การทดสอบการรับน้ำหนักเสาเข็ม

ทำไมถึงต้องทำการทดสอบการรับน้ำหนักเสาเข็ม

การทดสอบการรับน้ำหนักเสาเข็ม เป็นการประเมินน้ำหนักบรรทุกประลัย (Qu) จากพลังงานหรือ Momentum ที่เครื่องมือตอกได้ถ่ายทอดให้แก่เสาเข็มเพื่อให้ส่งลงสู่ดินโดยการคำนวณจากสูตรการตอกเสาเข็ม

เสาเข็มเจาะส่วนมากการตรวจความสมบูรณ์ของเสาเข็มนั้นมีมากหลากหลายวิธีโดยส่วนมากจะนิยมใช้ทดสอบนั้นมีอยู่หลักๆ 3 วิธีคือ

1. Seismic Test
2. Static load Test
3. Dynamic load Test

การทดสอบการรับน้ำหนักเสาเข็มแบบ Seismic Test

Seismic Test วิธีการทดสอบนี้จะกระทำได้ง่ายสามารถกระทำการทดสอบเสาเข็มทุกต้น เพราะราคาถูกกว่าวิธีอื่น ๆ ค่าที่ได้มาอาจมีความคลาดเคลื่อนสูงเนื่องจากใช้การเคาะที่หัวเข็มเพื่อส่งคลื่นไปตามความยาวของเข็มแล้วสะท้อนกลับมาที่หัวเข็มเหมือนเดิมและตรงหัวเข็มจะมีเครื่องรับสัญญาณคลื่นที่กลับมาเครื่องนี้จะแสดงออกมาเป็นกราฟ และบันทึกด้วยคอมพิวเตอร์แล้วเอามาอ่านค่าก็จะได้รู้ว่าความยาวของเข็มตรงที่ตำแหน่งไหนที่เกิดรอยร้าวหรือเกิดรูพรุนจะได้ดำเนินการปรับปรุงแก้ไขเสาเข็มนั้น

การทดสอบการรับน้ำหนักเสาเข็มแบบ Static load Test วิธีการทดสอบนี้ทั่วไปมี 2 วิธีคือ

1. Static load Test แบบเสาเข็มเสมอ คือการทดสอบเสาเข็มที่ตอกเสาเข็มเป็นสมอยึดคานรับแม่แรง (Hydroulic Jack) โดยอาศัยแรงฝืดของดินเป็นตัวต้านแรงถอนตัวจากแรงที่กดลงเสาเข็มทดสอบ การตอกเข็มสมอลงบนดินควรตอกในชั้นดินเหนียวเนื่องจากจะมีความฝืดมากกว่าดินประเภทอื่นๆ
2. Static load Test แบบวัสดุถ่วง การทดสอบของระบบจะใช้ในกรณีที่เสาเข็มเสมอใช้การไม่ได้เนื่องจากชั้นดินที่ทำการตอกเข็มสมอมีแรงฝืดไม่เพียงพอที่จะรับแรงถอนของแม่แรง (Hydroulic Jack) ดังนั้นของหันมาใช้วิธีนี้หลักการของ Static load Test แบบวัสดุถ่วง คือวางวัสดุหนัก ๆ ลงบนคานรับนำหนักโดยใต้คานนั้นจะมีหมอนรองรับน้ำหนักกันการโยกของคาน จากนั้นก็ติดตั้งแม่แรง (Hydroulic Jack) ลงทดสอบเสาเข็มนั้นจะมีความแม่นยำสูงเนื่องจากใช้ระยะเวลาการทดสอบมากกว่าการทดสอบวิธีอื่นๆ การเก็บค่าของการยุบตัวเมื่อเพิ่มหรือลดอย่างละเอียด เช่นการทดสอบเสาเข็มต้นหนึ่งโดยการทดสอบนั้น จะต้องเพิ่มน้ำหนักเป็นขั้นๆ ดังนี้ 20% , 50% , 75% และ 100%
3. ในแต่ละขั้นของน้ำหนักที่เพิ่มให้ใช้อัตราการเพิ่มประมาณ 1 มิลลิเมตรต่อนาที อ่านค่าทรุดตัวของเข็มที่ 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 90, 120, 180, 240 นาที และทุกๆ 2 ชั่วโมง ความละเอียดในการอ่านจะต้องมีความละเอียดถึง 0.02 มิลลิเมตร (ส่วนมากนิยมใช้ นาฬิกาวัดการเคลื่อนที่ (Dial gage) อย่างน้อย 2 ตัวในการอ่านค่าหรือใช้กล้องระดับที่สามารถอ่านได้ละเอียด 1.00 มิลลิเมตร) การเพิ่มน้ำหนักแต่ละขั้นจะกระทำได้ก็ต่อเมื่ออัตราการทรุดตัวลดลงถึง 0.30 มิลลิเมตรต่อชั่วโมง ต้องมีเวลาของการบรรทุกน้ำหนักชั้นนั้นๆไม่น้อยกว่า 60 นาที เมื่อเพิ่มน้ำหนักทดสอบถึง 100% จะต้องรักษานำหนักที่บรรทุกไว้เป็นเวลาไม่น้อยกว่า 24 ชั่งโมงจากนั้นก็ลดน้อยหนักทุกๆชั่งโมง เป็นขั้นๆ ดังนี้ 40% , 25% , 0% โดยบันทึกค่าคืนตัวของเข็มที่เวลา 1, 2, 4, 8, 15, 30, 45, 60 นาที และที่นำหนัก 0% ให้บันทึกต่อไปทุกๆชั่วโมง จนกระทั่งค่าของการคืนตัวคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง เป็นต้น

การทดสอบเสาเข็ม Static load Test แบบวัสดุถ่วง

1. Dynamic load Test เป็นการทดสอบเสาเข็มหลายๆต้นด้วยวงเงินและเวลาที่จำกัด การรับน้ำหนักของเสาเข็มที่มีปัญหาและไม่สามารถทดสอบแบบธรรมดาได้ เช่น เสาเข็มที่ร้าว หรือสงสัยจะหัก หรือเสาเข็มที่เอียงมากกว่าที่กำหนด หรือ เสาเข็มที่มีประวัติการตอกหรือการทำไม่ดีอย่างไร ก็ดี ไม่ควรใช้การทดสอบด้วยวิธีนี้
2. Static load Test ทั้งหมด หลักคือ ใช้ ปั้นจั่นยกตุ้มน้ำหนัก แล้วปล่อยให้ปล่อยลูกตุ้มลงมากระแทกเสาเข็ม พลังงานจากการกระแทก จะทำให้เกิดคลื่นความสั่นสะเทือนซึ่งเมื่อสะท้อนเข้าเครื่อง Oscilloscope ก็จะแปลงเป็นกราฟ แสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงและความเร็วกับเวลา

การเลือกใช้วิธีการทดสอบเสาเข็มนั้นขึ้นอยู่กับผู้รับเหมาว่าจะใช้วิธีการอะไรในการทดสอบ หรืออาจจะมีในข้อกำหนดของแบบก่อสร้างที่ผู้ว่าจ้างต้องการใช้วิธีทดสอบ แบบใดผู้รับเหมาจะต้องเสนอรายละเอียดของเครื่องมือที่ใช้ในการทดสอบให้กับวิศวกรผู้คุมงานดูก่อนการทดสอบหลักการทดสอบเสาเข็ม และขึ้นอยู่กับงบประมาณในการก่อสร้าง ระยะเวลาในการทดสอบ