การทดสอบดินในสนาม (Field In-Situ Testing) คืออะไร?
การทดสอบดินในสนาม คือการวัดและเก็บข้อมูลคุณสมบัติดินโดยตรงในพื้นที่โครงการ หลายรายการ เช่น CPT, Field Vane Shear และ Plate Bearing วัดค่าได้ทันทีในสนามโดยไม่ต้องเก็บตัวอย่างเข้าห้องปฏิบัติการ ทำให้ได้ค่าพารามิเตอร์ที่สะท้อนสภาพดินจริง ณ ความดันและความชื้นตามธรรมชาติ ขณะที่บางรายการ เช่น SPT, Test Pit และงานเจาะเก็บแกนหิน/คอนกรีต จะเก็บตัวอย่างส่งทดสอบต่อในห้องปฏิบัติการ ผลที่ได้ใช้สำหรับ ออกแบบฐานราก เสาเข็ม คันดิน และถนน รวมถึงยื่นขออนุญาตก่อสร้างต่อหน่วยงานที่เกี่ยวข้อง ทุกรายการดำเนินการตามมาตรฐาน ASTM และรับรองโดยวิศวกรผู้ได้รับใบอนุญาต
ประเภทการทดสอบดินในสนามที่ให้บริการ
SPN Soil Engineering ให้บริการทดสอบดินในสนามครบวงจร แบ่งเป็นกลุ่มตามวัตถุประสงค์ — กดเพื่อดูหลักการ มาตรฐาน และบทความอ่านเพิ่มเติมของแต่ละรายการ
ดูรายละเอียดเทคนิคทั้งหมด
1. การทดสอบสำหรับงานสำรวจและออกแบบฐานราก
กลุ่มการทดสอบที่ใช้หาคุณสมบัติดินสำหรับออกแบบฐานราก เสาเข็ม และคำนวณกำลังรับน้ำหนัก ประกอบด้วย
- Standard Penetration Test (SPT) — ASTM D1586 การทดสอบหลักในงานเจาะสำรวจดิน (Soil Boring) เก็บตัวอย่างดินด้วย Split Spoon Sampler โดยวิธีตอกกระแทกด้วยตุ้มตอกมาตรฐาน ขนาด 63.5 kg ระยะตกอิสระ 76 cm บันทึกค่า N-Value ทุก 1.5 เมตรตลอดความลึก ใช้ประเมิน Relative Density ของดินทราย, Undrained Shear Strength ของดินเหนียว และออกแบบความยาวเสาเข็ม — อ่านเพิ่มเติม: วิธีอ่านค่า SPT N-Value และ ต้องเจาะกี่หลุม ลึกเท่าไหร่
- CPT (Cone Penetration Test) — ASTM D3441 / D5778 กดหัว Cone ขนาด 10 cm² ลงดินด้วยความเร็วคงที่ 2 cm/s วัดแรงต้านที่ปลาย (qc) และแรงเสียดทานผิว (fs) ต่อเนื่อง ได้โปรไฟล์ชั้นดินละเอียดกว่า SPT เหมาะสำหรับดินเหนียวอ่อนและดินตะกอน
- Field Vane Shear Test — ASTM D2573 หมุน Vane ในดินเหนียวอ่อนเพื่อวัดค่า Undrained Shear Strength (Su) โดยตรงในสนาม เหมาะสำหรับดินที่เก็บตัวอย่างยาก เช่น ดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯ และดินตะกอนใต้น้ำ — อ่านเพิ่มเติม: Field Vane Shear Test ฉบับเข้าใจง่าย
- Plate Bearing Test — ASTM D1195 / D1196 กดแผ่นเหล็กกลมขนาด 30-75 cm ด้วยแม่แรงไฮดรอลิก วัดการทรุดตัวเพื่อหาค่า Ultimate Bearing Capacity และ Modulus of Subgrade Reaction (k) สำหรับออกแบบ Raft Foundation และ Slab on Grade — อ่านเพิ่มเติม: Plate Bearing Test คืออะไร และ กฎหมายกำหนดให้ทดสอบเมื่อไหร่
2. การทดสอบสำหรับงานถนน ดินถม และการบดอัด
