหตุการณ์ท่ีเกิดข้ึนและสิ้นสุดลงเนื่องจากการตอกเสาเขม็ ดว้ ย

อุปกรณ์ตอกทดสอบหรืออุปกรณ์ตอกเสาเขม็ ดว้ ยแรงกระแทกหน่ึงคร้ัง

“อปุ กรณ์ตอกทดสอบ (Apparatus for Applying Impact Force)” หมายถึง อุปกรณ์ที่ใชส้ ร้างแรงกระทาํ

ต่อหวั เสาเขม็ สาํ หรับการทดสอบ

“อุปกรณ์ตอกเสาเข็ม (Pile Hammer)” หมายถึง อุปกรณ์ที่ใชเ้ พ่ือการทาํ ให้เสาเข็มจมลงในช้นั ดิน

อุปกรณ์ตอกเสาเขม็ แบ่งไดเ้ ป็นสองประเภทใหญ่ ไดแ้ ก่ ประเภทกระแทก และ ประเภทเขยา่ การเลือกใช้

ข้ึนอยู่กบั สภาพของช้ันดินและชนิดของเสาเข็ม อุปกรณ์ตอกเสาเข็มท่ีนิยมใช้ในประเทศไทย ไดแ้ ก่

ตุม้ ตอกเสาเขม็

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 3

“อิมพีแดนซ์ (Impedance)” หมายถึง ความตา้ นทานเชิงพลศาสตร์ของเน้ือวสั ดุและพ้ืนท่ีหนา้ ตดั ท่ีมีต่อ

คล่ืนยดื หยนุ่ ท่ีเคลื่อนผา่ นเสาเขม็ อิมพีแดนซ์สามารถคาํ นวณไดจ้ ากสมการดงั ต่อไปน้ี

Z = Ed A = ρcA (2) c

2.2 รายการสญั ลกั ษณ์

A หมายถึง พ้ืนที่หนา้ ตดั ของเสาเขม็ c หมายถึง ความเร็วคลื่นยดื หยนุ่ ท่ีเดินทางภายในเสาเขม็ Ed หมายถึง มอดุลสั ของความยดื หยนุ่ เชิงพลวตั Edriving หมายถึง พลงั งานที่เสาเขม็ ไดร้ ับเนื่องจากการตอกดว้ ยอุปกรณ์ตอกทดสอบ E(t) หมายถึง พลงั งานท่ีเกิดจากการทรุดตวั ของเสาเขม็ ท่ีเวลา t ε หมายถึง ความเครียดท่ีเกิดข้ึนในเสาเขม็ F หมายถึง แรงหนา้ ตดั ในทิศทางตามแนวแกน F(t) หมายถึง แรงหนา้ ตดั ตามแนวแกนท่ีกระทาํ ต่ออนุภาคเสาเขม็ ท่ีเวลา t ซ่ึงวดั ไดจ้ ากมาตรแรง หรือจากการคาํ นวณทางออ้ มโดยใชส้ ัญญาณจากมาตรความเครียดคูณดว้ ยพ้ืนท่ีหนา้ ตดั และมอดุลสั ของ ความยดื หยนุ่ g หมายถึง ความเร่งธรรมชาติ หรือ แรงโนม้ ถ่วงของโลก มีค่าเท่ากบั 9.806 เมตรต่อกาํ ลงั สอง ของวินาที h หมายถึง ระยะยกตุม้ J หมายถึง สมั ประสิทธ์ิความหน่วง L หมายถึง ระยะทางท่ีวดั จากตาํ แหน่งท่ีติดต้งั หวั วดั สญั ญาณถึงปลายเสาเขม็ nc หมายถึง ประสิทธิภาพของป้ันจน่ั ni หมายถึง ประสิทธิภาพของหมอนรองหวั เสาเขม็ Rs หมายถึง กาํ ลงั รับน้าํ หนกั เชิงสถิตของเสาเขม็ ที่ไดจ้ ากคาํ นวณดว้ ยวธิ ีต่างๆ ρ หมายถึง ความหนาแน่นของวสั ดุเสาเขม็ Se หมายถึง การยบุ ตวั อิลาสติก Qallow หมายถึง น้าํ หนักบรรทุกยอมให้ หรือ น้าํ หนักบรรทุกสูงสุดท่ีผูอ้ อกแบบยอมให้กระทาํ ต่อ

เสาเขม็ FS หมายถึง ส่วนปลอดภยั ที่ผอู้ อกแบบใชใ้ นการระบุน้าํ หนกั บรรทุกยอมใหข้ องเสาเขม็ Sp หมายถึง การทรุดตวั คงคา้ งของเสาเขม็ v(t) หมายถึง ความเร็วของอนุภาคเสาเขม็ ที่เวลา t ซ่ึงวดั ไดจ้ ากมาตรความเร็วหรือจากปริพนั ธ์

(Integration) ของสญั ญาณจากมาตรความเร่ง

หน้า 4 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

W หมายถึง น้าํ หนกั ของตุม้ ตอกเสาเขม็

Z หมายถึง อิมพีแดนซ์

3. อุปกรณ์การทดสอบ

การทดสอบ ใชอ้ ุปกรณ์หลายประเภทซ่ึงตอ้ งทาํ งานร่วมกนั ค่าท่ีกาํ หนดไวส้ าํ หรับอุปกรณ์ต่างๆ ตาม

มาตรฐานน้ีจึงมีความเก่ียวพนั กนั และกาํ หนดไวเ้ พ่ือให้ผลการตรวจวดั ในข้นั สุดทา้ ยมีความถูกตอ้ ง

ครบถว้ น และเหมาะสมต่อการนาํ ไปใชเ้ ป็ นขอ้ มูลป้ อนเขา้ เพื่อการวิเคราะห์ การเปลี่ยนคุณสมบตั ิของ

อุปกรณ์ส่วนหน่ึงส่วนใดที่แตกต่างจากที่ระบุไว้ อาจมีผลกระทบต่อคุณภาพของการตรวจวดั ใน

ข้นั สุดทา้ ยได้

เม่ือพิจารณาโดยรวม ผลการตรวจวดั ท่ีได้จะตอ้ งมีความเที่ยงตรงท่ีดีกว่าหรือเท่ากับร้อยละ 2 ของ

ค่าสูงสุดที่วดั ไดจ้ ากการทดสอบ สญั ญาณเชิงพลวตั ที่บนั ทึกไวใ้ นยา่ นความถี่ต่าํ กวา่ 1,500 เฮิรตซ์จะตอ้ ง

เป็นสัญญาณที่ไม่ผดิ เพ้ียนเน่ืองจากกระบวนการวดั และบนั ทึกผล อาทิ ความผดิ เพ้ียนเน่ืองจากตวั กรอง

สญั ญาณ หรือ เนื่องจากการกาํ หนดความถี่ในการเกบ็ ขอ้ มูลท่ีไม่เหมาะสม เป็นตน้

อุปกรณ์การทดสอบเม่ือแจกแจงออกจะแบ่งออกไดเ้ ป็น 4 ส่วนคือ

(1) อุปกรณ์ตอกทดสอบ (3) สายส่งสญั ญาณ

(2) หวั วดั สญั ญาณคลื่น (4) ระบบวดั สญั ญาณคล่ืน

3.1 อุปกรณ์ตอกทดสอบ ตุม้ ตอกเสาเข็มเป็ นอุปกรณ์ที่เหมาะสมต่อการใช้เป็ นอุปกรณ์ตอกทดสอบ อย่างไรก็ตามผูท้ ดสอบ สามารถประยกุ ตใ์ ชอ้ ุปกรณ์อ่ืนแทนไดเ้ ช่นกนั ท้งั น้ีอุปกรณ์ตอกทดสอบน้นั ตอ้ งมีคุณสมบตั ิดงั ต่อไปน้ี 3.1.1 สามารถสร้างแรงกระแทกท่ีหวั เสาเขม็ ในทิศทางตามแกนและตรงศนู ยก์ บั แกนเสาเขม็ 3.1.2 สามารถทําให้เสาเข็มเกิดการเคลื่อนตัวและพัฒนาแรงต้านทานได้มากถึงระดับที่บรรลุ วตั ถุประสงคข์ องการทดสอบ1 3.1.3 สามารถใชง้ านไดอ้ ยา่ งปลอดภยั ณ ระดบั พลงั งานการตอกสูงสุดที่ใชใ้ นการทดสอบ อุปกรณ์ตอก ทดสอบตอ้ งติดต้งั โดยใช้หมอนรองและหมวกครอบหัวเสาเข็มเท่าที่จาํ เป็ นเพ่ือป้ องกนั ความ เสียหายจากแรงกระแทกและแรงเย้อื งศนู ยท์ ่ีเกิดจากการทดสอบ

1 โดยทว่ั ไปตุม้ ตอกจะมีน้าํ หนกั ประมาณร้อยละ 1.5 ของน้าํ หนกั บรรทุกเชิงสถิต และใชร้ ะยะยกตุม้ เท่ากบั ค่าท่ีมากกวา่ ระหวา่ งร้อยละ 8.5 ของความยาวเสาเขม็ กบั ระยะ 2 เมตร อยา่ งไรกต็ ามควรตรวจสอบอยา่ งละเอียดดว้ ยการวิเคราะห์โดย โปรแกรมคอมพวิ เตอร์ที่คาํ นวณดว้ ยวธิ ีสมการคล่ืน

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 5

3.2 หวั วดั สญั ญาณ (Transducer)

หวั วดั สญั ญาณท่ีใชใ้ นการทดสอบ อยา่ งนอ้ ยจะตอ้ งประกอบดว้ ยมาตรความเครียด (Strain Gauge) และ

มาตรความเร่ง (Accelerometer) ชนิดละสองชิ้น1 โดยตอ้ งสอบเทียบให้ไดค้ วามเที่ยงตรงท่ีดีกว่าหรือ

เท่ากบั ร้อยละ 3 ตลอดช่วงของค่าที่วดั ไดจ้ ากการทดสอบ และถา้ มีเหตุให้สงสัยว่าเกิดความเสียหายแก่

หวั วดั สัญญาณเช่นมีการแปรปรวนของสัญญาณผิดปรกติระหว่างการทดสอบใหท้ าํ การสอบเทียบใหม่

หากพบวา่ หวั วดั สญั ญาณน้นั เสียหายจนไม่สามารถใชก้ ารไดใ้ หเ้ ปล่ียนหวั วดั สญั ญาณใหม่

3.2.1 มาตรความเครียด

3.2.1.1 มาตรความเครียดที่ใชใ้ นการทดสอบ จะตอ้ งมีคุณสมบตั ิดงั ต่อไปน้ี

(1) มีการตอบสนองเชิงแอมพลิจูดเป็นเส้นตรง (Linear Amplitude Response) ตลอดช่วง

ที่วดั ไดจ้ ากการทดสอบ

(2) ความถ่ีธรรมชาติเมื่อติดต้งั กบั เสาเขม็ แลว้ ไม่ต่าํ กวา่ 2,000 เฮิรตซ์

3.2.1.2 สัญญาณที่วัดได้จากมาตรความเครียดจะถูกแปลงเป็ นแรงหน้าตัดในทิศทางตาม

แนวแกนโดยการคูณดว้ ยพ้นื ท่ีหนา้ ตดั และมอดุลสั ของความยดื หยนุ่ เชิงพลวตั ดงั สมการ

F = Ed Aε (3)

3.2.1.3 ผทู้ ดสอบอาจติดต้งั มาตรแรง (Force Transducer or Load Cell) ไวร้ ะหว่างหวั เสาเขม็ กบั

ตุม้ ตอกเสาเขม็ สาํ หรับวดั แรงกระทาํ ตามแกนโดยตรงก็ได้ ท้งั น้ีมาตรแรงดงั กล่าวจะตอ้ ง

มีการตอบสนองเชิงเสน้ ตลอดช่วงของแรงท่ีเกิดข้ึนในการทดสอบ และเพอื่ ลดผลกระทบ

ท่ีมีต่อลกั ษณะเฉพาะเชิงพลวตั ของระบบโดยรวม อิมพีแดนซ์ของมาตรแรงจะตอ้ งมีค่า

ระหว่างคร่ึงหน่ึงถึงสองเท่าของอิมพีแดนซ์ของเสาเข็ม มาตรแรงจะตอ้ งโยงยึดกบั หัว

เสาเขม็ ดว้ ยอุปกรณ์ที่มีน้าํ หนกั นอ้ ยและใชห้ มอนรองมาตรเท่าที่จาํ เป็นเท่าน้นั

3.2.2 มาตรความเร่ง

3.2.2.1 มาตรความเร่งใชเ้ พื่อวดั ความเร่งที่เกิดข้ึนขณะทดสอบแลว้ นาํ ไปหาปริพนั ธ์ (Integrate)

เพื่อให้ได้ขอ้ มูลเชิงความเร็ว มาตรความเร่งที่ใช้ทดสอบกับเสาเข็มคอนกรีตตอ้ งมี

การตอบสนองสัญญาณเชิงแอมพลิจูดเป็ นเส้นตรง (Linear Amplitude Response)

อยา่ งนอ้ ยจนถึงความถี่ 1,000 เฮิรตซ์และจนถึงความเร่ง 1,000 g สาํ หรับมาตรความเร่งที่

ใช้ทดสอบกับเสาเข็มเหล็กตอ้ งมีการตอบสนองสัญญาณเชิงแอมพลิจูดเป็ นเส้นตรง

อยา่ งนอ้ ยจนถึงความถ่ี 2,000 เฮิรตซแ์ ละจนถึงความเร่ง 2,000 g

1 ในกรณีท่ีเสาเขม็ มีขนาดต้งั แต่ 1.20 เมตรข้ึนไป แนะนาํ ใหต้ ิดต้งั หวั วดั สัญญาณชนิดละ 4 ชิ้น เพ่ือป้ องกนั ผลกระทบจาก การดดั และบิดตวั ของเสาเขม็

