ขั้นตอนถ่ายระดับขึ้นอาคารสูงด้วยกล้อง Auto Level และเทปเหล็ก

เมื่ออาคารสูงขึ้นทีละชั้น งานระดับก็ต้องตามขึ้นไปด้วย ทุกชั้นต้องมีหมุดระดับอ้างอิงชั่วคราว (Temporary Benchmark: TBM) ที่ผูกกับหมุดหลักฐานบนพื้นดิน เพื่อใช้ควบคุมระดับพื้น คาน และงานระบบ การถ่ายระดับขึ้นไปทีละชั้นด้วยการวัดระยะจากพื้นชั้นล่างทำให้ความคลาดเคลื่อนสะสมและตรวจย้อนได้ยาก วิธีที่ใช้กันแพร่หลายในงานอาคารคือการใช้กล้องระดับอัตโนมัติ (Auto Level) ร่วมกับเทปเหล็กแขวนดิ่ง ถ่ายระดับจากหมุดบนพื้นขึ้นสู่ชั้นที่ต้องการโดยตรง บทความนี้อธิบายขั้นตอนแบบทำตามได้ พร้อมสูตรคำนวณและการแก้ค่าที่จำเป็น

1. ขั้นตอนที่ 1: เตรียมอุปกรณ์และจุดถ่ายระดับ

อุปกรณ์: กล้องระดับสองชุดหรือหนึ่งชุดที่ย้ายขึ้นลงได้ ไม้สต๊าฟ เทปเหล็กที่ผ่านการสอบเทียบความยาวยาวพอถึงชั้นที่ต้องการ ตุ้มถ่วงหรืออุปกรณ์ให้แรงดึงตามค่ามาตรฐานที่ระบุบนเทป เช่น 50 N และเทอร์โมมิเตอร์วัดอุณหภูมิอากาศหรือผิวเทป

จุดถ่ายระดับ: เลือกช่องเปิดที่ตรงดิ่งตลอดความสูง เช่น ช่องลิฟต์ ช่องท่อ หรือช่องเปิดที่เว้นไว้ในพื้น ต้องไม่มีสิ่งกีดขวางให้เทปแตะขอบ และอยู่ในตำแหน่งที่ลมไม่แรง ควรกำหนดอย่างน้อยสองจุดถ่ายระดับในอาคาร เพื่อใช้ตรวจสอบซึ่งกันและกัน

เหตุผลที่ไม่ควรวัดต่อทีละชั้น: การวัดระยะดิ่งจากพื้นชั้นหนึ่งไปอีกชั้นด้วยตลับเมตรแล้วบวกต่อกันไปเรื่อย ๆ ทำให้ความคลาดเคลื่อนของแต่ละชั้นสะสม และถ้าพื้นชั้นใดเทคอนกรีตไม่ได้ระดับ ความผิดนั้นจะถูกส่งต่อขึ้นไปทุกชั้น การถ่ายระดับจากหมุดหลักฐานบนพื้นดินโดยตรงทำให้แต่ละชั้นมีค่าที่อิสระจากกัน และตรวจย้อนได้ทุกเมื่อ

ข้อควรระวัง: ทำ Two-Peg Test ของกล้องระดับตามแนวทาง ISO 17123-2 ก่อนเริ่มงาน และตรวจว่าเทปไม่หักงอหรือมีรอยต่อที่ทำให้ความยาวผิด

2. ขั้นตอนที่ 2: แขวนเทปและตั้งกล้องชั้นล่าง

Procedure: ยึดปลายบนของเทปที่ชั้นบน ให้เทปห้อยผ่านช่องเปิดลงมาถึงชั้นล่าง ถ่วงด้วยตุ้มตามแรงดึงมาตรฐานโดยให้ตุ้มลอยไม่แตะพื้น ถ้าเทปแกว่ง ให้จุ่มตุ้มในถังน้ำหรือน้ำมันเพื่อหน่วงการแกว่ง ตั้งกล้องระดับชั้นล่างในตำแหน่งที่เห็นทั้งไม้สต๊าฟบนหมุดหลักฐาน (BM) และเทป อ่านค่าหลัง (Backsight) บนไม้สต๊าฟได้ a₁ แล้วอ่านค่าบนเทปได้ t₁

ข้อควรระวัง: พยายามให้ระยะเล็งไปไม้สต๊าฟและไปเทปใกล้เคียงกัน เพื่อลดผลของแนวเล็งเอียง และอ่านค่าบนเทปให้ละเอียดถึงมิลลิเมตร ถ้าเทปหันด้านขีดออกจากกล้อง ให้ใช้กระจกหรือหมุนเทปก่อนแขวน ไม่ควรอ่านค่าโดยมองเฉียงผ่านขอบเทป เพราะจะเกิดความคลาดเคลื่อนจากมุมมองได้หลายมิลลิเมตร