กลุ่มการทดสอบที่ใช้ควบคุมคุณภาพงานก่อสร้างและออกแบบชั้นทาง
- Field Density Test (Sand Cone) — ASTM D1556 ขุดหลุมในดินถม เทน้ำหนักทรายมาตรฐานวัดปริมาตร เปรียบเทียบความหนาแน่นแห้งกับค่า Maximum Dry Density จากการทดสอบ Standard Proctor หรือ Modified Proctor เพื่อตรวจสอบว่าดินถมผ่านเกณฑ์ % Compaction ที่กำหนด — อ่านเพิ่มเติม: Field Density Test ฉบับสมบูรณ์
- DCP Test (Dynamic Cone Penetrometer) — ASTM D6951 ตอก Cone ขนาด 20 mm ด้วยค้อนน้ำหนัก 8 kg บันทึก DCP Index แปลงเป็นค่า CBR ได้ทันทีโดยไม่ต้องขุดตัวอย่าง เหมาะสำหรับตรวจสอบคุณภาพดินชั้น Subgrade และ Subbase บนสนามบิน ถนน และลานจอดรถ — อ่านเพิ่มเติม: DCP Test คืออะไร และ เปรียบเทียบ DCP vs KPT vs SPT
- Field CBR Test (In-Situ CBR) — แนวทาง ASTM D4429-09a (ASTM ถอนปี 2018) ทดสอบค่า California Bearing Ratio โดยตรงในหลุม Test Pit ด้วยการกดท่อนเหล็กกลมตันขนาดมาตรฐาน วัด Load-Penetration Curve ให้ค่า CBR ที่แม่นยำกว่า DCP เหมาะสำหรับงานออกแบบชั้นทางสนามบิน ถนนสายหลัก และลานจอดรถที่ต้องการความละเอียดสูง
- Light Penetrometer (Kunzelstab) — แนวทาง DIN 4094 (ฉบับเดิม ปัจจุบันแทนด้วย DIN EN ISO 22476-2) ทดสอบความแน่นดินด้วยการตอกแท่งเหล็กที่มีน้ำหนักมาตรฐาน เหมาะสำหรับสำรวจพื้นที่ขนาดใหญ่ที่ต้องการผลรวดเร็วและประหยัดต้นทุน — อ่านเพิ่มเติม: Kunzelstab Penetration Test (KPT) คืออะไร และ เปรียบเทียบ DCP vs KPT vs SPT
3. การสำรวจและเก็บตัวอย่างพิเศษ
- Test Pit (การขุดหลุมสำรวจ) ขุดหลุมด้วยรถแบคโฮหรือแรงงานลึก 1-5 เมตร ตรวจสอบสภาพชั้นดินด้วยตาเปล่า เก็บตัวอย่างดิน Undisturbed และตรวจสอบสภาพฐานรากเดิม เหมาะสำหรับงานซ่อมแซมอาคารและงานสำรวจในพื้นที่จำกัด — อ่านเพิ่มเติม: บ้านทรุด ต่อเติมบ้าน ทำไมต้องเจาะสำรวจดินก่อน
- Rock Coring (NMLC Triple Tube) — ASTM D2113 เจาะเก็บตัวอย่างหินแกน (Rock Core) ด้วยหัวเจาะเพชร คำนวณค่า Rock Quality Designation (RQD) เพื่อประเมินคุณภาพมวลหิน เหมาะสำหรับโครงการขนาดใหญ่บนพื้นที่หิน เช่น เขื่อน อุโมงค์ และโรงไฟฟ้า
- Concrete Coring (เจาะเก็บตัวอย่างคอนกรีต) — ASTM C42 เจาะและเก็บตัวอย่างแท่งคอนกรีต (Concrete Core) จากโครงสร้างจริง เพื่อทดสอบกำลังรับแรงอัด (Compressive Strength) ตรวจสอบคุณภาพคอนกรีต และเปิดหน้าต่างสำรวจชั้นดินใต้โครงสร้างเดิม เหมาะสำหรับงานตรวจสอบและซ่อมแซมอาคาร
- Observation / Monitoring Well ติดตั้งท่อ PVC ในหลุมเจาะเพื่อวัดและติดตามระดับน้ำใต้ดิน (Groundwater Level) ระยะยาว ใช้ในงาน EIA งานติดตามสิ่งแวดล้อม และโครงการที่ต้องควบคุมระดับน้ำใต้ดิน