หน้า 6 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

3.2.2.2 มาตรความเร่งท้งั แบบสมบูรณ์และแบบสัมพทั ธ์สามารถใชใ้ นการทดสอบได้ แต่จะตอ้ ง มีคุณสมบตั ิข้นั ต่าํ ดงั ต่อไปน้ี (1) มาตรความเร่งสัมพทั ธ์ตอ้ งมีความถ่ีธรรมชาติไม่ต่าํ กว่า 30,000 เฮิรตซ์ และมีค่าคงที่ ของเวลา (Time Constant) ไม่นอ้ ยกวา่ 1 วินาที (2) มาตรความเร่งสมบูรณ์ตอ้ งมีความถี่ธรรมชาติไม่ต่าํ กว่า 2,500 เฮิรตซ์ และตอ้ งถูก หน่วงดว้ ยตวั กรองผา่ นต่าํ เพือ่ ลดผลจากการสน่ั พอ้ ง โดยตวั กรองผา่ นต่าํ ตอ้ งมีความถี่ ตดั อยา่ งนอ้ ยเท่ากบั 1,500 เฮิรตซ์

3.3 สายส่งสญั ญาณ สายส่งสัญญาณใชเ้ พ่ือส่งผ่านสัญญาณจากหัววดั สัญญาณไปสู่อุปกรณ์ประกอบการทดสอบอ่ืนๆ อาทิ อุปกรณ์ปรับสัญญาณ อุปกรณ์บนั ทึกผล หรือ อุปกรณ์แสดงผล เป็ นตน้ สายสัญญาณท่ีใช้ตอ้ งเป็ น สายสัญญาณแบบป้ องกนั การรบกวน (Shielded Cable) เพ่ือลดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้ า อตั ราส่วน ระหว่างสญั ญาณตน้ ทางกบั สญั ญาณปลายทางภายหลงั ส่งผา่ นสายส่งสัญญาณจะตอ้ งมีค่าคงท่ีตลอดช่วง ความถ่ีที่เกี่ยวขอ้ งกบั การทดสอบ

3.4 ระบบวดั สญั ญาณ ระบบวดั สัญญาณประกอบดว้ ยอุปกรณ์หลกั 3 ส่วนคือ อุปกรณ์ปรับสัญญาณ อุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณ และอุปกรณ์แสดงผล ซ่ึงอาจประกอบรวมกนั เป็นอุปกรณ์ชิ้นเดียวกไ็ ด้ 3.4.1 อุปกรณ์ปรับสญั ญาณ (Signal Conditioner) 3.4.1.1 อุปกรณ์ปรับสัญญาณทาํ หน้าที่ปรับสัญญาณท่ีไดจ้ ากหัววดั สัญญาณให้อยู่ในรูปแบบ หรือลกั ษณะที่เหมาะสมต่อการบนั ทึกดว้ ยอุปกรณ์บนั ทึกสญั ญาณหรือต่อการทาํ งานของ อุปกรณ์การทดสอบอื่น ตัวอย่างของอุปกรณ์ปรับสัญญาณ เช่น อุปกรณ์อ่านค่า ความเครียด อุปกรณ์ขยายสญั ญาณ ตวั กรองผา่ นต่าํ เป็นตน้ 3.4.1.2 อุปกรณ์ปรับสัญญาณที่ใชส้ ําหรับการทดสอบ ทุกช่องสัญญาณซ่ึงรวมถึงช่องสัญญาณ ของมาตรความเร่งและมาตรความเครียดจะตอ้ งมีผลตอบสนองเชิงเฟสเหมือนกนั สาํ หรับ ช่วงของความถี่ที่เกี่ยวขอ้ งกบั การทดสอบ ท้งั น้ีเพื่อป้ องกนั ความผิดเพ้ียนเชิงสัมพทั ธ์ ระหวา่ งสญั ญาณจากช่องสญั ญาณต่างๆ 3.4.1.3 เนื่องจากสัญญาณจากหัววัดสัญญาณในขณะก่อนและหลังจากตอกทดสอบอาจ มีค่าไม่เท่ากนั (Zero Drift) อุปกรณ์ปรับสัญญาณตอ้ งสามารถปรับความเฉ (Offset) ของช่องสัญญาณต่างๆ ให้เป็ นศูนยไ์ ดโ้ ดยอตั โนมตั ิเพื่อให้ค่าเริ่มตน้ ของสัญญาณจาก ช่องสญั ญาณต่างๆ ของทุกเหตุการณ์ตอกมีค่าเป็นศนู ย์

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 7

(1) อุปกรณ์ปรับสัญญาณสําหรับมาตรความเครียดต้องสามารถขยายสัญญาณจาก มาตรวดั และแปลงขอ้ มูลให้อยู่ในรูปของแรงหนา้ ตดั เพื่อใชป้ ระกอบการเฝ้ าสังเกต ในสนามได้

(2) อุปกรณ์ปรับสัญญาณที่ใชป้ ระกอบกบั มาตรความเร่งตอ้ งสามารถแปลงขอ้ มูลท่ีได้ จากมาตรวดั ให้อยู่ในรูปของความเร็วโดยการหาปริพนั ธ์เพื่อใช้ประกอบการเฝ้ า สงั เกตในสนามได้

(3) ตวั กรองผ่านต่าํ สําหรับทุกช่องสัญญาณท่ีวดั ปริมาณเชิงพลวตั เช่น ความเร่งหรือ ความเครียดที่เกิดข้ึนขณะตอกทดสอบ ผทู้ ดสอบจะตอ้ งใชต้ วั กรองผา่ นต่าํ เพื่อกรอง สัญญาณความถ่ีสูงกว่า 1,500 เฮิรตซ์ทิ้งไป ท้งั น้ีขบวนการกรองสัญญาณดงั กล่าว จะตอ้ งเกิดข้ึนก่อนท่ีสัญญาณจะถูกป้ อนเขา้ สู่อุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณและอุปกรณ์ แสดงผล

3.4.2 อุปกรณ์บนั ทึกสญั ญาณ (Data Logger) อุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณใชบ้ นั ทึกสัญญาณที่ไดจ้ ากหัววดั สัญญาณหรือสัญญาณท่ีไดป้ รับสภาพ ดว้ ยอุปกรณ์ปรับสัญญาณแลว้ อุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณท่ีใชใ้ นการทดสอบ เมื่อใชบ้ นั ทึกสญั ญาณ จากทุกช่องสญั ญาณพร้อมกนั จะตอ้ งสามารถบนั ทึกสัญญาณไดไ้ ม่นอ้ ยกว่า 10,000 ขอ้ มูลต่อหน่ึง วินาทีต่อช่องสญั ญาณ 1

3.4.3 อุปกรณ์แสดงผล 3.4.3.1 อุปกรณ์แสดงผลใชเ้ พ่ือการเฝ้ าสังเกตในสนาม สัญญาณท่ีวดั ไดเ้ มื่อผ่านการปรับสภาพ ใหอ้ ยใู่ นรูปที่เหมาะสมแลว้ จะตอ้ งแสดงดว้ ยอุปกรณ์แสดงผลไดภ้ ายในระยะเวลาอนั ส้นั ในสถานท่ีทดสอบ หรือ ก่อนเริ่มตน้ การตอกทดสอบคร้ังต่อไป ตวั อย่างของอุปกรณ์ แสดงผล อาทิ ออสซิลโลสโคป ออสซิลโลกราฟ หรือ จอมอนิเตอร์ เป็นตน้ 3.4.3.2 อุปกรณ์แสดงผลที่ใชใ้ นการทดสอบ ตอ้ งสามารถแสดงสัญญาณท่ีวดั ไดใ้ นรูปแบบของ กราฟการเปล่ียนแปลงแรงเม่ือเทียบกบั เวลา และ กราฟการเปล่ียนแปลงความเร็วเมื่อ เทียบกับเวลา ต้องสามารถแสดงสัญญาณที่ได้จากเหตุการณ์ตอกปัจจุบันหรือจาก เหตุการณ์ตอกในอดีตที่บันทึกไวโ้ ดยอุปกรณ์บันทึกสัญญาณ นอกจากน้ีเพ่ือการ ตรวจสอบคุณภาพของสญั ญาณที่วดั ได้ อุปกรณ์แสดงผลตอ้ งเลือกแสดงสญั ญาณในช่วง ระยะเวลาต้งั แต่ 5 ถึง 160 มิลลิวินาทีได้ สาํ หรับอุปกรณ์แสดงผลท่ีไม่สามารถคงผลไว้

1 เนื่องจากความเร็วคล่ืนหน่วยแรงมีค่าประมาณ 4,000 – 5,000 เมตร/วินาที อตั ราการบนั ทึกขอ้ มูลดงั กล่าวจะทาํ ใหท้ ราบ การเปลี่ยนแปลงทุกๆ ระดบั ความลึก 0.5 เมตรได้

หน้า 8 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ไดอ้ ย่างถาวรเช่น ออสซิลโลสโคป อุปกรณ์แสดงผลน้นั จะตอ้ งแสดงผลคา้ งไวไ้ ดเ้ ป็ น ระยะเวลาไม่ต่าํ กวา่ 30 วนิ าที 4. วธิ ีการทดสอบ วิธีการทดสอบแบ่งไดเ้ ป็ น 5 ข้นั ตอนไดแ้ ก่ การวางแผนการทดสอบ การจดั วางอุปกรณ์การทดสอบ การตรวจสอบการทาํ งานของอุปกรณ์ก่อนเร่ิมตอกทดสอบ การตอกทดสอบและตรวจวดั สัญญาณ การตรวจสอบคุณภาพสญั ญาณและบนั ทึกผลการตรวจวดั 4.1 การวางแผนการทดสอบ ขอ้ มูลพ้ืนฐานสาํ หรับการวางแผนทดสอบไดแ้ ก่ ประเภทของการทดสอบ พลงั งานการตอกท่ีใชใ้ นการ ทดสอบ คุณสมบตั ิ จาํ นวน และ ตาํ แหน่งของเสาเขม็ ทดสอบ สญั ญาณที่จะวดั และการแบ่งหนา้ ที่ความ รับผดิ ชอบของผปู้ ฏิบตั ิงาน1 ซ่ึงมีรายละเอียดดงั น้ี 4.1.1 ในการวางแผนการทดสอบ ควรกาํ หนดประเภทของการทดสอบใหช้ ดั เจนว่าเป็นการทดสอบดว้ ย การตอกต่อเน่ืองหรือการทดสอบดว้ ยการตอกซ้าํ โดยพิจารณาตามความเหมาะสมกบั ปัจจยั ต่างๆ เช่น ชนิดของเสาเขม็ วตั ถุประสงคข์ องการทดสอบ และพฤติกรรมของดินกบั เวลาว่ากรณีใดให้ กาํ ลงั รับน้าํ หนกั ต่าํ สุด เป็นตน้ 4.1.2 พลงั งานการตอกที่เกิดข้ึนจากแรงกระแทกน้ันตอ้ งสามารถทาํ ให้เสาเข็มเกิดการเคลื่อนตวั และ พฒั นาแรงตา้ นทานไดม้ ากถึงระดบั ที่บรรลุวตั ถุประสงคข์ องการทดสอบ 2 4.1.3 เสาเข็มทดสอบตอ้ งมีคุณสมบตั ิเหมือนกับเสาเข็มใช้งานและเสริมกาํ ลงั บริเวณหัวเสาเข็มให้ เพียงพอต่อพลงั งานการตอกท่ีใชใ้ นการทดสอบ3 จาํ นวนและตาํ แหน่งของเสาเข็มทดสอบตอ้ ง กาํ หนดให้เหมาะสมกบั วตั ถุประสงคข์ องการทดสอบ เสาเขม็ ทดสอบตอ้ งสร้างดว้ ยวิธีเดียวกบั เสาเขม็ ใชง้ าน และตอ้ งจดั ทาํ บนั ทึกวิธีการก่อสร้างเสาเขม็ ทดสอบไวด้ ว้ ย

1 ผูร้ ับผิดชอบการทดสอบ มีหน้าท่ีตอ้ งจัดเตรียมขอ้ มูลขา้ งตน้ ให้เหมาะสมและสอดคลอ้ งกบั (ก) วตั ถุประสงค์ของ การทดสอบ (ข) ลกั ษณะภูมิประเทศ ประเภทของช้นั ดินแต่ละช้นั ตลอดจนลกั ษณะเฉพาะของช้นั ดินทางธรณีวิทยา (ค) วิธีการก่อสร้างเสาเขม็ ใชง้ าน (ง) น้าํ หนกั ใชง้ าน ลกั ษณะการใชง้ าน (จ) สมบตั ิ ขนาด จาํ นวน และ การจดั ผงั ของ เสาเขม็ ใชง้ าน

2 เป็นแรงกระแทกที่ทาํ ใหเ้ กิดผลอยา่ งหน่ึงอยา่ งใดตามหวั ขอ้ ต่อไปน้ี • เกิดการทรุดตวั ถาวรภายหลงั จากการทดสอบ • แรงตา้ นทานเชิงสถิตของเสาเขม็ ที่พฒั นาข้ึนในระหวา่ งการทดสอบมีค่าสูงกวา่ แรงตา้ นทานเชิงสถิตของเสาเขม็ ที่ คาํ นวณเพื่อสภาพใชง้ าน โดยสภาวะดงั กล่าวดาํ รงอยเู่ ป็นระยะเวลาไม่นอ้ ยกวา่ 3 มิลลิวนิ าที

3 เช่นการใส่เหลก็ เสริมเอกและเหลก็ ปลอกในคอนกรีตมากข้ึน เพอ่ื รับหน่วยแรงอดั และหน่วยแรงดึงท่ีเกิดข้ึนจากการตอก หรือใชเ้ หลก็ รูปพรรณประกอบเป็นโครงแขง็ รัดรอบเพ่ือควบคุมการเบ่งตวั และป้ องกนั การกะเทาะของคอนกรีตฐานราก

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 9

4.1.4 สญั ญาณท่ีจะวดั อยา่ งนอ้ ยตอ้ งประกอบดว้ ย (ก) ความเครียดตามแกนของเสาเขม็ (ข) ความเร่งตาม

แกนของเสาเข็ม นอกจากน้ียงั อาจวางแผนให้มีการวดั สัญญาณอื่นเพ่ิมเติมไดต้ ามวตั ถุประสงค์

ของการทดสอบ เช่น การเคลื่อนที่ตามแกนของเสาเขม็ เป็นตน้

4.1.5 ผปู้ ฏิบตั ิงานในการทดสอบ อย่างนอ้ ยตอ้ งประกอบดว้ ย (ก) ผคู้ วบคุมการทดสอบ (ข) ผคู้ วบคุม

อุปกรณ์ตอกทดสอบ (ค) ผูค้ วบคุมและตรวจสอบความน่าเชื่อถือของระบบวดั สัญญาณ และ

(ง) ผูร้ ับผิดชอบดา้ นความปลอดภยั ท้งั น้ีตอ้ งกาํ หนดโครงสร้าง หนา้ ที่ ความรับผิดชอบและชื่อ

