Field Density Test คืออะไร?

Field Density Test หรือ การหาความแน่นของดินในสนาม คือการทดสอบเพื่อหาความหนาแน่นของดินที่ผ่านการบดอัดแล้วในสนาม แล้วนำไปเปรียบเทียบกับ ความหนาแน่นแห้งสูงสุด (Maximum Dry Density) ที่ได้จากการทดสอบการบดอัดในห้องปฏิบัติการ (Proctor Test) ผลที่ได้คือ เปอร์เซ็นต์การบดอัด (Degree of Compaction หรือ % Compaction) ซึ่งเป็นตัวชี้วัดหลักในการ "ตรวจรับ" งานบดอัดดินว่าผ่านข้อกำหนดหรือไม่

เป็นการทดสอบควบคุมคุณภาพ (QC) ที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของงานดิน ใช้กับงานถมคันทาง ถนน ลานคอนกรีต ดินถมรับฐานราก พื้นโรงงาน และดินถมหลังกำแพงกันดิน (Backfill)

การทดสอบ Field Density Test ด้วยวิธี Sand Cone หาความแน่นของดินบดอัดในสนาม โดยทีมวิศวกร SPN
การทดสอบ Field Density Test ด้วยวิธีกรวยทราย (Sand Cone Method) — หาปริมาตรหลุมด้วยทรายมาตรฐานเพื่อคำนวณความหนาแน่นของดินบดอัด (ภาพ: SPN Soil Engineering)

ทำไมการทดสอบความแน่นจึงสำคัญ

ดินที่บดอัดไม่แน่นพอจะมีช่องว่างอากาศมาก ส่งผลให้ ทรุดตัวมาก รับน้ำหนักได้น้อย และซึมน้ำง่าย ซึ่งนำไปสู่ถนนเป็นคลื่นหรือแตกร้าว พื้นทรุด และฐานรากเสียหาย การทดสอบความแน่นจึงเป็นการยืนยันว่างานบดอัดได้คุณภาพก่อนเทโครงสร้างทับ ครอบคลุมทั้งงานถนน ทางหลวง สะพาน อาคาร และเขื่อน

สูตรคำนวณที่สำคัญ

หัวใจของ Field Density Test คือการหา "ความหนาแน่นแห้ง" ในสนาม แล้วเทียบกับค่าสูงสุดจาก Proctor โดยใช้สูตรหลักเพียงไม่กี่สูตร:

ความหนาแน่นเปียก:   ρ = M / V M = มวลดินเปียกที่ขุดจากหลุม, V = ปริมาตรหลุมทดสอบ
ปริมาตรหลุม (Sand Cone):   V = Mทราย / ρทราย หาจากมวลทรายมาตรฐานที่เติมเต็มหลุม หารด้วยความหนาแน่นของทรายที่สอบเทียบไว้
ความหนาแน่นแห้ง:   ρd = ρ / ( 1 + w ) w = ความชื้นของดิน (สัดส่วน) — ตัดผลของน้ำออกเพื่อเทียบกับ Proctor ได้ถูกต้อง
เปอร์เซ็นต์การบดอัด:   R = ( ρd,สนาม / ρd,max ) × 100% ρd,max = ความหนาแน่นแห้งสูงสุดจากการทดสอบ Proctor ในห้องปฏิบัติการ

วิธีทดสอบหลักและมาตรฐาน

มีหลายวิธีหาความหนาแน่นในสนาม โดยวิธี Sand Cone เป็นวิธีอ้างอิงที่นิยมที่สุด:

วิธี / มาตรฐานลักษณะการทำงาน
Sand Cone (ASTM D1556 / AASHTO T191)ใช้ทรายมาตรฐานหาปริมาตรหลุม วิธีอ้างอิงที่นิยมที่สุด ความแม่นยำสูง เหมาะกับดินเม็ดหยาบถึงละเอียด
Nuclear Density Gauge (ASTM D6938)วัดความหนาแน่นและความชื้นด้วยรังสีได้รวดเร็วในสนาม ต้องสอบเทียบและมีใบอนุญาตใช้รังสี
Rubber Balloon (ASTM D2167)ใช้ลูกโป่งยางอัดน้ำหาปริมาตรหลุม หลักการคล้าย Sand Cone
Drive/Core Cutter (ASTM D2937)กดกระบอกเหล็กเก็บตัวอย่างปริมาตรคงที่ เหมาะกับดินเหนียวละเอียดที่ไม่มีกรวด
Proctor (ASTM D698 / D1557)การทดสอบในห้องปฏิบัติการเพื่อหาความหนาแน่นแห้งสูงสุด (Standard/Modified) ใช้เป็นค่าอ้างอิงเทียบ % การบดอัด

