มยผ. 1252-51 และ มยผ. 1551-51มาตรฐานการรับน้ำหนักของเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test และตรวจสอบความสมบูรณ์ของเส - PDF Flipbook

มาตรฐานการรับน้ำหนักของเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test และตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มด้วยวิธี Seismic Test

126 Views
104 Downloads
PDF 1,542,580 Bytes

มยผ. 1252-51 และ มยผ. 1551-51

มาตรฐานการรับน้ำหนักของเสาเข็มด้วยวิธพี ลศาสตร์ Dynamic Load Test และตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มด้วยวิธี Seismic Test

กรมโยธาธิการและผังเมือง

สำนักวิศวกรรมโครงสร้างและงานระบบ ถนนพระรามที่ 6 แขวงสามเสนใน เขตพญาไท กรุงเทพ 10400 โทร. 0 - 2299 - 4813 โทรสาร 0 - 2299 - 4797

กรมโยธาธิการและผังเมือง กระทรวงมหาดไทย พ.ศ.2551

มาตรฐานการรับนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test และตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

มยผ. 1252-51 และ มยผ. 1551-51 ISBN 978-974-16-5832-9 พิมพ์ครั้งที่ 1 พ.ศ. 2551 จํานวน 200 เล่ม สงวนลิขสิ ทธิ์ ห้ามนําไปพิมพ์จาํ หน่ายโดยไม่ได้รับอนุญาต

สารบัญ 1. มาตรฐานการรับนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test (มยผ. 1252-51) 1. ขอบข่าย 2. นิยามและรายการสัญลักษณ์ 2.1 นิยาม 2.2 รายการสัญลักษณ์ 3. อุปกรณ์การทดสอบ 3.1 อุปกรณ์ตอกทดสอบ 3.2 หัววัดสัญญาณ (Transducer) 3.3 สายส่ งสัญญาณ 3.4 ระบบวัดสัญญาณ 4. วิธีการทดสอบ 4.1 การวางแผนการทดสอบ 4.2 การจัดวางอุปกรณ์การทดสอบ 4.3 การตรวจสอบการทํางานของอุปกรณ์ก่อนเริ่ มตอกทดสอบ 4.4 การตอกทดสอบและการตรวจวัดสัญญาณ 4.5 การตรวจสอบคุณภาพสัญญาณและบันทึกผลการตรวจวัด 5. การวิเคราะห์และการรายงานผลการทดสอบ 5.1 การแปรผลการวัด 5.2 การวิเคราะห์ผลการทดสอบ 5.3 การรายงานผลการทดสอบ 6. ข้อแนะนําและข้อควรคํานึงในการประยุกต์ใช้ผลการวิเคราะห์ 7. รายการอ้างถึงและรายการอ้างอิง ภาคผนวก ก. ประวัติ ประโยชน์ และข้อจํากัดของการทดสอบ ภาคผนวก ข. ทฤษฎีคลื่นหน่วยแรง ภาคผนวก ค. ทฤษฏีที่ใช้ในการวิเคราะห์ผลการทดสอบและการตีความ ภาคผนวก ง การประเมินความเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ของเสาเข็มด้วยวิธีเบต้า ภาคผนวก จ ตัวอย่างแบบฟอร์มสําหรับการทดสอบ

หน้ า

1 1 1 4 5 5 6 7 7 9 9 10 13 14 14 15 15 15 16 19 20 22 24 25 34 37

2. มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test (มยผ. 1551-51) 1. ขอบข่าย 1.1 ขอบเขตของการใช้งาน 1.2 วัตถุประสงค์ของการตรวจสอบ 1.3 ข้อจํากัดของการตรวจสอบ 2. นิยาม และรายการสัญลักษณ์ 2.1 บทนิยาม 2.2 รายการสัญลักษณ์ 3. อุปกรณ์ทดสอบ 3.1 อุปกรณ์เคาะทดสอบ 3.2 หัววัดสัญญาณ 3.3 สายส่ งสัญญาณ 3.4 ระบบวัดสัญญาณ 4. วิธีการทดสอบ 4.1 การเตรี ยมการทดสอบ 4.2 การจัดวางอุปกรณ์ทดสอบ 4.3 การทดสอบและบันทึกผลการวัด 5. การวิเคราะห์และการรายงานผลการทดสอบ 5.1 การแปรผลการวัด 5.2 การวิเคราะห์ผลการทดสอบ 5.3 การรายงานผลการตรวจสอบ 6. เอกสารอ้างอิง ภาคผนวก ก. ทฤษฎีคลื่นหน่วยแรง ภาคผนวก ข. ทฤษฎีที่ใช้ในการวิเคราะห์ผลและการตีความ ภาคผนวก ค. ตัวอย่างรู ปแบบของสัญญาณที่วดั ได้เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงหน้าตัด ภาคผนวก ง. ตัวอย่างสัญญาณจากการทดสอบกับแบบจําลองเสาเข็มในลักษณะต่างๆ

39 39 39 39 40 40 40 40 41 41 42 43 45 45 45 45 46 46 46 46 48 49 50 53 56

มยผ. 1252-51 มาตรฐานการรับนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test 1. ขอบข่ าย มาตรฐานการทดสอบกําลังรับนํ้าหนักบรรทุกของเสาเข็มแบบพลศาสตร์น้ ี ใช้อา้ งอิงสําหรับกระบวนงาน ทดสอบเสาเข็มเดี่ยวหรื อฐานรากลึกชนิ ดอื่นที่มีลกั ษณะการรับนํ้าหนักเหมือนกัน โดยใช้แรงกระแทกที่ หัวเสาเข็มในทิศทางตามแนวแกนแล้วนําผลตอบสนองที่วดั ได้ ซึ่ งอย่างน้อยได้แก่ แรงหน้าตัดและ ความเร็ วอนุ ภาคของเสาเข็มไปวิเคราะห์ตามหลักทฤษฎี คลื่นหน่ วยแรง เพื่อให้บรรลุวตั ถุประสงค์ที่ ตั้งไว้ การทดสอบมีวตั ถุประสงค์เพื่อ (1) การพิสูจน์กาํ ลังรับนํ้าหนักบรรทุกของเสาเข็ม ทั้งนี้การพิสูจน์ดงั กล่าวจะกระทําได้หลังจากการตรวจ ประเมินความน่าเชื่อถือโดยการสอบเทียบกับวิธีการทดสอบบรรทุกเสาเข็มแบบสถิตยศาสตร์แล้ว (2) การตรวจวัดคุณสมบัติอื่นๆ ที่เกี่ยวกับพฤติกรรมของเสาเข็มภายใต้แรงกระทําเชิงพลวัต1 (3) การประเมินความสามารถของอุปกรณ์ตอกเสาเข็ม2 (4) การควบคุมการก่อสร้างเสาเข็มโดยเฉพาะในกรณี ที่สภาพชั้นดินไม่สมํ่าเสมอ 2. นิยามและรายการสั ญลักษณ์ 2.1 นิยาม “การทดสอบ” หมายถึง การทดสอบการรับนํ้าหนักของเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test “การตอกใหม่ (Redrive)” หมายถึง การตอกเสาเข็มใหม่หลังจากการหยุดตอกชัว่ คราวหรื อหลังจากที่ตอก เสาเข็มเสร็ จแล้ว เพื่อแก้ไขปัญหา อุปสรรคที่เกิดขึ้นในระหว่างการก่อสร้าง “การตอกซํ้ า (Restrike)” หมายถึ ง การตอกเสาเข็ม ต้น เดิ ม หลัง จากทิ้ ง ไว้เ ป็ นระยะเวลาหนึ่ ง โดยมี จุดมุ่งหมายเพื่อให้การรบกวนดินที่เกิดขึ้นเนื่ องจากการตอกครั้งก่อนลดน้อยลงไป ระยะที่ทิ้งไว้เพื่อการ ดังกล่าวมีค่าแตกต่างกันไปตามชนิดของดินและวิธีการก่อสร้างเสาเข็ม3 “การทรุ ดตัวสุ ทธิ (Net Settlement, Pile Set)” หมายถึง การทรุ ดตัวถาวรที่เกิดภายหลังจากการตอก เสาเข็ม

เช่น การวิเคราะห์หน่วยแรงที่เกิดขึ้นในโครงสร้างเสาเข็มตอกขณะก่อสร้าง การทดสอบเพื่อหาความสมบูรณ์ของเสาเข็ม ที่ก่อสร้างแล้วเสร็ จ การประเมินแรงต้านทานเชิงพลวัตของดิน การประเมินแรงหน่วงของโครงสร้างเสาเข็ม ฯลฯ 2 เช่น การประเมินความสามารถในการตอกของเสาเข็มตอก การประเมินประสิ ทธิภาพของอุปกรณ์ตอกเสาเข็ม 1

3

ระยะที่ทิ้งไว้สาํ หรับประเทศไทยโดยทัว่ ไปมีค่าประมาณ 7 วันสําหรับเสาเข็มตอกและ 21 วันขึ้นไปสําหรับเสาเข็มหล่อ

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า

1

“ความถี่ตัด (Cut-off Frequency)” หมายถึง ความถี่ที่ตวั กรองสัญญาณสามารถทําให้สญ ั ญาณป้ อนเข้ามี ขนาดลดลง 3 เดซิเบล “ความเร็ วคลื่นยืดหยุ่น (Elastic Wave Velocity)” หมายถึง ความเร็ วของคลื่นยืดหยุ่นที่เคลื่อนผ่าน เสาเข็ม สําหรับผลการตอกทดสอบ ที่สามารถวัดและแยกแยะคลื่นแรงดึงที่สะท้อนกลับจากปลายเสาเข็ม ได้ควรหาค่าความเร็ วคลื่นยืดหยุ่นโดยการคํานวณย้อนกลับ โดยใช้ขอ้ มูลความยาวของเสาเข็มร่ วมกับ ระยะเวลาที่คลื่นยืดหยุ่นใช้ในการเดิ นทาง ค่าความเร็ วคลื่นยืดหยุ่นของเสาเข็มประเภทเสาเข็มตอกยัง สามารถหาได้จากการสอบเทียบกับเสาเข็มจริ งก่อนถูกตอกลงสู่ ช้ นั ดิน โดยการติดตั้งมาตรความเร่ งไว้ที่ เสาเข็มแล้วใช้คอ้ นขนาดเล็กตอกทดสอบเพื่อหาระยะเวลาที่คลื่นยืดหยุน่ ใช้ในการเดินทางตามระยะทางที่ ทราบค่า “ความเร็วอนุภาค (Particle Velocity)” หมายถึง ความเร็ วของอนุภาควัสดุขณะที่คลื่นยืดหยุน่ เคลื่อนผ่าน “จํานวนตอก (Blow Count)” หมายถึง จํานวนครั้งที่ใช้ในการตอกเสาเข็มให้จมตัวลงเป็ นระยะทางที่ กําหนดไว้ เช่น 300 มิลลิเมตร (30 เซนติเมตร) เป็ นต้น “ตัวกรองผ่ านตํ่า (Low Pass Filter)” หมายถึง ตัวกรองที่ยอมให้สัญญาณที่มีความถี่ต่าํ กว่าความถี่ตดั ผ่าน ไปได้ และกรองเอาสัญญาณที่สูงกว่าความถี่ตดั ทิ้งไป “ตุ้มตอกเสาเข็ม (Drop Hammer)” หมายถึง อุปกรณ์ ตอกเสาเข็มประเภทกระแทก การตอกเสาเข็ม กระทําโดยการยกตุม้ นํ้าหนักขึ้นแล้วปล่อยจากเหนื อหัวเสาเข็มให้ตกลงกระแทกกับหมอนรองตุม้ ตอก หรื อ แผ่นเหล็กรองตุม้ ตอก (Striker Plate) “มอดุลัสของความยืดหยุ่น (Modulus of Elasticity)” หมายถึง อัตราส่ วนระหว่างหน่ วยแรงและ ความเครี ยดของเนื้ อวัสดุ มอดุลสั ของความยืดหยุน่ มีค่าไม่คงที่และแปรผันตามระดับของหน่ วยแรงหรื อ ความเครี ยด อย่างไรก็ตามการออกแบบทางวิศวกรรมส่ วนใหญ่นิยมสมมติให้มอดุลสั ของความยืดหยุน่ มี ค่าคงที่เพื่อความสะดวกในการคํานวณ “มอดุลสั ของความยืดหยุ่นเชิงพลวัต (Dynamic Modulus of Elasticity)” หมายถึง มอดุลสั ของความ ยืดหยุน่ ของเนื้ อวัสดุที่วดั ในขณะที่ได้รับแรงกระทําเชิงพลวัต (Dynamic Load) โดยนัยมีความหมายถึง มอดุลสั ของความยืดหยุ่นในสภาพหน่วยแรงตํ่าเช่นในสภาพที่คลื่นหน่ วยแรงเคลื่อนที่ผ่านเนื้ อวัสดุของ เสาเข็ม เมื่อเปรี ยบเทียบกับมอดุลสั ของความยืดหยุน่ เชิงสถิตซึ่งมีความหมายโดยนัย หมายถึงมอดุลสั ของ ความยืดหยุ่นในสภาพหน่ วยแรงสู ง เช่นในขณะที่เสาเข็มรับนํ้าหนักบรรทุกใช้งาน โดยนัยดังกล่าว ค่า มอดุ ลสั ของความยืดหยุ่นเชิ งพลวัตจะสู งกว่าค่ามอดุ ลสั ของความยืดหยุ่นเชิ งสถิต มอดุ ลสั ของความ ยืดหยุน่ เชิงพลวัตของเหล็กมีค่าค่อนข้างคงที่ในช่วง 200 ถึง 207 กิกาปาสกาล (2,039,432 ถึง 2,110,812 ก โลกรัมต่อตารางเซนติเมตร) มอดุลสั ของความยืดหยุน่ เชิงพลวัตสําหรับวัสดุประเภทไม้และคอนกรี ตมีค่า ไม่แน่ นอนขึ้นอยู่กบั ปั จจัยหลายประการ ดังนั้นจึงควรวัดค่ามอดุลสั ของความยืดหยุ่นเชิ งพลวัตของไม้

หน้ า 2

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หรื อคอนกรี ตจากการทดสอบโดยตรง ค่ามอดุลสั ของความยืดหยุน่ เชิงพลวัตสามารถประมาณได้จากการ วัดค่าความเร็ วของคลื่นหน่วยแรงยืดหยุน่ แล้วคํานวณตามสมการ (1) Ed = ρ c 2 “มาตรความเร่ งสมบูรณ์ (DC Accelerometer)” หมายถึง มาตรความเร่ งที่สามารถวัดความเร่ งได้ในช่วง ความถี่ ต้ งั แต่ศูนย์เฮิ รตซ์ข้ ึนไป ในความหมายอย่างง่ ายหมายถึ งมาตรความเร่ งที่ สามารถวัดความเร่ ง ธรรมชาติได้ “มาตรความเร่ งสั มพัทธ์ (AC Accelerometer)” หมายถึง มาตรความเร่ งที่วดั ความเร่ งที่เกิดขึ้นจากการ สั่นสะเทือนเท่านั้น มาตรความเร่ งนี้ ไม่สามารถวัดสัญญาณความเร่ งที่มีความถี่เป็ นศูนย์ (เช่น ความเร่ ง ธรรมชาติ) ได้ “แรงหน้ าตัด (Section Force)” หมายถึง แรงตามแนวแกนที่กระทําต่อหน้าตัดที่ต้ งั ฉากกับแนวแกนของ เสาเข็ม “หมวกครอบหัวเสาเข็ม (Pile Helmet)” หมายถึง กล่องหรื อท่อเหล็กที่ใช้สวมหัวเสาเข็มในขณะตอกเพื่อ ช่วยให้การตอกทําได้สะดวกขึ้น “หมอนรองตุ้มตอก (Hammer Cushion)” หมายถึง วัสดุที่ใช้รองระหว่างตุม้ ตอกกับหมวกครอบหัว เสาเข็มเพื่อลดแรงกระแทกจากตุม้ ตอกเสาเข็มไม่ให้มีค่าสูงจนเกิดความเสี ยหายต่อเสาเข็ม ในอดีตนิยมใช้ แผ่นไม้เนื้อแข็งที่มีแนวเสี้ ยนไม้ขนานกับแกนของเสาเข็ม แต่เนื่องจากการยุบอัดตัวที่รวดเร็ วภายหลังการ ตอก และ มีความสามารถในการทนความร้อนที่เกิดขึ้นจากการตอกตํ่า จึงได้มีการพัฒนาวัสดุชนิดอื่นขึ้น ใช้แทน เช่น สารประกอบพอลิเมอร์ เป็ นต้น “หมอนรองหัวเสาเข็ม (Pile Cushion)” หมายถึง วัสดุที่ใช้รองระหว่างหมวกครอบหัวเสาเข็มกับหัว เสาเข็ม เพื่อป้ องกันไม่ให้หวั เสาเข็มเสี ยหายเนื่องจากการตอกเสาเข็ม ตัวอย่างของวัสดุที่ใช้เป็ นหมอนรอง หัวเสาเข็มเช่น ไม้อดั หรื อ ไม้เนื้อแข็ง เป็ นต้น สําหรับหมอนรองหัวเสาเข็มที่ทาํ จากไม้ควรเป็ นไม้แห้งที่ มีความหนาไม่ต่าํ กว่า 100 มิลลิเมตร และควรเปลี่ยนทุกๆ การตอกระหว่าง 1,000 ถึง 2,000 ครั้ง “เหตุการณ์ ตอก (Impact Event)” หมายถึง เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นและสิ้ นสุ ดลงเนื่ องจากการตอกเสาเข็มด้วย อุปกรณ์ตอกทดสอบหรื ออุปกรณ์ตอกเสาเข็มด้วยแรงกระแทกหนึ่งครั้ง “อุปกรณ์ ตอกทดสอบ (Apparatus for Applying Impact Force)” หมายถึง อุปกรณ์ที่ใช้สร้างแรงกระทํา ต่อหัวเสาเข็มสําหรับการทดสอบ “อุปกรณ์ ตอกเสาเข็ม (Pile Hammer)” หมายถึ ง อุปกรณ์ที่ใช้เพื่อการทําให้เสาเข็มจมลงในชั้นดิ น อุปกรณ์ตอกเสาเข็มแบ่งได้เป็ นสองประเภทใหญ่ ได้แก่ ประเภทกระแทก และ ประเภทเขย่า การเลือกใช้ ขึ้นอยู่กบั สภาพของชั้นดิ นและชนิ ดของเสาเข็ม อุ ปกรณ์ ตอกเสาเข็มที่ นิยมใช้ในประเทศไทย ได้แก่ ตุม้ ตอกเสาเข็ม

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า

3

“อิมพีแดนซ์ (Impedance)” หมายถึง ความต้านทานเชิ งพลศาสตร์ ของเนื้ อวัสดุและพื้นที่หน้าตัดที่มีต่อ คลื่นยืดหยุน่ ที่เคลื่อนผ่านเสาเข็ม อิมพีแดนซ์สามารถคํานวณได้จากสมการดังต่อไปนี้ Z=

Ed A = ρ cA c

(2)

2.2 รายการสัญลักษณ์ A หมายถึง พื้นที่หน้าตัดของเสาเข็ม c หมายถึง ความเร็ วคลื่นยืดหยุน่ ที่เดินทางภายในเสาเข็ม Ed หมายถึง มอดุลสั ของความยืดหยุน่ เชิงพลวัต Edriving หมายถึง พลังงานที่เสาเข็มได้รับเนื่ องจากการตอกด้วยอุปกรณ์ตอกทดสอบ E (t ) หมายถึง พลังงานที่เกิดจากการทรุ ดตัวของเสาเข็มที่เวลา t หมายถึง ความเครี ยดที่เกิดขึ้นในเสาเข็ม ε F หมายถึง แรงหน้าตัดในทิศทางตามแนวแกน F (t ) หมายถึง แรงหน้าตัดตามแนวแกนที่กระทําต่ออนุภาคเสาเข็มที่เวลา t ซึ่ งวัดได้จากมาตรแรง หรื อจากการคํานวณทางอ้อมโดยใช้สัญญาณจากมาตรความเครี ยดคูณด้วยพื้นที่หน้าตัดและมอดุลสั ของ ความยืดหยุน่ g หมายถึง ความเร่ งธรรมชาติ หรื อ แรงโน้มถ่วงของโลก มีค่าเท่ากับ 9.806 เมตรต่อกําลังสอง ของวินาที หมายถึง ระยะยกตุม้ h หมายถึง สัมประสิ ทธิ์ความหน่วง J L หมายถึง ระยะทางที่วดั จากตําแหน่งที่ติดตั้งหัววัดสัญญาณถึงปลายเสาเข็ม หมายถึง ประสิ ทธิภาพของปั้นจัน่ nc หมายถึง ประสิ ทธิภาพของหมอนรองหัวเสาเข็ม ni หมายถึง กําลังรับนํ้าหนักเชิงสถิตของเสาเข็มที่ได้จากคํานวณด้วยวิธีต่างๆ Rs ρ หมายถึง ความหนาแน่นของวัสดุเสาเข็ม หมายถึง การยุบตัวอิลาสติก Se หมายถึง นํ้าหนักบรรทุกยอมให้ หรื อ นํ้าหนักบรรทุกสู งสุ ดที่ผูอ้ อกแบบยอมให้กระทําต่อ Qallow เสาเข็ม หมายถึง ส่ วนปลอดภัยที่ผอู ้ อกแบบใช้ในการระบุน้ าํ หนักบรรทุกยอมให้ของเสาเข็ม FS Sp หมายถึง การทรุ ดตัวคงค้างของเสาเข็ม v(t ) หมายถึง ความเร็ วของอนุ ภาคเสาเข็มที่เวลา t ซึ่ งวัดได้จากมาตรความเร็ วหรื อจากปริ พนั ธ์ (Integration) ของสัญญาณจากมาตรความเร่ ง หน้ า 4