ผูร้ ับผิดชอบในส่วนต่างๆ ให้ชัดเจน อน่ึงก่อนเร่ิมการทดสอบ ควรจัดทาํ แผนปฏิบตั ิงานซ่ึง

ประกอบดว้ ยหวั ขอ้ ดงั ต่อไปน้ี

1. วตั ถุประสงคข์ องการทดสอบ 10. ตาํ แหน่งติดต้งั หวั วดั สญั ญาณ

2. สภาพภูมิประเทศ ขอ้ มลู ช้นั ดิน 11. วิธีการตอกทดสอบ

3. ประเภทการทดสอบ 12. ระยะเวลาการวดั และความถี่ในการเกบ็ ขอ้ มลู

4. พลงั งานการตอกสูงสุดท่ีใชใ้ นการทดสอบ 13. ผงั หนา้ ท่ี ความรับผดิ ชอบของผปู้ ฏิบตั ิงาน

5. คุณสมบตั ิ ตาํ แหน่ง 14. ตวั อยา่ งระเบียนการตอกทดสอบ

6. วธิ ีการก่อสร้างเสาเขม็ ทดสอบ 15. วธิ ีประมวล/วเิ คราะห์ผลการทดสอบ

7. คุณสมบตั ิของอุปกรณ์ตอกทดสอบ 16. กาํ หนดการทดสอบ

8. สญั ญาณที่จะวดั 17. หมายเหตุ และ ขอ้ สงั เกตอื่นๆ

9. คุณสมบตั ิของระบบวดั สญั ญาณ

4.2 การจดั วางอุปกรณ์การทดสอบ

หวั วดั สัญญาณจะตอ้ งติดต้งั เขา้ กบั เสาเขม็ ในตาํ แหน่งที่เหมาะสมเพื่อใหไ้ ดส้ ญั ญาณคุณภาพดีและไดร้ ับ

อิทธิพลจากเงื่อนไขขอบใหน้ อ้ ยท่ีสุด มาตรความเร่งและมาตรความเครียดจะตอ้ งติดต้งั เป็ นคู่โดยติดต้งั

ท่ีผวิ ดา้ นขา้ งของเสาเขม็ ในดา้ นท่ีตรงขา้ มกนั มีระยะห่างจากจุดศูนยก์ ลางของเสาเขม็ เท่ากนั และห่างจาก

หัวเสาเข็มไม่น้อยกว่า 1.5 เท่าของเส้นผ่านศูนยก์ ลางของเสาเข็ม นอกจากน้ีหัววดั สัญญาณ แต่ละคู่

จะตอ้ งติดต้งั ให้มีระยะห่างวดั จากหัวเสาเข็มเท่ากนั ซ่ึงทาํ ให้สามารถแยกผลจากแรงดดั และแรงตาม

แนวแกนของเสาเขม็ ออกจากกนั ได้ ท้งั น้ีผทู้ ดสอบตอ้ งติดต้งั หัววดั สัญญาณเขา้ กบั เสาเขม็ โดยใชว้ ิธีการ

ยึดที่มน่ั คงเช่น สลกั เกลียว กาว หรือ การเช่ือม เพ่ือป้ องกนั การเล่ือนระหว่างทดสอบ ตาํ แหน่งแนะนาํ

สําหรับการติดต้ังหัววัดสัญญาณเข้ากับเสาเข็มทดสอบชนิดต่างๆ ได้แสดงไว้ในรู ปท่ี 1 ถึง

รูปที่ 6

หน้า 10 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

มาตรความเครยี ด 1 มาตรความเร่ง 1 มาตรความเรง่ 1 มาตรความเครยี ด 1 รูเจาะสําหรับยดึ เคเบลิ รเู จาะสําหรบั ยดึ เคเบลิ มาตรความเครยี ด 2 มาตรความเรง่ 2

เสน้ ผ่านศนู ยก์ ลาง (D) รูเจาะสําหรับยึดเคเบิล ด้านกว้าง (W) มาตรความเรง่ 2 64 ±12 มม. ด้านแหครบอื (L) มาตรความเครยี ด 2 ความลึกทัว่ ไป = 38 มม. 64 ±12 มม. รเู จาะสําหรบั ยึดเคเบิล

38 ± 12 มม. 76 ± 2 มม. 150 ± 76 มม. ≥ 1.5D

38 ± 12 มม. 76 ± 2 มม. 150 ± 76 มม. ≥ 1.5W

รูเจาะสาํ หรบั สลักเกลียว รูเจาะสําหรับพกุ ขนาด 6 มม. ขนาด 6 มม. รูปท่ี 2 ตําแหน่งแนะนําสําหรับการติดต้งั หัววดั รูปท่ี 1 ตาํ แหน่งแนะนําสําหรับการตดิ ต้งั หัววดั สัญญาณเข้ากบั เสาเข็มคอนกรีตส่ีเหลยี่ มตนั สัญญาณเข้ากบั เสาเขม็ เหลก็ แบบท่อ (ขอ้ 4.2) (ขอ้ 4.2)

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 11

38 ± 12 มม. 38 ± 12 มม. 76 ± 2 มม. 76 ± 2 มม. ≥ 1.5W 150 ± 76 มม.

150 ± 76 มม. ≥1.5D

รูปท่ี 3 ตาํ แหน่งแนะนําสําหรับการตดิ ต้งั หัววดั รูปที่ 4 ตําแหน่งแนะนําสําหรับการตดิ ต้งั หัววดั สัญญาณเข้ากบั เสาเขม็ คอนกรีตรูปตวั I สัญญาณเข้ากบั เสาเข็มคอนกรีตกลมกลวง (ขอ้ 4.2) (ขอ้ 4.2)

หน้า 12 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

มาตรความเครยี ด 1 มาตรความเครยี ด 1 และ 2 มาตรความเร่ง 1 มาตรความเรง่ 1 และ 2 รูเจาะสาํ หรบั ยดึ เคเบลิ รูเจาะมีขนาดท่ัวไป = 8 มม. มาตรความเครยี ด 2 มาตรความเร่ง 2 ความกว้าง (W) 64 ±12 มม. เส้นผ่านศนู ย์กลาง (D) ความลกึ ทวั่ ไป = 38 มม. รเู จาะสําหรบั ยดึ เคเบิล

64 ±12 มม.

รเู จาะขนาด 5 มม. รเู จาะสาํ หรับยึดเคเบลิ

รูปท่ี 5 ตําแหน่งแนะนําสําหรับการติดต้งั หัววดั รูปท่ี 6 ตาํ แหน่งแนะนําสําหรับการตดิ ต้งั หัววดั สัญญาณเข้ากบั เสาเขม็ ไม้ สัญญาณเข้ากบั เสาเขม็ เหลก็ รูปพรรณ (ขอ้ 4.2) (ขอ้ 4.2)

4.3 การตรวจสอบการทาํ งานของอุปกรณ์ก่อนเร่ิมตอกทดสอบ 4.3.1 ก่อนเริ่มตอกทดสอบ ผทู้ ดสอบตอ้ งตรวจสอบให้แน่ใจว่าอุปกรณ์ตอกทดสอบติดต้งั ไดต้ รงศูนย์ กบั เสาเข็มทดสอบ และตรวจสอบการทาํ งานของหัววดั สัญญาณ สายส่งสัญญาณ และระบบ ตรวจวดั สัญญาณ ว่าสามารถทาํ งานไดถ้ ูกตอ้ งรวมท้งั ตอ้ งตรวจสอบสภาพสัญญาณรบกวนทาง ไฟฟ้ าดว้ ย

4.3.2 ผทู้ ดสอบตอ้ งตรวจสอบระบบตรวจวดั สญั ญาณดว้ ยตนเองอยา่ งนอ้ ย 1 คร้ังสาํ หรับทุกวนั ที่ทาํ การ ทดสอบ หากพบว่ามีความคลาดเคลื่อนเกินกว่าท่ีผูผ้ ลิตไดร้ ะบุไวใ้ ห้ทาํ การสอบเทียบอุปกรณ์ ต่างๆ ในระบบตรวจวดั สัญญาณใหม่ก่อนนาํ ไปใชง้ าน นอกจากน้ีระบบตรวจวดั สัญญาณและ หวั วดั สญั ญาณควรสอบเทียบตามมาตรฐานของผผู้ ลิตอยา่ งนอ้ ยทุกๆ 2 ปี

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 13

4.4 การตอกทดสอบและการตรวจวดั สญั ญาณ 4.4.1 เม่ือได้ตรวจสอบการทํางานของอุปกรณ์ทดสอบแล้ว ให้ตรวจสอบหรือปรับความเฉของ ช่องสัญญาณให้เป็ นศูนยก์ ่อนตอกทดสอบทุกคร้ัง โดยทวั่ ไปการทดสอบจะเริ่มตน้ ดว้ ยการตอก เบาๆ เพ่ือตรวจสอบการทาํ งานของอุปกรณ์และตรวจสอบค่าความเร็วของคล่ืนยืดหยุ่นก่อน หลงั จากน้นั แลว้ จะค่อยๆ เพิ่มความแรงของการตอกข้ึนจนกระทง่ั บรรลุเป้ าหมายของการทดสอบ เช่น การทรุดตวั จากการตอกหน่ึงคร้ังมีค่ามากจนเชื่อไดว้ ่าแรงตา้ นทานของช้นั ดินมีค่าถึงขีดสุด หรือ กาํ ลงั รับน้าํ หนกั จากการวิเคราะห์มีค่ามากกว่าน้าํ หนักบรรทุกเป้ าหมายแลว้ เป็ นตน้ หรือ จนกระทงั่ เมื่อหน่วยแรงท่ีเกิดข้ึนอาจทาํ ความเสียหายต่อเสาเขม็ ได้ 4.4.2 ในการทดสอบแต่ละคร้ัง ผทู้ ดสอบตอ้ งตอกทดสอบและบนั ทึกสญั ญาณที่ไดจ้ ากการตอกทดสอบ ประมาณ 2 ถึง 3 ชุดขอ้ มูลข้ึนไป โดยเพิ่มความแรงการตอกทดสอบจนกระทง่ั บรรลุเป้ าหมายของ การทดสอบ ในการตอกทดสอบแต่ละคร้ังผูท้ ดสอบจะตอ้ งตรวจสอบค่าหน่วยแรงท่ีเกิดข้ึนใน เสาเขม็ และค่าการทรุดตวั สุทธิของเสาเขม็ เพื่อประเมินความแรงที่จะเพ่ิมข้ึนในการตอกทดสอบ คร้ังต่อไป1 นอกจากขอ้ มูลที่ไดจ้ ากหัววดั สัญญาณแลว้ ในขณะตอกทดสอบให้ผทู้ ดสอบบนั ทึก ขอ้ มูลดงั ต่อไปน้ีไวใ้ นระเบียนการตอกทดสอบดว้ ย (1) จาํ นวนการตอกสะสม (2) คร้ังที่ของการทดสอบ (3) ความตา้ นทานการตอก2 ทุกๆ ระดบั ความลึก

4.5 การตรวจสอบคุณภาพสญั ญาณและบนั ทึกผลการตรวจวดั 4.5.1 การตรวจสอบคุณภาพของสัญญาณข้ึนอยกู่ บั ประสบการณ์ของผปู้ ฏิบตั ิ แต่เป็ นส่วนสาํ คญั ท่ีช่วย กรองผลการทดสอบที่มีคุณภาพต่าํ ทิ้งไปไดแ้ ละทาํ ให้สามารถตดั สินใจทาํ การทดสอบเสริมได้ อยา่ งทนั การณ์ การตรวจสอบคุณภาพของสัญญาณ ประกอบดว้ ยการประเมินวา่ สัญญาณท่ีวดั ได้ มีขนาดและระยะเวลาเป็ นไปตามคาดการณ์หรือไม่ ผูท้ ดสอบควรตรวจสอบความถูกตอ้ งและ คุณภาพของสัญญาณดว้ ยอุปกรณ์แสดงผลในทนั ที หากสัญญาณที่ไดม้ ีลกั ษณะไม่สอดคลอ้ งกนั ให้สันนิษฐานว่าอุปกรณ์การทดสอบชนิดใดชนิดหน่ึงทาํ งานผิดปกติหรือไม่ไดร้ ับการสอบเทียบ อยา่ งเหมาะสม และควรตรวจสอบหาสาเหตุทนั ที 4.5.2 สัญญาณที่ได้จากมาตรความเครียดและจากมาตรความเร่งควรมีลักษณะสอดคลอ้ งและเป็ น สัดส่วนต่อกนั นอกจากน้ีลกั ษณะอื่นๆ ของสัญญาณ เช่น ค่าคงคา้ งของแรงและความเร็วภายหลงั

1หรืออาจจะประเมินระยะยกในการตอกคร้ังต่อไปจากการวเิ คราะห์โดยโปรแกรมคอมพวิ เตอร์ท่ีคาํ นวณดว้ ยวธิ ีสมการคลื่น 2 เช่น การยบุ ตวั และคืนตวั การทรุดตวั จากการตอกหน่ึงคร้ัง คา่ จากการนบั จาํ นวนตอก เป็นตน้

หน้า 14 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

การทดสอบ รูปร่างของคลื่นและสัญญาณรบกวน และความสมมาตรของสัญญาณจากมาตรวดั ท่ี ติดต้งั ตรงขา้ มกนั กส็ ามารถใชพ้ จิ ารณาประกอบไดด้ งั แสดงในรูปที่ 7

S ig nal 300 P eaks matc h Signal 300 Symmetrical 250 250 signals 200 สญั ญาณความเครียด 200 150 สญั ญาณความเร็ว 150 20 40 60 80 100 100 100 20 40 60 80 100 50 50 0 T ime (ms ) 0

-50 ‐50 -100 0

Time (ms)

ก) สญั ญาณความเครียดและความเร็วสอดคลอ้ งกนั ข) สญั ญาณจากมาตรวดั คู่เดียวกนั ควรคลา้ ยกนั

S ig nal 300 Nois e Signal 300 Peaks do not match 250 250 200 20 40 60 80 100 Drift 150 200 100 T ime (ms ) 150 20 40 60 80 100 100 50 Time (ms) 0 50

