การทดสอบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม (Static Load Test)

การทดสอบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม (Static Load Test) หรือเรียกว่า (Pile Load Test) คือการทดสอบการรับน้ำหนักของเสาเข็มที่หน้างานจริง โดยการใส่น้ำหนักบรรทุกลงไปและตรวจวัดค่าการทรุดตัวประกอบ เอาไว้พิจารณาการรับน้ำหนักของเสาเข็มที่น้ำหนักต่างๆ เพื่อตรวจสอบกับน้ำหนักบรรทุกที่กำหนดไว้จากรายการคำนวณด้วยว่ามีความแตกต่างกันอย่างไร การทดสอบแบบนี้เป็นการทดสอบที่มีความน่าเชื่อถือ เพราะเป็นการทดสอบที่หน้างานจริง ตัดตัวแปรหลายๆ ตัวที่อาจก่อให้เกิดความคลาดเคลื่อนจากการทดสอบออกไป แต่ก็มีค่าใช้จ่ายในการทดสอบสูง และต้องใช้เวลาในการทดสอบนานกว่าวิธีอื่น

การทดสอบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม (Static Load Test)

อุปกรณ์ที่ใช้ในการทดสอบการทดสอบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม (Static Load Test)

  1. Reaction Beam คานเหล็กที่ติดตั้งเพื่อให้แม่แรงไฮดรอลิคใช้ในการยันตัวเพื่อถ่ายแรงที่เกิดขึ้นลงสู่เสาเข็มทดสอบ โดยคานนี้จะถ่ายแรงที่เกิดขึ้นนี้ไปสู่ชุดคาน Reference Beam อีกทีหนึ่ง
  2. Hydraulic Jack แม่แรงไฮดรอลิค ใช้ในการดันคานเหล็ก เพื่อให้เกิดแรง reaction ไปที่เสาเข็มทดสอบ
  3. Test Plate เป็นแผ่นรองระหว่างแม่แรงไฮดรอลิคและเสาเข็มทดสอบเพื่อให้แรงที่ส่งไปที่หัวเสาเข็มเป็นแรงที่เกิดขึ้นอย่างสม่ำเสมอทั้งหน้าตัดเสาเข็ม
  4. Reference Beam คานเหล็กอ้างอิงที่ติดตั้งไว้สำหรับใช้อ้างอิงหาค่าการทรุดตัวของเสาเข็มทดสอบ
  5. Anchor pile เสาเข็มสมอ เป็นเสาเข็มที่อยู่รอบเสาเข็มทดสอบ เสาเข็มนี้จะถูกออกแบบให้รับแรงดึง เพราะจะทำหน้าที่ยึดรั้งกับ Reference Beam เพื่อถ่ายแรงที่เกิดขึ้นลงสู่ผิวดิน
  6. Dial Gauges เป็นเกจวัดค่าการทรุดตัวของเสาเข็มจะติด ตั้งระหว่างหัวเสาเข็มทดสอบกับ Reference Beam โดยมีช่วงในการ วัดค่า 0-50 mm และมีความละเอียด 0.01 mm
  7. Proving Ring เป็นมาตรวัดน้ำหนักบรรทุกที่เกิดขึ้น โดย ติดตั้งระหว่าง Reaction Beam และ Hydraulic Jack เพื่อตรวจดูว่า เมื่อเราขยับ Hydraulic Jack ให้ถีบตัว จะเกิดแรงกระทำเกิดขึ้นเท่าไร เพื่อให้ได้ load ตามที่เราต้องการ
  8. Leveling Instrument เครื่องมือวัดระยะการเคลื่อนที่เพื่อ ตรวจวัดการทรุดตัวเปรียบเทียบระหว่างหัวเสาเข็มทดสอบ, Reference Beam, และ Anchor pile มีความละเอียด 0.01 mm
การทดสอบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม (Static Load Test)