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หมายถึง นํ้าหนักของตุม้ ตอกเสาเข็ม Z หมายถึง อิมพีแดนซ์ 3. อุปกรณ์ การทดสอบ การทดสอบ ใช้อุปกรณ์หลายประเภทซึ่ งต้องทํางานร่ วมกัน ค่าที่กาํ หนดไว้สาํ หรับอุปกรณ์ต่างๆ ตาม มาตรฐานนี้ จึงมี ความเกี่ ยวพันกันและกําหนดไว้เพื่อให้ผลการตรวจวัดในขั้นสุ ดท้ายมี ความถูกต้อง ครบถ้วน และเหมาะสมต่อการนําไปใช้เป็ นข้อมูลป้ อนเข้าเพื่อการวิเคราะห์ การเปลี่ยนคุณสมบัติของ อุ ป กรณ์ ส่ ว นหนึ่ ง ส่ ว นใดที่ แ ตกต่ า งจากที่ ร ะบุ ไ ว้ อาจมี ผ ลกระทบต่ อ คุ ณ ภาพของการตรวจวัด ใน ขั้นสุ ดท้ายได้ เมื่ อพิจารณาโดยรวม ผลการตรวจวัดที่ ได้จะต้องมี ความเที่ ย งตรงที่ ดีกว่าหรื อเท่ ากับร้ อยละ 2 ของ ค่าสูงสุ ดที่วดั ได้จากการทดสอบ สัญญาณเชิงพลวัตที่บนั ทึกไว้ในย่านความถี่ต่าํ กว่า 1,500 เฮิรตซ์จะต้อง เป็ นสัญญาณที่ไม่ผดิ เพี้ยนเนื่องจากกระบวนการวัดและบันทึกผล อาทิ ความผิดเพี้ยนเนื่ องจากตัวกรอง สัญญาณ หรื อ เนื่องจากการกําหนดความถี่ในการเก็บข้อมูลที่ไม่เหมาะสม เป็ นต้น อุปกรณ์การทดสอบเมื่อแจกแจงออกจะแบ่งออกได้เป็ น 4 ส่ วนคือ (1) อุปกรณ์ตอกทดสอบ (3) สายส่ งสัญญาณ (2) หัววัดสัญญาณคลื่น (4) ระบบวัดสัญญาณคลื่น W

3.1 อุปกรณ์ตอกทดสอบ ตุ ม้ ตอกเสาเข็มเป็ นอุ ปกรณ์ ที่เหมาะสมต่ อการใช้เป็ นอุปกรณ์ ตอกทดสอบ อย่างไรก็ตามผูท้ ดสอบ สามารถประยุกต์ใช้อุปกรณ์อื่นแทนได้เช่นกัน ทั้งนี้อุปกรณ์ตอกทดสอบนั้นต้องมีคุณสมบัติดงั ต่อไปนี้ 3.1.1 สามารถสร้างแรงกระแทกที่หวั เสาเข็มในทิศทางตามแกนและตรงศูนย์กบั แกนเสาเข็ม 3.1.2 สามารถทํา ให้ เ สาเข็ ม เกิ ด การเคลื่ อ นตัว และพัฒ นาแรงต้า นทานได้ม ากถึ ง ระดับ ที่ บ รรลุ วัตถุประสงค์ของการทดสอบ1 3.1.3 สามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัย ณ ระดับพลังงานการตอกสู งสุ ดที่ใช้ในการทดสอบ อุปกรณ์ตอก ทดสอบต้องติ ดตั้งโดยใช้หมอนรองและหมวกครอบหัวเสาเข็มเท่าที่ จาํ เป็ นเพื่อป้ องกันความ เสี ยหายจากแรงกระแทกและแรงเยื้องศูนย์ที่เกิดจากการทดสอบ

1

โดยทัว่ ไปตุม้ ตอกจะมีน้ าํ หนักประมาณร้อยละ 1.5 ของนํ้าหนักบรรทุกเชิ งสถิต และใช้ระยะยกตุม้ เท่ากับค่าที่มากกว่า ระหว่างร้อยละ 8.5 ของความยาวเสาเข็มกับระยะ 2 เมตร อย่างไรก็ตามควรตรวจสอบอย่างละเอียดด้วยการวิเคราะห์โดย โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่คาํ นวณด้วยวิธีสมการคลื่น

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า

5

3.2 หัววัดสัญญาณ (Transducer) หัววัดสัญญาณที่ใช้ในการทดสอบ อย่างน้อยจะต้องประกอบด้วยมาตรความเครี ยด (Strain Gauge) และ มาตรความเร่ ง (Accelerometer) ชนิ ดละสองชิ้ น1 โดยต้องสอบเทียบให้ได้ความเที่ยงตรงที่ดีกว่าหรื อ เท่ากับร้อยละ 3 ตลอดช่วงของค่าที่วดั ได้จากการทดสอบ และถ้ามีเหตุให้สงสัยว่าเกิดความเสี ยหายแก่ หัววัดสัญญาณเช่นมีการแปรปรวนของสัญญาณผิดปรกติระหว่างการทดสอบให้ทาํ การสอบเทียบใหม่ หากพบว่าหัววัดสัญญาณนั้นเสี ยหายจนไม่สามารถใช้การได้ให้เปลี่ยนหัววัดสัญญาณใหม่ 3.2.1 มาตรความเครี ยด 3.2.1.1 มาตรความเครี ยดที่ใช้ในการทดสอบ จะต้องมีคุณสมบัติดงั ต่อไปนี้ (1) มีการตอบสนองเชิงแอมพลิจูดเป็ นเส้นตรง (Linear Amplitude Response) ตลอดช่วง ที่วดั ได้จากการทดสอบ (2) ความถี่ธรรมชาติเมื่อติดตั้งกับเสาเข็มแล้ว ไม่ต่าํ กว่า 2,000 เฮิรตซ์ 3.2.1.2 สั ญ ญาณที่ ว ัด ได้จ ากมาตรความเครี ย ดจะถู ก แปลงเป็ นแรงหน้า ตัด ในทิ ศ ทางตาม แนวแกนโดยการคูณด้วยพื้นที่หน้าตัดและมอดุลสั ของความยืดหยุน่ เชิงพลวัตดังสมการ (3) F = Ed Aε 3.2.1.3 ผูท้ ดสอบอาจติดตั้งมาตรแรง (Force Transducer or Load Cell) ไว้ระหว่างหัวเสาเข็มกับ ตุม้ ตอกเสาเข็มสําหรับวัดแรงกระทําตามแกนโดยตรงก็ได้ ทั้งนี้มาตรแรงดังกล่าวจะต้อง มีการตอบสนองเชิงเส้นตลอดช่วงของแรงที่เกิดขึ้นในการทดสอบ และเพื่อลดผลกระทบ ที่มีต่อลักษณะเฉพาะเชิ งพลวัตของระบบโดยรวม อิมพีแดนซ์ของมาตรแรงจะต้องมีค่า ระหว่างครึ่ งหนึ่ งถึงสองเท่าของอิมพีแดนซ์ของเสาเข็ม มาตรแรงจะต้องโยงยึดกับหัว เสาเข็มด้วยอุปกรณ์ที่มีน้ าํ หนักน้อยและใช้หมอนรองมาตรเท่าที่จาํ เป็ นเท่านั้น 3.2.2 มาตรความเร่ ง 3.2.2.1 มาตรความเร่ งใช้เพื่อวัดความเร่ งที่เกิดขึ้นขณะทดสอบแล้วนําไปหาปริ พนั ธ์ (Integrate) เพื่ อ ให้ได้ขอ้ มู ลเชิ งความเร็ ว มาตรความเร่ ง ที่ ใ ช้ทดสอบกับเสาเข็มคอนกรี ตต้อ งมี การตอบสนองสัญญาณเชิ งแอมพลิจูดเป็ นเส้นตรง (Linear Amplitude Response) อย่างน้อยจนถึงความถี่ 1,000 เฮิรตซ์และจนถึงความเร่ ง 1,000 g สําหรับมาตรความเร่ งที่ ใช้ทดสอบกับเสาเข็มเหล็กต้องมี การตอบสนองสัญญาณเชิ งแอมพลิ จู ดเป็ นเส้นตรง อย่างน้อยจนถึงความถี่ 2,000 เฮิรตซ์และจนถึงความเร่ ง 2,000 g

1

ในกรณี ที่เสาเข็มมีขนาดตั้งแต่ 1.20 เมตรขึ้นไป แนะนําให้ติดตั้งหัววัดสัญญาณชนิ ดละ 4 ชิ้น เพื่อป้ องกันผลกระทบจาก การดัดและบิดตัวของเสาเข็ม

หน้ า 6

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

3.2.2.2 มาตรความเร่ งทั้งแบบสมบูรณ์และแบบสัมพัทธ์สามารถใช้ในการทดสอบได้ แต่จะต้อง มีคุณสมบัติข้ นั ตํ่าดังต่อไปนี้ (1) มาตรความเร่ งสัมพัทธ์ตอ้ งมีความถี่ธรรมชาติไม่ต่าํ กว่า 30,000 เฮิรตซ์ และมีค่าคงที่ ของเวลา (Time Constant) ไม่นอ้ ยกว่า 1 วินาที (2) มาตรความเร่ งสมบูรณ์ ตอ้ งมีความถี่ธรรมชาติไม่ต่าํ กว่า 2,500 เฮิ รตซ์ และต้องถูก หน่วงด้วยตัวกรองผ่านตํ่าเพื่อลดผลจากการสัน่ พ้อง โดยตัวกรองผ่านตํ่าต้องมีความถี่ ตัดอย่างน้อยเท่ากับ 1,500 เฮิรตซ์ 3.3 สายส่ งสัญญาณ สายส่ งสัญญาณใช้เพื่อส่ งผ่านสัญญาณจากหัววัดสัญญาณไปสู่ อุปกรณ์ประกอบการทดสอบอื่นๆ อาทิ อุ ปกรณ์ ปรั บสัญญาณ อุ ปกรณ์ บนั ทึ กผล หรื อ อุปกรณ์ แสดงผล เป็ นต้น สายสัญญาณที่ ใช้ตอ้ งเป็ น สายสัญญาณแบบป้ องกันการรบกวน (Shielded Cable) เพื่อลดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้ า อัตราส่ วน ระหว่างสัญญาณต้นทางกับสัญญาณปลายทางภายหลังส่ งผ่านสายส่ งสัญญาณจะต้องมีค่าคงที่ตลอดช่วง ความถี่ที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบ 3.4 ระบบวัดสัญญาณ ระบบวัดสัญญาณประกอบด้วยอุปกรณ์หลัก 3 ส่ วนคือ อุปกรณ์ปรับสัญญาณ อุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณ และอุปกรณ์แสดงผล ซึ่งอาจประกอบรวมกันเป็ นอุปกรณ์ชิ้นเดียวก็ได้ 3.4.1 อุปกรณ์ปรับสัญญาณ (Signal Conditioner) 3.4.1.1 อุปกรณ์ปรั บสัญญาณทําหน้าที่ปรั บสัญญาณที่ได้จากหัววัดสัญญาณให้อยู่ในรู ปแบบ หรื อลักษณะที่เหมาะสมต่อการบันทึกด้วยอุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณหรื อต่อการทํางานของ อุ ป กรณ์ ก ารทดสอบอื่ น ตัว อย่ า งของอุ ป กรณ์ ป รั บ สั ญ ญาณ เช่ น อุ ป กรณ์ อ่ า นค่ า ความเครี ยด อุปกรณ์ขยายสัญญาณ ตัวกรองผ่านตํ่า เป็ นต้น 3.4.1.2 อุปกรณ์ปรับสัญญาณที่ใช้สําหรับการทดสอบ ทุกช่ องสัญญาณซึ่ งรวมถึงช่องสัญญาณ ของมาตรความเร่ งและมาตรความเครี ยดจะต้องมีผลตอบสนองเชิงเฟสเหมือนกันสําหรับ ช่ วงของความถี่ที่เกี่ ยวข้องกับการทดสอบ ทั้งนี้ เพื่อป้ องกันความผิดเพี้ยนเชิ งสัมพัทธ์ ระหว่างสัญญาณจากช่องสัญญาณต่างๆ 3.4.1.3 เนื่ อ งจากสั ญ ญาณจากหั ว วัด สั ญ ญาณในขณะก่ อ นและหลัง จากตอกทดสอบอาจ มีค่าไม่เท่ากัน (Zero Drift) อุปกรณ์ปรับสัญญาณต้องสามารถปรับความเฉ (Offset) ของช่ องสัญญาณต่างๆ ให้เป็ นศูนย์ได้โดยอัตโนมัติเพื่อให้ค่าเริ่ มต้นของสัญญาณจาก ช่องสัญญาณต่างๆ ของทุกเหตุการณ์ตอกมีค่าเป็ นศูนย์

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า

7

(1) อุ ป กรณ์ ป รั บ สั ญ ญาณสํา หรั บ มาตรความเครี ย ดต้อ งสามารถขยายสั ญ ญาณจาก มาตรวัดและแปลงข้อมูลให้อยู่ในรู ปของแรงหน้าตัดเพื่อใช้ประกอบการเฝ้ าสังเกต ในสนามได้ (2) อุปกรณ์ปรับสัญญาณที่ใช้ประกอบกับมาตรความเร่ งต้องสามารถแปลงข้อมูลที่ได้ จากมาตรวัดให้อยู่ในรู ปของความเร็ วโดยการหาปริ พนั ธ์เพื่อใช้ประกอบการเฝ้ า สังเกตในสนามได้ (3) ตัวกรองผ่านตํ่าสําหรั บทุกช่ องสัญญาณที่วดั ปริ มาณเชิ งพลวัต เช่ น ความเร่ งหรื อ ความเครี ยดที่เกิดขึ้นขณะตอกทดสอบ ผูท้ ดสอบจะต้องใช้ตวั กรองผ่านตํ่าเพื่อกรอง สัญญาณความถี่สูงกว่า 1,500 เฮิรตซ์ทิ้งไป ทั้งนี้ ขบวนการกรองสัญญาณดังกล่าว จะต้องเกิ ดขึ้นก่อนที่สัญญาณจะถูกป้ อนเข้าสู่ อุปกรณ์ บนั ทึกสัญญาณและอุปกรณ์ แสดงผล 3.4.2 อุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณ (Data Logger) อุปกรณ์ บนั ทึกสัญญาณใช้บนั ทึกสัญญาณที่ได้จากหัววัดสัญญาณหรื อสัญญาณที่ได้ปรั บสภาพ ด้วยอุปกรณ์ปรับสัญญาณแล้ว อุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณที่ใช้ในการทดสอบ เมื่อใช้บนั ทึกสัญญาณ จากทุกช่องสัญญาณพร้อมกันจะต้องสามารถบันทึกสัญญาณได้ไม่นอ้ ยกว่า 10,000 ข้อมูลต่อหนึ่ง วินาทีต่อช่องสัญญาณ 1 3.4.3 อุปกรณ์แสดงผล 3.4.3.1 อุปกรณ์แสดงผลใช้เพื่อการเฝ้ าสังเกตในสนาม สัญญาณที่วดั ได้เมื่อผ่านการปรับสภาพ ให้อยูใ่ นรู ปที่เหมาะสมแล้วจะต้องแสดงด้วยอุปกรณ์แสดงผลได้ภายในระยะเวลาอันสั้น ในสถานที่ทดสอบ หรื อ ก่ อนเริ่ มต้นการตอกทดสอบครั้ งต่อไป ตัวอย่างของอุปกรณ์ แสดงผล อาทิ ออสซิลโลสโคป ออสซิลโลกราฟ หรื อ จอมอนิเตอร์ เป็ นต้น 3.4.3.2 อุปกรณ์แสดงผลที่ใช้ในการทดสอบ ต้องสามารถแสดงสัญญาณที่วดั ได้ในรู ปแบบของ กราฟการเปลี่ยนแปลงแรงเมื่อเทียบกับเวลา และ กราฟการเปลี่ยนแปลงความเร็ วเมื่อ เที ย บกับ เวลา ต้อ งสามารถแสดงสั ญ ญาณที่ ไ ด้จ ากเหตุ ก ารณ์ ต อกปั จ จุ บ ัน หรื อ จาก เหตุ ก ารณ์ ต อกในอดี ต ที่ บ ัน ทึ ก ไว้โ ดยอุ ป กรณ์ บ ัน ทึ ก สั ญ ญาณ นอกจากนี้ เพื่ อ การ ตรวจสอบคุณภาพของสัญญาณที่วดั ได้ อุปกรณ์แสดงผลต้องเลือกแสดงสัญญาณในช่วง ระยะเวลาตั้งแต่ 5 ถึง 160 มิลลิวินาทีได้ สําหรับอุปกรณ์แสดงผลที่ไม่สามารถคงผลไว้

1

เนื่ องจากความเร็ วคลื่นหน่วยแรงมีค่าประมาณ 4,000 – 5,000 เมตร/วินาที อัตราการบันทึกข้อมูลดังกล่าวจะทําให้ทราบ การเปลี่ยนแปลงทุกๆ ระดับความลึก 0.5 เมตรได้

หน้ า 8

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ได้อย่างถาวรเช่ น ออสซิ ลโลสโคป อุปกรณ์แสดงผลนั้นจะต้องแสดงผลค้างไว้ได้เป็ น ระยะเวลาไม่ต่าํ กว่า 30 วินาที

4. วิธีการทดสอบ วิธีการทดสอบแบ่งได้เป็ น 5 ขั้นตอนได้แก่ การวางแผนการทดสอบ การจัดวางอุปกรณ์ การทดสอบ การตรวจสอบการทํางานของอุ ปกรณ์ ก่อนเริ่ มตอกทดสอบ การตอกทดสอบและตรวจวัดสัญญาณ การตรวจสอบคุณภาพสัญญาณและบันทึกผลการตรวจวัด 4.1 การวางแผนการทดสอบ ข้อมูลพื้นฐานสําหรับการวางแผนทดสอบได้แก่ ประเภทของการทดสอบ พลังงานการตอกที่ใช้ในการ ทดสอบ คุณสมบัติ จํานวน และ ตําแหน่งของเสาเข็มทดสอบ สัญญาณที่จะวัด และการแบ่งหน้าที่ความ รับผิดชอบของผูป้ ฏิบตั ิงาน1 ซึ่งมีรายละเอียดดังนี้ 4.1.1 ในการวางแผนการทดสอบ ควรกําหนดประเภทของการทดสอบให้ชดั เจนว่าเป็ นการทดสอบด้วย การตอกต่อเนื่ องหรื อการทดสอบด้วยการตอกซํ้า โดยพิจารณาตามความเหมาะสมกับปั จจัยต่างๆ เช่น ชนิ ดของเสาเข็ม วัตถุประสงค์ของการทดสอบ และพฤติกรรมของดินกับเวลาว่ากรณี ใดให้ กําลังรับนํ้าหนักตํ่าสุ ด เป็ นต้น 4.1.2 พลังงานการตอกที่เกิ ดขึ้นจากแรงกระแทกนั้นต้องสามารถทําให้เสาเข็มเกิ ดการเคลื่อนตัวและ พัฒนาแรงต้านทานได้มากถึงระดับที่บรรลุวตั ถุประสงค์ของการทดสอบ 2 4.1.3 เสาเข็มทดสอบต้องมี คุณสมบัติเหมื อนกับเสาเข็มใช้งานและเสริ มกําลังบริ เวณหัวเสาเข็มให้ เพียงพอต่อพลังงานการตอกที่ใช้ในการทดสอบ3 จํานวนและตําแหน่ งของเสาเข็มทดสอบต้อง กําหนดให้เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ของการทดสอบ เสาเข็มทดสอบต้องสร้างด้วยวิธีเดียวกับ เสาเข็มใช้งาน และต้องจัดทําบันทึกวิธีการก่อสร้างเสาเข็มทดสอบไว้ดว้ ย

1

2

3

ผูร้ ั บผิดชอบการทดสอบ มี ห น้าที่ ตอ้ งจัดเตรี ยมข้อมูลข้างต้นให้เหมาะสมและสอดคล้องกับ (ก) วัตถุ ประสงค์ของ การทดสอบ (ข) ลักษณะภูมิประเทศ ประเภทของชั้นดิ นแต่ละชั้นตลอดจนลักษณะเฉพาะของชั้นดิ นทางธรณี วิทยา (ค) วิธีการก่อสร้างเสาเข็มใช้งาน (ง) นํ้าหนักใช้งาน ลักษณะการใช้งาน (จ) สมบัติ ขนาด จํานวน และ การจัดผังของ เสาเข็มใช้งาน เป็ นแรงกระแทกที่ทาํ ให้เกิดผลอย่างหนึ่งอย่างใดตามหัวข้อต่อไปนี้ • เกิดการทรุ ดตัวถาวรภายหลังจากการทดสอบ • แรงต้านทานเชิงสถิตของเสาเข็มที่พฒ ั นาขึ้นในระหว่างการทดสอบมีค่าสู งกว่าแรงต้านทานเชิงสถิตของเสาเข็มที่ คํานวณเพื่อสภาพใช้งาน โดยสภาวะดังกล่าวดํารงอยูเ่ ป็ นระยะเวลาไม่นอ้ ยกว่า 3 มิลลิวนิ าที เช่นการใส่ เหล็กเสริ มเอกและเหล็กปลอกในคอนกรี ตมากขึ้น เพื่อรับหน่วยแรงอัดและหน่วยแรงดึงที่เกิดขึ้นจากการตอก หรื อใช้เหล็กรู ปพรรณประกอบเป็ นโครงแข็งรัดรอบเพื่อควบคุมการเบ่งตัวและป้ องกันการกะเทาะของคอนกรี ตฐานราก