-50 0 -100 -50

0 0

ค) สญั ญาณรบกวน ง) สญั ญาณจากมาตรวดั คู่เดียวกนั ที่ไม่ควรใช้

รูปท่ี 7 ตวั อย่างของสัญญาณทค่ี วรใช้ (ก และ ข) และไม่ควรใช้ (ค และ ง) (ขอ้ 4.5)

5. การวเิ คราะห์และการรายงานผลการทดสอบ 5.1 การแปรผลการวดั

สญั ญาณท่ีวดั ไดต้ อ้ งนาํ มาจดั ทาํ ใหอ้ ยใู่ นรูปกราฟแสดงความสมั พนั ธร์ ะหวา่ ง (1) แรงกระทาํ ตามแกนกบั เวลา (2) ความเร็วของอนุภาคเสาเขม็ กบั เวลา 5.2 การวเิ คราะห์ผลการทดสอบ สญั ญาณท่ีวดั ไดจ้ ากการทดสอบใหว้ ิเคราะห์ดว้ ยวิธีท่ีพฒั นาข้ึนจากทฤษฎีคล่ืนหน่วยแรงหรือวิธีอ่ืนๆ ที่ สามารถจาํ ลองการแพร่กระจายของคล่ืนหน่วยแรงได้ เช่น วธิ ีของเคส วิธีจบั คู่สญั ญาณ เป็นตน้

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 15

5.3 การรายงานผลการทดสอบ

5.3.1 ผทู้ ดสอบควรจดั เตรียมขอ้ มูลพ้ืนฐานที่เกี่ยวขอ้ งของสถานที่ทดสอบเพื่อการตรวจสอบยอ้ นหลงั

นอกจากน้ียงั ควรจดั เตรียมขอ้ มลู ช้นั ดินหรือผลการทดสอบของเสาเขม็ ที่อยใู่ กลเ้ คียงเพอ่ื ช่วยใหผ้ ล

การวิเคราะห์มีความแม่นยาํ มากข้ึน รายงานผลการทดสอบท่ีสมบูรณ์ควรประกอบดว้ ยรายการท่ี

จะแสดงต่อไปน้ี

1. หมวดทว่ั ไป 5. หมวดการประมวลและวิเคราะห์ผล

2. หมวดคุณสมบตั ิและวิธีก่อสร้างเสาเขม็ ทดสอบ 6. หมวดสรุป

3. หมวดอุปกรณ์ทดสอบ 7. หมวดอ่ืนๆ

4. หมวดการทดสอบ

5.3.2 ขอ้ มูลรายการใดท่ีไม่สามารถหาไดค้ วรระบุไวใ้ ห้ชดั เจนในรายงานดว้ ย สาํ หรับรายละเอียดของ

แต่ละรายการเป็นดงั น้ี

(1) หมวดทว่ั ไป

1.1 วตั ถุประสงคข์ องการทดสอบ

1.2 ขอ้ มลู ของโครงการก่อสร้าง

1.3 ขอ้ มูลช้นั ดินจากหลุมเจาะที่อยใู่ กลเ้ คียง

(2) หมวดคุณสมบตั ิและวธิ ีก่อสร้างเสาเขม็ ทดสอบ

2.1 คุณสมบตั ิของเสาเขม็ ทดสอบ

2.1.1 ขอ้ มลู ท่ีใชอ้ า้ งอิงถึงเสาเขม็ เช่น พิกดั ตาํ แหน่ง หรือ หมายเลขเสาเขม็

2.1.2 กาํ ลงั รับน้ําหนักบรรทุกท่ียอมให้และส่วนปลอดภัยของเสาเข็ม หรือ กาํ ลงั รับ

น้าํ หนกั บรรทุกประลยั ของเสาเขม็

2.1.3 ชนิดและขนาดของเสาเขม็

2.1.3.1 สําหรับเสาเข็มคอนกรีต ควรระบุ ขนาด ความยาว ประเภท (หล่อในที่

หรือ หล่อสาํ เร็จ) เวลาท่ีก่อสร้างเสร็จ แรงอดั ประลยั ของคอนกรีตท่ีใชใ้ น

การออกแบบเสาเข็ม ความหนาแน่นของคอนกรีต แรงอดั ประสิทธิผล

รายละเอียดการเสริมเหลก็

2.1.3.2 สาํ หรับเสาเขม็ เหลก็ ควรระบุ ขนาด ความยาว ชนิดของเหลก็ กาํ ลงั คราก

ชนิดของเสาเข็ม (เช่น เสาเข็มไร้รอยตะเข็บ เสาเข็มเหล็กมว้ น เสาเข็ม

เหลก็ รูปพรรณ เป็นตน้ )

2.1.3.3 สาํ หรับเสาเขม็ ไม้ ควรระบุ ความยาว ความตรง วิธีการรักษาเน้ือไม้ ขนาด

ของปลายและโคนเสาเขม็ ความหนาแน่น

2.1.4 ตาํ แหน่งและลกั ษณะของรอยต่อ (ถา้ มี)

หน้า 16 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

2.1.5 ลกั ษณะของการป้ องกนั ปลายเสาเขม็ (ถา้ มี) 2.1.6 ลกั ษณะของการเคลือบผวิ เสาเขม็ (ถา้ มี) 2.1.7 ความเอียงจากแกนด่ิงของเสาเขม็ (ถา้ มี) 2.1.8 ขอ้ สังเกตจากการตรวจสอบเสาเขม็ เช่น การหลุดร่อน รอยแตก ลกั ษณะของหนา้

ตดั บริเวณหวั เสาเขม็ 2.2 วธิ ีการก่อสร้างเสาเขม็ ทดสอบ

2.2.1 สําหรับเสาเข็มหล่อในที่ ให้ระบุขนาดของหัวเจาะ ความยาวเสาเข็มและปริมาตร คอนกรีตที่ใช้ ระดบั ตดั หวั เสาเขม็ (Cut-off Level) วิธีการที่ใชป้ ระกอบการก่อสร้าง เช่น ขบวนการทาํ งานในกรณีท่ีใชป้ ลอกเหลก็ ป้ องกนั หลุมเจาะพงั ทลาย เป็นตน้ 1

2.2.2 สาํ หรับเสาเขม็ ตอก ใหร้ ะบุรายละเอียดของเครื่องมือที่ใชแ้ ละระเบียนการตอก เช่น น้าํ หนกั ตุม้ ตอกเสาเขม็ ระยะยกตุม้ หรือ พลงั งานของอุปกรณ์ตอกเสาเขม็ ชนิดของ หมอนรองตุม้ ตอก ชนิดของหมอนรองหัวเสาเขม็ ชนิดของเสาส่ง อุปกรณ์ที่ใชใ้ น การเจาะนํา จาํ นวนตอก หรือ อตั ราการทรุดตวั ต่อการตอกของเสาเข็มในช่วง สุดทา้ ยของการตอกก่อสร้าง เป็นตน้ 2

2.2.3 ปัญหาและอุปสรรคท่ีเกิดข้ึนในระหวา่ งการก่อสร้าง อาทิ การหยดุ ตอกชวั่ คราว การ พงั ทลายของหลุมเจาะ ปริมาณทรายในเสาเขม็ เหนือระดบั ตดั หวั เสาเขม็

(3) หมวดอุปกรณ์ทดสอบ 3.1 อุปกรณ์ตอกทดสอบ 3.1.1 องคป์ ระกอบและคุณสมบตั ิของอุปกรณ์ตอกทดสอบ 3.1.2 ภาพถ่ายของอุปกรณ์และการปฏิบตั ิงาน 3.2 หวั วดั สญั ญาณ สายส่งสญั ญาณ และระบบวดั สญั ญาณ 3.2.1 องค์ประกอบและคุณสมบตั ิของหัววดั สัญญาณ สายส่งสัญญาณ และระบบวดั สญั ญาณ 3.2.2 ภาพถ่ายของอุปกรณ์และการปฏิบตั ิงาน (ถา้ มี) 3.2.3 ตาํ แหน่งที่ติดต้งั หวั วดั สญั ญาณบนเสาเขม็ ทดสอบ 3.2.4 ความยาวเสาเข็มระหว่างตําแหน่งท่ีติดต้ังหัววัดสัญญาณถึงปลายเสาเข็ม พ้ืนที่หนา้ ตดั ความหนาแน่น ความเร็วคล่ืนยดื หยนุ่ และ มอดุลสั ยืดหยนุ่ เชิงพลวตั ของเสาเขม็ ทดสอบ

1 ตามมาตรฐาน มยธ. 106-2533 หน้า 17 2 ตามมาตรฐาน มยธ. 106-2533

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

3.2.5 ระยะเวลาการวดั และ ความถี่ในการเกบ็ ขอ้ มลู (4) หมวดการทดสอบ

4.1 วนั เวลาที่ทาํ การทดสอบ และประเภทของการตอกทดสอบ 4.2 สภาพอากาศ 4.3 วธิ ีการตอกทดสอบ 4.4 บนั ทึกการแกไ้ ขปัญหา การดาํ เนินงานที่ต่างไปจากแผนปฏิบตั ิงาน 4.5 ระเบียนการตอกทดสอบ ซ่ึงแสดงถึงแรงต้านทานระหว่างการตอก เช่น การนับ

จาํ นวนตอก ระยะจมตวั ต่อการตอกหน่ึงคร้ัง เป็นตน้ (5) หมวดการประมวลและวิเคราะห์ผล

5.1 กราฟแสดงการเปล่ียนแปลงตามเวลาของความเร็วและแรงโดยใชข้ อ้ มูลจากผลการตอกที่ เป็นตวั แทนของการทดสอบ

5.2 วิธีการท่ีใชใ้ นการวิเคราะห์ เอกสารอา้ งอิง รายละเอียดการวิเคราะห์ ประเภทแบบจาํ ลอง รายการสรุปค่าตวั แปรท่ีใช้ เช่น ค่าความหน่วง (Damping Factor) ค่าการเคลื่อนท่ีวิบตั ิ1 (Quake) การกระจายแรงตา้ นทานตามความยาวของเสาเขม็ (Resistance Distribution) เป็ นตน้

5.3 ผลการวิเคราะห์ ซ่ึงอาจประกอบดว้ ย 5.3.1 กาํ ลงั รับน้าํ หนกั บรรทุกของเสาเขม็ ทดสอบ และ ขอ้ สงั เกตเกี่ยวกบั กาํ ลงั รับน้าํ หนกั ที่วิเคราะห์ไดว้ ่าเป็ นกาํ ลงั รับน้าํ หนักในสภาพท่ีดินถูกรบกวนหรือเป็ นกาํ ลงั รับ น้าํ หนกั ในสภาพท่ีดินคืนสภาพแลว้ บางส่วน 5.3.2 ขอ้ มูลประสิทธิภาพของอุปกรณ์ตอกทดสอบ เช่น โดยการเปรียบเทียบค่าท่ีวดั ได้ กบั คา่ ท่ีระบุโดยผผู้ ลิต 5.3.3 ขอ้ มลู เก่ียวกบั หน่วยแรงท่ีเกิดข้ึนขณะตอกเสาเขม็ (Driving Stress) 5.3.4 ขอ้ มลู เก่ียวกบั ความสมบูรณ์ของเสาเขม็ (Integrity of Pile)

(6) หมวดสรุป อาทิ ผลสรุปโดยรวม ขอ้ สงั เกต และ คาํ แนะนาํ อื่นๆ (7) หมวดอื่นๆ อาทิ เอกสารอา้ งอิง เอกสารการก่อสร้างที่เก่ียวขอ้ ง เป็นตน้

1 ค่าการเคลื่อนที่วิบตั ิ คือ การเคลื่อนท่ีสัมพทั ธ์ระหวา่ งเสาเขม็ และดินท่ีทาํ ใหห้ น่วยแรงท่ีเกิดข้ึนในดินมีค่าสูงจนดิน เกิดการวบิ ตั ิ

หน้า 18 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

6. ข้อแนะนําและข้อควรคาํ นึงในการประยุกต์ใช้ผลการวเิ คราะห์ 6.1 เม่ือพิจารณาถึงสภาวะของช้นั ดินและเสาเขม็ ขณะโดนตอก ในสภาวะดงั กล่าวเสาเขม็ จะถูกตอกจนจมตวั

ลงโดยเกิดการเลื่อนไถลระหวา่ งผวิ ดา้ นขา้ งกบั ช้นั ดินโดยรอบพร้อมกบั การยบุ อดั ตวั ของช้นั ดินที่รองรับ ปลายเสาเขม็ พฤติกรรมการถ่ายแรงของดินท้งั สองบริเวณจะมีความแตกต่างกนั โดยแรงตา้ นทานบริเวณ ผวิ ดา้ นขา้ งจะสามารถพฒั นากาํ ลงั จนถึงค่าสูงสุดไดร้ วดเร็วกวา่ แรงตา้ นทานท่ีปลายเสาเขม็ ดงั น้นั จึงสรุป ไดว้ ่าในขณะท่ีทดสอบจะเกิดการวิบตั ิที่บริเวณผวิ ดา้ นขา้ งของเสาเขม็ ก่อน และจะตอ้ งทาํ ใหเ้ สาเขม็ เกิด การเคล่ือนตวั ในปริมาณท่ีมากพอสมควรจึงจะเกิดการวิบตั ิท่ีปลายเสาเข็มดว้ ย ดงั น้นั ผูท้ ดสอบจาํ เป็ น จะตอ้ งทาํ ให้การทรุดตวั สุทธิของเสาเข็มทดสอบมีค่ามากพอ เพื่อให้แน่ใจว่าขณะทดสอบดินบริเวณ ปลายเขม็ ไดพ้ ฒั นากาํ ลงั จนถึงค่าสูงสุด และเป็นสภาพท่ีใกลเ้ คียงกบั การวบิ ตั ิของเสาเขม็ 6.2 นอกจากกาํ ลงั รับน้าํ หนักที่ไดจ้ ากการทดสอบ ผูอ้ อกแบบตอ้ งคาํ นึงถึงปัจจยั แวดลอ้ มอื่นๆ ดว้ ย เช่น ช้ันดินอ่อนท่ีอยู่ใตป้ ลายเสาเข็ม การต่อเสาเข็มตอกซ่ึงมีผลกระทบต่อการเคลื่อนตวั ของคลื่น และ การสูญเสียพลงั งาน เป็นตน้ 6.3 สาํ หรับการทดสอบ เพ่ือประเมินกาํ ลงั รับน้าํ หนกั บรรทุกของเสาเขม็ ควรทดสอบ ร่วมกบั การทดสอบ บรรทุกเสาเขม็ แบบสถิต และสอบเทียบผลที่ได้ 6.4 เน่ืองจากการทดสอบ เป็นการประเมินกาํ ลงั รับน้าํ หนกั บรรทุกของเสาเขม็ ในขณะทดสอบจึงตอ้ งคาํ นึงถึง อิทธิพลของอายุเสาเข็มเช่น ผลของการคืนกาํ ลงั ของดิน (Pile Setup) หรือการคลายตวั ของดิน (Relaxation) และจะตอ้ งระบุอายุของเสาเขม็ ขณะทาํ การทดสอบทุกคร้ัง เนื่องจากสาเหตุดงั กล่าวหาก ตอ้ งการประเมินกาํ ลงั ในระยะยาวของเสาเขม็ ควรทดสอบโดยการตอกซ้าํ เพื่อรอให้ผลกระทบจากการ ก่อสร้างลดลงไปก่อน ซ่ึงอาจเป็ นระยะเวลาหลายชว่ั โมงสาํ หรับเสาเขม็ ในช้นั ทรายหรือเป็ นระยะเวลา หลายสปั ดาห์สาํ หรับเสาเขม็ ท่ีก่อสร้างในช้นั ดินเหนียว การทดสอบอยา่ งเร่งด่วนภายหลงั ก่อสร้างเสร็จ ใหม่ๆ จะทาํ ใหผ้ ลที่ไดต้ ่างกบั กาํ ลงั รับน้าํ หนกั บรรทุกในระยะยาวของเสาเขม็ 6.5 หากสามารถสร้างความสัมพนั ธ์ (โดยมีค่าสหสัมพนั ธ์ท่ีดี1) ระหว่างผลการทดสอบโดยการตอกซ้าํ กบั กาํ ลงั รับน้าํ หนกั ขณะตอกได้ จะมีประโยชนต์ ่อการควบคุมการตอกเสาเขม็ เป็นอยา่ งมาก