ขั้นตอนการทดสอบ (อ้างอิงตาม ASTM D 1143-81) จะทำการทดสอบ 2 cycles ดังนี้ 

CYCLE 1 (ใส่ load ครบ 100% ตามน้ำหนักบรรทุกเสาเข็มที่กำหนดไว้) 

  1. กำหนดให้น้ำหนักบรรทุกที่ออกแบบใช้งานรับน้ำหนักได้ 100% การให้ load จะให้เป็น step ทีละ 25% ดังนี้ 0%➞ 25%➞ 50%➞ 75%➞ 100% 
  2. การเพิ่ม load จะกระทำเมื่ออัตราการทรุดตัวของเสาเข็ม ทดสอบน้อยกว่า 0.25 mm ต่อชั่วโมงหรือหลังจากค้าง load ไว้ 2 ชั่วโมง 
  3. เมื่อเพิ่ม load แต่ละครั้งจะทำการจดบันทึกค่าการทรุด ตัวที่ระยะเวลาต่อไปนี้ 1, 2, 4, 8, 15, 30, 60, 90, 120, 240 นาที และทุกๆ 2 ชั่วโมง ด้วยค่าความละเอียด 0.01 mm 
  4. เมื่อใส่ load ที่ค่าสูงสุด 100% จะทำการค้าง load นี้เอา ไว้ อย่างน้อย 24 ชั่วโมง แล้วจึงลด load เป็น step ทีละ 25% ดังนี้ 100%➞ 75%➞ 50%➞ 25%➞ 0% แต่ละ step ของ load ที่ลดลงจะทำการค้าง load เอาไว้จนกว่าอัตราค่าการคืนตัวของเสาเข็มทดสอบน้อยกว่า 0.25 mm ต่อชั่วโมง หรือหลังจากค้าง load ไว้ 2 ชั่วโมง 
  5. เมื่อคืน load กลับมาที่ 0% ต้องจดบันทึกค่าการทรุดตัว ของเสาเข็มทดสอบที่เวลา 1, 2, 4, 8, 15, 30, 40, 60 นาที และทุกๆ 1 ชั่วโมง จนกระทั่งเสาเข็มทดสอบหยุดการคืนตัว
การทดสอบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม (Static Load Test)

CYCLE 2 (เรียกว่า Quick Test จะใส่ load จนเสาเข็มวิบัติหรือกำหนดค่าสูงสุด 200% ตามน้ำหนักบรรทุกเสาเข็มที่กำหนดไว้ เพื่อหาน้ำหนักบรรทุกสูงสุดที่เสาเข็มจะรับได้) 

  1. กำหนดให้น้ำหนักบรรทุกที่ออกแบบใช้งานรับน้ำหนัก 200% การให้ load จะให้เป็น step ทีละ 25% ดังนี้ 0% → 25% → 50% → 75% → 100% → 125% → 150% → 175% → 200%
  2. การเพิ่ม load แต่ละ step จะกระทำทุกๆ 5 นาที และจะทำการบันทึกระยะทรุดตัวกับเวลา ที่เวลา 1 และ 5 นาที ในแต่ละ step ที่ความละเอียด 0.01 mm. 
  3. การลด load จะกระทำทีละ step เช่นกัน ทุกๆ 25% ดังนี้ 200% → 175% → 150% → 125% → 100% → 75% → 50% → 25% → 0% 
  4. ที่ load 0% จะปล่อยให้เสาเข็มคืนตัว (rebound) โดยจะบันทึกค่าที่ระยะเวลา 1, 2, 4, 8, 15, 30, 40, 60 นาที และทุกๆ ชั่วโมงจนกว่าจะหยุดนิ่ง 
  5. นำค่าน้ำหนักบรรทุกทดสอบ (load), การทรุดตัวของเสาเข็ม (settlement), ระยะเวลาในการใส่ load ทดสอบ (time) จากการทดสอบนำมา plot กราฟเพื่อดูความสัมพันธ์ของพฤติกรรมและนำมาใช้วิเคราะห์ผลการทดสอบ
การทดสอบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม (Static Load Test)

ขอขอบคุณ