การทดสอบดินในสนาม (Field In-Situ Testing) คืออะไร?
การทดสอบดินในสนาม คือการวัดคุณสมบัติดินโดยตรงในพื้นที่โครงการ โดยไม่ต้องเก็บตัวอย่างดินมาห้องปฏิบัติการ ทำให้ได้ค่าพารามิเตอร์ที่สะท้อนสภาพดินจริง ณ ความดันและความชื้นตามธรรมชาติ ผลที่ได้ใช้สำหรับ ออกแบบฐานราก เสาเข็ม คันดิน และถนน รวมถึงยื่นขออนุญาตก่อสร้างต่อหน่วยงานราชการ ทุกรายการดำเนินการตามมาตรฐาน ASTM และรับรองโดยวิศวกรผู้ได้รับใบอนุญาต
ประเภทการทดสอบดินในสนามที่ให้บริการ
SPN Soil Engineering ให้บริการทดสอบดินในสนามครบ 12 รายการ แบ่งออกเป็น 3 กลุ่มตามวัตถุประสงค์
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
- CPT (Cone Penetration Test) — ASTM D3441 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
- Plate Bearing Test — ASTM D1194 กดแผ่นเหล็กกลมขนาด 30-75 cm ด้วยแม่แรงไฮดรอลิก วัดการทรุดตัวเพื่อหาค่า Ultimate Bearing Capacity และ Modulus of Subgrade Reaction (k) สำหรับออกแบบ Raft Foundation และ Slab on Grade
2. การทดสอบสำหรับงานถนน ดินถม และการบดอัด
กลุ่มการทดสอบที่ใช้ควบคุมคุณภาพงานก่อสร้างและออกแบบชั้นทาง
- Field Density Test (Sand Cone) — ASTM D1556 ขุดหลุมในดินถม เทน้ำหนักทรายมาตรฐานวัดปริมาตร เปรียบเทียบความหนาแน่นแห้งกับค่า Maximum Dry Density จากการทดสอบ Modified Proctor เพื่อตรวจสอบว่าดินถมผ่านเกณฑ์ % Compaction ที่กำหนด
- 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
- Field CBR Test (In-Situ CBR) — ASTM D4429 ทดสอบค่า California Bearing Ratio โดยตรงในหลุม Test Pit ด้วยการกดท่อนเหล็กกลมตันขนาดมาตรฐาน วัด Load-Penetration Curve ให้ค่า CBR ที่แม่นยำกว่า DCP เหมาะสำหรับงานออกแบบชั้นทางสนามบิน ถนนสายหลัก และลานจอดรถที่ต้องการความละเอียดสูง
- Light Penetrometer (Kunzelstab) — DIN 4094 ทดสอบความแน่นดินด้วยการตอกแท่งเหล็กที่มีน้ำหนักมาตรฐาน เหมาะสำหรับสำรวจพื้นที่ขนาดใหญ่ที่ต้องการผลรวดเร็วและประหยัดต้นทุน
3. การสำรวจและเก็บตัวอย่างพิเศษ
- Test Pit (การขุดหลุมสำรวจ) ขุดหลุมด้วยรถแบคโฮหรือแรงงานลึก 2-5 เมตร ตรวจสอบสภาพชั้นดินด้วยตาเปล่า เก็บตัวอย่างดิน Undisturbed และตรวจสอบสภาพฐานรากเดิม เหมาะสำหรับงานซ่อมแซมอาคารและงานสำรวจในพื้นที่จำกัด
- Rock Coring (NMLC Triple Tube) — ASTM D2113 เจาะเก็บตัวอย่างหินแกน (Rock Core) ด้วยหัวเจาะเพชร คำนวณค่า Rock Quality Designation (RQD) เพื่อประเมินคุณภาพมวลหิน เหมาะสำหรับโครงการขนาดใหญ่บนพื้นที่หิน เช่น เขื่อน อุโมงค์ และโรงไฟฟ้า
- 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
- 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 — IEEE 442 ทดสอบค่าการนำความร้อน (Thermal Conductivity, λ) และ Thermal Resistivity ของดินในสนามด้วยวิธี Thermal Needle Probe ผลที่ได้ใช้ออกแบบระบบ Geothermal Heat Exchanger และกำหนดค่า Derating Factor ของสายไฟฟ้าใต้ดิน เพื่อป้องกันความร้อนสะสมในดิน
ตารางสรุปการทดสอบดินในสนาม
← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →
| การทดสอบ | มาตรฐาน | ค่าที่ได้ | ใช้สำหรับ |
|---|
| SPT Standard Penetration Test | ASTM D1586 | N-Value | ออกแบบฐานราก เสาเข็ม |
| CPT Cone Penetration Test | ASTM D3441 | qc, fs, Rf | โปรไฟล์ชั้นดินต่อเนื่อง |
| Field Vane Shear Test | ASTM D2573 | Su (kPa) | กำลังเฉือนดินเหนียวอ่อน |
| Plate Bearing Test | ASTM D1194 | 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) | DIN 4094 | DPL Index | ตรวจสอบความแน่นดินเร็ว |
| Test Pit | In-situ | ชั้นดิน / ตัวอย่าง | สำรวจดินและฐานรากเดิม |
| Rock Coring (NMLC) | ASTM D2113 | RQD (%) | ประเมินคุณภาพมวลหิน |
| 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) | ASTM D4429 | CBR (%) | ออกแบบชั้นทางสนามบิน ถนนสายหลัก |
| Soil Thermal Conductivity Test | IEEE 442 | λ (W/m·K) | ออกแบบ Geothermal / Derating สายไฟใต้ดิน |
SPT กับ CPT ต่างกันอย่างไร? เลือกแบบไหนดี?
SPT และ CPT เป็นสองวิธีที่นิยมใช้มากที่สุดในงานสำรวจดิน โดยมีความแตกต่างดังนี้ SPT เหมาะกับดินทุกประเภทรวมถึงดินกรวดและหิน สามารถเก็บตัวอย่างดินได้พร้อมกัน ค่าใช้จ่ายต่ำกว่า แต่ผลขึ้นกับทักษะผู้ทดสอบมากกว่า ส่วน CPT ให้ข้อมูลต่อเนื่องและสม่ำเสมอกว่า แม่นยำสูงกว่าสำหรับดินเหนียวและดินทราย ไม่สามารถเจาะผ่านชั้นกรวดหรือหินได้ ในทางปฏิบัติมักใช้ทั้งสองวิธีร่วมกัน โดย SPT เป็นหลักและใช้ CPT เสริมในพื้นที่ที่ต้องการข้อมูลละเอียด
การเลือกประเภทการทดสอบให้เหมาะสมกับโครงการ
แต่ละประเภทโครงการต้องการข้อมูลดินที่ต่างกัน การเลือกวิธีทดสอบให้ตรงจุดช่วยลดต้นทุนและได้ค่าพารามิเตอร์ที่วิศวกรต้องการสำหรับออกแบบ
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
งาน EIA และสิ่งแวดล้อม
Observation Well + Monitoring
ติดตามระดับน้ำใต้ดินระยะยาว