1 คา่ สหสมั พนั ธ์ (Correlation) หมายถึง การหาความสัมพนั ธ์ระหวา่ งตวั แปรต้งั แต่ 2 ตวั ข้ึนไปวา่ มีความสัมพนั ธ์เก่ียวขอ้ งกนั ในรูปแบบสมการเชิงเส้นรูปแบบใด เพ่ือให้สามารถทาํ นายค่าตวั แปรใดๆ ไดใ้ นกรณีท่ีไม่ทราบค่าตวั แปรอีกตวั หน่ึง โดย ในกรณีน้ี หมายถึง ความสมั พนั ธ์ระหวา่ งผลการตอกซ้าํ กบั กาํ ลงั รับน้าํ หนกั ขณะตอก

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 19

7. เอกสารอ้างองิ 7.1 American Society for Testing and Materials, ASTM (1994). Annual Book of Standards,

ASTM D1143 Standard test method for piles under static axial compressive load. 7.2 American Society for Testing and Materials, ASTM (2000). Annual Book of Standards, ASTM

D4945 Standard test method for high-strain dynamic testing of piles. 7.3 Goble, G.G. and Rausche, F. (1970). Pile Load Test by Impact Driving. Highway Research Record,

Highway Research Board, No. 333, Washington, DC. 7.4 Goble, G.G., Likins, G.E. and Rausche, F. (1975). Bearing Capacity of Piles from Dynamic

Meaurements. Final Report, Department of Civil Engineering, Case Western Reserve University, Cleveland, Ohio. 7.5 Goble, G.G. and Rausche, F. (1976). Wave Equation Analysis of Pile Driving – WEAP Program, U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration, Office of Research and Development, Washington, D.C., Volumes I-IV. 7.6 Goble, G.G. and Rausche, F. (1986). Wave Equation Analysis of Pile Driving – WEAP86 Program, U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration, Implementation Division, McLean, Volumes I-IV. 7.7 Hannigan, P.J., Goble, G.G., Thendean, G., Likins, G.E. and Rausche, F. 1996. Design and construction of driven pile foundations. Workshop manual, Publication No. FHWA-HI-97-014. 7.8 Hirsch, T.J., Carr, L. and Lowery, L.L. (1976) Pile Driving Analysis. TTI Program. U.S. Department of Transportation, Federal Highway Administration, Office of Research and Development, Washington, D.C., Volumes I-IV. 7.9 Japanese geotechnical society, JGS (2002). Method for Dynamic Load Test of Single Piles, JGS 1816-2002. 7.10 Profound B.V., P.O. Box 469 2740 AL Waddinxveen, The Netherlands. 7.11 Pile dynamics, Inc. 4535 Renaissance Parkway Cleveland Ohio 44128 USA. 7.12 Rausche, F., Moses, F. and G.G. Goble 1972. Soil Resistance Predictions form Pile Dynamics. Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, 1972, Vol. 98, SM 9. 7.13 Rausche, F. and G.G. Goble 1979. Determination of Pile Damage by Top Measurements. Behavior of Deep Foundation, ASTM STP 670. ASTM, 1979, pp. 500-506. 7.14 Rausche, F., G.G. Goble & G. Likins 1985. Dynamic determination of pile capacity. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 1985, 111(3): 367-383.

หน้า 20 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

7.15 Smith, E.A.L. (1960) "Pile-driving analysis by wave equation." Journal of soil mechanics and foundation division, ASCE, Vol. 86, SM4.

7.16 Test consult Ltd, Ruby House, 40A Hardwick Grange, Woolston, Warrington, WA1 4RF, Cheshire UK.

7.17 มาตรฐาน มยธ. 106-2533 มาตรฐานงานเสาเขม็

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 21

ภาคผนวก ก. ประวตั ิ ประโยชน์ และข้อจํากดั ของการทดสอบ ก1. การทดสอบบรรทุกเสาเข็มแบบพลศาสตร์เป็ นการทดสอบโดยการปล่อยตุม้ น้าํ หนักให้ตกลงบนหัว

เสาเขม็ หรือใชอ้ ุปกรณ์อ่ืนท่ีสามารถทาํ ใหเ้ กิดแรงในลกั ษณะเดียวกนั ต่อเสาเขม็ แลว้ ใชผ้ ลตอบสนองของ เสาเขม็ ท่ีวดั ไดเ้ ป็นขอ้ มูลป้ อนเขา้ สาํ หรับการวิเคราะห์เชิงพลวตั เพ่ือประมาณค่ากาํ ลงั รับน้าํ หนกั เชิงสถิต ของเสาเข็ม และความสม่าํ เสมอของเสาเขม็ ท้งั ในดา้ นขนาด ความแข็งเกร็ง และ ความต่อเน่ืองของ เน้ือวสั ดุ การทดสอบมีจุดเริ่มตน้ จากการใชส้ ูตรตอกเสาเขม็ เพ่ือประมาณกาํ ลงั รับน้าํ หนกั บรรทุกของเสาเขม็ แต่ เน่ืองจากผลท่ีไดจ้ ากสูตรตอกเสาเขม็ มีความคลาดเคล่ือนสูง1 จึงมีความพยายามที่จะหาวิธีการท่ีดีข้ึนโดย ใชข้ อ้ มูลการตรวจวดั เพิ่มข้ึนและใชท้ ฤษฎีท่ีซับซ้อนข้ึนเร่ือยๆ ในปี ค.ศ. 1958 นักศึกษาของสถาบนั เทคโนโลยเี คส2 ไดพ้ ฒั นาวธิ ีการวเิ คราะห์ขอ้ มูลที่วดั ไดจ้ ากการทดสอบเสาเขม็ ซ่ึงต่อมาเป็นที่รู้จกั กนั ว่า “วธิ ีของเคส” (CASE Method) หลงั จากน้นั โครงการวิจยั ดงั กล่าวกไ็ ดร้ ับการสนบั สนุนอยา่ งต่อเนื่องจาก ท้งั กรมการขนส่งของรัฐโอไฮโอ3และสาํ นกั งานทางหลวงแห่งสหรัฐอเมริกา4 จนถึงปี ค.ศ. 1976 และมี การวจิ ยั เกิดข้ึนหลายฉบบั 5 การทดสอบ มีพฒั นาการอยา่ งรวดเร็วในช่วง 50 ปี ท่ีผา่ นมา ท้งั น้ีเน่ืองจากความกา้ วหนา้ ของอุปกรณ์วดั และบนั ทึกสัญญาณ เคร่ืองช่วยคาํ นวณ รวมท้งั ระเบียบวิธีการวิเคราะห์ผล อุปกรณ์วดั ท่ีดีข้ึน ทาํ ให้ สามารถวดั สัญญาณท่ีชัดเจนโดยมีสัญญาณรบกวนต่าํ ในขณะท่ีมาตรวดั ต่างๆ มีขนาดเล็กลงทาํ ให้ สามารถติดต้งั กบั เสาเขม็ ไดง้ ่าย พฒั นาการดา้ นอุปกรณ์ปรับสัญญาณ และอุปกรณ์บนั ทึกสญั ญาณทาํ ให้ สามารถแยกความแตกต่างของสัญญาณไดด้ ีข้ึน และสามารถบนั ทึกขอ้ มูลไดร้ วดเร็วพอสําหรับการ ตรวจวดั เชิงพลวตั เคร่ืองช่วยคาํ นวณซ่ึงไดแ้ ก่คอมพิวเตอร์และไมโครคอนโทรลเลอร์ทาํ ให้สามารถ ประมวลผลขอ้ มูลได้อย่างรวดเร็วและลดความผิดพลาด ผลดังกล่าวช่วยกระตุน้ ให้เกิดการพฒั นา กระบวนวิธีการวิเคราะห์ที่ละเอียด ซบั ซอ้ นและให้ผลการวิเคราะห์ท่ีมีความใกลเ้ คียงกบั พฤติกรรมจริง มากข้ึน ก2. การทดสอบสามารถให้ขอ้ มูลที่มีประโยชน์ครอบคลุมต้งั แต่ช่วงวางแผนการก่อสร้างไปจนถึงช่วงที่ ก่อสร้างเสาเขม็ เสร็จสิ้นแลว้ โดยการวิเคราะห์ผลการทดสอบ ช่วยใหท้ ราบถึงประสิทธิภาพของอุปกรณ์

1 Hannigan, P.J., Goble, G.G., Thendean, G., Likins, G.E. and Rausche, F. 1996. Design and construction of driven pile foundations. Workshop manual, Publication No. FHWA-HI-97-014. 2 Case Institute of Technology ปัจจุบนั คือ Case Western Reserve University 3 Ohio department of transportation 4 Federal highway administration 5 เอกสารอา้ งอิง 7.3, 7.4 และ 7.12

หน้า 22 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ตอกเสาเข็ม หน่วยแรงท่ีจะเกิดข้ึนขณะตอก ความตา้ นทานการตอกเสาเข็ม ซ่ึงมีความสําคญั ต่อการ วางแผนงานก่อสร้างเสาเขม็ ตอก และความสมบูรณ์ของเสาเขม็ ท่ีก่อสร้างเสร็จเรียบร้อยแลว้ ได้ เนื่องจาก การทดสอบ ใชเ้ วลาไม่มากจึงสามารถทดสอบเสาเข็มไดห้ ลายตน้ ภายในหน่ึงวนั โดยเสียค่าใชจ้ ่ายต่าํ ผลการทดสอบเบ้ืองตน้ (เช่นกาํ ลงั รับน้าํ หนกั ตามวิธีของเคส) ยงั ทราบไดท้ นั ทีหลงั จากตอกทดสอบ ทาํ ใหส้ ามารถตดั สินใจแกไ้ ขปัญหาเร่งด่วนไดอ้ ยา่ งทนั การณ์ ก3. การทดสอบสามารถใชป้ ระเมินกาํ ลงั รับน้าํ หนกั เชิงสถิตแต่ตอ้ งภายหลงั จากการพิสูจน์ทราบในพ้ืนท่ีท่ี ตอ้ งการประเมินกาํ ลงั รับน้าํ หนกั แลว้ วา่ ผลการประเมินท่ีไดก้ บั กาํ ลงั รับน้าํ หนกั เชิงสถิตมีความสัมพนั ธ์ กนั การพิสูจน์ทราบดงั กล่าวอาจทาํ ไดโ้ ดยการสอบเทียบกบั ผลหรือขอ้ มูลท่ีสามารถประเมินผลการ ทดสอบการรับน้าํ หนกั บรรทุกเสาเขม็ แบบสถิตยศาสตร์ ก4. สาํ หรับโครงการก่อสร้างในพ้ืนท่ีท่ีไม่เคยมีการศึกษาความสัมพนั ธ์ระหว่างผลการทดสอบกบั กาํ ลงั รับ น้ําหนักเชิงสถิตมาก่อน ควรใช้การทดสอบเป็ นส่วนเสริ มจากการทดสอบบรรทุกเสาเข็มแบบ สถิตยศาสตร์ซ่ึงจะทาํ ให้สามารถทดสอบไดค้ รอบคลุมพ้ืนที่มากข้ึนโดยเสียค่าใชจ้ ่ายไม่มาก อยา่ งไรก็ ตามเนื่องจากการทดสอบท้งั สองประเภทมีความแน่นอนต่างกนั (โดยการทดสอบบรรทุกเสาเขม็ แบบ สถิตยศาสตร์มีความแน่นอนมากกว่า) จึงตอ้ งสอบเทียบระหวา่ งการทดสอบท้งั สองประเภทก่อนเพื่อให้ ไดผ้ ลการทดสอบท่ีใกลเ้ คียงกนั ก5. กาํ ลงั รับน้าํ หนกั บรรทุกท่ีไดจ้ ากการทดสอบ น้นั จะให้ค่ากาํ ลงั สูงสุดที่เสาเขม็ จะรับไดเ้ ท่าน้นั กาํ ลงั รับ น้าํ หนกั ดงั กล่าวไม่ใช่ค่ากาํ ลงั รับน้าํ หนกั บรรทุกตามนิยามต่างๆ เช่น นิยามของเดวิดสัน นิยามของมาร์ เซอร์คิวิค เป็ นตน้ ดงั น้ันในการนาํ ผลการทดสอบ ไปใช้เปรียบเทียบกบั กาํ ลงั รับน้าํ หนักบรรทุกตาม นิยามอื่นๆ จึงตอ้ งคาํ นึงถึงความแตกต่างน้ีดว้ ย นอกจากน้ีอตั ราส่วนระหว่างแรงตา้ นทานท่ีผิวดา้ นขา้ ง ของเสาเขม็ และแรงตา้ นทานท่ีปลายเสาเขม็ ท่ีไดจ้ ากการทดสอบ จะมีความแตกต่างกบั อตั ราส่วนอยา่ ง เดียวกนั ที่ไดจ้ ากการทดสอบบรรทุกเสาเขม็ แบบสถิตยศาสตร์ ดงั น้นั จึงไม่สามารถนาํ ผลการทดสอบ มา ใชใ้ นการประเมินแรงตา้ นทานที่ผวิ ดา้ นขา้ งของเสาเขม็ หรือแรงตา้ นทานที่ปลายเสาเขม็ แบบแยกจากกนั โดยตอ้ งพิจารณาเป็นกาํ ลงั รับน้าํ หนกั รวมเท่าน้นั ก6. สาํ หรับความสมั พนั ธ์ระหวา่ งน้าํ หนกั บรรทุกกบั การเคลื่อนตวั ของเสาเขม็ น้นั ผลการทาํ นายท่ีไดจ้ ากการ ทดสอบ จะไม่ตรงกับผลท่ีได้จากการทดสอบบรรทุกเสาเข็มแบบสถิตยศาสตร์ โดยทั่วไปเม่ือ เปรียบเทียบที่น้าํ หนกั บรรทุกเท่ากนั แลว้ ผลการทาํ นายการเคลื่อนตวั จากการทดสอบ จะมีค่าน้อยกว่า เป็นอยา่ งมาก