- Downhole Seismic Test — ASTM D7400 วัดความเร็วคลื่นเฉือน (Shear Wave Velocity, Vs) และคลื่นอัด (Compression Wave Velocity, Vp) ในแต่ละชั้นดินโดยส่งสัญญาณจากผิวดินและรับสัญญาณด้วย Geophone ที่ฝังในหลุมเจาะ ใช้คำนวณ Shear Modulus (G₀), Poisson's Ratio และจำแนก Site Class ตามมาตรฐาน ASCE 7 / IBC สำหรับการออกแบบต้านทานแผ่นดินไหว (Seismic Design) โรงงานปิโตรเคมี โรงไฟฟ้า และอาคารสำคัญ — อ่านเพิ่มเติม: แผ่นดินไหวกับฐานรากและ Liquefaction
- Electrical Soil Resistivity Test — ASTM G57 วัดค่าความต้านทานไฟฟ้าจำเพาะของดิน (Apparent Resistivity, Ω·m) ด้วยวิธี Four-Point Wenner Array ผลที่ได้ใช้ออกแบบระบบสายดิน (Grounding System) และประเมินความเสี่ยงการกัดกร่อนของท่อโลหะใต้ดิน (Cathodic Protection)
- Soil Thermal Conductivity Test — ASTM D5334 (IEEE 442) ทดสอบค่าการนำความร้อน (Thermal Conductivity, λ) และ Thermal Resistivity ของดินในสนามด้วยวิธี Thermal Needle Probe ผลที่ได้ใช้ออกแบบระบบ Geothermal Heat Exchanger และกำหนดค่า Derating Factor ของสายไฟฟ้าใต้ดิน เพื่อป้องกันความร้อนสะสมในดิน อ่านขั้นตอนทดสอบและตัวอย่างผลจริงจากโครงการสายส่ง 115 kV ได้ที่ บทความ Soil Thermal Resistivity Test และ Ambient Temperature Test
- In-Situ Permeability Test (ทดสอบความซึมผ่านน้ำในหลุมเจาะ) — ISO 22282-2 / ISO 22282-3 เติมน้ำหรือสูบน้ำในท่อกรุแล้ววัดอัตราการเปลี่ยนระดับน้ำ (Falling / Rising Head) หรืออัดน้ำเป็นช่วงด้วย Packer ในชั้นหิน (Lugeon Test) ได้ค่าสัมประสิทธิ์การซึมผ่านน้ำ (k) ของมวลดินจริงในสนาม ใช้ประกอบการออกแบบระบบลดระดับน้ำ บ่อขุดลึก คันดิน และงานเขื่อน
ตารางสรุปการทดสอบดินในสนาม
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
ตารางสรุปการทดสอบดินในสนาม พร้อมมาตรฐาน ค่าที่ได้ และการใช้งาน
| การทดสอบ | มาตรฐาน | ค่าที่ได้ | ใช้สำหรับ |
| SPT Standard Penetration Test | ASTM D1586 | N-Value | ออกแบบฐานราก เสาเข็ม |
| CPT Cone Penetration Test | ASTM D3441 / D5778 | qc, fs, Rf | โปรไฟล์ชั้นดินต่อเนื่อง |
| Field Vane Shear Test | ASTM D2573 | Su (kPa) | กำลังเฉือนดินเหนียวอ่อน |
| Plate Bearing Test | ASTM D1195 / D1196 | qu, k (MN/m³) | ออกแบบ Raft / Slab on Grade |
| Field Density Test (Sand Cone) | ASTM D1556 | % Compaction | ควบคุมคุณภาพดินถม |
| DCP Test | ASTM D6951 | CBR (%) | ออกแบบชั้นทาง Subgrade |
| Light Penetrometer (Kunzelstab) | แนวทาง DIN 4094 (แทนด้วย DIN EN ISO 22476-2) | N (ครั้ง/20 cm) | ตรวจสอบความแน่นดินเร็ว |