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า

9

4.1.4 สัญญาณที่จะวัดอย่างน้อยต้องประกอบด้วย (ก) ความเครี ยดตามแกนของเสาเข็ม (ข) ความเร่ งตาม แกนของเสาเข็ม นอกจากนี้ ยงั อาจวางแผนให้มีการวัดสัญญาณอื่นเพิ่มเติมได้ตามวัตถุประสงค์ ของการทดสอบ เช่น การเคลื่อนที่ตามแกนของเสาเข็ม เป็ นต้น 4.1.5 ผูป้ ฏิบตั ิงานในการทดสอบ อย่างน้อยต้องประกอบด้วย (ก) ผูค้ วบคุมการทดสอบ (ข) ผูค้ วบคุม อุปกรณ์ ตอกทดสอบ (ค) ผูค้ วบคุ มและตรวจสอบความน่ าเชื่ อถื อของระบบวัดสัญญาณ และ (ง) ผูร้ ับผิดชอบด้านความปลอดภัย ทั้งนี้ ตอ้ งกําหนดโครงสร้าง หน้าที่ ความรับผิดชอบและชื่ อ ผูร้ ั บผิด ชอบในส่ ว นต่ า งๆ ให้ชัด เจน อนึ่ งก่ อนเริ่ มการทดสอบ ควรจัดทําแผนปฏิ บตั ิ ง านซึ่ ง ประกอบด้วยหัวข้อดังต่อไปนี้ 1. วัตถุประสงค์ของการทดสอบ 10. ตําแหน่งติดตั้งหัววัดสัญญาณ 2. สภาพภูมิประเทศ ข้อมูลชั้นดิน 11. วิธีการตอกทดสอบ 3. ประเภทการทดสอบ 12. ระยะเวลาการวัด และความถี่ในการเก็บข้อมูล 4. พลังงานการตอกสูงสุ ดที่ใช้ในการทดสอบ 13. ผังหน้าที่ ความรับผิดชอบของผูป้ ฏิบตั ิงาน 5. คุณสมบัติ ตําแหน่ง 14. ตัวอย่างระเบียนการตอกทดสอบ 6. วิธีการก่อสร้างเสาเข็มทดสอบ 15. วิธีประมวล/วิเคราะห์ผลการทดสอบ 7. คุณสมบัติของอุปกรณ์ตอกทดสอบ 16. กําหนดการทดสอบ 8. สัญญาณที่จะวัด 17. หมายเหตุ และ ข้อสังเกตอื่นๆ 9. คุณสมบัติของระบบวัดสัญญาณ 4.2 การจัดวางอุปกรณ์การทดสอบ หัววัดสัญญาณจะต้องติดตั้งเข้ากับเสาเข็มในตําแหน่งที่เหมาะสมเพื่อให้ได้สัญญาณคุณภาพดีและได้รับ อิทธิ พลจากเงื่อนไขขอบให้นอ้ ยที่สุด มาตรความเร่ งและมาตรความเครี ยดจะต้องติดตั้งเป็ นคู่โดยติดตั้ง ที่ผวิ ด้านข้างของเสาเข็มในด้านที่ตรงข้ามกัน มีระยะห่ างจากจุดศูนย์กลางของเสาเข็มเท่ากันและห่ างจาก หัวเสาเข็มไม่น้อยกว่า 1.5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของเสาเข็ม นอกจากนี้ หัววัดสัญญาณ แต่ละคู่ จะต้องติดตั้งให้มีระยะห่ างวัดจากหัวเสาเข็มเท่ากันซึ่ งทําให้สามารถแยกผลจากแรงดัดและแรงตาม แนวแกนของเสาเข็มออกจากกันได้ ทั้งนี้ ผทู ้ ดสอบต้องติดตั้งหัววัดสัญญาณเข้ากับเสาเข็มโดยใช้วิธีการ ยึดที่มน่ั คงเช่น สลักเกลียว กาว หรื อ การเชื่อม เพื่อป้ องกันการเลื่อนระหว่างทดสอบ ตําแหน่ งแนะนํา สํ า หรั บ การติ ด ตั้ ง หั ว วัด สั ญ ญาณเข้า กั บ เสาเข็ ม ทดสอบชนิ ด ต่ า งๆ ได้ แ สดงไว้ใ นรู ปที่ 1 ถึ ง รู ปที่ 6

หน้ า 10

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

มาตรความเร่ง 1 มาตรความเครียด 1 มาตรความเครียด 1 มาตรความเร่ง 1

รูเจาะสําหรับยึดเคเบิล

รูเจาะสําหรับยึดเคเบิล มาตรความเครียด 2 มาตรความเร่ง 2

ด้านกว้าง (W) หรือ ด้านแคบ (L)

รูเจาะสําหรับสลักเกลียว ขนาด 6 มม.

รูปที่ 1 ตําแหน่ งแนะนําสํ าหรับการติดตั้งหัววัด สั ญญาณเข้ ากับเสาเข็มเหล็กแบบท่ อ (ข้อ 4.2)

≥ 1.5W

64 ±12 มม.

150 ± 76 มม.

150 ± 76 มม.

76 ± 2 มม.

38 ± 12 มม.

64 ±12 มม.

รูเจาะสําหรับยึดเคเบิล

38 ± 12 มม.

≥ 1.5D

รูเจาะสําหรับยึดเคเบิล

ความลึกทั่วไป = 38 มม.

76 ± 2 มม.

เส้นผ่านศูนย์กลาง (D)

มาตรความเร่ง 2 มาตรความเครียด 2

รูเจาะสําหรับพุกขนาด 6 มม.

รู ปที่ 2 ตําแหน่ งแนะนําสํ าหรับการติดตั้งหัววัด สั ญญาณเข้ ากับเสาเข็มคอนกรีตสี่ เหลีย่ มตัน (ข้อ 4.2)

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 11

หน้ า 12

150 ± 76 มม.

76 ± 2 มม.

38 ± 12 มม.

≥1.5D

≥ 1.5W 150 ± 76 มม.

76 ± 2 มม.

38 ± 12 มม.

รูปที่ 3 ตําแหน่ งแนะนําสํ าหรับการติดตั้งหัววัด สั ญญาณเข้ ากับเสาเข็มคอนกรีตรู ปตัว I (ข้อ 4.2)

รู ปที่ 4 ตําแหน่ งแนะนําสํ าหรับการติดตั้งหัววัด สั ญญาณเข้ ากับเสาเข็มคอนกรีตกลมกลวง (ข้อ 4.2)

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

มาตรความเครียด 1 และ 2 มาตรความเครียด 1 มาตรความเร่ง 1 รูเจาะสําหรับยึดเคเบิล มาตรความเครียด 2 มาตรความเร่ง 2 มาตรความเร่ง 1 และ 2 เส้นผ่านศูนย์กลาง (D)

รูเจาะมีขนาดทั่วไป = 8 มม. ความลึกทั่วไป = 38 มม.

ความกว้าง (W)

รูเจาะสําหรับยึดเคเบิล 64 ±12 มม.

64 ±12 มม.

รูเจาะขนาด 5 มม.

รูปที่ 5 ตําแหน่ งแนะนําสํ าหรับการติดตั้งหัววัด สั ญญาณเข้ ากับเสาเข็มไม้ (ข้อ 4.2)

รูเจาะสําหรับยึดเคเบิล

รู ปที่ 6 ตําแหน่ งแนะนําสํ าหรับการติดตั้งหัววัด สั ญญาณเข้ ากับเสาเข็มเหล็กรูปพรรณ (ข้อ 4.2)

4.3 การตรวจสอบการทํางานของอุปกรณ์ก่อนเริ่ มตอกทดสอบ 4.3.1 ก่อนเริ่ มตอกทดสอบ ผูท้ ดสอบต้องตรวจสอบให้แน่ ใจว่าอุปกรณ์ตอกทดสอบติดตั้งได้ตรงศูนย์ กับเสาเข็มทดสอบ และตรวจสอบการทํางานของหัววัดสัญญาณ สายส่ งสัญญาณ และระบบ ตรวจวัดสัญญาณ ว่าสามารถทํางานได้ถูกต้องรวมทั้งต้องตรวจสอบสภาพสัญญาณรบกวนทาง ไฟฟ้ าด้วย 4.3.2 ผูท้ ดสอบต้องตรวจสอบระบบตรวจวัดสัญญาณด้วยตนเองอย่างน้อย 1 ครั้งสําหรับทุกวันที่ทาํ การ ทดสอบ หากพบว่ามีความคลาดเคลื่ อนเกิ นกว่าที่ ผูผ้ ลิตได้ระบุไว้ให้ทาํ การสอบเที ยบอุปกรณ์ ต่างๆ ในระบบตรวจวัดสัญญาณใหม่ก่อนนําไปใช้งาน นอกจากนี้ ระบบตรวจวัดสัญญาณและ หัววัดสัญญาณควรสอบเทียบตามมาตรฐานของผูผ้ ลิตอย่างน้อยทุกๆ 2 ปี มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 13

4.4 การตอกทดสอบและการตรวจวัดสัญญาณ 4.4.1 เมื่ อ ได้ต รวจสอบการทํา งานของอุ ป กรณ์ ท ดสอบแล้ว ให้ ต รวจสอบหรื อ ปรั บ ความเฉของ ช่องสัญญาณให้เป็ นศูนย์ก่อนตอกทดสอบทุกครั้ง โดยทัว่ ไปการทดสอบจะเริ่ มต้นด้วยการตอก เบาๆ เพื่อตรวจสอบการทํางานของอุ ปกรณ์ และตรวจสอบค่ าความเร็ วของคลื่ นยืดหยุ่นก่ อน หลังจากนั้นแล้วจะค่อยๆ เพิ่มความแรงของการตอกขึ้นจนกระทัง่ บรรลุเป้ าหมายของการทดสอบ เช่น การทรุ ดตัวจากการตอกหนึ่ งครั้งมีค่ามากจนเชื่อได้ว่าแรงต้านทานของชั้นดินมีค่าถึงขีดสุ ด หรื อ กําลังรั บนํ้าหนักจากการวิเคราะห์มีค่ามากกว่านํ้าหนักบรรทุกเป้ าหมายแล้ว เป็ นต้น หรื อ จนกระทัง่ เมื่อหน่วยแรงที่เกิดขึ้นอาจทําความเสี ยหายต่อเสาเข็มได้ 4.4.2 ในการทดสอบแต่ละครั้ง ผูท้ ดสอบต้องตอกทดสอบและบันทึกสัญญาณที่ได้จากการตอกทดสอบ ประมาณ 2 ถึง 3 ชุดข้อมูลขึ้นไป โดยเพิ่มความแรงการตอกทดสอบจนกระทัง่ บรรลุเป้ าหมายของ การทดสอบ ในการตอกทดสอบแต่ละครั้งผูท้ ดสอบจะต้องตรวจสอบค่าหน่ วยแรงที่เกิดขึ้นใน เสาเข็มและค่าการทรุ ดตัวสุ ทธิ ของเสาเข็มเพื่อประเมินความแรงที่จะเพิ่มขึ้นในการตอกทดสอบ ครั้งต่อไป1 นอกจากข้อมูลที่ได้จากหัววัดสัญญาณแล้วในขณะตอกทดสอบให้ผทู ้ ดสอบบันทึก ข้อมูลดังต่อไปนี้ไว้ในระเบียนการตอกทดสอบด้วย (1) จํานวนการตอกสะสม (2) ครั้งที่ของการทดสอบ (3) ความต้านทานการตอก2 ทุกๆ ระดับความลึก 4.5 การตรวจสอบคุณภาพสัญญาณและบันทึกผลการตรวจวัด 4.5.1 การตรวจสอบคุณภาพของสัญญาณขึ้นอยูก่ บั ประสบการณ์ของผูป้ ฏิบตั ิ แต่เป็ นส่ วนสําคัญที่ช่วย กรองผลการทดสอบที่มีคุณภาพตํ่าทิ้งไปได้และทําให้สามารถตัดสิ นใจทําการทดสอบเสริ มได้ อย่างทันการณ์ การตรวจสอบคุณภาพของสัญญาณ ประกอบด้วยการประเมินว่าสัญญาณที่วดั ได้ มีขนาดและระยะเวลาเป็ นไปตามคาดการณ์ หรื อไม่ ผูท้ ดสอบควรตรวจสอบความถูกต้องและ คุณภาพของสัญญาณด้วยอุปกรณ์แสดงผลในทันที หากสัญญาณที่ได้มีลกั ษณะไม่สอดคล้องกัน ให้สันนิษฐานว่าอุปกรณ์การทดสอบชนิดใดชนิ ดหนึ่งทํางานผิดปกติหรื อไม่ได้รับการสอบเทียบ อย่างเหมาะสม และควรตรวจสอบหาสาเหตุทนั ที 4.5.2 สัญ ญาณที่ ไ ด้จ ากมาตรความเครี ย ดและจากมาตรความเร่ ง ควรมี ล ัก ษณะสอดคล้อ งและเป็ น สัดส่ วนต่อกัน นอกจากนี้ ลกั ษณะอื่นๆ ของสัญญาณ เช่น ค่าคงค้างของแรงและความเร็ วภายหลัง

1 2

หรื ออาจจะประเมินระยะยกในการตอกครั้งต่อไปจากการวิเคราะห์โดยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ที่คาํ นวณด้วยวิธีสมการคลื่น เช่น การยุบตัวและคืนตัว การทรุ ดตัวจากการตอกหนึ่งครั้ง ค่าจากการนับจํานวนตอก เป็ นต้น

หน้ า 14

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

การทดสอบ รู ปร่ างของคลื่นและสัญญาณรบกวน และความสมมาตรของสัญญาณจากมาตรวัดที่ ติดตั้งตรงข้ามกันก็สามารถใช้พจิ ารณาประกอบได้ดงั แสดงในรู ปที่ 7 300

150 100

Symmetrical signals

250

สัญญาณความเครี ยด สัญญาณความเร็ ว

200

200

Signal

S ig nal

300

P eaks matc h

250

50

150 100

0

50

-50

0 ‐50

-100 0

20

40

60

80

100

0

20

T ime (ms )

80

100

ข) สัญญาณจากมาตรวัดคู่เดียวกันควรคล้ายกัน

300

300

250

250

200

200

Signal

S ig nal

60

Time (ms)

ก) สัญญาณความเครี ยดและความเร็ วสอดคล้องกัน

150

40

Nois e

100 50

Peaks do not match

150 100 50

0

Drift

0

-50

-50

-100 0

20

40

60

T ime (ms )

ค) สัญญาณรบกวน

80

100

0

20

40

60

80

100

Time (ms)

ง) สัญญาณจากมาตรวัดคู่เดียวกันที่ไม่ควรใช้

รูปที่ 7 ตัวอย่ างของสั ญญาณทีค่ วรใช้ (ก และ ข) และไม่ ควรใช้ (ค และ ง) (ข้อ 4.5) 5. การวิเคราะห์ และการรายงานผลการทดสอบ 5.1 การแปรผลการวัด สัญญาณที่วดั ได้ตอ้ งนํามาจัดทําให้อยูใ่ นรู ปกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่าง (1) แรงกระทําตามแกนกับ เวลา (2) ความเร็ วของอนุภาคเสาเข็มกับเวลา 5.2 การวิเคราะห์ผลการทดสอบ สัญญาณที่วดั ได้จากการทดสอบให้วิเคราะห์ดว้ ยวิธีที่พฒั นาขึ้นจากทฤษฎีคลื่นหน่วยแรงหรื อวิธีอื่นๆ ที่ สามารถจําลองการแพร่ กระจายของคลื่นหน่วยแรงได้ เช่น วิธีของเคส วิธีจบั คู่สญ ั ญาณ เป็ นต้น มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 15

5.3 การรายงานผลการทดสอบ 5.3.1 ผูท้ ดสอบควรจัดเตรี ยมข้อมูลพื้นฐานที่เกี่ยวข้องของสถานที่ทดสอบเพื่อการตรวจสอบย้อนหลัง นอกจากนี้ยงั ควรจัดเตรี ยมข้อมูลชั้นดินหรื อผลการทดสอบของเสาเข็มที่อยูใ่ กล้เคียงเพื่อช่วยให้ผล การวิเคราะห์มีความแม่นยํามากขึ้น รายงานผลการทดสอบที่สมบูรณ์ควรประกอบด้วยรายการที่ จะแสดงต่อไปนี้ 5. หมวดการประมวลและวิเคราะห์ผล 1. หมวดทัว่ ไป 2. หมวดคุณสมบัติและวิธีก่อสร้างเสาเข็มทดสอบ 6. หมวดสรุ ป 3. หมวดอุปกรณ์ทดสอบ 7. หมวดอื่นๆ 4. หมวดการทดสอบ 5.3.2 ข้อมูลรายการใดที่ไม่สามารถหาได้ควรระบุไว้ให้ชดั เจนในรายงานด้วย สําหรับรายละเอียดของ แต่ละรายการเป็ นดังนี้ (1) หมวดทัว่ ไป 1.1 วัตถุประสงค์ของการทดสอบ 1.2 ข้อมูลของโครงการก่อสร้าง 1.3 ข้อมูลชั้นดินจากหลุมเจาะที่อยูใ่ กล้เคียง (2) หมวดคุณสมบัติและวิธีก่อสร้างเสาเข็มทดสอบ 2.1 คุณสมบัติของเสาเข็มทดสอบ 2.1.1 ข้อมูลที่ใช้อา้ งอิงถึงเสาเข็ม เช่น พิกดั ตําแหน่ง หรื อ หมายเลขเสาเข็ม 2.1.2 กํา ลัง รั บ นํ้า หนัก บรรทุ ก ที่ ย อมให้แ ละส่ ว นปลอดภัย ของเสาเข็ม หรื อ กํา ลัง รั บ นํ้าหนักบรรทุกประลัยของเสาเข็ม 2.1.3 ชนิดและขนาดของเสาเข็ม 2.1.3.1 สําหรั บเสาเข็มคอนกรี ต ควรระบุ ขนาด ความยาว ประเภท (หล่อในที่ หรื อ หล่อสําเร็ จ) เวลาที่ก่อสร้างเสร็ จ แรงอัดประลัยของคอนกรี ตที่ใช้ใน การออกแบบเสาเข็ม ความหนาแน่ นของคอนกรี ต แรงอัดประสิ ทธิ ผล รายละเอียดการเสริ มเหล็ก 2.1.3.2 สําหรับเสาเข็มเหล็ก ควรระบุ ขนาด ความยาว ชนิ ดของเหล็ก กําลังคราก ชนิ ดของเสาเข็ม (เช่ น เสาเข็มไร้ รอยตะเข็บ เสาเข็มเหล็กม้วน เสาเข็ม เหล็กรู ปพรรณ เป็ นต้น) 2.1.3.3 สําหรับเสาเข็มไม้ ควรระบุ ความยาว ความตรง วิธีการรักษาเนื้อไม้ ขนาด ของปลายและโคนเสาเข็ม ความหนาแน่น 2.1.4 ตําแหน่งและลักษณะของรอยต่อ (ถ้ามี) หน้ า 16

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ลักษณะของการป้ องกันปลายเสาเข็ม (ถ้ามี) ลักษณะของการเคลือบผิวเสาเข็ม (ถ้ามี) ความเอียงจากแกนดิ่งของเสาเข็ม (ถ้ามี) ข้อสังเกตจากการตรวจสอบเสาเข็ม เช่น การหลุดร่ อน รอยแตก ลักษณะของหน้า ตัดบริ เวณหัวเสาเข็ม 2.2 วิธีการก่อสร้างเสาเข็มทดสอบ 2.2.1 สําหรับเสาเข็มหล่อในที่ ให้ระบุขนาดของหัวเจาะ ความยาวเสาเข็มและปริ มาตร คอนกรี ตที่ใช้ ระดับตัดหัวเสาเข็ม (Cut-off Level) วิธีการที่ใช้ประกอบการก่อสร้าง เช่น ขบวนการทํางานในกรณี ที่ใช้ปลอกเหล็กป้ องกันหลุมเจาะพังทลาย เป็ นต้น1 2.2.2 สําหรับเสาเข็มตอก ให้ระบุรายละเอียดของเครื่ องมือที่ใช้และระเบียนการตอก เช่น นํ้าหนักตุม้ ตอกเสาเข็ม ระยะยกตุม้ หรื อ พลังงานของอุปกรณ์ตอกเสาเข็ม ชนิ ดของ หมอนรองตุม้ ตอก ชนิ ดของหมอนรองหัวเสาเข็ม ชนิ ดของเสาส่ ง อุปกรณ์ที่ใช้ใน การเจาะนํา จํา นวนตอก หรื อ อัต ราการทรุ ดตัว ต่ อ การตอกของเสาเข็ม ในช่ ว ง สุ ดท้ายของการตอกก่อสร้าง เป็ นต้น2 2.2.3 ปัญหาและอุปสรรคที่เกิดขึ้นในระหว่างการก่อสร้าง อาทิ การหยุดตอกชัว่ คราว การ พังทลายของหลุมเจาะ ปริ มาณทรายในเสาเข็มเหนือระดับตัดหัวเสาเข็ม (3) หมวดอุปกรณ์ทดสอบ 3.1 อุปกรณ์ตอกทดสอบ 3.1.1 องค์ประกอบและคุณสมบัติของอุปกรณ์ตอกทดสอบ 3.1.2 ภาพถ่ายของอุปกรณ์และการปฏิบตั ิงาน 3.2 หัววัดสัญญาณ สายส่ งสัญญาณ และระบบวัดสัญญาณ 3.2.1 องค์ป ระกอบและคุ ณ สมบัติ ของหัว วัดสัญญาณ สายส่ ง สัญ ญาณ และระบบวัด สัญญาณ 3.2.2 ภาพถ่ายของอุปกรณ์และการปฏิบตั ิงาน (ถ้ามี) 3.2.3 ตําแหน่งที่ติดตั้งหัววัดสัญญาณบนเสาเข็มทดสอบ 3.2.4 ความยาวเสาเข็ ม ระหว่ า งตํา แหน่ ง ที่ ติ ด ตั้ง หั ว วัด สั ญ ญาณถึ ง ปลายเสาเข็ ม พื้นที่หน้าตัด ความหนาแน่น ความเร็ วคลื่นยืดหยุน่ และ มอดุลสั ยืดหยุน่ เชิ งพลวัต ของเสาเข็มทดสอบ 2.1.5 2.1.6 2.1.7 2.1.8