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 23

ภาคผนวก ข. ทฤษฎคี ลน่ื หน่วยแรง ข1. เมื่อมีแรงกระแทกตามแนวแกนกระทาํ ที่หัวเสาเขม็ จะเกิดแรงเคน้ แผข่ ยายออกไปในลกั ษณะของคล่ืน

คลื่นหน่วยแรงดงั กล่าวจะเดินทางจากหวั เสาเขม็ ลงไปสู่ปลายเสาเขม็ และสะทอ้ นกลบั สู่หวั เสาเขม็ อีกที หน่ึง ในระหว่างที่คลื่นหน่วยแรงเดินทางน้ีจะได้รับอิทธิพลจากแรงตา้ นทานในมวลดินและจาก คุณสมบตั ิของเสาเขม็ ทาํ ใหค้ ลื่นหน่วยแรงท่ีสะทอ้ นกลบั ข้ึนมามีลกั ษณะรูปร่างแตกต่างกนั ไป ข2. เนื่องจากพฤติกรรมการเคลื่อนท่ีของคล่ืนหน่วยแรงดงั กล่าวเป็ นไปตามหลกั การการเคล่ือนท่ีของคลื่น จึงสามารถนาํ ทฤษฎีพ้ืนฐานทางกลศาสตร์มาใชว้ ิเคราะห์ได้ สมการพ้ืนฐานที่ใชใ้ นการวิเคราะห์ตาม ทฤษฎีคล่ืนหน่วยแรงสามารถเขียนไดเ้ ป็น

∂2u ( x,t ) = c2 ⋅ ∂2u ( x,t ) (ข.1)

∂t 2 ∂x2

โดยที่ c คือ ความเร็วของการเดินทางของคลื่นหน่วยแรง u คือ การเคลื่อนท่ีของเน้ือวสั ดุเสาเขม็ โดยพิจารณาที่ตาํ แหน่ง x และ ณ เวลา t

หน้า 24 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ภาคผนวก ค. ทฤษฏีทใี่ ช้ในการวเิ คราะห์ผลการทดสอบและการตีความ

เน่ืองจากลกั ษณะของการทดสอบท่ีเป็ นแบบพลวตั ทาํ ให้เสาเข็มมีแรงตา้ นทานเพิ่มข้ึนจากสภาพสถิต

แรงตา้ นทานท่ีเพิ่มข้ึนดงั กล่าวไดแ้ ก่ แรงหน่วง (Damping Force) และ แรงเฉ่ือย (Inertia Force) นอกจากน้ี

แรงตา้ นทานที่วดั ได้จากมาตรวดั ท่ีติดต้งั บนเสาเข็มยงั ได้รับผลกระทบจากการสั่นของเสาเข็ม (Wave

Equation Phenomenon) ดว้ ย ดงั น้นั แรงตา้ นทานท่ีวดั ไดจ้ ากการทดสอบจึงยงั ไม่สามารถนาํ มาใชไ้ ดท้ นั ที

แต่ตอ้ งผ่านกระบวนการต่าง ๆ เช่น การตรวจสอบคุณภาพของสัญญาณ การกรองสัญญาณ แลว้ จึงนาํ ไป

วิเคราะห์ผลเพื่อแยกออกเป็นแรงตา้ นทางเชิงพลวตั และแรงตา้ นทานเชิงสถิตต่อไป

กระบวนการแปลและวิเคราะห์ผลการทดสอบบางส่วนที่นิยมใช้ในการทาํ งานปัจจุบนั สามารถอธิบาย

โดยสงั เขปไดด้ งั ต่อไปน้ี

ค1. วธิ ีพลงั งาน (Energy Approach)

วิธีพลงั งานใชห้ ลกั สมดุลระหว่างพลงั งานที่ใชใ้ นการตอกเสาเขม็ กบั งานที่เกิดข้ึนจากการทรุดตวั ของ

เสาเขม็ สมการสมดุลอยา่ งง่ายของพลงั งานท่ีเกิดข้ึนจากการตอกเสาเขม็ สามารถแสดงไดด้ งั น้ี

Edriving = Rs (0.5Se + S p ) (ค.1)

พจน์ดา้ นซา้ ยของสมการคือพลงั งานจากอุปกรณ์ตอกทดสอบ ในขณะท่ีพจน์ดา้ นขวาของสมการคืองาน

ท่ีเกิดข้ึนจากแรงตา้ นทานและการเคลื่อนตวั ของเสาเขม็ โดยมีค่าเท่ากบั พ้ืนท่ีใตก้ ราฟในรูปที่ ค-1

เน่ืองจากไม่มีการแบ่งแยกว่าแรงตา้ นทานของเสาเขม็ ที่เกิดข้ึนขณะตอกเป็ นแรงตา้ นทานเชิงสถิตหรือ

เป็ นแรงตา้ นทานเชิงซอ้ นท่ีเป็นผลรวมระหว่างแรงตา้ นทานเชิงสถิตและแรงตา้ นทานเชิงพลวตั ประเภท

ต่างๆ กาํ ลงั ของเสาเขม็ ท่ีไดจ้ ากวิธีพลงั งานจึงเป็นค่าประมาณท่ีมีความสมั พนั ธ์ทางออ้ มกบั แรงตา้ นทาน

เชิงสถิตของเสาเข็มเท่าน้ัน ในบางกรณีกาํ ลงั ของเสาเข็มที่ไดอ้ าจแตกต่างจากค่าที่ไดจ้ ากการทดสอบ

กาํ ลงั ของเสาเขม็ ดว้ ยวธิ ีสถิตกไ็ ด้

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 25

รูปที่ ค-1 ความสัมพนั ธ์ระหว่างแรงต้านทาน การทรุดตวั ของเสาเข็ม และงานทเ่ี กดิ ขึน้ (ขอ้ ค1.)

ค1.1 สูตรตอกเสาเขม็ (Driving Formula)

จุดมุ่งหมายหลกั ของสูตรตอกเสาเข็ม คือ การประเมินกาํ ลงั ของเสาเข็มในขณะตอกโดยใชก้ าร

ทรุดตวั คงคา้ งของเสาเขม็ ภายหลงั การตอก (Permanent Displacement of Pile or Pile Set) พลงั งาน

ที่ใชใ้ นการตอกเสาเขม็ เกิดจากพลงั งานศกั ยข์ องตุม้ ตอกเสาเขม็ ซ่ึงแปรผนั เป็นสัดส่วนกบั น้าํ หนกั

ของตุม้ และระยะยกตอก เมื่อตุม้ ตกกระทบหัวเสาเข็มจะเกิดการถ่ายทอดพลงั งานไปสู่เสาเข็ม

เสาเขม็ จะใชพ้ ลงั งานท่ีไดร้ ับน้ีในรูปแบบต่างๆ พร้อมกนั กล่าวคือ พลงั งานส่วนหน่ึงจะใชไ้ ปใน

การหดตวั ของเสาเขม็ (Elastic Shortening) และเกิดการสะสมของพลงั งานความเครียด (Strain

Energy) พลงั งานอีกส่วนหน่ึงจะใชไ้ ปเพื่อการเอาชนะแรงตา้ นทานของดินโดยรอบและของดินท่ี

ปลายเสาเขม็ (Penetration Work) นอกจากน้ีพลงั งานศกั ยบ์ างส่วนจะสูญเสียไปเนื่องจากอุปกรณ์

การตอกดว้ ย เช่น ท่ีหมอนรองตุม้ ตอกเสาเขม็ ที่เสาส่ง หรือ ท่ีกวา้ นตอกเสาเขม็ เป็นตน้

สูตรตอกเสาเขม็ ประเมินค่าพลงั งานการตอกดว้ ยสมการ (ค.2) ซ่ึงประกอบดว้ ยพลงั งานศกั ยข์ อง

ตุม้ ตอกเสาเขม็ และประสิทธิภาพของการตอก

Edriving = nincWh (ค.2)

จากสมการ (ค.1) และ (ค.2) ประกอบกบั ส่วนปลอดภยั สาํ หรับสูตรตอกเสาเขม็ จะสามารถคาํ นวณ

กาํ ลงั รับน้าํ หนกั บรรทุกยอมใหข้ องเสาเขม็ ไดด้ งั น้ี

Qallow = Rs (ค.3) FS

หน้า 26 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

เน่ืองจากค่า Rs เป็ นค่ากาํ ลงั เชิงพลวตั ที่มีความสัมพนั ธ์ทางออ้ มกบั แรงตา้ นทานเชิงสถิตของ เสาเขม็ ดงั ที่ไดอ้ ธิบายไวข้ า้ งตน้ จึงไม่แนะนาํ ใหน้ าํ ไปใชใ้ นการกาํ หนดน้าํ หนกั บรรทุกใชง้ านของ เสาเข็มโดยตรง การใชค้ ่า Rs ท่ีเหมาะสมน้ันไดแ้ ก่การใชเ้ พ่ือควบคุมความสม่าํ เสมอของงาน เสาเข็มตอกโดยตรวจสอบการทรุดตัวคงค้างจากการตอกเสาเข็มแต่ละคร้ัง หรือจากการ นบั จาํ นวนตอก1

ค.1.2 วธิ ี Enthru

วิธี Enthru จะใชค้ ่า Enthru เป็ นค่าพลงั งานการตอก ( Edriving ) แทนการคาํ นวณตามสมการ (ค.2) โดยนิยามของ Enthru คือพลงั งานสูงสุดที่เสาเขม็ สะสมไดจ้ ากการตอกทดสอบ คา่ ของ Enthru น้นั

ตอ้ งคาํ นวณจากสัญญาณเชิงพลศาสตร์ที่วดั ไดจ้ ากหัววดั สัญญาณโดยตรง ซ่ึงแตกต่างจากสูตร

ตอกเสาเขม็ ซ่ึงคาํ นวณจากพลงั งานศกั ยแ์ ละประสิทธิภาพของการส่งผา่ นพลงั งาน

ตามหลกั การของงานและพลงั งาน พลงั งานท่ีสะสมไวใ้ นเสาเขม็ ที่เวลาหน่ึงๆ จะคาํ นวณไดจ้ าก

t (ค.4)

E(t) = ∫ F(τ ) ⋅ v(τ ) dτ 0

จากสมการขา้ งตน้ พลงั งานที่สะสมไวใ้ นเสาเข็มจะเพิ่มข้ึนเร่ือยๆ เมื่อเสาเข็มทรุดตวั ลง เมื่อ

เสาเข็มหยุดทรุ ดตัวและกําลังจะสะท้อนกลับจะเป็ นช่ัวขณะเวลาที่พลังงานท่ีสะสมไว้

มีค่ามากที่สุด เพราะหลงั จากเสาเขม็ เริ่มสะทอ้ นกลบั พลงั งานที่สะสมไวใ้ นเสาเขม็ ส่วนหน่ึงจะใช้

ในการคืนรูปของเสาเขม็ ค่าพลงั งานสะสมสูงสุดที่เกิดข้ึนน้ีคือค่า Enthru

ค่า Enthru น้ีสามารถใชเ้ พ่ือประเมินประสิทธิภาพของการตอกตามวิธีสูตรตอกเสาเขม็ ได้ โดย

ประสิทธิภาพของการตอกมีค่าเท่ากบั อตั ราส่วนระหว่าง Enthru กบั พลงั งานศกั ยข์ องตุม้ ตอก

เสาเขม็ หรือพลงั งานตอกที่ระบุไวโ้ ดยผผู้ ลิต โดยทว่ั ไปประสิทธิภาพน้ีมีค่าระหว่างร้อยละ 10 ถึง

ร้อยละ 85

ค.2 วธิ ีทฤษฎคี ลน่ื หน่วยแรง (Stress Wave Theory Approach) เมื่อหวั เสาเขม็ ถูกตอกดว้ ยอุปกรณ์ตอกทดสอบจะเกิดคลื่นหน่วยแรงข้ึนภายในเสาเขม็ คล่ืนหน่วยแรงน้ี จะเดินทางจากหัวเสาเข็มไปสู่ปลายเสาเข็มและเกิดการสะท้อนจากปลายเสาเข็มกลบั สู่หัวเสาเข็ม นอกจากการสะทอ้ นที่ปลายเสาเขม็ แลว้ ในระหว่างท่ีคล่ืนหน่วยแรงเดินทางไปตามความยาวของเสาเขม็ อาจเกิดการสะทอ้ นกลบั ไดด้ ว้ ย ท้งั น้ีเน่ืองจากปัจจยั หลายประการ เช่น การคอดของหนา้ ตดั เสาเขม็ หรือ เสาเขม็ เป็นโพรง เป็นตน้

1 ค่าที่ไดจ้ ากการนบั จาํ นวนตอกภายหลงั เปล่ียนหมอนรองหัวเสาเข็ม 100 คร้ังแรกไม่ควรนาํ ไปใชใ้ นการคาํ นวณใดๆ เพราะหมอนรองหวั เสาเขม็ จะยบุ ตวั มากในช่วงแรกๆ และเร่ิมเขา้ สู่สภาพคงท่ีหลงั จากการตอกเตม็ ที่ประมาณ 100 คร้ัง