หมายเหตุ: งานในไทยมักอ้างอิงมาตรฐาน ASTM/AASHTO ร่วมกับข้อกำหนดของ กรมทางหลวง และ กรมโยธาธิการและผังเมือง (มยผ.) ควรตรวจสอบฉบับล่าสุดก่อนใช้งาน

ไดอะแกรมอุปกรณ์ทดสอบ Sand Cone Method แสดงขวดทราย กรวยมาตรฐาน แผ่นฐาน (Base Plate) และหลุมทดสอบ พร้อมขนาดมาตรฐานตาม ASTM D1556
แผนภาพอุปกรณ์ Sand Cone — ขวดบรรจุทรายมาตรฐานต่อกรวย วางบนแผ่นฐานเหนือหลุมทดสอบ ใช้หาปริมาตรหลุมจากมวลทรายที่ไหลลงเต็มหลุม ตามแผนภาพ กรวยมาตรฐานสูงประมาณ 136.5 มม. ฐานกว้างประมาณ 165–171 มม. หลุมทดสอบลึกประมาณ 10 ซม. (ขนาดจริงอาจปรับตามขนาดเม็ดดินตาม ASTM D1556) — ไดอะแกรมประกอบ: SPN Soil Engineering
การทดสอบการบดอัดดิน Proctor (ASTM D698/D1557) ในห้องปฏิบัติการ บรรจุดินลงโมลด์เป็นชั้นเพื่อบดอัดหาความหนาแน่นแห้งสูงสุด ใช้เป็นค่าอ้างอิงเทียบ % การบดอัด โดยทีม SPN
การทดสอบ Proctor (Compaction Test) ในห้องปฏิบัติการ — หาความหนาแน่นแห้งสูงสุด (ρd,max) ที่ใช้เป็นค่าอ้างอิงในการคำนวณเปอร์เซ็นต์การบดอัดของ Field Density Test (ภาพ: SPN Soil Engineering)

ขั้นตอนการทดสอบ Sand Cone

ทีมวิศวกร SPN ติดตั้งชุดทดสอบ Sand Cone บนแผ่นฐานเพื่อหาความแน่นของดินบดอัดในงาน Earthwork พร้อมป้ายบันทึกโครงการ ชั้นบดอัด และจุดทดสอบ
การติดตั้งชุดทดสอบ Sand Cone หน้างานจริง — บันทึกโครงการ ชั้นบดอัด (Layer) และตำแหน่งจุดทดสอบทุกจุดเพื่อความสอบทานได้ (ภาพ: SPN Soil Engineering)
  1. ปรับผิวดินบดอัดให้เรียบ วางแผ่นฐาน (Base Plate)
  2. ขุดหลุมทดสอบผ่านช่องแผ่นฐาน เก็บดินที่ขุดออกทั้งหมด แล้วชั่งมวลดินเปียก
  3. คว่ำกระบอกกรวยทราย (บรรจุทรายมาตรฐานสอบเทียบแล้ว) ลงบนหลุม ปล่อยให้ทรายไหลเต็มหลุม
  4. คำนวณปริมาตรหลุมจากมวลทรายที่ใช้ ÷ ความหนาแน่นของทราย
  5. นำตัวอย่างดินไปอบหาความชื้น แล้วคำนวณความหนาแน่นแห้งในสนาม
  6. เทียบกับ ρd,max จาก Proctor หาเปอร์เซ็นต์การบดอัด แล้วจัดทำรายงาน
ภาพระยะใกล้หลุมทดสอบ Field Density Test ที่ขุดผ่านช่องแผ่นฐานเหล็ก แสดงการวัดขนาดหลุมด้วยตลับเมตรและไม้บรรทัดเหล็ก
หลุมทดสอบที่ขุดผ่านช่องแผ่นฐาน — ผนังและก้นหลุมต้องไม่ถูกรบกวนเพื่อให้ปริมาตรถูกต้อง
เจ้าหน้าที่ SPN วัดความลึกหลุมทดสอบ Sand Cone ด้วยตลับเมตร ขณะเก็บดินที่ขุดออกเพื่อชั่งมวลและหาความชื้น
ตรวจสอบหลุมและเก็บดินที่ขุดออกทั้งหมด เพื่อนำไปชั่งมวลและอบหาความชื้น