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

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 17

3.2.5 ระยะเวลาการวัด และ ความถี่ในการเก็บข้อมูล (4) หมวดการทดสอบ 4.1 วัน เวลาที่ทาํ การทดสอบ และประเภทของการตอกทดสอบ 4.2 สภาพอากาศ 4.3 วิธีการตอกทดสอบ 4.4 บันทึกการแก้ไขปั ญหา การดําเนินงานที่ต่างไปจากแผนปฏิบตั ิงาน 4.5 ระเบี ย นการตอกทดสอบ ซึ่ งแสดงถึ ง แรงต้า นทานระหว่ า งการตอก เช่ น การนั บ จํานวนตอก ระยะจมตัวต่อการตอกหนึ่งครั้ง เป็ นต้น (5) หมวดการประมวลและวิเคราะห์ผล 5.1 กราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงตามเวลาของความเร็ วและแรงโดยใช้ขอ้ มูลจากผลการตอกที่ เป็ นตัวแทนของการทดสอบ 5.2 วิธีการที่ใช้ในการวิเคราะห์ เอกสารอ้างอิง รายละเอียดการวิเคราะห์ ประเภทแบบจําลอง รายการสรุ ปค่าตัวแปรที่ใช้ เช่น ค่าความหน่วง (Damping Factor) ค่าการเคลื่อนที่วิบตั ิ1 (Quake) การกระจายแรงต้านทานตามความยาวของเสาเข็ม (Resistance Distribution) เป็ นต้น 5.3 ผลการวิเคราะห์ ซึ่งอาจประกอบด้วย 5.3.1 กําลังรับนํ้าหนักบรรทุกของเสาเข็มทดสอบ และ ข้อสังเกตเกี่ยวกับกําลังรับนํ้าหนัก ที่วิเคราะห์ ได้ว่าเป็ นกําลังรั บนํ้าหนักในสภาพที่ดินถูกรบกวนหรื อเป็ นกําลังรั บ นํ้าหนักในสภาพที่ดินคืนสภาพแล้วบางส่ วน 5.3.2 ข้อมูลประสิ ทธิ ภาพของอุปกรณ์ตอกทดสอบ เช่น โดยการเปรี ยบเทียบค่าที่วดั ได้ กับค่าที่ระบุโดยผูผ้ ลิต 5.3.3 ข้อมูลเกี่ยวกับหน่วยแรงที่เกิดขึ้นขณะตอกเสาเข็ม (Driving Stress) 5.3.4 ข้อมูลเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของเสาเข็ม (Integrity of Pile) (6) หมวดสรุ ป อาทิ ผลสรุ ปโดยรวม ข้อสังเกต และ คําแนะนําอื่นๆ (7) หมวดอื่นๆ อาทิ เอกสารอ้างอิง เอกสารการก่อสร้างที่เกี่ยวข้อง เป็ นต้น

1

ค่าการเคลื่อนที่วิบตั ิ คือ การเคลื่อนที่สัมพัทธ์ระหว่างเสาเข็มและดินที่ทาํ ให้หน่วยแรงที่เกิดขึ้นในดินมีค่าสู งจนดิน เกิดการวิบตั ิ

หน้ า 18

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

6. ข้ อแนะนําและข้ อควรคํานึงในการประยุกต์ ใช้ ผลการวิเคราะห์ 6.1 เมื่อพิจารณาถึงสภาวะของชั้นดินและเสาเข็มขณะโดนตอก ในสภาวะดังกล่าวเสาเข็มจะถูกตอกจนจมตัว ลงโดยเกิดการเลื่อนไถลระหว่างผิวด้านข้างกับชั้นดินโดยรอบพร้อมกับการยุบอัดตัวของชั้นดินที่รองรับ ปลายเสาเข็ม พฤติกรรมการถ่ายแรงของดินทั้งสองบริ เวณจะมีความแตกต่างกันโดยแรงต้านทานบริ เวณ ผิวด้านข้างจะสามารถพัฒนากําลังจนถึงค่าสู งสุ ดได้รวดเร็ วกว่าแรงต้านทานที่ปลายเสาเข็ม ดังนั้นจึงสรุ ป ได้ว่าในขณะที่ทดสอบจะเกิดการวิบตั ิที่บริ เวณผิวด้านข้างของเสาเข็มก่อน และจะต้องทําให้เสาเข็มเกิด การเคลื่อนตัวในปริ มาณที่มากพอสมควรจึงจะเกิ ดการวิบตั ิที่ปลายเสาเข็มด้วย ดังนั้นผูท้ ดสอบจําเป็ น จะต้องทําให้การทรุ ดตัวสุ ทธิ ของเสาเข็มทดสอบมีค่ามากพอ เพื่อให้แน่ ใจว่าขณะทดสอบดิ นบริ เวณ ปลายเข็มได้พฒั นากําลังจนถึงค่าสูงสุ ด และเป็ นสภาพที่ใกล้เคียงกับการวิบตั ิของเสาเข็ม 6.2 นอกจากกําลังรั บนํ้าหนักที่ ได้จากการทดสอบ ผูอ้ อกแบบต้องคํานึ งถึงปั จจัยแวดล้อมอื่นๆ ด้วย เช่ น ชั้นดิ นอ่ อ นที่ อยู่ใ ต้ปลายเสาเข็ม การต่ อเสาเข็มตอกซึ่ งมี ผลกระทบต่ อการเคลื่ อ นตัวของคลื่ น และ การสูญเสี ยพลังงาน เป็ นต้น 6.3 สําหรับการทดสอบ เพื่อประเมินกําลังรับนํ้าหนักบรรทุกของเสาเข็ม ควรทดสอบ ร่ วมกับการทดสอบ บรรทุกเสาเข็มแบบสถิต และสอบเทียบผลที่ได้ 6.4 เนื่องจากการทดสอบ เป็ นการประเมินกําลังรับนํ้าหนักบรรทุกของเสาเข็มในขณะทดสอบจึงต้องคํานึงถึง อิ ทธิ พลของอายุเสาเข็มเช่ น ผลของการคืนกําลังของดิ น (Pile Setup) หรื อการคลายตัวของดิ น (Relaxation) และจะต้องระบุอายุของเสาเข็มขณะทําการทดสอบทุกครั้ง เนื่ องจากสาเหตุดงั กล่าวหาก ต้องการประเมินกําลังในระยะยาวของเสาเข็มควรทดสอบโดยการตอกซํ้าเพื่อรอให้ผลกระทบจากการ ก่อสร้างลดลงไปก่อน ซึ่ งอาจเป็ นระยะเวลาหลายชัว่ โมงสําหรับเสาเข็มในชั้นทรายหรื อเป็ นระยะเวลา หลายสัปดาห์สาํ หรับเสาเข็มที่ก่อสร้างในชั้นดินเหนี ยว การทดสอบอย่างเร่ งด่วนภายหลังก่อสร้างเสร็ จ ใหม่ๆ จะทําให้ผลที่ได้ต่างกับกําลังรับนํ้าหนักบรรทุกในระยะยาวของเสาเข็ม 6.5 หากสามารถสร้างความสัมพันธ์ (โดยมีค่าสหสัมพันธ์ที่ดี1) ระหว่างผลการทดสอบโดยการตอกซํ้ากับ กําลังรับนํ้าหนักขณะตอกได้ จะมีประโยชน์ต่อการควบคุมการตอกเสาเข็มเป็ นอย่างมาก

1

ค่าสหสัมพันธ์ (Correlation) หมายถึง การหาความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปว่ามีความสัมพันธ์เกี่ยวข้องกัน

ในรู ปแบบสมการเชิงเส้นรู ปแบบใด เพื่อให้สามารถทํานายค่าตัวแปรใดๆ ได้ในกรณี ที่ไม่ทราบค่าตัวแปรอีกตัวหนึ่ ง โดย ในกรณี น้ ี หมายถึง ความสัมพันธ์ระหว่างผลการตอกซํ้ากับกําลังรับนํ้าหนักขณะตอก

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 19

7. เอกสารอ้ างอิง 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. หน้ า 20

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ 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 มาตรฐานงานเสาเข็ม

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 21

ภาคผนวก ก. ประวัติ ประโยชน์ และข้ อจํากัดของการทดสอบ ก1. การทดสอบบรรทุกเสาเข็มแบบพลศาสตร์ เป็ นการทดสอบโดยการปล่อยตุม้ นํ้าหนักให้ตกลงบนหัว เสาเข็มหรื อใช้อุปกรณ์อื่นที่สามารถทําให้เกิดแรงในลักษณะเดียวกันต่อเสาเข็มแล้วใช้ผลตอบสนองของ เสาเข็มที่วดั ได้เป็ นข้อมูลป้ อนเข้าสําหรับการวิเคราะห์เชิงพลวัตเพื่อประมาณค่ากําลังรับนํ้าหนักเชิงสถิต ของเสาเข็ม และความสมํ่าเสมอของเสาเข็มทั้งในด้านขนาด ความแข็งเกร็ ง และ ความต่อเนื่ องของ เนื้อวัสดุ การทดสอบมีจุดเริ่ มต้นจากการใช้สูตรตอกเสาเข็มเพื่อประมาณกําลังรับนํ้าหนักบรรทุกของเสาเข็ม แต่ เนื่องจากผลที่ได้จากสูตรตอกเสาเข็มมีความคลาดเคลื่อนสูง1 จึงมีความพยายามที่จะหาวิธีการที่ดีข้ ึนโดย ใช้ขอ้ มูลการตรวจวัดเพิ่มขึ้นและใช้ทฤษฎี ที่ซับซ้อนขึ้นเรื่ อยๆ ในปี ค.ศ. 1958 นักศึกษาของสถาบัน เทคโนโลยีเคส2 ได้พฒั นาวิธีการวิเคราะห์ขอ้ มูลที่วดั ได้จากการทดสอบเสาเข็ม ซึ่ งต่อมาเป็ นที่รู้จกั กันว่า “วิธีของเคส” (CASE Method) หลังจากนั้นโครงการวิจยั ดังกล่าวก็ได้รับการสนับสนุ นอย่างต่อเนื่ องจาก ทั้งกรมการขนส่ งของรัฐโอไฮโอ3และสํานักงานทางหลวงแห่ งสหรัฐอเมริ กา4 จนถึงปี ค.ศ. 1976 และมี การวิจยั เกิดขึ้นหลายฉบับ5 การทดสอบ มีพฒั นาการอย่างรวดเร็ วในช่วง 50 ปี ที่ผา่ นมา ทั้งนี้เนื่ องจากความก้าวหน้าของอุปกรณ์วดั และบันทึกสัญญาณ เครื่ องช่วยคํานวณ รวมทั้งระเบียบวิธีการวิเคราะห์ผล อุปกรณ์วดั ที่ดีข้ ึน ทําให้ สามารถวัดสัญญาณที่ ชัดเจนโดยมี สัญญาณรบกวนตํ่า ในขณะที่ มาตรวัดต่างๆ มี ขนาดเล็กลงทําให้ สามารถติดตั้งกับเสาเข็มได้ง่าย พัฒนาการด้านอุปกรณ์ปรับสัญญาณ และอุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณทําให้ สามารถแยกความแตกต่างของสัญญาณได้ดีข้ ึน และสามารถบันทึกข้อมูลได้รวดเร็ วพอสําหรั บการ ตรวจวัดเชิงพลวัต เครื่ องช่วยคํานวณซึ่ งได้แก่คอมพิวเตอร์ และไมโครคอนโทรลเลอร์ ทาํ ให้สามารถ ประมวลผลข้อมู ล ได้อย่า งรวดเร็ ว และลดความผิด พลาด ผลดัง กล่ า วช่ ว ยกระตุ น้ ให้เ กิ ด การพัฒ นา กระบวนวิธีการวิเคราะห์ที่ละเอียด ซับซ้อนและให้ผลการวิเคราะห์ที่มีความใกล้เคียงกับพฤติกรรมจริ ง มากขึ้น ก2. การทดสอบสามารถให้ขอ้ มูลที่ มีประโยชน์ครอบคลุมตั้งแต่ช่วงวางแผนการก่ อสร้ างไปจนถึงช่ วงที่ ก่อสร้างเสาเข็มเสร็ จสิ้ นแล้ว โดยการวิเคราะห์ผลการทดสอบ ช่วยให้ทราบถึงประสิ ทธิภาพของอุปกรณ์

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 ปั จจุบนั คือ Case Western Reserve University 3 Ohio department of transportation 4 Federal highway administration 5 เอกสารอ้างอิง 7.3, 7.4 และ 7.12

หน้ า 22

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ตอกเสาเข็ม หน่ วยแรงที่ จะเกิ ดขึ้นขณะตอก ความต้านทานการตอกเสาเข็ม ซึ่ งมี ความสําคัญต่อการ วางแผนงานก่อสร้างเสาเข็มตอก และความสมบูรณ์ของเสาเข็มที่ก่อสร้างเสร็ จเรี ยบร้อยแล้วได้ เนื่องจาก การทดสอบ ใช้เวลาไม่มากจึงสามารถทดสอบเสาเข็มได้หลายต้นภายในหนึ่ งวันโดยเสี ยค่าใช้จ่ายตํ่า ผลการทดสอบเบื้องต้น (เช่นกําลังรับนํ้าหนักตามวิธีของเคส) ยังทราบได้ทนั ทีหลังจากตอกทดสอบ ทํา ให้สามารถตัดสิ นใจแก้ไขปั ญหาเร่ งด่วนได้อย่างทันการณ์ ก3. การทดสอบสามารถใช้ประเมินกําลังรับนํ้าหนักเชิ งสถิตแต่ตอ้ งภายหลังจากการพิสูจน์ทราบในพื้นที่ที่ ต้องการประเมินกําลังรับนํ้าหนักแล้วว่า ผลการประเมินที่ได้กบั กําลังรับนํ้าหนักเชิงสถิตมีความสัมพันธ์ กัน การพิสูจน์ทราบดังกล่าวอาจทําได้โดยการสอบเทียบกับผลหรื อข้อมูลที่ สามารถประเมิ นผลการ ทดสอบการรับนํ้าหนักบรรทุกเสาเข็มแบบสถิตยศาสตร์ ก4. สําหรับโครงการก่อสร้างในพื้นที่ที่ไม่เคยมีการศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างผลการทดสอบกับกําลังรับ นํ้าหนัก เชิ ง สถิ ต มาก่ อ น ควรใช้ก ารทดสอบเป็ นส่ ว นเสริ มจากการทดสอบบรรทุ ก เสาเข็ม แบบ สถิตยศาสตร์ ซ่ ึ งจะทําให้สามารถทดสอบได้ครอบคลุมพื้นที่มากขึ้นโดยเสี ยค่าใช้จ่ายไม่มาก อย่างไรก็ ตามเนื่ องจากการทดสอบทั้งสองประเภทมีความแน่ นอนต่างกัน (โดยการทดสอบบรรทุกเสาเข็มแบบ สถิตยศาสตร์ มีความแน่นอนมากกว่า) จึงต้องสอบเทียบระหว่างการทดสอบทั้งสองประเภทก่อนเพื่อให้ ได้ผลการทดสอบที่ใกล้เคียงกัน ก5. กําลังรับนํ้าหนักบรรทุกที่ได้จากการทดสอบ นั้นจะให้ค่ากําลังสู งสุ ดที่เสาเข็มจะรับได้เท่านั้น กําลังรับ นํ้าหนักดังกล่าวไม่ใช่ค่ากําลังรับนํ้าหนักบรรทุกตามนิ ยามต่างๆ เช่น นิ ยามของเดวิดสัน นิ ยามของมาร์ เซอร์ คิวิค เป็ นต้น ดังนั้นในการนําผลการทดสอบ ไปใช้เปรี ยบเทียบกับกําลังรั บนํ้าหนักบรรทุกตาม นิ ยามอื่นๆ จึงต้องคํานึ งถึงความแตกต่างนี้ ดว้ ย นอกจากนี้ อตั ราส่ วนระหว่างแรงต้านทานที่ผิวด้านข้าง ของเสาเข็มและแรงต้านทานที่ปลายเสาเข็มที่ได้จากการทดสอบ จะมีความแตกต่างกับอัตราส่ วนอย่าง เดียวกันที่ได้จากการทดสอบบรรทุกเสาเข็มแบบสถิตยศาสตร์ ดังนั้นจึงไม่สามารถนําผลการทดสอบ มา ใช้ในการประเมินแรงต้านทานที่ผวิ ด้านข้างของเสาเข็มหรื อแรงต้านทานที่ปลายเสาเข็มแบบแยกจากกัน โดยต้องพิจารณาเป็ นกําลังรับนํ้าหนักรวมเท่านั้น ก6. สําหรับความสัมพันธ์ระหว่างนํ้าหนักบรรทุกกับการเคลื่อนตัวของเสาเข็มนั้น ผลการทํานายที่ได้จากการ ทดสอบ จะไม่ ต รงกับ ผลที่ ไ ด้จ ากการทดสอบบรรทุ ก เสาเข็ม แบบสถิ ต ยศาสตร์ โดยทั่ว ไปเมื่ อ เปรี ยบเทียบที่น้ าํ หนักบรรทุกเท่ากันแล้ว ผลการทํานายการเคลื่อนตัวจากการทดสอบ จะมีค่าน้อยกว่า เป็ นอย่างมาก

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 23

ภาคผนวก ข. ทฤษฎีคลืน่ หน่ วยแรง ข1. เมื่อมีแรงกระแทกตามแนวแกนกระทําที่หัวเสาเข็มจะเกิดแรงเค้นแผ่ขยายออกไปในลักษณะของคลื่น คลื่นหน่วยแรงดังกล่าวจะเดินทางจากหัวเสาเข็มลงไปสู่ ปลายเสาเข็มและสะท้อนกลับสู่ หวั เสาเข็มอีกที หนึ่ ง ในระหว่า งที่ ค ลื่ นหน่ ว ยแรงเดิ นทางนี้ จะได้รั บอิ ท ธิ พ ลจากแรงต้านทานในมวลดิ น และจาก คุณสมบัติของเสาเข็มทําให้คลื่นหน่วยแรงที่สะท้อนกลับขึ้นมามีลกั ษณะรู ปร่ างแตกต่างกันไป ข2. เนื่ องจากพฤติกรรมการเคลื่อนที่ของคลื่นหน่วยแรงดังกล่าวเป็ นไปตามหลักการการเคลื่อนที่ของคลื่น จึงสามารถนําทฤษฎีพ้ืนฐานทางกลศาสตร์ มาใช้วิเคราะห์ได้ สมการพื้นฐานที่ใช้ในการวิเคราะห์ตาม ทฤษฎีคลื่นหน่วยแรงสามารถเขียนได้เป็ น 2 ∂ 2 u ( x, t ) 2 ∂ u ( x, t ) = ⋅ c ∂t 2 ∂x 2

โดยที่

c u

หน้ า 24

(ข.1)

คือ ความเร็ วของการเดินทางของคลื่นหน่วยแรง คือ การเคลื่อนที่ของเนื้อวัสดุเสาเข็มโดยพิจารณาที่ตาํ แหน่ง x และ ณ เวลา t

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ภาคผนวก ค. ทฤษฏีทใี่ ช้ ในการวิเคราะห์ ผลการทดสอบและการตีความ เนื่ อ งจากลัก ษณะของการทดสอบที่ เ ป็ นแบบพลวัตทํา ให้เ สาเข็ม มี แ รงต้า นทานเพิ่ มขึ้ นจากสภาพสถิ ต แรงต้านทานที่เพิ่มขึ้นดังกล่าวได้แก่ แรงหน่วง (Damping Force) และ แรงเฉื่ อย (Inertia Force) นอกจากนี้ แรงต้า นทานที่ ว ดั ได้จ ากมาตรวัด ที่ ติ ดตั้ง บนเสาเข็มยัง ได้รั บผลกระทบจากการสั่น ของเสาเข็ม (Wave Equation Phenomenon) ด้วย ดังนั้นแรงต้านทานที่วดั ได้จากการทดสอบจึงยังไม่สามารถนํามาใช้ได้ทนั ที แต่ตอ้ งผ่านกระบวนการต่าง ๆ เช่น การตรวจสอบคุณภาพของสัญญาณ การกรองสัญญาณ แล้วจึงนําไป วิเคราะห์ผลเพื่อแยกออกเป็ นแรงต้านทางเชิงพลวัตและแรงต้านทานเชิงสถิตต่อไป กระบวนการแปลและวิเคราะห์ ผลการทดสอบบางส่ วนที่ นิยมใช้ในการทํางานปั จจุ บนั สามารถอธิ บาย โดยสังเขปได้ดงั ต่อไปนี้ ค1. วิธีพลังงาน (Energy Approach) วิธีพลังงานใช้หลักสมดุลระหว่างพลังงานที่ใช้ในการตอกเสาเข็มกับงานที่เกิดขึ้นจากการทรุ ดตัวของ เสาเข็ม สมการสมดุลอย่างง่ายของพลังงานที่เกิดขึ้นจากการตอกเสาเข็มสามารถแสดงได้ดงั นี้ E driving = R s (0.5S e + S p ) (ค.1) พจน์ดา้ นซ้ายของสมการคือพลังงานจากอุปกรณ์ตอกทดสอบ ในขณะที่พจน์ดา้ นขวาของสมการคืองาน ที่เกิดขึ้นจากแรงต้านทานและการเคลื่อนตัวของเสาเข็มโดยมีค่าเท่ากับพื้นที่ใต้กราฟในรู ปที่ ค-1 เนื่ องจากไม่มีการแบ่งแยกว่าแรงต้านทานของเสาเข็มที่เกิดขึ้นขณะตอกเป็ นแรงต้านทานเชิงสถิตหรื อ เป็ นแรงต้านทานเชิงซ้อนที่เป็ นผลรวมระหว่างแรงต้านทานเชิงสถิตและแรงต้านทานเชิงพลวัตประเภท ต่างๆ กําลังของเสาเข็มที่ได้จากวิธีพลังงานจึงเป็ นค่าประมาณที่มีความสัมพันธ์ทางอ้อมกับแรงต้านทาน เชิ งสถิตของเสาเข็มเท่านั้น ในบางกรณี กาํ ลังของเสาเข็มที่ได้อาจแตกต่างจากค่าที่ได้จากการทดสอบ กําลังของเสาเข็มด้วยวิธีสถิตก็ได้