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 27

สัญญาณคลื่นสะทอ้ นท่ีวดั ไดเ้ มื่อนํามาเปรียบเทียบกันระหว่างคลื่นสะทอ้ นท่ีได้จากเสาเข็มที่มีแรง ตา้ นทานจากช้นั ดินต่าํ กบั เสาเขม็ ท่ีมีแรงตา้ นทานจากช้นั ดินสูงจะพบว่ามีความแตกต่างกนั โดยคล่ืนที่ เดินทางผา่ นช้นั ดินที่มีแรงตา้ นทานสูงมีแนวโนม้ ท่ีจะสูญเสียพลงั งานมากกว่า ดงั น้นั ความแรงของคลื่น สะทอ้ นที่วดั ไดจ้ ึงเป็นดชั นีที่บ่งช้ีถึงแรงตา้ นทานของช้นั ดินหรือกาํ ลงั รับน้าํ หนกั บรรทุกของเสาเขม็ ได้ วิธีทฤษฎีคลื่นหน่วยแรงใชค้ า่ ความเครียดและความเร็วของอนุภาคเสาเขม็ ท่ีวดั ไดจ้ ากเหตุการณ์ตอกเป็น ขอ้ มูลหลกั เพ่ือประเมินพฤติกรรม สภาพ หรือ กาํ ลงั รับน้าํ หนกั บรรทุกของเสาเขม็ โดยพิจารณาความ แรงของสัญญาณและเวลาที่คล่ืนหน่วยแรงสะท้อนกลับจากตาํ แหน่งต่างๆ ตามความยาวเสาเข็ม เปรียบเทียบกบั ผลการคาํ นวณโดยใชแ้ บบจาํ ลองทางคณิตศาสตร์ แบบจาํ ลองทางคณิตศาสตร์ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบนั ประกอบด้วยส่วนย่อยสองประเภทคือสปริงและ แดชพอต โดยสปริงใชจ้ าํ ลองความตา้ นทานช้นั ดินและแดชพอตใชจ้ าํ ลองความหน่วงของช้นั ดินที่มีต่อ การสน่ั ของเสาเขม็ เมื่อแบ่งตามวธิ ีการหาผลการคาํ นวณ วิธีทฤษฎีคล่ืนหน่วยแรงจะแบ่งออกไดเ้ ป็นสอง กลุ่มคือ วิธีเชิงวเิ คราะห์ (Analytical Methods) และวิธีเชิงตวั เลข (Numerical Methods) วธิ ีเชิงวิเคราะห์จาํ ลองพฤติกรรมการรับน้าํ หนกั ของเสาเขม็ ดว้ ยแบบจาํ ลองท่ีไม่ซบั ซอ้ น แลว้ หาผลเฉลย รูปแบบปิ ด (Closed Form Solution) ของสมการคลื่นท่ีเคลื่อนท่ีผา่ นแบบจาํ ลองเสาเขม็ โดยใชว้ ิธี ลกั ษณะเฉพาะ (Characteristic Method) แบบจาํ ลองท่ีใชใ้ นวิธีเชิงวิเคราะห์ประกอบดว้ ยสปริงและ แดชพอตจาํ นวนไม่มากโดยมีตวั อย่างเช่นดงั แสดงไวใ้ นรูปท่ี ค-2 วิธีเชิงวิเคราะห์ที่นิยมใชก้ นั อย่าง แพร่หลาย เช่น วธิ ีของเคส วธิ ีอิมพีแดนซ์ และ วธิ ีของTNO1 เป็นตน้

1 Netherlands organization for applied scientific research (Nederlandse organisatie voor toegepast natuurwetenschappelijk onderzoek)

หน้า 28 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

สภาพจริง วธิ ีเชิงวเิ คราะห์ วธิ ีเชิงตวั เลข (ทส่ี ามารถให้ผลการวเิ คราะห์ขณะทดสอบได้ทนั ท)ี (ทาํ ในสํานักงาน) วธิ ีของเคส วธิ ีอมิ พแี ดนซ์ วธิ ีของTNO วธิ ีจบั คู่สัญญาณ

Ssta Ssta Ssta Sdyn + Ssta Ssta Ssta Ssta Ssta Ssta Ssta

Tsta

(Sdyn + Tdyn) Tdyn + Tsta + Tsta

หมายเหตุ : Ssta = Static Skin Resistance, Tsta = Static Toe Resistance,

Sdyn = Dynamic Skin Resistance, Tdyn = Dynamic Toe Resistance

รูปท่ี ค-2 ตวั อย่างแบบจําลองทใี่ ช้ในวธิ ีทฤษฎคี ลนื่ หน่วยแรงเชิงวเิ คราะห์

(ขอ้ ค.2)

เม่ือเปรียบเทียบกับวิธีเชิงวิเคราะห์ แบบจําลองท่ีใช้ในวิธีเชิงตัวเลขจะมีความซับซ้อนมากกว่า ตวั อยา่ งเช่น แบบจาํ ลองที่แสดงไวใ้ นรูปที่ ค-3 เนื่องจากความซบั ซอ้ นดงั กล่าวจึงไม่สามารถหาผลเฉลย รูปปิ ดไดโ้ ดยง่ายและจาํ เป็ นจะตอ้ งใชค้ อมพิวเตอร์ช่วยในการคาํ นวณ สมิทธ์[7.15] เป็ นผเู้ ริ่มนาํ วิธีเชิง ตวั เลขมาใชง้ านจริง หลงั จากน้นั วิธีการดงั กล่าวไดร้ ับการพฒั นาโดยนกั วิชาการและหน่วยงานต่างๆ ซ่ึงมี รายละเอียดของกระบวนงานแตกต่างกนั วิธีเชิงตวั เลขที่ไดพ้ ฒั นาข้ึนภายหลงั น้ีเมื่อแบ่งออกเป็นกลุ่มจะ แยกเป็น วธิ ีสมการคลื่น วธิ ีจบั คูส่ ญั ญาณ และ วธิ ีไฟไนตอ์ ิลิเมนต์ เน่ืองจากกระบวนการคาํ นวณและแบบจาํ ลองตามวิธีเชิงตวั เลขมีความซบั ซอ้ น ในการทาํ งานจริงจึงมกั พบว่าผลการคาํ นวณส่วนใหญ่จะไดจ้ ากการวิเคราะห์ดว้ ยโปรแกรมคอมพิวเตอร์สาํ เร็จรูปซ่ึงเขียนข้ึน เพื่อการทดสอบโดยเฉพาะ ตวั อยา่ งของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ท่ีคาํ นวณดว้ ยวิธีสมการคลื่นเช่น TTI[7.8] WEAP[7.4,7.6] GRLWEAP[7.11] TNOWAVE[7.10] โปรแกรมคอมพิวเตอร์ท่ีคาํ นวณดว้ ยวิธีจบั คู่สัญญาณเช่น CAPWAP[7.11] SIMBAT[7.16] เป็ นตน้

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 29

ก) เสาเขม็ จริง ข) แบบจาํ ลอง รูปท่ี ค-3 ตวั อย่างแบบจําลองทใ่ี ช้ในวธิ ีทฤษฎคี ลนื่ หน่วยแรงเชิงตวั เลข

(ขอ้ ค.2)

ค2.1 วิธีของเคส (CASE Method)

วิธีของเคสเป็ นวิธีท่ีนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายเน่ืองจากการคาํ นวณท่ีไม่ซับซ้อน สามารถหา

ผลลพั ธไ์ ดร้ วดเร็ว ในการปฏิบตั ิงานปรกตินิยมใชว้ ิธีของเคสเพื่อการประเมินข้นั ตน้ ในสนามและ

นาํ ผลการตรวจวดั ที่ไดไ้ ปวเิ คราะห์อยา่ งละเอียดดว้ ยวธิ ีเชิงตวั เลขในภายหลงั

แบบจาํ ลองที่ใชใ้ นการวิเคราะห์ตามวิธีของเคสสมมุติให้แรงตา้ นทานและความหน่วงท้งั หมด

เกิดข้ึนที่ปลายเสาเขม็ ดงั แสดงในรูปท่ี ค-2 และคาํ นวณกาํ ลงั รับน้าํ หนกั เชิงสถิตของเสาเขม็ จาก สมการ (ค.5) โดยกาํ หนดให้เวลา t1ในสมการ (ค.5) เป็ นเวลาที่แรงหน้าตดั หรือความเร็วของ อนุภาคเสาเขม็ มีคา่ มากที่สุด1

Rs = T − D

T = 1 ⎧ F (t1 ) + F (t1 + 2 L)+ Z ⎛ v(t1 ) + v(t1 + 2 L ) ⎞⎫ (ค.5) 2 ⎨ c ⎝⎜ c ⎟⎠⎬⎭ ⎩

D = J ⎛ 2v(t1) − T ⎞ ⎜⎝ Z ⎠⎟

1 สาํ หรับช้นั ดินบางประเภท มีผเู้ สนอใหใ้ ชว้ ิธีทดลองแทนค่า t1ดว้ ยเวลาตาํ แหน่งต่างๆ และใชค้ ่า t1 ที่ทาํ ให้ค่ากาํ ลงั รับ น้าํ หนกั เชิงสถิตจากการคาํ นวณตามสมการ (ค.5) มีค่ามากที่สุด

หน้า 30 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ค.2.2 วิธีสมการคลื่น (Wave Equation Method) วิธีเชิงตวั เลขโดยใชแ้ บบจาํ ลองหน่ึงมิติมีหลกั การสาํ คญั คือการจาํ ลองพฤติกรรมของเสาเขม็ และ ช้นั ดินดว้ ยชิ้นส่วนส้นั ๆ ท่ีเรียงต่อกนั ตามความยาวเสาเขม็ และใชส้ ปริงและแดชพอตเป็นตวั แทน ของแรงตา้ นทานที่เกิดข้ึนขณะที่คล่ืนหน่วยแรงเคลื่อนที่ผา่ นดงั เช่นที่ไดแ้ สดงไวแ้ ลว้ ในรูปท่ี ค2 วิธีเชิงตัวเลขตามแนวทางน้ีอาจมีรายละเอียดของข้นั ตอนวิธี (Algorithm) แตกต่างกัน เช่น การคาํ นวณโดยใชส้ มดุลของแรงระหว่างชิ้นส่วนย่อยเพียงอย่างเดียว (วิธีของสมิทธ์ โปรแกรม WEAP) หรือ การคาํ นวณโดยใชส้ มดุลของแรงระหว่างชิ้นส่วนย่อยร่วมกบั วิธีลกั ษณะเฉพาะ (โปรแกรม TNOWAVE) เป็นตน้

ค.2.3 วิธีจบั คู่สญั ญาณ (Signal Matching Method) กลวธิ ีอยา่ งหน่ึงท่ีใชใ้ นวิธีเชิงตวั เลขเช่นในโปรแกรม CAPWAP ไดแ้ ก่กระบวนงานจบั คู่สญั ญาณ (Signal Matching Procedure) ดว้ ยกลวิธีดงั กล่าวคอมพิวเตอร์จะคาํ นวณสัญญาณคล่ืนจาก แบบจาํ ลองแลว้ เปรียบเทียบกับสัญญาณที่วดั ได้จากหัววดั สัญญาณ หากสัญญาณท้งั สองมีค่า แตกต่างกนั จะใชว้ ิธีทาํ ซ้าํ (Iterative method) โดยปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์เชิงสถิตและเชิงพลวตั ของแบบจาํ ลองจนกระทงั่ สัญญาณท้งั สองมีค่าใกลเ้ คียงกนั หลงั จากกระบวนการจบั คู่สัญญาณ แลว้ กาํ ลงั รับน้ําหนักบรรทุกของเสาเข็มเชิงสถิตจะคาํ นวณได้จากแบบจาํ ลองท่ีปรับเปลี่ยน พารามิเตอร์ โดยคาํ นึงถึงผลเฉพาะจากองคป์ ระกอบเชิงสถิตซ่ึงโดยปรกติไดแ้ ก่ส่วนยอ่ ยประเภท สปริง ผงั งานของการวิเคราะห์ดว้ ยกระบวนการจบั คูส่ ญั ญาณไดแ้ สดงไวใ้ นค-4

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 31

F = EA F = vZ

สัญญาณคลน่ื จากการทดสอบฯ การทรุด ัตวเวลา แบบจําลองตามทฤษฎคี ลืน่ แรง แรง Ram K1 ระดับความลึกCap BlockK2 Pile Cap &C1ustsPhiiloenseBglmoceknt

K3 R3

K4 R4

Pile K5 R5 Side Frictional K6 R6 Resistance

K7 R7

K8 R8

R10 PRo9 int resistance

ปรับแต่งพารามิเตอร์ดว้ ยการวนซ้ํา F จากการคํานวณ เวลา Not Match

เปรยี บเทียบสญั ญาณคลน่ื ท่ีคาํ นวณได้ กบั สญั ญาณจากการทดสอบ

Match

น้ําหนักบรรทุก แรงตามแกน

นําเอาแบบจําลองที่ได้ปรับแตง่ แล้ว ไปใชค้ ํานวณความสมั พนั ธ์เชิงสถติ

ความสัมพันธ์เชิงสถิต

รูปที่ ค-4 ข้นั ตอนการวเิ คราะห์ด้วยกระบวนงานจับคู่สัญญาณ (ขอ้ ค.2.3)

หน้า 32 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

เนื่องจากแบบจาํ ลองและวิธีการท่ีใชใ้ นโปรแกรมต่างๆ มีความแตกต่างกนั ผวู้ ิเคราะห์จึงควรหา ขอ้ มูลเพิ่มเติมและทาํ ตามคาํ แนะนาํ ของผูเ้ ขียนโปรแกรมอย่างเคร่งครัด เน่ืองจากโปรแกรมจะ พยายามปรับแต่งค่าพารามิเตอร์ต่างๆ เพื่อทาํ ใหค้ วามคลาดเคล่ือนจากสัญญาณเป้ าหมายมีค่านอ้ ย ท่ีสุด ผูว้ ิเคราะห์จึงควรตรวจสอบค่าพารามิเตอร์หลงั จากกระบวนงานจบั คู่สัญญาณว่ามีค่าอยู่ ในช่วงปรกติหรือไม่ คา่ พารามิเตอร์ป้ อนเขา้ ของดินชนิดเดียวกนั อาจเปล่ียนแปลงไดแ้ ตกต่างกนั