เกณฑ์การยอมรับ (% การบดอัด)

✅ เกณฑ์ที่พบบ่อย (อ้างอิงตามสเปกโครงการ)

งานถมทั่วไปมักกำหนด ≥ 95% ของ Standard Proctor ส่วนชั้นทาง (Subgrade/Subbase) และดินถมรับโครงสร้างมักกำหนด 95–100% ของ Modified Proctor — ค่าจริงต้องยึดตามข้อกำหนดของผู้ออกแบบเป็นหลัก

ปัจจัยที่ทำให้ผลคลาดเคลื่อน

  • ทรายมาตรฐานไม่ได้สอบเทียบหรือชื้น — ทำให้ปริมาตรหลุมผิด ส่งผลต่อความหนาแน่นโดยตรง
  • ผนังหรือก้นหลุมถูกรบกวน — ดินร่วงหรือหลุมไม่ได้รูปทำให้ปริมาตรคลาดเคลื่อน
  • ค่าความชื้นไม่ถูกต้อง — ทำให้แปลงเป็นความหนาแน่นแห้งผิด
  • ใช้ Proctor ผิดชนิด — เทียบ Standard กับ Modified สลับกันทำให้ % การบดอัดผิด
  • Nuclear Gauge เจอกรวดหรือความชื้นสูง — อาจต้องปรับแก้ด้วยวิธีอ้างอิง (Sand Cone)

Field Density Test มักทำควบคู่กับการทดสอบดินอื่นเพื่อควบคุมคุณภาพงานก่อสร้างให้ครบวงจร:

  • Proctor / CBR — หาค่าอ้างอิงความหนาแน่นและความสามารถรับน้ำหนักของวัสดุชั้นทาง
  • Plate Bearing Test — หากำลังแบกทานและค่าโมดูลัสปฏิกิริยาดิน (k) ของชั้นที่บดอัดแล้ว
  • การเจาะสำรวจดิน — ให้ข้อมูลชั้นดินสำหรับออกแบบฐานราก

ตัวอย่างงานทดสอบจริงในสนาม

SPN Soil Engineering ให้บริการ Field Density Test ในโครงการจริงหลากหลายประเภททั่วประเทศ ทั้งงานถมปรับพื้นที่ ลานกีฬา ถนน และงานดินรับโครงสร้าง โดยบันทึกข้อมูลโครงการ จุดทดสอบ และพิกัดทุกจุดเพื่อให้รายงานตรวจสอบย้อนกลับได้:

ชุดทดสอบ Field Density Test แบบ Sand Cone ตั้งบนพื้นที่ถมบดอัดของโครงการสนามเทนนิส พร้อมป้ายบันทึกจุดทดสอบ FDT และชั้นบดอัด โดย SPN
งานทดสอบความแน่นพื้นที่ถมบดอัดของโครงการลานกีฬา (Sand Cone Method)
การทดสอบ Field Density Test ด้วยวิธี Sand Cone ในไซต์ก่อสร้างกรุงเทพฯ พร้อมป้ายบันทึกโครงการและพิกัด GPS ยืนยันตำแหน่งจุดทดสอบ
งานทดสอบในไซต์ก่อสร้างกรุงเทพฯ — บันทึกพิกัดจุดทดสอบเพื่อความสอบทานได้
📌 หมายเหตุ

บทความนี้จัดทำเพื่อเป็นความรู้ทางวิศวกรรม การเลือกวิธีทดสอบ ความถี่ของจุดทดสอบ และเกณฑ์การยอมรับ ควรเป็นไปตามข้อกำหนดของโครงการและดุลยพินิจของวิศวกรผู้มีใบอนุญาต