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 25

รูปที่ ค-1 ความสั มพันธ์ ระหว่ างแรงต้ านทาน การทรุดตัวของเสาเข็ม และงานทีเ่ กิดขึน้ (ข้อ ค1.) ค1.1 สู ตรตอกเสาเข็ม (Driving Formula) จุดมุ่งหมายหลักของสู ตรตอกเสาเข็ม คือ การประเมินกําลังของเสาเข็มในขณะตอกโดยใช้การ ทรุ ดตัวคงค้างของเสาเข็มภายหลังการตอก (Permanent Displacement of Pile or Pile Set) พลังงาน ที่ใช้ในการตอกเสาเข็มเกิดจากพลังงานศักย์ของตุม้ ตอกเสาเข็มซึ่ งแปรผันเป็ นสัดส่ วนกับนํ้าหนัก ของตุม้ และระยะยกตอก เมื่อตุม้ ตกกระทบหัวเสาเข็มจะเกิ ดการถ่ายทอดพลังงานไปสู่ เสาเข็ม เสาเข็มจะใช้พลังงานที่ได้รับนี้ในรู ปแบบต่างๆ พร้อมกัน กล่าวคือ พลังงานส่ วนหนึ่งจะใช้ไปใน การหดตัวของเสาเข็ม (Elastic Shortening) และเกิดการสะสมของพลังงานความเครี ยด (Strain Energy) พลังงานอีกส่ วนหนึ่ งจะใช้ไปเพื่อการเอาชนะแรงต้านทานของดินโดยรอบและของดินที่ ปลายเสาเข็ม (Penetration Work) นอกจากนี้พลังงานศักย์บางส่ วนจะสู ญเสี ยไปเนื่ องจากอุปกรณ์ การตอกด้วย เช่น ที่หมอนรองตุม้ ตอกเสาเข็ม ที่เสาส่ ง หรื อ ที่กว้านตอกเสาเข็ม เป็ นต้น สู ตรตอกเสาเข็มประเมินค่าพลังงานการตอกด้วยสมการ (ค.2) ซึ่ งประกอบด้วยพลังงานศักย์ของ ตุม้ ตอกเสาเข็มและประสิ ทธิภาพของการตอก Edriving = ni ncWh (ค.2) จากสมการ (ค.1) และ (ค.2) ประกอบกับส่ วนปลอดภัยสําหรับสูตรตอกเสาเข็ม จะสามารถคํานวณ กําลังรับนํ้าหนักบรรทุกยอมให้ของเสาเข็มได้ดงั นี้ Qallow =

หน้ า 26

Rs FS

(ค.3)

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

เนื่ องจากค่า Rs เป็ นค่ากําลังเชิ งพลวัตที่ มีความสัมพันธ์ทางอ้อมกับแรงต้านทานเชิ งสถิ ตของ เสาเข็มดังที่ได้อธิบายไว้ขา้ งต้น จึงไม่แนะนําให้นาํ ไปใช้ในการกําหนดนํ้าหนักบรรทุกใช้งานของ เสาเข็มโดยตรง การใช้ค่า Rs ที่เหมาะสมนั้นได้แก่การใช้เพื่อควบคุมความสมํ่าเสมอของงาน เสาเข็ม ตอกโดยตรวจสอบการทรุ ด ตัว คงค้า งจากการตอกเสาเข็ม แต่ ล ะครั้ ง หรื อ จากการ นับจํานวนตอก1 ค.1.2 วิธี Enthru วิธี Enthru จะใช้ค่า Enthru เป็ นค่าพลังงานการตอก ( Edriving ) แทนการคํานวณตามสมการ (ค.2) โดยนิยามของ Enthru คือพลังงานสูงสุ ดที่เสาเข็มสะสมได้จากการตอกทดสอบ ค่าของ Enthru นั้น ต้องคํานวณจากสัญญาณเชิ งพลศาสตร์ ที่วดั ได้จากหัววัดสัญญาณโดยตรง ซึ่ งแตกต่างจากสู ตร ตอกเสาเข็มซึ่งคํานวณจากพลังงานศักย์และประสิ ทธิภาพของการส่ งผ่านพลังงาน ตามหลักการของงานและพลังงาน พลังงานที่สะสมไว้ในเสาเข็มที่เวลาหนึ่งๆ จะคํานวณได้จาก t

E (t ) = ∫ F (τ ) ⋅ v(τ ) dτ

(ค.4)

0

จากสมการข้างต้น พลังงานที่ สะสมไว้ในเสาเข็มจะเพิ่มขึ้นเรื่ อยๆ เมื่ อเสาเข็มทรุ ดตัวลง เมื่ อ เสาเข็ ม หยุ ด ทรุ ดตัว และกํา ลัง จะสะท้อ นกลับ จะเป็ นชั่ ว ขณะเวลาที่ พ ลัง งานที่ ส ะสมไว้ มีค่ามากที่สุด เพราะหลังจากเสาเข็มเริ่ มสะท้อนกลับพลังงานที่สะสมไว้ในเสาเข็มส่ วนหนึ่ งจะใช้ ในการคืนรู ปของเสาเข็ม ค่าพลังงานสะสมสูงสุ ดที่เกิดขึ้นนี้คือค่า Enthru ค่า Enthru นี้ สามารถใช้เพื่อประเมินประสิ ทธิ ภาพของการตอกตามวิธีสูตรตอกเสาเข็มได้ โดย ประสิ ทธิ ภาพของการตอกมีค่าเท่ากับอัตราส่ วนระหว่าง Enthru กับพลังงานศักย์ของตุม้ ตอก เสาเข็มหรื อพลังงานตอกที่ระบุไว้โดยผูผ้ ลิต โดยทัว่ ไปประสิ ทธิ ภาพนี้ มีค่าระหว่างร้อยละ 10 ถึง ร้อยละ 85 ค.2 วิธีทฤษฎีคลืน่ หน่ วยแรง (Stress Wave Theory Approach) เมื่อหัวเสาเข็มถูกตอกด้วยอุปกรณ์ตอกทดสอบจะเกิดคลื่นหน่วยแรงขึ้นภายในเสาเข็ม คลื่นหน่วยแรงนี้ จะเดิ น ทางจากหัว เสาเข็มไปสู่ ป ลายเสาเข็มและเกิ ดการสะท้อ นจากปลายเสาเข็มกลับสู่ หัว เสาเข็ม นอกจากการสะท้อนที่ปลายเสาเข็มแล้วในระหว่างที่คลื่นหน่วยแรงเดินทางไปตามความยาวของเสาเข็ม อาจเกิดการสะท้อนกลับได้ดว้ ย ทั้งนี้ เนื่ องจากปั จจัยหลายประการ เช่น การคอดของหน้าตัดเสาเข็ม หรื อ เสาเข็มเป็ นโพรง เป็ นต้น

1

ค่าที่ ได้จากการนับจํานวนตอกภายหลังเปลี่ยนหมอนรองหัวเสาเข็ม 100 ครั้งแรกไม่ควรนําไปใช้ในการคํานวณใดๆ เพราะหมอนรองหัวเสาเข็มจะยุบตัวมากในช่วงแรกๆ และเริ่ มเข้าสู่ สภาพคงที่หลังจากการตอกเต็มที่ประมาณ 100 ครั้ง

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 27

สัญญาณคลื่ นสะท้อนที่ วดั ได้เมื่ อนํามาเปรี ยบเที ยบกันระหว่างคลื่ นสะท้อนที่ ได้จากเสาเข็มที่ มีแรง ต้านทานจากชั้นดิ นตํ่ากับเสาเข็มที่มีแรงต้านทานจากชั้นดินสู งจะพบว่ามีความแตกต่างกัน โดยคลื่นที่ เดินทางผ่านชั้นดินที่มีแรงต้านทานสู งมีแนวโน้มที่จะสู ญเสี ยพลังงานมากกว่า ดังนั้นความแรงของคลื่น สะท้อนที่วดั ได้จึงเป็ นดัชนีที่บ่งชี้ถึงแรงต้านทานของชั้นดินหรื อกําลังรับนํ้าหนักบรรทุกของเสาเข็มได้ วิธีทฤษฎีคลื่นหน่วยแรงใช้ค่าความเครี ยดและความเร็ วของอนุภาคเสาเข็มที่วดั ได้จากเหตุการณ์ตอกเป็ น ข้อมูลหลักเพื่อประเมินพฤติกรรม สภาพ หรื อ กําลังรับนํ้าหนักบรรทุกของเสาเข็ม โดยพิจารณาความ แรงของสั ญ ญาณและเวลาที่ ค ลื่ น หน่ ว ยแรงสะท้อ นกลับ จากตํา แหน่ ง ต่ า งๆ ตามความยาวเสาเข็ม เปรี ยบเทียบกับผลการคํานวณโดยใช้แบบจําลองทางคณิ ตศาสตร์ แบบจําลองทางคณิ ตศาสตร์ ที่ใช้กันอยู่ในปั จจุ บนั ประกอบด้วยส่ วนย่อยสองประเภทคื อสปริ งและ แดชพอต โดยสปริ งใช้จาํ ลองความต้านทานชั้นดินและแดชพอตใช้จาํ ลองความหน่ วงของชั้นดินที่มีต่อ การสัน่ ของเสาเข็ม เมื่อแบ่งตามวิธีการหาผลการคํานวณ วิธีทฤษฎีคลื่นหน่วยแรงจะแบ่งออกได้เป็ นสอง กลุ่มคือ วิธีเชิงวิเคราะห์ (Analytical Methods) และวิธีเชิงตัวเลข (Numerical Methods) วิธีเชิงวิเคราะห์จาํ ลองพฤติกรรมการรับนํ้าหนักของเสาเข็มด้วยแบบจําลองที่ไม่ซบั ซ้อน แล้วหาผลเฉลย รู ปแบบปิ ด (Closed Form Solution) ของสมการคลื่นที่เคลื่อนที่ผ่านแบบจําลองเสาเข็มโดยใช้วิธี ลักษณะเฉพาะ (Characteristic Method) แบบจําลองที่ใช้ในวิธีเชิ งวิเคราะห์ประกอบด้วยสปริ งและ แดชพอตจํานวนไม่มากโดยมีตวั อย่างเช่ นดังแสดงไว้ในรู ปที่ ค-2 วิธีเชิ งวิเคราะห์ที่นิยมใช้กนั อย่าง แพร่ หลาย เช่น วิธีของเคส วิธีอิมพีแดนซ์ และ วิธีของTNO1 เป็ นต้น

1

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

หน้ า 28

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

สภาพจริง

Ssta

Ssta

Ssta

Ssta

Ssta

Ssta

Ssta

Ssta

วิธีเชิงวิเคราะห์ (ทีส่ ามารถให้ ผลการวิเคราะห์ ขณะทดสอบได้ ทนั ที) วิธีของเคส วิธีอมิ พีแดนซ์ วิธีของTNO

วิธีเชิงตัวเลข (ทําในสํ านักงาน) วิธีจบั คู่สัญญาณ

Sdyn + Ssta

Ssta

Tsta (Sdyn + Tdyn) + Tsta

หมายเหตุ : Ssta = Static Skin Resistance,

Tdyn + Tsta

Tsta = Static Toe Resistance,

Sdyn = Dynamic Skin Resistance, Tdyn = Dynamic Toe Resistance รูปที่ ค-2 ตัวอย่ างแบบจําลองทีใ่ ช้ ในวิธีทฤษฎีคลืน่ หน่ วยแรงเชิงวิเคราะห์ (ข้อ ค.2) เมื่ อ เปรี ย บเที ย บกับ วิ ธี เ ชิ ง วิ เ คราะห์ แบบจํา ลองที่ ใ ช้ใ นวิ ธี เ ชิ ง ตัว เลขจะมี ค วามซับ ซ้ อ นมากกว่ า ตัวอย่างเช่น แบบจําลองที่แสดงไว้ในรู ปที่ ค-3 เนื่ องจากความซับซ้อนดังกล่าวจึงไม่สามารถหาผลเฉลย รู ปปิ ดได้โดยง่ายและจําเป็ นจะต้องใช้คอมพิวเตอร์ ช่วยในการคํานวณ สมิทธ์[7.15] เป็ นผูเ้ ริ่ มนําวิธีเชิง ตัวเลขมาใช้งานจริ ง หลังจากนั้นวิธีการดังกล่าวได้รับการพัฒนาโดยนักวิชาการและหน่วยงานต่างๆ ซึ่งมี รายละเอียดของกระบวนงานแตกต่างกัน วิธีเชิงตัวเลขที่ได้พฒั นาขึ้นภายหลังนี้เมื่อแบ่งออกเป็ นกลุ่มจะ แยกเป็ น วิธีสมการคลื่น วิธีจบั คู่สญ ั ญาณ และ วิธีไฟไนต์อิลิเมนต์ เนื่ องจากกระบวนการคํานวณและแบบจําลองตามวิธีเชิงตัวเลขมีความซับซ้อน ในการทํางานจริ งจึงมัก พบว่าผลการคํานวณส่ วนใหญ่จะได้จากการวิเคราะห์ดว้ ยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ สาํ เร็ จรู ปซึ่ งเขียนขึ้น เพื่อการทดสอบโดยเฉพาะ ตัวอย่างของโปรแกรมคอมพิวเตอร์ ที่คาํ นวณด้วยวิธีสมการคลื่นเช่น TTI[7.8] WEAP[7.4,7.6] GRLWEAP[7.11] TNOWAVE[7.10] โปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่คาํ นวณด้วยวิธีจบั คู่สญ ั ญาณเช่น CAPWAP[7.11] SIMBAT[7.16] เป็ นต้น

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 29

ก) เสาเข็มจริ ง ข) แบบจําลอง รูปที่ ค-3 ตัวอย่ างแบบจําลองทีใ่ ช้ ในวิธีทฤษฎีคลืน่ หน่ วยแรงเชิงตัวเลข (ข้อ ค.2) ค2.1 วิธีของเคส (CASE Method) วิธีของเคสเป็ นวิธีที่นิย มใช้กันอย่างแพร่ หลายเนื่ องจากการคํานวณที่ ไม่ซับซ้อน สามารถหา ผลลัพธ์ได้รวดเร็ ว ในการปฏิบตั ิงานปรกตินิยมใช้วิธีของเคสเพื่อการประเมินขั้นต้นในสนามและ นําผลการตรวจวัดที่ได้ไปวิเคราะห์อย่างละเอียดด้วยวิธีเชิงตัวเลขในภายหลัง แบบจําลองที่ใช้ในการวิเคราะห์ตามวิธีของเคสสมมุติให้แรงต้านทานและความหน่ วงทั้งหมด เกิดขึ้นที่ปลายเสาเข็มดังแสดงในรู ปที่ ค-2 และคํานวณกําลังรับนํ้าหนักเชิ งสถิตของเสาเข็มจาก สมการ (ค.5) โดยกําหนดให้เวลา t1 ในสมการ (ค.5) เป็ นเวลาที่แรงหน้าตัดหรื อความเร็ วของ อนุภาคเสาเข็มมีค่ามากที่สุด1 Rs = T − D

T=

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

(ค.5)

T⎞ ⎛ D = J ⎜ 2v(t1 ) − ⎟ Z⎠ ⎝

1

สําหรับชั้นดินบางประเภท มีผเู ้ สนอให้ใช้วิธีทดลองแทนค่า t1 ด้วยเวลาตําแหน่งต่างๆ และใช้ค่า t1 ที่ทาํ ให้ค่ากําลังรับ นํ้าหนักเชิงสถิตจากการคํานวณตามสมการ (ค.5) มีค่ามากที่สุด

หน้ า 30

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ค.2.2 วิธีสมการคลื่น (Wave Equation Method) วิธีเชิงตัวเลขโดยใช้แบบจําลองหนึ่ งมิติมีหลักการสําคัญคือการจําลองพฤติกรรมของเสาเข็ม และ ชั้นดินด้วยชิ้นส่ วนสั้นๆ ที่เรี ยงต่อกันตามความยาวเสาเข็ม และใช้สปริ งและแดชพอตเป็ นตัวแทน ของแรงต้านทานที่เกิดขึ้นขณะที่คลื่นหน่ วยแรงเคลื่อนที่ผ่านดังเช่นที่ได้แสดงไว้แล้วในรู ปที่ ค2 วิ ธี เ ชิ ง ตัว เลขตามแนวทางนี้ อาจมี ร ายละเอี ย ดของขั้น ตอนวิ ธี (Algorithm) แตกต่ า งกัน เช่ น การคํานวณโดยใช้สมดุลของแรงระหว่างชิ้นส่ วนย่อยเพียงอย่างเดียว (วิธีของสมิทธ์ โปรแกรม WEAP) หรื อ การคํานวณโดยใช้สมดุ ลของแรงระหว่างชิ้ นส่ วนย่อยร่ วมกับวิธีลกั ษณะเฉพาะ (โปรแกรม TNOWAVE) เป็ นต้น ค.2.3 วิธีจบั คู่สญ ั ญาณ (Signal Matching Method) กลวิธีอย่างหนึ่งที่ใช้ในวิธีเชิงตัวเลขเช่นในโปรแกรม CAPWAP ได้แก่กระบวนงานจับคู่สญ ั ญาณ (Signal Matching Procedure) ด้วยกลวิธีดงั กล่าวคอมพิวเตอร์ จะคํานวณสัญญาณคลื่นจาก แบบจําลองแล้วเปรี ยบเที ยบกับสัญญาณที่ วดั ได้จากหัววัดสัญญาณ หากสัญญาณทั้งสองมี ค่า แตกต่างกันจะใช้วิธีทาํ ซํ้า (Iterative method) โดยปรับเปลี่ยนพารามิเตอร์เชิงสถิตและเชิงพลวัต ของแบบจําลองจนกระทัง่ สัญญาณทั้งสองมีค่าใกล้เคียงกัน หลังจากกระบวนการจับคู่สัญญาณ แล้ว กําลังรั บนํ้าหนักบรรทุ กของเสาเข็มเชิ งสถิ ตจะคํานวณได้จากแบบจําลองที่ ปรั บเปลี่ ย น พารามิเตอร์ โดยคํานึ งถึงผลเฉพาะจากองค์ประกอบเชิงสถิตซึ่ งโดยปรกติได้แก่ส่วนย่อยประเภท ั ญาณได้แสดงไว้ในค-4 สปริ ง ผังงานของการวิเคราะห์ดว้ ยกระบวนการจับคู่สญ

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 31

F = EA

แรง

สัญญาณคลื่นจากการทดสอบฯ

F = vZ

เวลา Ram Cap Block Pile Cap Cushion Block & 1 Pile segment st

แบบจําลองตามทฤษฎีคลื่น Pile

K1 K2

K3

R3

K4

R4

K5

R5

K6

R6

K7

R7

K8

Side Frictional Resistance

R8

R10

R9

Point resistance

ปรับแต่งพารามิเตอร์ด้วยการวนซ้ํา แรง

F

Not Match

เปรียบเทียบสัญญาณคลื่นที่คาํ นวณได้ กับสัญญาณจากการทดสอบ

จากการคํานวณ

เวลา

Match แรงตามแกน ระดับความลึก

นําเอาแบบจําลองที่ได้ปรับแต่งแล้ว ไปใช้คํานวณความสัมพันธ์เชิงสถิต

การทรุดตัว

น้ําหนักบรรทุก

ความสัมพันธ์เชิงสถิต

รู ปที่ ค-4 ขั้นตอนการวิเคราะห์ ด้วยกระบวนงานจับคู่สัญญาณ (ข้อ ค.2.3) หน้ า 32

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

เนื่ องจากแบบจําลองและวิธีการที่ใช้ในโปรแกรมต่างๆ มีความแตกต่างกัน ผูว้ ิเคราะห์จึงควรหา ข้อมูลเพิ่มเติมและทําตามคําแนะนําของผูเ้ ขียนโปรแกรมอย่างเคร่ งครัด เนื่ องจากโปรแกรมจะ พยายามปรับแต่งค่าพารามิเตอร์ ต่างๆ เพื่อทําให้ความคลาดเคลื่อนจากสัญญาณเป้ าหมายมีค่าน้อย ที่ สุด ผูว้ ิเคราะห์จึงควรตรวจสอบค่าพารามิ เตอร์ หลังจากกระบวนงานจับคู่สัญญาณว่ามี ค่าอยู่ ในช่วงปรกติหรื อไม่ ค่าพารามิเตอร์ป้อนเข้าของดินชนิดเดียวกันอาจเปลี่ยนแปลงได้แตกต่างกัน

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 33

ภาคผนวก ง การประเมินความเปลีย่ นแปลงอิมพีแดนซ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธีเบต้ า การประยุ ก ต์ใ ช้ผ ลจากการตรวจวัด สั ญ ญาณคลื่ น ที่ มี ป ระโยชน์ วิ ธี ก ารหนึ่ งคื อ การพิ จ ารณาจากการ เปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ของเสาเข็ม Rausche[7.13] ได้เสนอว่าการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวใช้ประเมินความ เสี ยหายของเสาเข็มได้และได้สรุ ปเป็ นดัชนีที่นิยมเรี ยกกันในประเทศไทยว่า ค่าเบต้า ค่าเบต้า หมายถึง อัตราส่ วนระหว่างอิมพีแดนซ์ของหน้าตัดด้านล่างต่ออิมพีแดนซ์ของหน้าตัดที่อยูด่ า้ นบน หรื อเท่ากับอัตราส่ วนระหว่างพื้นที่ท้ งั สองในกรณี เสาเข็มเป็ นวัสดุเนื้อเดียว β=

Z 2 A2 ≈ Z1 A1

(ง.1)

รู ปที่ ง-1 ค่ าเบต้ าทีห่ น้ าตัดต่ างๆ กรณีทเี่ สาเข็มเป็ นวัสดุเนือ้ เดียว Rausche [7.13] ได้เสนอตารางเปรี ยบเทียบความเสี ยหายของเสาเข็มกับค่าเบต้าไว้ดงั นี้

หน้ า 34

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ตารางที่ ง-1 ความสั มพันธ์ ระหว่ างค่ าเบต้ ากับระดับความเสี ยหายของเสาเข็ม ค่ าเบต้ า ระดับความเสี ยหาย >100% เสาเข็มมีหน้าตัดใหญ่ข้ ึน 80% – 100% เสาเข็มเสี ยหายน้อย 60% – 80% เสาเข็มเสี ยหายอย่างมีนยั สําคัญ ตํ่ากว่า 60% เสาเข็มหัก ค่ า เบต้า สํา หรั บ หน้า ตัด ต่ า งๆ สามารถคํา นวณได้จ ากสั ญ ญาณคลื่ น ที่ ว ดั ได้จ ากการตอกทดสอบโดย จํา เป็ นต้อ งใช้หั ว วัด สั ญ ญาณอย่ า งน้ อ ยสองชิ้ น ซึ่ งได้แ ก่ หั ว วัด สั ญ ญาณความเร่ ง และหั ว วัด สั ญ ญาณ ความเครี ยดประกอบกัน การคํานวณค่าเบต้าสําหรับหน้าตัดใดๆ มีรายละเอียดดังนี้ 1−α 1+ α Δ α= 2 ( Fi − R )

β=

(ง.2) (ง.3)