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 33

ภาคผนวก ง การประเมินความเปลย่ี นแปลงอมิ พแี ดนซ์ของเสาเขม็ ด้วยวธิ ีเบต้า การประยุกต์ใช้ผลจากการตรวจวดั สัญญาณคล่ืนที่มีประโยชน์วิธีการหน่ึงคือ การพิจารณาจากการ เปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ของเสาเขม็ Rausche[7.13] ไดเ้ สนอว่าการเปล่ียนแปลงดงั กล่าวใชป้ ระเมินความ เสียหายของเสาเขม็ ไดแ้ ละไดส้ รุปเป็นดชั นีท่ีนิยมเรียกกนั ในประเทศไทยวา่ คา่ เบตา้

ค่าเบตา้ หมายถึง อตั ราส่วนระหว่างอิมพีแดนซ์ของหนา้ ตดั ดา้ นล่างต่ออิมพีแดนซ์ของหนา้ ตดั ท่ีอยดู่ า้ นบน หรือเท่ากบั อตั ราส่วนระหวา่ งพ้นื ที่ท้งั สองในกรณีเสาเขม็ เป็นวสั ดุเน้ือเดียว

β = Z2 ≈ A2 (ง.1) Z1 A1

รูปที่ ง-1 ค่าเบต้าทห่ี น้าตัดต่างๆ กรณที เี่ สาเขม็ เป็ นวสั ดุเนือ้ เดยี ว Rausche [7.13] ไดเ้ สนอตารางเปรียบเทียบความเสียหายของเสาเขม็ กบั ค่าเบตา้ ไวด้ งั น้ี

หน้า 34 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ตารางที่ ง-1 ความสัมพนั ธ์ระหว่างค่าเบต้ากบั ระดบั ความเสียหายของเสาเข็ม

ค่าเบต้า ระดับความเสียหาย

\>100% เสาเขม็ มีหนา้ ตดั ใหญ่ข้ึน

80% – 100% เสาเขม็ เสียหายนอ้ ย

60% – 80% เสาเขม็ เสียหายอยา่ งมีนยั สาํ คญั

ต่าํ กวา่ 60% เสาเขม็ หกั

ค่าเบต้าสําหรับหน้าตัดต่างๆ สามารถคาํ นวณได้จากสัญญาณคลื่นที่วัดได้จากการตอกทดสอบโดย จําเป็ นต้องใช้หัววัดสัญญาณอย่างน้อยสองชิ้นซ่ึงได้แก่หัววัดสัญญาณความเร่งและหัววัดสัญญาณ ความเครียดประกอบกนั การคาํ นวณคา่ เบตา้ สาํ หรับหนา้ ตดั ใดๆ มีรายละเอียดดงั น้ี

β = 1−α (ง.2) 1+α (ง.3)

α = 2( Δ R) Fi −

โดยท่ีค่า Fi หมายถึง แรงกระแทกสูงสุดขณะเร่ิมตอกทดสอบ R หมายถึง ความแตกต่างระหว่างแรงที่ คาํ นวณไดจ้ ากหัววดั สัญญาณความเครียดและหัววดั สัญญาณความเร่งขณะที่ความเร็วเริ่มเพิ่มข้ึนเน่ืองจาก การเปล่ียนแปลงอิมพแี ดนซ์ Δ หมายถึง ความแตกต่างของแรงท่ีคาํ นวณไดจ้ ากหวั วดั สัญญาณความเร่งจาก

สภาพปกติเนื่องจากการเปล่ียนแปลงอิมพีแดนซข์ องเสาเขม็ ดงั แสดงในรูปท่ี ง-2

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 35

แรง จุดสงู สุดของการสะบัดขน้ึ เนอื่ งจากการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ Fi R สะญญาณจากหะววะดสะญญาณความเครยี ด F = EA

สะญญาณจากหะววะดสะญญาณความเร่ง F = vZ

จดุ เรม่ิ ตน้ ของการสะบดั ขึ้น เนื่องจากการเปลย่ี นแปลงอิมพีแดนซ์

เสน้ คาดการณก์ รณที ่ีอิมพแี ดนซไ์ ม่เปล่ยี นแปลง โดยลากขนานกบั เส้นสญั ญาณจากหวั วัดสัญญาณความเครียด

เวลา

รูปท่ี ง-2 ความหมายของพารามิเตอร์ต่างๆ ทใี่ ช้คาํ นวณค่าเบต้าทเี่ วลาใดๆ

หน้า 36 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ภาคผนวก จ ตัวอย่างแบบฟอร์มสําหรับการทดสอบ มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test หน้า 37

หน้า 38 มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรับนา้ํ หนักของเสาเขม็ ด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

มยผ. 1551-51 มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเขม็ ด้วยวธิ ี Seismic Test

1. ขอบข่าย

1.1 ขอบเขตของการใชง้ าน มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มแบบพลศาสตร์น้ีใช้อา้ งอิงสําหรับกระบวนงาน ตรวจสอบเสาเข็มเด่ียวหรือฐานรากลึกชนิดอ่ืนท่ีมีลกั ษณะการรับน้าํ หนักคลา้ ยคลึงกัน โดยใช้แรง กระแทกท่ีเสาเข็มแลว้ นําผลตอบสนองท่ีวดั ได้ซ่ึงอย่างน้อยได้แก่ความเร็วอนุภาคของเสาเข็มไป วเิ คราะห์สภาพของโครงสร้างเสาเขม็ ตามวตั ถุประสงคท์ ี่ต้งั ไว้

1.2 วตั ถุประสงคข์ องการตรวจสอบ การตรวจสอบมีวตั ถุประสงค์เพ่ือการประเมิน (ก) ความสมบูรณ์ของเสาเข็ม (ข) ขนาดหน้าตดั ของ เสาเขม็ (ค) ความต่อเน่ืองและความสม่าํ เสมอของเน้ือวสั ดุเสาเขม็ การตรวจสอบน้ีไม่สามารถใชเ้ พื่อการ ประเมินกาํ ลงั รับน้าํ หนกั บรรทุกของเสาเขม็

1.3 ขอ้ จาํ กดั ของการตรวจสอบ

1.3.1 การตรวจสอบจะใหผ้ ลลพั ธ์ที่ดีเม่ือสภาพโครงสร้างเสาเขม็ และช้นั ดินใกลเ้ คียงกบั แบบจาํ ลองทาง คณิตศาสตร์ท่ีใชใ้ นการวิเคราะห์ อย่างไรก็ตามสภาพโครงสร้างเสาเข็มและช้นั ดินในความเป็ น จริงมีความซบั ซอ้ นทาํ ใหไ้ ม่สามารถเป็นแบบจาํ ลองไดค้ รบถว้ น

1.3.2 การตรวจสอบเป็ นเพียงเคร่ืองช่วยในการหยง่ั ประเมินสิ่งผิดปรกติอย่างหน่ึงเท่าน้นั ไม่สามารถ พสิ ูจนท์ ราบส่ิงผดิ ปรกติทุกชนิดที่เกิดข้ึนภายในโครงสร้างเสาเขม็ ไดอ้ ยา่ งครบถว้ น1

1.3.3 ในกรณีท่ีเสาเขม็ มีรอยแยกตลอดพ้ืนที่หนา้ ตดั หรือเป็ นเสาเขม็ ท่ีต่อหลายท่อน การตรวจสอบไม่ สามารถใชเ้ พื่อการประเมินสภาพโครงสร้างส่วนที่อยู่ใตร้ อยแยกหรือรอยต่อได้ ท้งั น้ีเน่ืองจาก พลงั งานของคล่ืนหน่วยแรงส่วนใหญ่จะสะทอ้ นกลับสู่หัวเสาเข็มท่ีระดับดังกล่าวและเหลือ พลงั งานเพยี งส่วนนอ้ ยเท่าน้นั ท่ีเดินทางต่อไปยงั โครงสร้างส่วนล่าง

1.3.4 สาํ หรับเสาเขม็ ยาวหรือเสาเขม็ ที่มีแรงเสียดทานที่ผวิ ดา้ นขา้ งมาก พลงั งานของคล่ืนหน่วยแรงส่วน ใหญ่จะถูกดูดซบั ไปในระหว่างเดินทางและทาํ ใหส้ ญั ญาณคล่ืนท่ีสะทอ้ นกลบั มาจากปลายเสาเขม็ มีค่านอ้ ยมากจนไม่สามารถวดั ได้ 2 ผลการตรวจสอบกบั เสาเข็มเหล่าน้ีจึงมีนัยสาํ คญั เฉพาะช่วง ความยาวเสาเขม็ ท่ีตรวจจบั สญั ญาณไดช้ ดั เจนเท่าน้นั

1 อย่างไรก็ตามเน่ืองจากการตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มแบบพลศาสตร์เสียค่าใชจ้ ่ายในการดาํ เนินการต่าํ จึง แนะนาํ ให้ทาํ การตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มแบบพลศาสตร์ไม่ต่าํ กว่าร้อยละ 10 ของจาํ นวนเสาเข็ม เพื่อลด ความเสี่ยงจากเสาเขม็ ท่ีมีความเสียหายมาก

2 ความยาวสูงสุดท่ีสามารถตรวจสอบไดส้ าํ หรับเสาเขม็ เสียดทานมีคา่ โดยประมาณเท่ากบั 30 เมตร

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเขม็ ด้วยวิธี Seismic Test หน้า 39

1.3.5 การตรวจสอบไม่เหมาะที่จะใชก้ บั เสาเขม็ เหลก็ แผน่ เสาเขม็ เหลก็ รูปพรรณ หรือเสาเขม็ เหลก็ รูป

ท่อกลวง นอกจากน้ีการวิเคราะห์ผลการตรวจสอบของเสาเขม็ ท่ีมีพ้ืนท่ีหนา้ ตดั เปล่ียนแปลงมาก

หรือมีความไม่ต่อเน่ืองหลายตาํ แหน่งจะทาํ ไดย้ ากและเกิดความผิดพลาดไดง้ ่าย นอกจากน้ีการ

ตรวจสอบยงั ไม่สามารถพิสูจน์ทราบความเสียหายในลกั ษณะรอยแตกตามแนวดิ่ง (ตามแนวแกน

ของเสาเขม็ ) ท้งั น้ีเน่ืองจากความเสียหายในลกั ษณะดงั กล่าวไม่ทาํ ให้เกิดการขดั ขวางการเดินทาง

ของคลื่นหน่วยแรงนน่ั เอง

2. นิยามและรายการสัญลกั ษณ์

2.1 นิยาม

“การตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็ม” หมายถึง การประเมินเชิงคุณภาพของขนาดหน้าตดั ความ ต่อเน่ืองและความสม่าํ เสมอของวสั ดุเสาเขม็

คล่ืนหน่วยแรงที่เคล่ือนผา่ นโครงสร้างเสาเขม็ อิมพีแดนซ์สามารถคาํ นวณไดจ้ ากสมการดงั ต่อไปน้ี

Z = Ed A = ρcA (1) c

“วธิ ีสะท้อนพลั ส์ (Pulse Echo Method, PEM)” หมายถึง การตรวจสอบประเภทหน่ึงซ่ึงวิเคราะห์ผลโดย

ใชผ้ ลตรวจวดั การเคล่ือนที่ของหวั เสาเขม็ ตามเวลา

“วธิ ีผลตอบสนองชั่วครู่ (Transient Response Method, TRM)” หมายถึง การตรวจสอบประเภทหน่ึงซ่ึง

วิเคราะห์ผลในปริภูมิความถี่โดยใชท้ ้งั ผลตรวจวดั การเคล่ือนท่ีและแรงกระทาํ ที่หวั เสาตามเวลา

2.2 รายการสญั ลกั ษณ์

Ed หมายถึง มอดุลสั ของความยดื หยนุ่ เชิงพลวตั หน่วยเป็น กิโลกรัมต่อตารางเมตร c หมายถึง ความเร็วคลื่นหน่วยแรงที่เดินทางภายในเสาเขม็ ρ หมายถึง ความหนาแน่นของวสั ดุโครงสร้างเสาเขม็

L หมายถึง ความยาวของเสาเขม็ Z หมายถึง อิมพแี ดนซ์ A หมายถึง พ้ืนที่หนา้ ตดั ของเสาเขม็ g หมายถึง ความเร่งธรรมชาติ หรือ แรงโนม้ ถ่วงของโลก มีค่าเท่ากบั 9.806 เมตรต่อกาํ ลงั สองของ วนิ าที

3. อปุ กรณ์ทดสอบ

การตรวจสอบใชอ้ ุปกรณ์หลายประเภทซ่ึงตอ้ งทาํ งานร่วมกนั ค่าท่ีกาํ หนดไวส้ าํ หรับอุปกรณ์ต่างๆ ตาม

มาตรฐานน้ีจึงมีความเกี่ยวพนั กันและกาํ หนดไวเ้ พ่ือให้ผลการตรวจวดั ในข้นั สุดทา้ ยมีความถูกตอ้ ง

ครบถว้ น และ เหมาะสมต่อการนาํ ไปวเิ คราะห์ในข้นั ตอนต่อไป

หน้า 40 มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบรู ณ์ของเสาเขม็ ด้วยวิธี Seismic Test

รูปท่ี 1 อปุ กรณ์ทดสอบสําหรับการตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเขม็

(ขอ้ 3)

ผลการตรวจวดั ที่ไดเ้ ช่นสัญญาณความเร็วและแรงกระแทกจะตอ้ งมีความเท่ียงตรงไม่นอ้ ยกว่าร้อยละ 5

ตลอดช่วงของค่าที่วดั ไดจ้ ากการทดสอบ สญั ญาณเชิงพลวตั ท่ีบนั ทึกไดใ้ นช่วงความถ่ีต่าํ กวา่ 1,500 เฮิรตซ์

จะตอ้ งเป็ นสัญญาณท่ีไม่ผิดเพ้ียนเน่ืองจากขบวนการวดั และบนั ทึกผล อาทิ ความผิดเพ้ียนเน่ืองจากตวั

กรองสัญญาณ หรือ เนื่องจากการกาํ หนดความถี่ในการเก็บขอ้ มูลท่ีไม่เหมาะสม เป็ นตน้ อุปกรณ์การ

ทดสอบเม่ือแจกแจงออกจะแบ่งออกไดเ้ ป็น 4 ส่วนคือ