| Test Pit | In-situ | ชั้นดิน / ตัวอย่าง | สำรวจดินและฐานรากเดิม |
| Rock Coring (NMLC) | ASTM D2113 | RQD (%) | ประเมินคุณภาพมวลหิน |
| Concrete Coring | ASTM C42 | Compressive Strength (ksc) | ตรวจสอบคุณภาพคอนกรีตโครงสร้างเดิม |
| Observation Well | In-situ | GWL (m) | ติดตามระดับน้ำใต้ดิน |
| Downhole Seismic Test | ASTM D7400 | Vs, Vp (m/s) | Site Class / Shear Modulus G₀ |
| Electrical Soil Resistivity | ASTM G57 | ρ (Ω·m) | ออกแบบ Grounding / Cathodic Protection |
| Field CBR Test (In-Situ CBR) | แนวทาง ASTM D4429-09a (ASTM ถอนปี 2018) | CBR (%) | ออกแบบชั้นทางสนามบิน ถนนสายหลัก |
| Soil Thermal Conductivity Test | ASTM D5334 | λ (W/m·K) | ออกแบบ Geothermal / Derating สายไฟใต้ดิน |
| In-Situ Permeability (Falling / Rising Head, Lugeon) | ISO 22282-2 / 22282-3 | k (m/s), Lugeon | Dewatering บ่อขุด คันดิน เขื่อน |
SPT กับ CPT ต่างกันอย่างไร? เลือกแบบไหนดี?
SPT และ CPT เป็นสองวิธีที่นิยมใช้มากที่สุดในงานสำรวจดิน โดยมีความแตกต่างดังนี้ SPT ใช้ได้กับดินเกือบทุกประเภท รวมถึงทรายแน่นและดินแข็ง (ในชั้นกรวดใหญ่ค่า N อาจสูงเกินจริง ส่วนชั้นหินใช้ Rock Coring) สามารถเก็บตัวอย่างดินได้พร้อมกัน ค่าใช้จ่ายต่ำกว่า แต่ผลขึ้นกับทักษะผู้ทดสอบมากกว่า ส่วน CPT ให้ข้อมูลต่อเนื่องและสม่ำเสมอกว่า แม่นยำสูงกว่าสำหรับดินเหนียวและดินทราย ไม่สามารถเจาะผ่านชั้นกรวดหรือหินได้ ในทางปฏิบัติมักใช้ทั้งสองวิธีร่วมกัน โดย SPT เป็นหลักและใช้ CPT เสริมในพื้นที่ที่ต้องการข้อมูลละเอียด
การเลือกประเภทการทดสอบให้เหมาะสมกับโครงการ
แต่ละประเภทโครงการต้องการข้อมูลดินที่ต่างกัน การเลือกวิธีทดสอบให้ตรงจุดช่วยลดต้นทุนและได้ค่าพารามิเตอร์ที่วิศวกรต้องการสำหรับออกแบบ SPN แนะนำชุดทดสอบตามประเภทโครงการ 6 กลุ่ม ได้แก่ บ้านพักอาศัย, อาคารสูงและโรงงาน, ถนนและรันเวย์, เขื่อนและงานในน้ำ, โครงการบนพื้นที่หิน และงานสิ่งแวดล้อมและน้ำใต้ดิน
บ้านพักอาศัยและอาคารขนาดเล็ก
SPT + Field Vane Shear
ออกแบบฐานราก ราคาประหยัด
อาคารสูงและโรงงาน
SPT หลายหลุม + CPT + Plate Bearing
ออกแบบฐานรากและเสาเข็ม
ถนน รันเวย์ และดินถม
Field Density Test + DCP Test
ควบคุมคุณภาพการบดอัดทุกชั้น
เขื่อน คันดิน และงานในน้ำ
SPT บนแพลอย + Vane Shear + Test Pit
สำรวจชั้นดินใต้น้ำ
โครงการบนพื้นที่หิน
Rock Coring + RQD Analysis
ประเมินคุณภาพฐานรากบนหิน สำหรับเขื่อน อุโมงค์ โรงไฟฟ้า
งานสิ่งแวดล้อมและน้ำใต้ดิน
Observation Well + Monitoring
ติดตามระดับน้ำใต้ดินระยะยาว