โดยที่ ค่า Fi หมายถึง แรงกระแทกสู งสุ ดขณะเริ่ มตอกทดสอบ R หมายถึง ความแตกต่างระหว่างแรงที่ คํานวณได้จากหัววัดสัญญาณความเครี ยดและหัววัดสัญญาณความเร่ งขณะที่ความเร็ วเริ่ มเพิ่มขึ้นเนื่ องจาก การเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ Δ หมายถึง ความแตกต่างของแรงที่คาํ นวณได้จากหัววัดสัญญาณความเร่ งจาก สภาพปกติเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ของเสาเข็มดังแสดงในรู ปที่ ง-2

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 35

จุดสูงสุดของการสะบัดขึ้น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์

Fi

สะญญาณจากหะววะดสะญญาณความเร่ง F = vZ

R

แรง

สะญญาณจากหะววะดสะญญาณความเครียด F = EA

จุดเริ่มต้นของการสะบัดขึ้น เนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ เส้นคาดการณ์กรณีที่อิมพีแดนซ์ไม่เปลี่ยนแปลง โดยลากขนานกับเส้นสัญญาณจากหัววัดสัญญาณความเครียด

เวลา

รู ปที่ ง-2 ความหมายของพารามิเตอร์ ต่างๆ ทีใ่ ช้ คาํ นวณค่ าเบต้ าทีเ่ วลาใดๆ

หน้ า 36

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

ภาคผนวก จ ตัวอย่ างแบบฟอร์ มสํ าหรับการทดสอบ

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

หน้ า 37

หน้ า 38

มยผ. 1252-51: มาตรฐานการรั บนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test

มยผ. 1551-51 มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test 1. ขอบข่ าย 1.1 ขอบเขตของการใช้งาน มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มแบบพลศาสตร์ น้ ี ใช้อา้ งอิ งสําหรั บกระบวนงาน ตรวจสอบเสาเข็มเดี่ ยวหรื อฐานรากลึ กชนิ ดอื่ นที่ มีลกั ษณะการรั บนํ้าหนักคล้ายคลึ งกัน โดยใช้แรง กระแทกที่ เ สาเข็ม แล้ว นํา ผลตอบสนองที่ ว ดั ได้ซ่ ึ ง อย่า งน้อ ยได้แ ก่ ค วามเร็ ว อนุ ภ าคของเสาเข็ม ไป วิเคราะห์สภาพของโครงสร้างเสาเข็มตามวัตถุประสงค์ที่ต้ งั ไว้ 1.2 วัตถุประสงค์ของการตรวจสอบ การตรวจสอบมี วตั ถุประสงค์เพื่อการประเมิ น (ก) ความสมบูรณ์ ของเสาเข็ม (ข) ขนาดหน้าตัดของ เสาเข็ม (ค) ความต่อเนื่องและความสมํ่าเสมอของเนื้อวัสดุเสาเข็ม การตรวจสอบนี้ไม่สามารถใช้เพื่อการ ประเมินกําลังรับนํ้าหนักบรรทุกของเสาเข็ม 1.3 ข้อจํากัดของการตรวจสอบ 1.3.1 การตรวจสอบจะให้ผลลัพธ์ที่ดีเมื่อสภาพโครงสร้างเสาเข็มและชั้นดินใกล้เคียงกับแบบจําลองทาง คณิ ตศาสตร์ ที่ใช้ในการวิเคราะห์ อย่างไรก็ตามสภาพโครงสร้างเสาเข็มและชั้นดินในความเป็ น จริ งมีความซับซ้อนทําให้ไม่สามารถเป็ นแบบจําลองได้ครบถ้วน 1.3.2 การตรวจสอบเป็ นเพียงเครื่ องช่วยในการหยัง่ ประเมินสิ่ งผิดปรกติอย่างหนึ่ งเท่านั้นไม่สามารถ พิสูจน์ทราบสิ่ งผิดปรกติทุกชนิดที่เกิดขึ้นภายในโครงสร้างเสาเข็มได้อย่างครบถ้วน1 1.3.3 ในกรณี ที่เสาเข็มมีรอยแยกตลอดพื้นที่หน้าตัดหรื อเป็ นเสาเข็มที่ต่อหลายท่อน การตรวจสอบไม่ สามารถใช้เพื่อการประเมินสภาพโครงสร้ างส่ วนที่อยู่ใต้รอยแยกหรื อรอยต่อได้ ทั้งนี้ เนื่ องจาก พลังงานของคลื่ น หน่ ว ยแรงส่ ว นใหญ่ จ ะสะท้อ นกลับสู่ หัว เสาเข็มที่ ร ะดับดังกล่ าวและเหลื อ พลังงานเพียงส่ วนน้อยเท่านั้นที่เดินทางต่อไปยังโครงสร้างส่ วนล่าง 1.3.4 สําหรับเสาเข็มยาวหรื อเสาเข็มที่มีแรงเสี ยดทานที่ผวิ ด้านข้างมาก พลังงานของคลื่นหน่วยแรงส่ วน ใหญ่จะถูกดูดซับไปในระหว่างเดินทางและทําให้สัญญาณคลื่นที่สะท้อนกลับมาจากปลายเสาเข็ม มีค่าน้อยมากจนไม่สามารถวัดได้ 2 ผลการตรวจสอบกับเสาเข็มเหล่านี้ จึงมีนยั สําคัญเฉพาะช่ วง ความยาวเสาเข็มที่ตรวจจับสัญญาณได้ชดั เจนเท่านั้น 1

2

อย่างไรก็ตามเนื่ องจากการตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มแบบพลศาสตร์ เสี ยค่าใช้จ่ายในการดําเนิ นการตํ่า จึ ง แนะนําให้ทาํ การตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มแบบพลศาสตร์ ไม่ต่าํ กว่าร้ อยละ 10 ของจํานวนเสาเข็ม เพื่อลด ความเสี่ ยงจากเสาเข็มที่มีความเสี ยหายมาก ความยาวสู งสุ ดที่สามารถตรวจสอบได้สาํ หรับเสาเข็มเสี ยดทานมีค่าโดยประมาณเท่ากับ 30 เมตร

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

หน้ า 39

1.3.5 การตรวจสอบไม่เหมาะที่จะใช้กบั เสาเข็มเหล็กแผ่น เสาเข็มเหล็กรู ปพรรณ หรื อเสาเข็มเหล็กรู ป ท่อกลวง นอกจากนี้ การวิเคราะห์ผลการตรวจสอบของเสาเข็มที่มีพ้ืนที่หน้าตัดเปลี่ยนแปลงมาก หรื อมีความไม่ต่อเนื่ องหลายตําแหน่ งจะทําได้ยากและเกิดความผิดพลาดได้ง่าย นอกจากนี้ การ ตรวจสอบยังไม่สามารถพิสูจน์ทราบความเสี ยหายในลักษณะรอยแตกตามแนวดิ่ง (ตามแนวแกน ของเสาเข็ม) ทั้งนี้ เนื่ องจากความเสี ยหายในลักษณะดังกล่าวไม่ทาํ ให้เกิดการขัดขวางการเดินทาง ของคลื่นหน่วยแรงนัน่ เอง 2. นิยามและรายการสั ญลักษณ์ 2.1 นิยาม “การตรวจสอบความสมบู รณ์ ของเสาเข็ม” หมายถึ ง การประเมิ นเชิ งคุ ณภาพของขนาดหน้าตัด ความ ต่อเนื่องและความสมํ่าเสมอของวัสดุเสาเข็ม “อิมพีแดนซ์ (Impedance)” หมายถึง ความต้านทานเชิ งพลศาสตร์ ของเนื้ อวัสดุ และพื้นที่หน้าตัดที่มีต่อ คลื่นหน่วยแรงที่เคลื่อนผ่านโครงสร้างเสาเข็ม อิมพีแดนซ์สามารถคํานวณได้จากสมการดังต่อไปนี้ Z=

Ed A = ρ cA c

(1)

“วิธีสะท้ อนพัลส์ (Pulse Echo Method, PEM)” หมายถึง การตรวจสอบประเภทหนึ่งซึ่ งวิเคราะห์ผลโดย ใช้ผลตรวจวัดการเคลื่อนที่ของหัวเสาเข็มตามเวลา “วิธีผลตอบสนองชั่วครู่ (Transient Response Method, TRM)” หมายถึง การตรวจสอบประเภทหนึ่งซึ่ง วิเคราะห์ผลในปริ ภูมิความถี่โดยใช้ท้ งั ผลตรวจวัดการเคลื่อนที่และแรงกระทําที่หวั เสาตามเวลา 2.2 รายการสัญลักษณ์ Ed หมายถึง มอดุลส ั ของความยืดหยุน่ เชิงพลวัต หน่วยเป็ น กิโลกรัมต่อตารางเมตร c หมายถึง ความเร็ วคลื่นหน่ วยแรงที่เดินทางภายในเสาเข็ม ρ หมายถึง ความหนาแน่นของวัสดุโครงสร้างเสาเข็ม L หมายถึง ความยาวของเสาเข็ม Z หมายถึง อิมพีแดนซ์ A หมายถึง พื้นที่หน้าตัดของเสาเข็ม g หมายถึง ความเร่ งธรรมชาติ หรื อ แรงโน้มถ่วงของโลก มีค่าเท่ากับ 9.806 เมตรต่อกําลังสองของ วินาที 3. อุปกรณ์ ทดสอบ การตรวจสอบใช้อุปกรณ์หลายประเภทซึ่ งต้องทํางานร่ วมกัน ค่าที่กาํ หนดไว้สาํ หรับอุปกรณ์ต่างๆ ตาม มาตรฐานนี้ จึงมี ความเกี่ ยวพันกันและกําหนดไว้เพื่อให้ผลการตรวจวัดในขั้นสุ ดท้ายมี ความถูกต้อง ครบถ้วน และ เหมาะสมต่อการนําไปวิเคราะห์ในขั้นตอนต่อไป หน้ า 40

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

รู ปที่ 1 อุปกรณ์ ทดสอบสํ าหรับการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็ม (ข้อ 3) ผลการตรวจวัดที่ได้เช่ นสัญญาณความเร็ วและแรงกระแทกจะต้องมีความเที่ยงตรงไม่นอ้ ยกว่าร้อยละ 5 ตลอดช่วงของค่าที่วดั ได้จากการทดสอบ สัญญาณเชิงพลวัตที่บนั ทึกได้ในช่วงความถี่ต่าํ กว่า 1,500 เฮิรตซ์ จะต้องเป็ นสัญญาณที่ไม่ผิดเพี้ยนเนื่ องจากขบวนการวัดและบันทึกผล อาทิ ความผิดเพี้ยนเนื่ องจากตัว กรองสัญญาณ หรื อ เนื่ องจากการกําหนดความถี่ในการเก็บข้อมูลที่ไม่เหมาะสม เป็ นต้น อุปกรณ์ การ ทดสอบเมื่อแจกแจงออกจะแบ่งออกได้เป็ น 4 ส่ วนคือ 1. อุปกรณ์เคาะทดสอบ 3. สายส่ งสัญญาณ 2. หัววัดสัญญาณ 4. ระบบวัดสัญญาณ 3.1 อุปกรณ์เคาะทดสอบ ค้อนมือถือหัวพลาสติกเป็ นอุปกรณ์ที่แนะนําให้ใช้เคาะทดสอบ อย่างไรก็ตามอุปกรณ์อื่นก็สามารถใช้ แทนได้เช่นกัน ทั้งนี้ คอ้ นหรื ออุปกรณ์อื่นนั้นจะต้องสามารถสร้างแรงกระแทกที่มีระยะเวลาน้อยกว่า 1 มิลลิวนิ าทีและไม่ทาํ ให้เสาเข็มเกิดความเสี ยหายเฉพาะที่อนั เนื่องมาจากแรงกระแทกนี้ 3.2 หัววัดสัญญาณ ข้อมูลหลักที่ใช้ในการตรวจสอบได้แก่สัญญาณความเร็ วที่แปรเปลี่ยนตามเวลา ดังนั้นจึงกําหนดให้ใช้ หัววัดสัญญาณเพื่อการวัดความเร็ วอย่างน้อยหนึ่ งชิ้น ผูท้ ดสอบอาจใช้หวั วัดสัญญาณมากกว่าหนึ่งชิ้นได้ เพื่อการตรวจสอบด้วยส่ วนซํ้าซ้อน 3.2.1 หัววัดสัญญาณเพื่อการวัดความเร็ ว 3.2.1.1 การตรวจสอบต้องใช้หวั วัดสัญญาณเพื่อการวัดความเร็ วอย่างน้อยหนึ่งชิ้น หัววัดสัญญาณ ที่ใช้เป็ นมาตรฐานเพื่อการดังกล่าวได้แก่ มาตรความเร่ ง ซึ่ งต้องสอบเที ยบให้ได้ความ มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

หน้ า 41

เที่ยงตรงที่ดีกว่าหรื อเท่ากับร้อยละ 5 ตลอดช่วงของค่าที่วดั ได้จากการทดสอบ และถ้ามี เหตุให้สงสัยว่าเกิ ดความเสี ยหายแก่หัววัดสัญญาณให้ทาํ การสอบเทียบใหม่ หากพบว่า หัววัดสัญญาณนั้นเสี ยหายจนไม่สามารถใช้การได้ดีให้ทาํ การเปลี่ยนหัววัดสัญญาณใหม่ 3.2.1.2 มาตรความเร่ งที่ใช้ทดสอบกับเสาเข็มคอนกรี ตต้องมีการตอบสนองสัญญาณเชิ งแอมพลิ จูดเป็ นเส้นตรง (Linear Amplitude Response) อย่างน้อยจนถึงความเร่ ง 50 g มาตร ความเร่ ง ทั้ง แบบสมบู ร ณ์ แ ละแบบสั ม พัท ธ์ ส ามารถใช้ใ นการทดสอบได้แ ต่ จ ะต้อ งมี คุณสมบัติข้ นั ตํ่าดังต่อไปนี้ (1) มาตรความเร่ งสัมพัทธ์ตอ้ งมีความถี่ธรรมชาติไม่ต่าํ กว่า 30,000 เฮิรตซ์ และมีค่าคงที่ ของเวลา (Time Constant) ไม่นอ้ ยกว่า 0.5 วินาที (2) มาตรความเร่ ง สมบู ร ณ์ ต ้อ งมี ก ารตอบสนองสั ญ ญาณเชิ ง เฟสคงที่ จ นถึ ง ความถี่ 5,000 เฮิรตซ์หรื อสูงกว่า 3.2.2 หัววัดสัญญาณเพื่อการวัดแรงกระแทก 3.2.2.1 หัววัดสัญญาณเพื่อการวัดแรงกระแทกเป็ นอุปกรณ์เสริ มที่เพิ่มขึ้นจากเกณฑ์ข้ นั ตํ่าสําหรับ การตรวจสอบวิ ธี ส ะท้อ นพัล ส์ และเป็ นอุ ป กรณ์ ที่ ต ้อ งใช้สํ า หรั บ การตรวจสอบวิ ธี ผลตอบสนองชัว่ ครู่ ตัวอย่างของหัววัดสัญญาณเพื่อการดังกล่าวเช่นมาตรแรงที่ติดตั้งใน หัวค้อนระหว่างส่ วนที่เป็ นพลาสติกกับส่ วนที่เป็ นโลหะ แรงกระแทกยังอาจคํานวณได้ จากผลคูณระหว่างความเร่ งกับมวลของหัวค้อนโดยความเร่ งวัดได้จากมาตรความเร่ งที่ ติดตั้งที่หวั ค้อน 3.2.2.2 แรงกระแทกที่วดั ได้จากการตรวจสอบไม่วา่ จะใช้หวั วัดสัญญาณชนิดใด จะต้องสอบเทียบ ให้ได้ความเที่ยงตรงที่ดีกว่าหรื อเท่ากับร้อยละ 5 ตลอดช่วงของค่าที่วดั ได้จากการทดสอบ ค้อนหรื ออุปกรณ์ตอกทดสอบสําหรับการตรวจสอบที่มีการวัดแรงกระแทกนั้น จะต้องถูก ปรับแต่งเพื่อให้ผลการแปลงฟูเรี ยร์ ของแรงที่วดั ได้มีความราบเรี ยบและไม่มียอดเฉพาะที่ เกิดขึ้น1 3.3 สายส่ งสัญญาณ สายส่ งสัญญาณใช้เพื่อส่ งผ่านสัญญาณจากหัววัดสัญญาณไปสู่ อุปกรณ์ประกอบการทดสอบอื่นๆ อาทิ อุ ปกรณ์ ปรั บสัญญาณ อุ ปกรณ์ บนั ทึ กผล หรื อ อุ ปกรณ์ แสดงผล เป็ นต้น สายสัญญาณที่ ใ ช้ตอ้ งเป็ น สายสัญญาณแบบป้ องกันการรบกวน (Shielded Cable) เพื่อลดสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้ า สัญญาณ

1

ในอีกนัยหนึ่ ง อุปกรณ์เคาะนั้นต้องมีความถี่ธรรมชาติสูงกว่าช่วงความถี่ที่วดั ได้จากการตรวจสอบ หรื อในกรณี ที่อุปกรณ์ เคาะมีความถี่ธรรมชาติอยูใ่ นช่วงความถี่ที่วดั ได้จะต้องใช้วสั ดุหน่วงเพื่อทําให้การสั่นพ้องของหัวค้อนที่ความถี่ธรรมชาติ นั้นถูกหน่วงลงอย่างรวดเร็ ว

หน้ า 42

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

ปลายทางที่ได้จากการส่ งผ่านสายส่ งสัญญาณจะต้องมีค่าเป็ นอัตราส่ วนเชิงเส้นต่อสัญญาณต้นทางที่ได้ จากหัววัดสัญญาณ ทั้งนี้เฉพาะในช่วงความถี่ที่เกี่ยวข้องกับการทดสอบ 3.4 ระบบวัดสัญญาณ 3.4.1 ระบบวัดสัญญาณประกอบด้วยอุปกรณ์ หลัก 3 ส่ วน คือ อุปกรณ์ ปรั บสัญญาณ อุปกรณ์ บนั ทึก สัญญาณ และอุปกรณ์แสดงผล ซึ่งอาจประกอบรวมกันเป็ นอุปกรณ์ชิ้นเดียวก็ได้ โดยมีคุณสมบัติ ดังนี้ 3.4.1.1 ระบบวัดสัญญาณต้องสามารถขยายสัญญาณที่วดั ได้จากหัววัดสัญญาณในข้อ 3.2.1 และ ต้องสามารถปรับอัตราการขยายสัญญาณให้เพิ่มขึ้นตามเวลาได้ดว้ ย 1 3.4.1.2 สัญญาณต้องสามารถกรองสัญญาณได้ท้ งั แบบผ่านสู ง (High Pass) ผ่านตํ่า (Low Pass) และผ่านแถบ (Band Pass) โดยสามารถปรับความถี่ตดั ได้จนถึง 15,000 เฮิรตซ์ 3.4.1.3 ระบบวัดสัญญาณต้องมีความสามารถในการถ่ายโอนข้อมูลเข้าสู่ หน่ วยเก็บข้อมูลถาวร และการจัด ทํา ข้อ มู ล เชิ ง กราฟแบบถาวรได้ด้ว ย นอกจากนี้ ระบบวัด สั ญ ญาณควรมี ความสามารถในการเฉลี่ยค่าจากข้อมูลหลายชุดเพื่อเพิ่มความแรงของผลตอบสนองจาก ชั้นดินและเสาเข็มและลดสัญญาณรบกวนสุ่ ม 2 3.4.2 อุปกรณ์ปรับสัญญาณ (Signal Conditioner) 3.4.2.1 อุปกรณ์ ปรับสัญญาณทําหน้าที่ปรั บสัญญาณที่ได้จากหัววัดสัญญาณให้อยู่ในรู ปแบบ หรื อลักษณะที่เหมาะสมต่อการบันทึกด้วยอุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณหรื อต่อการทํางานของ อุ ป กรณ์ ก ารทดสอบอื่ น ตัว อย่ า งของอุ ป กรณ์ ป รั บ สั ญ ญาณ เช่ น อุ ป กรณ์ อ่ า นค่ า ความเครี ยด อุปกรณ์ขยายสัญญาณ ตัวกรองผ่านตํ่า เป็ นต้น 3.4.2.2 อุปกรณ์ปรับสัญญาณที่ใช้สาํ หรับการตรวจสอบทุกช่องสัญญาณจะต้องมีผลตอบสนอง เชิ งเฟสเหมือนกันสําหรับช่ วงของความถี่ที่เกี่ ยวข้องกับการทดสอบ ทั้งนี้ เพื่อป้ องกัน ความผิดเพี้ยนเชิงสัมพัทธ์ระหว่างสัญญาณจากช่องสัญญาณต่างๆ 3.4.2.3 เนื่ องจากสัญญาณจากหัววัดสัญญาณในขณะก่อนและหลังจากตอกทดสอบอาจมีค่าไม่ เท่ากัน (Zero Drift) อุปกรณ์ปรั บสัญญาณต้องสามารถปรับความเฉ (Offset) ของ

1

เนื่ องจากคลื่นที่สะท้อนจากปลายเสาเข็มใช้เวลาเดินทางนานกว่าและมีความแรงของสัญญาณตํ่ากว่าคลื่นที่สะท้อนจาก โครงสร้างบริ เวณใกล้หวั เข็ม ดังนั้นจึงต้องการอัตราการขยายสัญญาณที่สูงขึ้นตามเวลา

2

เนื่องจากสัญญาณที่ได้จากการวัดแต่ละครั้งประกอบด้วยสัญญาณที่มีลกั ษณะเฉพาะแน่นอนผสมกับสัญญาณรบกวนแบบ สุ่ ม การนําเอาสัญญาณจากการวัดหลายๆ ครั้ งมารวมยอดและหาค่าเฉลี่ ยจะส่ งผลให้สัญญาณรบกวนแบบสุ่ มเกิ ดการ หักล้างกันและสัญญาณลักษณะเฉพาะจะถูกขับเน้นให้เด่นชัดขึ้น

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

หน้ า 43

ช่ อ งสั ญ ญาณต่ า งๆ ให้ เ ป็ นศู น ย์ไ ด้โ ดยอัต โนมัติ เ พื่ อ ให้ ค่ า เริ่ ม ต้น ของสั ญ ญาณจาก ช่องสัญญาณต่างๆ ของทุกเหตุการณ์ตอกมีค่าเป็ นศูนย์ 3.4.2.4 อุปกรณ์ปรับสัญญาณสําหรับมาตรความเครี ยดต้องสามารถขยายสัญญาณจากมาตรวัด และแปลงข้อมูลให้อยูใ่ นรู ปของแรงหน้าตัดเพื่อใช้ประกอบการเฝ้ าสังเกตในสนามได้ 3.4.2.5 อุปกรณ์ปรับสัญญาณที่ใช้ประกอบกับมาตรความเร่ งต้องสามารถแปลงข้อมูลที่ได้จาก มาตรวัดให้อยูใ่ นรู ปของความเร็ วโดยการหาปริ พนั ธ์ (Integrate) เพื่อใช้ประกอบการเฝ้ า สังเกตในสนามได้ 3.4.2.6 ตัว กรองผ่า นตํ่า สํา หรั บ ทุ ก ช่ อ งสั ญ ญาณที่ ว ดั ปริ ม าณเชิ ง พลวัต เช่ น ความเร่ ง หรื อ ความเครี ยดที่เกิ ดขึ้นขณะตอกทดสอบ ผูท้ ดสอบจะต้องใช้ตวั กรองผ่านตํ่าเพื่อกรอง สัญญาณความถี่สูงกว่า 15,000 เฮิรตซ์ทิ้งไป ทั้งนี้ขบวนการกรองสัญญาณดังกล่าวจะต้อง เกิดขึ้นก่อนที่สญ ั ญาณจะถูกป้ อนเข้าสู่อุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณและอุปกรณ์แสดงผล 3.4.3 อุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณ (Data Logger) อุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณใช้บนั ทึกสัญญาณที่ได้จากหัววัดสัญญาณหรื อสัญญาณที่ได้ปรับสภาพ ด้วยอุปกรณ์ ปรั บสัญญาณแล้ว อุปกรณ์ บนั ทึ กสัญญาณที่ ใช้ในการตรวจสอบจะต้องเป็ นแบบ ดิ จิทลั เท่านั้น สัญญาณแบบแอนะล็อกจากหัววัดสัญญาณต้องถูกแปลงเป็ นสัญญาณดิ จิทลั ด้วย ความละเอียดไม่น้อยกว่า 12 บิตและด้วยความถี่ในการเก็บข้อมูลไม่น้อยกว่า 30,000 ข้อมูลต่อ หนึ่ งวินาทีต่อช่องสัญญาณ ทั้งนี้ ความคลาดเคลื่อนเชิงเวลาของสัญญาณต้องมีค่าไม่เกินร้อยละ 0.01 3.4.4 อุปกรณ์แสดงผล 3.4.4.1 อุปกรณ์แสดงผลใช้เพื่อการเฝ้ าสังเกตในสนาม สัญญาณที่วดั ได้เมื่อผ่านการปรับสภาพ ให้อยูใ่ นรู ปที่เหมาะสมแล้วจะต้องถูกแสดงด้วยอุปกรณ์แสดงผลได้ภายในระยะเวลาอัน สั้นในสถานที่ทดสอบ หรื อ ก่อนเริ่ มต้นการตอกทดสอบครั้งต่อไป ตัวอย่างของอุปกรณ์ แสดงผล อาทิ ออสซิลโลสโคป ออสซิลโลกราฟ หรื อ จอมอนิเตอร์ เป็ นต้น 3.4.4.1 อุปกรณ์แสดงผลที่ใช้ในการตรวจสอบต้องสามารถแสดงสัญญาณที่วดั ได้ในรู ปกราฟ การเปลี่ ย นแปลงความเร็ ว เมื่ อ เที ย บกับ เวลา และในกรณี ที่ ใ ช้วิ ธี ต รวจสอบ แบบ ผลตอบสนองชัว่ ครู่ จะต้องสามารถแสดงกราฟการเปลี่ยนแปลงความแรงเมื่อเทียบกับ เวลาได้ดว้ ย อุปกรณ์แสดงผลต้องสามารถแสดงสัญญาณที่ได้จากเหตุการณ์ตอกปั จจุบนั หรื อจากเหตุการณ์ตอกในอดีตที่บนั ทึกไว้โดยอุปกรณ์บนั ทึกสัญญาณ นอกจากนี้เพื่อการ ตรวจสอบคุณภาพของสัญญาณที่วดั ได้ อุปกรณ์แสดงผลต้องเลือกแสดงสัญญาณในช่วง ระยะเวลาตั้งแต่ 2 ถึง 30 มิลลิวินาทีได้ สําหรับอุปกรณ์แสดงผลที่ไม่สามารถคงผลไว้ได้

หน้ า 44

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

อย่างถาวรเช่ น ออสซิ ลโลสโคป อุ ปกรณ์ แสดงผลนั้น จะต้องแสดงผลค้างไว้ได้เป็ น ระยะเวลาไม่ต่าํ กว่า 30 วินาที

4. วิธีการทดสอบ วิธีการทดสอบแบ่งได้เป็ น 4 ขั้นตอน ได้แก่ การเตรี ยมการทดสอบ การจัดวางอุปกรณ์ทดสอบ การตอก ทดสอบและวัดสัญญาณ การตรวจสอบคุณภาพสัญญาณและบันทึกผลการตรวจวัด 4.1 การเตรี ยมการทดสอบ 4.1.1 ก่อนดําเนิ นการทดสอบควรสํารวจสถานที่รวมถึงสภาพหัวเสาเข็มทดสอบ สถานที่ทดสอบควร เข้าถึ ง ได้ง่ ายและไม่ มี น้ ําท่ ว มขัง หัว เสาเข็ม ทดสอบควรมี ผิว เรี ย บและเป็ นส่ ว นที่ คอนกรี ต มี คุณภาพดี 1 โดยอนุญาตให้ใช้เครื่ องมือกลเจียรแต่งผิวเสาเข็มเพื่อการดังกล่าวได้ 4.1.2 สําหรับการตรวจสอบเสาเข็มคอนกรี ตหรื อเสาเข็มเหล็กที่เสริ มกําลังด้วยคอนกรี ตต้องบ่มคอนกรี ต ให้มีกาํ ลังไม่นอ้ ยกว่าร้อยละ 75 ของค่าออกแบบ หรื อ บ่มให้ครบ 7 วันก่อน จึงจะเริ่ มการทดสอบ ได้ 4.2 การจัดวางอุปกรณ์ทดสอบ ตรวจสอบการทํางานของหัววัดสัญญาณ สายส่ งสัญญาณ และ ระบบวัดสัญญาณว่าสามารถทํางานได้ ถู ก ต้อ งหัว วัด สั ญ ญาณต้อ งถู ก ต่ อ ประกบเข้า กับ ผิ ว เสาเข็ม โดยใช้ส ารเสริ ม สั ม ผัส 2 อย่า งเหมาะสม ตําแหน่งที่ติดตั้งหัววัดสัญญาณควรอยูห่ ่างจากขอบเสาเข็ม สําหรับเสาเข็มที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 500 มิลลิเมตร ต้องทําการวัดที่ตาํ แหน่งต่างกันอย่างน้อย 3 แห่ งเพื่อลดผลจากความคลาดเคลื่อนเฉพาะที่ 4.3 การทดสอบและบันทึกผลการวัด 4.3.1 ตรวจสอบหรื อ ปรั บ ความเฉของช่ อ งสั ญญาณให้เ ป็ นศูน ย์ก่ อ นตอกทดสอบทุ ก ครั้ ง การตอก ทดสอบต้องกระทําในทิ ศทางตามแกนเสาเข็มห่ างจากตําแหน่ งที่ติดตั้งหัววัดสัญญาณไม่เกิ น 300 มิลลิเมตร 4.3.2 ในการตรวจสอบตําแหน่ งหนึ่ งๆ ผูท้ ดสอบต้องตอกทดสอบไม่ต่าํ กว่า 3 ครั้งและตรวจสอบว่า สัญญาณที่วดั ได้คล้ายคลึงกันหรื อไม่ ผูท้ ดสอบสามารถบันทึกสัญญาณที่ได้จากการตอกทดสอบ แต่ละครั้งแยกกันหรื อบันทึกเฉพาะสัญญาณเฉลี่ยก็ได้ หากไม่สามารถทําซํ้าสัญญาณที่วดั จากการ 1

2

การก่อสร้ างเสาเข็มหล่อในที่ นิยมหล่อคอนกรี ตให้สูงกว่าระดับใช้งานจริ งเล็กน้อยแล้วตัดส่ วนดังกล่าวทิ้งในภายหลัง เนื่ องจากในขณะทําการหล่อคอนกรี ต คอนกรี ตส่ วนบนจะมี วสั ดุอื่น เช่น ดิน หรื อสารละลายพยุงหลุมเจาะปะปนอยู่ จํานวนหนึ่ งซึ่ งทําให้คอนกรี ตบริ เวณดังกล่าวมีคุณภาพตํ่าลง ดังนั้นการตรวจสอบจึงควรกระทํา ณ ระดับที่ตดั คอนกรี ต ส่ วนดังกล่าวทิ้งไปแล้ว สารเสริ มสัมผัส (Couplant) ได้แก่วสั ดุที่ใช้ทาที่ผิวเสาเข็มก่อนที่จะต่อประกบตัวแปรสัญญาณเพื่อช่วยให้คลื่นหน่วยแรง วิ่งผ่านจากเนื้ อวัสดุเสาเข็มเข้าสู่ ตวั แปรสัญญาณได้ดีข้ ึน ตัวอย่างของสารเสริ มสัมผัส เช่น จาระบี ขี้ผ้ งึ นํ้ามัน สารกันรั่ว อีิพอกซี วาสลิน เป็ นต้น

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

หน้ า 45

ตอกหลายๆ ครั้งได้ให้สนั นิษฐานว่าอุปกรณ์ทดสอบชนิดใดชนิ ดหนึ่งทํางานผิดปกติหรื อไม่ได้รับ การสอบเทียบอย่างเหมาะสม และควรทําการตรวจสอบหาสาเหตุทนั ที ในกรณี ตรวจสอบแล้ว พบว่าอุปกรณ์ทดสอบทํางานผิดปกติและไม่สามารถแก้ไขได้ให้ทาํ การเปลี่ยนอุปกรณ์ใหม่ พร้อม กับส่ งอุปกรณ์ที่ผดิ ปกติไปซ่อมแซมและทําการสอบเทียบก่อนนําไปใช้งานอีกครั้งหนึ่ง 5. การวิเคราะห์ และการรายงานผลการทดสอบ 5.1 การแปรผลการวัด สัญญาณที่วดั ได้ตอ้ งถูกนํามาจัดทําให้อยู่ในรู ปกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็ วของอนุ ภาค เสาเข็มกับเวลา และในกรณี ที่ใช้วิธีผลตอบสนองชัว่ ครู่ จะต้องแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็ วของ อนุภาคกับเวลา และแรงกระทําตามแกนกับเวลา 5.2 การวิเคราะห์ผลการทดสอบ สัญญาณที่วดั ได้จากการทดสอบให้วเิ คราะห์ดว้ ยวิธีสะท้อนพัลส์หรื อวิธีผลตอบสนองชัว่ ครู่ 5.3 การรายงานผลการตรวจสอบ 5.3.1 ผูท้ ดสอบควรจัดเตรี ยมข้อมูลพื้นฐานที่เกี่ยวข้องของสถานที่ทดสอบเพื่อการตรวจสอบย้อนหลัง นอกจากนี้ยงั ควรจัดเตรี ยมข้อมูลชั้นดินหรื อผลการทดสอบของเสาเข็มที่อยูใ่ กล้เคียงเพื่อช่วยให้ผล การวิเคราะห์มีความแม่นยํามากขึ้น รายงานผลการทดสอบที่สมบูรณ์ควรประกอบด้วยรายการที่ จะแสดงต่อไปนี้ ข้อมูลรายการใดที่ไม่สามารถหาได้ควรระบุไว้ให้ชดั เจนในรายงานด้วย 1. หมวดทัว่ ไป 5. หมวดการประมวลและวิเคราะห์ผล 2. หมวดคุณสมบัติและก่อสร้างเสาเข็มทดสอบ 6. หมวดสรุ ป 3. หมวดอุปกรณ์ทดสอบ 7. หมวดอื่นๆ 4. หมวดการทดสอบ 5.3.2 ข้อมูลรายการใดที่ไม่สามารถหาได้ควรระบุไว้ให้ชดั เจนในรายงานด้วย สําหรับรายละเอียดของ แต่ละรายการเป็ นดังนี้ (1) หมวดทัว่ ไป 1.1 ข้อมูลของโครงการก่อสร้าง 1.2 ข้อมูลชั้นดินจากหลุมเจาะที่อยูใ่ กล้เคียง (ถ้ามี) (2) หมวดเสาเข็มทดสอบ 2.1 คุณสมบัติของเสาเข็มทดสอบ 2.1.1 ข้อมูลที่ใช้อา้ งอิงถึงเสาเข็ม เช่น พิกดั หรื อ หมายเลขเสาเข็ม 2.1.2 ชนิดและขนาดของเสาเข็ม 2.1.3 เวลาที่ก่อสร้างเสร็ จ แรงอัดประลัยของคอนกรี ตที่ใช้ในการออกแบบเสาเข็ม ความ หนาแน่นของคอนกรี ต แรงอัดประสิ ทธิผล รายละเอียดการเสริ มเหล็ก (ถ้ามี) หน้ า 46

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

ตําแหน่งและลักษณะของรอยต่อ (ถ้ามี) ลักษณะของการป้ องกันปลายเสาเข็ม (ถ้ามี) ลักษณะของการเคลือบผิวเสาเข็ม (ถ้ามี) ข้อสังเกตจากการตรวจสอบเสาเข็ม เช่น การหลุดร่ อน รอยแตก ลักษณะของหน้า ตัดบริ เวณหัวเสาเข็ม 2.2 วิธีการก่อสร้างเสาเข็มทดสอบ 2.2.1 สําหรับเสาเข็มหล่อในที่ ให้ระบุขนาดของหัวเจาะ ความยาวเสาเข็มและปริ มาตร คอนกรี ตที่ใช้ วิธีการที่ใช้ประกอบการก่อสร้างเช่น ขบวนการทํางานในกรณี ที่ใช้ ปลอกเหล็กป้ องกันหลุมเจาะพังทลาย เป็ นต้น 2.2.2 สําหรั บเสาเข็มตอก ให้ระบุรายละเอียดของเครื่ องมื อที่ใช้และระเบียนการตอก เช่ น นํ้าหนักตุม้ ตอกเสาเข็ม ระยะยกตุม้ หรื อ พลังงานของอุปกรณ์ตอกเสาเข็ม ชนิ ด ของหมอนรองตุ ้ม ตอก ชนิ ด ของหมอนรองหั ว เสาเข็ม ชนิ ด ของเสาส่ ง อุปกรณ์ ที่ใช้ในการเจาะนํา จํานวนตอก หรื อ อัตราการทรุ ดตัวต่อการตอกของ เสาเข็มในช่วงสุ ดท้ายของการตอกก่อสร้าง เป็ นต้น 2.2.3 ปั ญหาและอุปสรรคที่เกิ ดขึ้นในระหว่างการก่อสร้ าง การหยุดตอกชัว่ คราว การ พังทลายของหลุมเจาะ (3) หมวดอุปกรณ์ทดสอบ 3.1 อุปกรณ์ตอกทดสอบ 3.1.1 องค์ประกอบและคุณสมบัติของอุปกรณ์ตอกทดสอบ 3.1.2 ภาพถ่ายของอุปกรณ์และการปฏิบตั ิงาน 3.2 หัววัดสัญญาณ สายส่ งสัญญาณ และ ระบบวัดสัญญาณ 3.2.1 องค์ประกอบและคุ ณสมบัติของหัว วัดสัญญาณ สายส่ งสัญญาณและระบบวัด สัญญาณ 3.2.2 ภาพถ่ายของอุปกรณ์และการปฏิบตั ิงาน 3.2.3 ตําแหน่งที่ติดตั้งหัววัดสัญญาณบนเสาเข็มทดสอบ 3.2.4 ความยาวเสาเข็ ม ระหว่ า งตํา แหน่ ง ที่ ติ ด ตั้ง หั ว วัด สั ญ ญาณถึ ง ปลายเสาเข็ ม พื้นที่ หน้าตัด ความหนาแน่ น ความเร็ วคลื่ นหน่ วยแรง และมอดุ ลสั ยืดหยุ่นเชิ ง พลวัตของเสาเข็มทดสอบ 3.2.5 ระยะเวลาการวัด และ ความถี่ในการเก็บข้อมูล 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.1.7

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

หน้ า 47

6. 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5

6.6

(4) หมวดการตรวจสอบ 4.1 วัน เวลาที่ทาํ การทดสอบ 4.2 สภาพอากาศ 4.3 บันทึกการแก้ไขปั ญหา การดําเนินงานที่ต่างไปจากแผนปฏิบตั ิงาน (5) หมวดการประมวลและวิเคราะห์ผล 5.1 กราฟแสดงการเปลี่ยนแปลงตามเวลาของความเร็ วและแรงโดยใช้ขอ้ มูลจากผลการตอกที่ เป็ นตัวแทนของการตรวจสอบซึ่ งต้องมี การปรั บขยายสัญญาณให้อยู่ในมาตราส่ วนที่ เหมาะสมแก่การวิเคราะห์ 5.2 วิธีที่ใช้ในการวิเคราะห์ ความเร็ วคลื่นหน่วยแรงที่ใช้ในการวิเคราะห์และการได้มาของค่า ดังกล่าว รายละเอียดของการวิเคราะห์ 5.3 หากพบว่าเส้นโค้งการเปลี่ยนแปลงตามเวลาของความเร็ วและแรงที่ทดสอบได้ไม่ชดั เจน และยากต่อการวิเคราะห์ผล จะต้องทําการทดสอบใหม่เพื่อยืนยันความแน่ นอนของผล การตรวจวัด ก่อนทําการสรุ ปผลการวิเคราะห์ต่อไป (6) หมวดสรุ ป เช่น ผลสรุ ปเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของเสาเข็ม อิทธิ พลของสภาพชั้นดินและการ ก่อสร้างที่อาจมีผลต่อการวิเคราะห์ ข้อสังเกต และ คําแนะนําอื่นๆ (7) หมวดอื่นๆ เช่น เอกสารอ้างอิง เอกสารการก่อสร้างที่เกี่ยวข้อง ฯลฯ เอกสารอ้างอิง American Society for Testing and Materials (2000). Annual Book of Standards, ASTM D5882 Standard test method for low strain integrity testing of piles. Standard Association of Australia (1995). Australian Standards, AS2159 Piling Design and Installation. Goble, G.G., Rausche, F. and Likins, Jr. G.E., (1980). The Analysis of Pile Driving – A state-of-theart, Intl. Seminar on the Application of Stress-Wave Theory on Piles, Stockholm, 1980 Institution of Civil Engineers, (1996). Specification for Piling and Embedded Retaining Walls, Thomas Telford, London Rausche, F. and Goble, G.G. (1979). Determination of Pile Damage by Top Measurements, Behavior of Deep Foundation, ASTM STP 670, Raymond Ludgre, Ed., American Society for Testing and Materials, 1979, pp. 500 – 506 Turner, M. J., (1997). Integrity Testing in Piling Practice, Construction Industry Research and Information Association (CIRIA Report no. 144), London

หน้ า 48

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

ภาคผนวก ก ทฤษฎีคลืน่ หน่ วยแรง ก1. เมื่อมีแรงกระแทกตามแนวแกนกระทําที่หัวเสาเข็มจะเกิดแรงเค้นแผ่ขยายออกไปในลักษณะของคลื่น คลื่นหน่วยแรงดังกล่าวจะเดินทางจากหัวเสาเข็มลงไปสู่ ปลายเสาเข็มและสะท้อนกลับสู่ หวั เสาเข็มอีกที หนึ่ ง ในระหว่ างที่ คลื่ น หน่ ว ยแรงเดิ นทางนี้ จะได้รั บอิ ท ธิ พ ลจากแรงต้า นทานในมวลดิ น และจาก คุณสมบัติของโครงสร้างเสาเข็มทําให้คลื่นหน่วยแรงที่สะท้อนกลับขึ้นมามีลกั ษณะรู ปร่ างแตกต่างกัน ไป ก2. เนื่ องจากพฤติกรรมการเคลื่อนที่ของคลื่นหน่วยแรงดังกล่าวเป็ นไปตามหลักการการเคลื่อนที่ของคลื่น จึงสามารถใช้ทฤษฎีพ้ืนฐานทางกลศาสตร์ มาใช้วิเคราะห์ได้ สมการพื้นฐานที่ใช้ในการวิเคราะห์ตาม ทฤษฎีคลื่นหน่วยแรงสามารถเขียนได้เป็ น ∂ 2 u ( x, t ) ∂ 2 u ( x, t ) = c2 ⋅ ∂t 2

โดยที่

c u x

t

คือ คือ คือ คือ

∂x 2

ความเร็ วของการเดินทางของคลื่นหน่วยแรงภายในเสาเข็ม การเคลื่อนที่ของอนุภาคเสาเข็ม ตําแหน่งของอนุภาคเสาเข็ม เวลา

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

หน้ า 49

ภาคผนวก ข. ทฤษฎีทใี่ ช้ ในการวิเคราะห์ ผลและการตีความ การวิเคราะห์ผลสามารถกระทําได้สองวิธีได้แก่วิธีสะท้อนพัลส์ (Pulse Echo Method, PEM) และวิธี ผลตอบสนองชัว่ ครู่ (Transient Response Method, TRM) ความแตกต่างประการหนึ่งระหว่างวิธีวิเคราะห์ท้ งั สองคือข้อมูลขั้นตํ่าที่จาํ เป็ นต่อการวิเคราะห์ วิธีผลตอบสนองชัว่ ครู่ ตอ้ งการผลตรวจวัดการเคลื่อนที่และแรง กระทําที่หัวเสา ในขณะที่วิธีสะท้อนพัลส์ใช้เพียงข้อมูลการเคลื่อนที่ของหัวเสาเข็มเท่านั้น ความแตกต่าง ดังกล่าวเป็ นสาเหตุหลักที่ทาํ ให้วิธีสะท้อนพัลส์จึงได้รับความนิยมมากกว่าเพราะมีตน้ ทุนค่าอุปกรณ์ต่าํ และมี ขบวนการทํางานน้อย ในที่น้ ีจะอธิบายเฉพาะแนวทางการวิเคราะห์ดว้ ยวิธีสะท้อนพัลส์เท่านั้น ข.1 หลักการของการวิเคราะห์ เมื่อเริ่ มตอกทดสอบที่หัวเสาเข็มจะเกิดคลื่นหน่ วยแรงเดินทางจากหัวเสาเข็มไปสู่ ปลายเสาเข็มและเกิด การสะท้อนกลับที่ปลายเสาเข็ม เมื่อเสาเข็มมีความยาว L และคลื่นหน่ วยแรงมีความเร็ วเท่ากับ c จะ สามารถคํานวณเวลาที่คลื่ นหน่ วยแรงใช้เดิ นทางจากหัวเสาเข็มไปสู่ ปลายเสาเข็มและสะท้อนกลับสู่ หัววัดสัญญาณได้เท่ากับ 2 L c ดังนั้นเมื่อทําการตรวจสอบกับเสาเข็มที่มีสภาพสมบูรณ์ ผลการวัดที่ได้ จะมีลกั ษณะดังเช่นรู ปที่ ข-2 โดยมีจุดยอดสองจุดห่างกันเป็ นเวลา 2 L c

อุปกรณ์เคาะทดสอบ มาตรความเร่ง คลื่นหน่วยแรง

ก) คลื่นหน่วยแรงเริ่ มเดินทางจากหัวเสาเข็ม ข) คลื่นหน่วยแรงเดินทางถึงปลายเสาเข็มและสะท้อนกลับที่เวลา L / c ค) คลื่นสะท้อนเดินทางกลับถึงหัวเสาเข็มที่เวลา 2 L / c

ก)

ข)

ค)

รู ปที่ ข1. ลักษณะการเดินทางของคลืน่ หน่ วยแรงในเสาเข็มทีส่ มบูรณ์ (ภาคผนวก ข ข้อ ข1)

หน้ า 50

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

รูปที่ ข-2 ตัวอย่ างของค่าทีว่ ดั ได้ จากหัววัดสั ญญาณกรณีเสาเข็มมีสภาพสมบูรณ์ (ภาคผนวก ข ข้อ ข1) ข2. ในกรณี ที่เสาเข็มมีสภาพไม่สมบูรณ์เช่นมีการคอดของหน้าตัดหรื อคุณสมบัติของคอนกรี ตที่ระดับความ ลึ ก หนึ่ ง มี ค่ า เปลี่ ย นแปลงไป เมื่ อ คลื่ น หน่ ว ยแรงเดิ น ทางจากหัว เสาเข็ม ผ่า นหน้า ตัด ที่ อิ ม พี แ ดนซ์ เปลี่ยนแปลง คลื่นส่ วนหนึ่ งจะสะท้อนกลับสู่ หัวเสาเข็มแต่ยงั คงมีคลื่นอีกส่ วนหนึ่ งเดินทางต่อไปทาง ปลายเสาเข็ม เนื่ องจากคลื่นสะท้อนชุดแรกนี้ จะเดิ นทางกลับถึงหัววัดสัญญาณที่หัวเสาเข็มก่อนคลื่น สะท้อนจากปลายเสาเข็มดังนั้นผลการวัดที่ได้จะปรากฏจุดยอดมากกว่ากรณี แรก โดยจุดยอดนั้นจะ ปรากฏที่เวลาเร็ วกว่า 2 L c ด้วยดังแสดงในรู ปที่ ข-4 นอกจากนี้คลื่นสะท้อนดังกล่าวก็สามารถสะท้อน กลับไปกลับมาได้ดว้ ยจึงทําให้สัญญาณที่วดั ได้บริ เวณหัวเสาเข็มนั้นซับซ้อนมากขึ้น เช่น มีชุดของจุด ยอดที่ห่างกันคงที่หลายชุดซ้อนเหลื่อมกัน

ก) คลื่นหน่วยแรงเริ่ มเดินทางจากหัวเสาเข็ม ข) คลื่นสะท้อนเมื่อผ่านหน้าตัดที่อิมพีแดนซ์เปลี่ยนแปลง ค) คลื่นสะท้อนเดินทางกลับถึงหัวเสาเข็ม ง) คลื่นสะท้อนเดินทางกลับจากปลายเสาเข็ม จ) คลื่นสะท้อนจากปลายเสาเข็มเดินทางถึงหัวเสาเข็ม

รูปที่ ข-3 ลักษณะการเคลือ่ นทีข่ องคลืน่ หน่ วยแรงผ่านหน้ าตัดทีไ่ ม่ สมบูรณ์ (ภาคผนวก ข ข้อ ข2) มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

หน้ า 51

รูปที่ ข-4 ตัวอยางของคาที่วัดไดจากหัววัดสัญญาณกรณีเสาเข็มมีสภาพไมสมบูรณ (ภาคผนวก ข ขอ ข2) ข3. การวิเคราะหและแปลความหมายสัญญาณคลื่นที่วัดไดที่หัวเสาเข็ม (Reflectogram) ใหไดผลที่นา เชื่อถือ และมีความถูกตองนั้น โดยทั่วไปจะตองดําเนินการเปนสองขั้นตอนคือ ข3.1 ในขั้นแรกใหคํานวณหาระดับความลึกที่อิมพีแดนซมีการเปลี่ยนแปลงจากคลื่นสัญญาณ โดยควร วิเคราะหรูปแบบที่เปลี่ยนแปลงใหเห็นถึงรูปลักษณของเสาเข็ม เชน เปนการเพิ่มหรือลด อิมพีแดนซของตัวเสาเข็มเอง ซึ่งขั้นตอนนี้เปนการพิจารณาจากคลื่นสัญญาณทดสอบ (Acoustic Interpretation) อยางเดียวกอน ข3.2 ขัน้ ตอนที่สองเปนการแยกแปลความหมายของรูปลักษณะหรือสภาพของเสาเข็มแตละรูปแบบจาก ขอมูลของการกอสรางเสาเข็ม ซึ่งตองพิจารณาขอมูลตางๆทุกชนิดที่เกี่ยวของประกอบ เชน ชั้นดิน ในหนวยงาน ระเบียนการกอสรางเสาเข็มโดยเฉพาะอยางยิ่งเรื่องของระบบเสาเข็ม (เจาะแหงหรือ เจาะเปยก ความยาวปลอกเหล็กชั่วคราว ปริมาณคอนกรีตที่ใชและปญหาในระหวางการกอสราง เปนตน) ข3.3 หลังจากนั้นจึงตั้งสมมุติฐานตามลักษณะคลื่นสัญญาณวาการเปลี่ยนแปลงของอิมพีแดนซเกิดจาก อะไร มาจากสาเหตุเดี่ยวหรือจากหลายๆสาเหตุรวมกัน ดังนั้นการแปลความหมายของคลื่นทีว่ ดั ได จึงขึ้นอยูกับความสามารถและประสบการณของผูวเิ คราะหดวย

หนา 52

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณของเสาเข็มดวยวิธี Seismic Test

ภาคผนวก ค. ตัวอย่ างรูปแบบของสั ญญาณทีว่ ดั ได้ เมื่อเกิดการเปลีย่ นแปลงหน้ าตัด สัญญาณที่วดั ได้จากการตรวจสอบนั้นเป็ นผลจากการเดินทางผ่านหน้าตัดเสาเข็มที่ระดับความลึกต่างๆ โดย อิมพีแดนซ์ของหน้าตัดที่ความลึกนั้นอาจมีค่าแตกต่างกันเนื่ องจากหลายปั จจัย เช่น คุณสมบัติของวัสดุที่ทาํ เสาเข็มมีการเปลี่ยนแปลง หน้าตัดของเสาเข็มมีการเปลี่ยนแปลง การเปลี่ยนแปลงของชั้นดิน เป็ นต้น ในที่น้ ี จะนําเสนอตัวอย่างรู ปแบบสัญญาณคลื่นที่ได้รับอิทธิพลจากการเปลี่ยนแปลงหน้าตัดของเสาเข็มในลักษณะ ต่างๆ ค1. กรณี เสาเข็มมีการคอด (หน้าตัดเล็กลง) เมื่อเริ่ มทําการเคาะค้อนจะเกิดคลื่นหน่วยแรงที่บริ เวณหัวเสาเคลื่อนที่ และเมื่อคลื่นเคลื่อนที่ถึงตําแหน่งที่ มี ก ารลดขนาดของหน้า ตัด เสาเข็ม คลื่ น จะสะท้อ นกลับ มาที่ หั ว เสาบางส่ ว นในแบบร่ ว มเฟสกัน (In Phase) และเมื่อคลื่นที่เคลื่อนที่ต่อไปหลุดออกไปจากบริ เวณหน้าตัดลดขนาดแล้ว ก็จะมีคลื่น บางส่ วนสะท้อนกลับมาที่หวั เสาในแบบต่างเฟสกัน (Out of Phase) และก็จะมีคลื่นอีกบางส่ วนที่สามารถ เคลื่อนที่ต่อไปจนถึงปลายเสาเข็มและสะท้อนกลับมาที่บริ เวณหัวเสาเข็มในแบบร่ วมเฟสกัน ซึ่ งการ เดินทางของคลื่นหน่วยแรง ตัวอย่างรู ปแบบสัญญาณและการแปลความหมายได้แสดงไว้ในรู ปที่ ค-1

(ก) การเดินทางของคลื่นทดสอบ เริ่ มเคาะ ลดหน้าตัด เพิ่มหน้าตัด

สะท้อนจากปลายเข็ม

รู ปแบบเสาเข็ม

(ข) รู ปแบบคลื่นและการแปลความหมาย

รูปที่ ค1 รู ปแบบคลืน่ ทดสอบในเสาเข็มทีม่ กี ารคอดตัว (ภาคผนวก ค ข้อ ค1) มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

หน้ า 53

ค2. กรณี เสาเข็มมีการบวม (หน้าตัดใหญ่ข้ ึน) คล้ายคลึงกับในกรณี ที่เสาเข็มมีการคอดตัว แต่จะแตกต่างกันที่เฟสของคลื่นสะท้อน กล่าวคือเมื่อคลื่น จากการเคาะเสาเข็มเคลื่อนที่ตาํ แหน่งที่มีการเพิ่มขนาดของหน้าตัดเสาเข็ม คลื่นจะสะท้อนกลับมาที่หัว เสาบางส่ วนในแบบต่างเฟสกัน และเมื่อคลื่นที่เคลื่อนที่ต่อไปหลุดออกไปจากบริ เวณหน้าตัดเพิ่มขนาด แล้ว ก็จ ะมี คลื่ น บางส่ ว นสะท้อ นกลับมาที่ หัว เสาในแบบตรงเฟสกัน และก็จ ะมี ค ลื่ นอี กบางส่ ว นที่ สามารถเคลื่อนที่ต่อไปจนถึงปลายเสาเข็มและสะท้อนกลับมาที่บริ เวณหัวเสาเข็มในแบบร่ วมเฟสกัน ซึ่ง การเดินทางของคลื่นหน่วยแรง ตัวอย่างรู ปแบบสัญญาณและการแปลความหมายได้แสดงไว้ในรู ปที่ ค2

(ก) การเดินทางของคลื่นทดสอบ เริ่ มเคาะ

สะท้อนจากปลายเข็ม เพิ่มหน้าตัด ลดหน้าตัด

รู ปแบบเสาเข็ม

(ข) รู ปแบบคลื่นและการแปลความหมาย รู ปที่ ค2 รูปแบบคลืน่ ทดสอบในเสาเข็มทีม่ กี ารบวมตัว (ภาคผนวก ค ข้อ ค2.)

หน้ า 54

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

ค.3 กรณี เสาเข็มหัก (ขาดตอนหรื อขาดความต่อเนื่อง) ในกรณี เสาเข็มหักหรื อคอนกรี ตของตัวเสาเข็มขาดความต่อเนื่อง นัน่ คืออิมพีแดนซ์เกิดการเปลี่ยนแปลง อย่างมาก คลื่นสัญญาณจากการเคาะที่หวั เสาเข็มจะเกิดการสะท้อนกลับซํ้าที่ตาํ แหน่ งเดิม โดยจะแสดง ให้เห็นจากคลื่นสัญญาณสะท้อนซํ้าๆ เกิดขึ้นเป็ นระยะทางเท่าๆ กัน แต่ในช่วงท้ายๆ สัญญาณคลื่น อาจจะลดขนาดลงไปเรื่ อยๆ เนื่ องจากการสู ญเสี ยพลังงานในการเดินทางกลับไปกลับมา ซึ่ งการเดินทาง ของคลื่นหน่วยแรง ตัวอย่างรู ปแบบสัญญาณและการแปลความหมายได้แสดงไว้ในรู ปที่ ค-3

(ก) การเดินทางของคลื่นทดสอบ เริ่ มเคาะ

คลื่นสะท้อนจาก บริ เวณเสาเข็มหัก

คลื่นสะท้อนครั้งที่ 2

รู ปแบบเสาเข็ม

(ข) รู ปแบบคลื่นและการแปลความหมาย รูปที่ ค3 รู ปแบบคลืน่ ทดสอบในเสาเข็มทีม่ กี ารหัก (ภาคผนวก ค ข้อ ค3.)

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

หน้ า 55

ภาคผนวก ง. ตัวอย่ างสั ญญาณจากการทดสอบกับแบบจําลองเสาเข็มในลักษณะต่ างๆ เพื่อใช้เป็ นข้อมูลประกอบการตัดสิ นใจและพิจารณาผลการการตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มด้วยวิธี Seismic Test จึงได้รวบรวมตัวอย่างสัญญาณที่ได้จากการทดสอบกับเสาเข็มจําลองที่มีสภาพความสมบูรณ์ ต่างๆ กันมาแสดงไว้ในภาคผนวกนี้ ดงั ตารางที่ ง1 อย่างไรก็ตามเสาเข็มจําลองมีสภาพเงื่อนไขขอบแตกต่าง จากเสาเข็มใช้งานจริ ง กล่าวคือการทดสอบกระทํากับเสาเข็มจําลองที่วางอยูบ่ นที่รองรับที่ระดับพื้นดิน โดย มิ ได้เสี ย บลงไปในชั้นดิ นเหมื อนเสาเข็มใช้งานจริ ง การนําข้อมูลเหล่ านี้ ไปใช้อา้ งอิ งหรื อประกอบการ ตัดสิ นใจใดๆ จึงขอให้ตระหนักถึงความแตกต่างดังกล่าวไว้ดว้ ย ตารางที่ ง1 ตัวอย่ างสั ญญาณจากการทดสอบกับแบบจําลองเสาเข็มในลักษณะต่ างๆ (ภาคผนวก ง) ลักษณะของเสาเข็มจําลอง

สั ญญาณคลืน่ ทีว่ ดั ได้ จากการเคาะทดสอบ

7000

เสาเข็มสมบูรณ์

หน่วย: มิลลิเมตร

เสาเข็มมีขนาดหน้าตัดเพิ่มขึ้น 3500

สัญญาณที่เกิดจากเสาเข็มมีขนาดหน้าตัดเพิ่มขึ้น

100

3500

500

100 200 200

หน้ า 56

หน่วย: มิลลิเมตร

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

ตารางที่ ง1 ตัวอย่ างสั ญญาณจากการทดสอบกับแบบจําลองเสาเข็มในลักษณะต่ างๆ (ต่ อ) (ภาคผนวก ง) ลักษณะของเสาเข็มจําลอง

สั ญญาณคลืน่ ทีว่ ดั ได้ จากการเคาะทดสอบ

เสาเข็มมีขนาดหน้าตัดลดลง 3500

สัญญาณที่เกิดจากหน้าตัดลดลง

50

3500

500 50

200 200

หน่วย: มิลลิเมตร

สัญญาณที่เกิดจากรอยร้าว

3500

3500

เสาเข็มแตกร้าว

หน่วย: มิลลิเมตร

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

หน้ า 57

ตารางที่ ง1 ตัวอย่ างสั ญญาณจากการทดสอบกับแบบจําลองเสาเข็มในลักษณะต่ างๆ (ต่ อ) (ภาคผนวก ง) ลักษณะของเสาเข็มจําลอง

สั ญญาณคลืน่ ทีว่ ดั ได้ จากการเคาะทดสอบ

เสาเข็มมีการต่อเชื่อม สัญญาณที่เกิดจากต่อเชื่ อม

หน่วย: มิลลิเมตร

เสาเข็มมีวสั ดุอื่นแทรกอยู่

100

สัญญาณที่เกิดจากวัสดุแทรก

200

200 200

หน้ า 58

หน่วย: มิลลิเมตร

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

ตารางที่ ง1 ตัวอย่ างสั ญญาณจากการทดสอบกับแบบจําลองเสาเข็มในลักษณะต่ างๆ (ต่ อ) (ภาคผนวก ง) ลักษณะของเสาเข็มจําลอง

สั ญญาณคลืน่ ทีว่ ดั ได้ จากการเคาะทดสอบ

เสาเข็มมีสภาพบกพร่ องที่ปลาย สัญญาณที่เกิดจากข้อบกพร่องที่ปลาย

หน่วย: มิลลิเมตร

เสาเข็มมีขนาดลดลงตามความลึก 400 400

200 200

หน่วย: มิลลิเมตร

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

หน้ า 59

ตารางที่ ง1 ตัวอย่ างสั ญญาณจากการทดสอบกับแบบจําลองเสาเข็มในลักษณะต่ างๆ (ต่ อ) (ภาคผนวก ง) ลักษณะของเสาเข็มจําลอง

สั ญญาณคลืน่ ทีว่ ดั ได้ จากการเคาะทดสอบ

เสาเข็มมีขนาดเพิ่มขึ้นตามความลึก 400

700 0

400

200 200

หน่วย: มิลลิเมตร

เสาเข็มโค้ง

หน่วย: มิลลิเมตร

หมายเหตุ

สัญญาณที่เกิดจากเสาเข็มมีขนาดเพิ่มขึ้นตามความลึก สัญญาณที่เกิดจากเสาเข็มมีขนาดลดลง ตามความลึก และสัญญาณที่ เกิ ดจากเสาเข็มโค้ง ไม่พบความแตกต่างอย่างมีนัยสําคัญ เมื่อ เปรี ยบเทียบกับสัญญาณที่เกิดจากเสาเข็มสมบูรณ์ จึงไม่สามารถตรวจสอบสภาพเสาเข็มใน กรณี ที่มีความผิดปรกติในลักษณะนี้ได้

หน้ า 60

มยผ. 1551-51: มาตรฐานการตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13.

คณะกรรมการกํากับดูแลการปฏิบตั งิ านของทีป่ รึกษา เรื่อง มาตรฐานการรับนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test และตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test นายเอกวิทย์ ถิระพร รองอธิบดีกรมโยธาธิการและผังเมือง ประธานกรรมการ นายศิริชยั กิจจารึ ก ผูอ้ าํ นวยการสํานักวิศวกรรมโครงสร้างและงานระบบ กรรมการ นายมนต์ชยั ศุภมาร์คภักดี วิศวกรวิชาชีพ 9 วช (วิศวกรรมโยธา) สวค. กรรมการ นายนพ โรจนวานิช วิศวกรวิชาชีพ 9 วช (วิศวกรรมโยธา) สวค. กรรมการ นายวิเชียร ธนสุ กาญจน์ วิศวกรโยธา 8 สวค. กรรมการ นายวิสุทธิ์ เรื องสุ ขวรรณา วิศวกรวิชาชีพ 8 วช (วิศวกรรมโยธา) สวค. กรรมการ นายเสถียร เจริ ญเหรี ยญ วิศวกรวิชาชีพ 8 วช (วิศวกรรมโยธา) สนอ. กรรมการ นายสุ ธี ปิ่ นไพสิ ฐ วิศวกรไฟฟ้ า 8 วช สวค. กรรมการ นางขนิษฐา ส่ งสกุลชัย วิศวกรโยธา 8 วช สวค. กรรมการ นายไพฑูรย์ นนทสศุข นักวิชาการพัสดุ 8 ว กค. กรรมการ นางอภิญญา จ่าวัง วิศวกรวิชาชีพ 8 วช (วิศวกรรมโยธา) สวค. กรรมการ นายครรชิต ชิตสุ ริยวนิช วิศวกรเครื่ องกล 7 วช สวค. กรรมการ นายกนก สุ จริ ตสัญชัย วิศวกรวิชาชีพ 8 วช (วิศวกรรมโยธา) สวค. กรรมการและเลขานุการ

คณะทีป่ รึกษา เรื่อง มาตรฐานการรับนํา้ หนักของเสาเข็มด้ วยวิธีพลศาสตร์ Dynamic Load Test และตรวจสอบความสมบูรณ์ ของเสาเข็มด้ วยวิธี Seismic Test บริษัท เอส ที เอส เอ็นจิเนียริ่ง คอนซัลแตนท์ จํากัด หัวหน้ าคณะ: ผศ. ดร.สุ รฉัตร สัมพันธารักษ์ คณะทํางาน: ผศ. ดร. ฐิรวัตร บุญญะฐี ผศ. ดร. สุ เชษฐ์ ลิขิตเลอสรวง นาย ณัฐมนต์ กัมปนานนท์ นาย ธนบัตร เอื้อวรกุลชัย

คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย คณะวิศวกรรมศาสตร์ จุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย วิศวกรประจําบริ ษทั ฯ วิศวกรประจําบริ ษทั ฯ

มยผ. 1252-51 และ มยผ. 1551-51

มาตรฐานการรับน้ำหนักของเสาเข็มด้วยวิธพี ลศาสตร์ Dynamic Load Test และตรวจสอบความสมบูรณ์ของเสาเข็มด้วยวิธี Seismic Test

กรมโยธาธิการและผังเมือง

สำนักวิศวกรรมโครงสร้างและงานระบบ ถนนพระรามที่ 6 แขวงสามเสนใน เขตพญาไท กรุงเทพ 10400 โทร. 0 - 2299 - 4813 โทรสาร 0 - 2299 - 4797

กรมโยธาธิการและผังเมือง กระทรวงมหาดไทย พ.ศ.2551

Data Loading...