3. ขั้นตอนที่ 3: อ่านค่าที่ชั้นบนพร้อมกัน

Procedure: ตั้งกล้องระดับอีกชุดที่ชั้นบน อ่านค่าบนเทปได้ t₂ ในเวลาเดียวกับที่ชั้นล่างอ่าน t₁ โดยใช้วิทยุสื่อสารนับพร้อมกัน แล้วอ่านค่าหน้า (Foresight) บนไม้สต๊าฟที่ตั้งบน TBM ใหม่ของชั้นนั้นได้ b₂ บันทึกอุณหภูมิขณะวัด

ข้อควรระวัง: ถ้ามีกล้องเพียงชุดเดียว ให้ล็อกเทปไม่ให้ขยับระหว่างย้ายกล้อง และอ่านค่าเทปซ้ำที่ชั้นล่างหลังกลับลงมา เพื่อยืนยันว่าเทปไม่เลื่อน

4. ขั้นตอนที่ 4: คำนวณค่าระดับและแก้ค่าเทป

สูตรคำนวณ: ค่าระดับของ TBM ชั้นบนคำนวณจาก

H_TBM = H_BM + a₁ + (t₂ − t₁) − b₂ + C_t

โดย C_t คือค่าแก้ของเทป ซึ่งหลัก ๆ คือค่าแก้อุณหภูมิ C_t = α × L × (T − T₀) เมื่อ α ของเหล็กราว 11.6 × 10⁻⁶ ต่อ °C และ T₀ คืออุณหภูมิมาตรฐานของเทป โดยทั่วไป 20 °C รวมกับค่าแก้จากใบสอบเทียบของเทปเส้นนั้น

ตัวอย่าง: H_BM = +2.150 ม. อ่าน a₁ = 1.425 ม. t₁ = 0.612 ม. t₂ = 24.318 ม. และ b₂ = 1.380 ม. ได้ค่าก่อนแก้ = 2.150 + 1.425 + 23.706 − 1.380 = +25.901 ม. ถ้าอุณหภูมิขณะวัด 30 °C ค่าแก้อุณหภูมิ = 23.706 × 11.6 × 10⁻⁶ × 10 ≈ +0.003 ม. ค่าระดับ TBM ที่แก้แล้วจึงเป็น +25.904 ม.

ข้อควรระวัง: เครื่องหมายของค่าแก้อุณหภูมิต้องคิดให้ถูก เมื่ออากาศร้อนกว่าอุณหภูมิมาตรฐาน เทปจะยืดออก ทำให้ค่าที่อ่านได้น้อยกว่าระยะจริง จึงต้องบวกค่าแก้ ส่วนเมื่ออากาศเย็นกว่าให้ลบ ในสภาพอากาศไทยที่อุณหภูมิกลางวันสูงกว่า 20 °C เกือบตลอดปี ค่าแก้นี้จึงมักเป็นบวก และมีขนาดราว 3 มม. ต่อความสูง 25 ม. ต่อผลต่างอุณหภูมิ 10 °C ซึ่งไม่ควรละเลยในงานที่ต้องการระดับมิลลิเมตร

5. ขั้นตอนที่ 5: ตรวจสอบซ้ำและยอมรับผล

Procedure: ทำการถ่ายระดับซ้ำอย่างน้อยสองครั้งแบบอิสระ โดยเลื่อนตำแหน่งเทปหรือเปลี่ยนค่าอ่านเริ่มต้น และถ้ามีจุดถ่ายระดับที่สอง ให้ถ่ายผ่านจุดนั้นด้วย แล้วเปรียบเทียบค่า TBM ที่ได้ ตรวจโยงระหว่าง TBM สองจุดในชั้นเดียวกันด้วยการวัดระดับปกติเพื่อปิดวง

Tolerance: เกณฑ์ยอมรับกำหนดตามข้อกำหนดโครงการ งานอาคารทั่วไปมักยอมรับผลต่างระหว่างการถ่ายสองครั้งในระดับไม่กี่มิลลิเมตร ถ้าเกินให้ตรวจแรงดึงเทป การแกว่ง และการอ่านค่า แล้ววัดใหม่ ไม่ควรเฉลี่ยค่าที่ต่างกันมากเข้าด้วยกัน งานที่ต้องการตรวจสอบอิสระอีกชั้นหนึ่งสามารถใช้กล้อง Total Station วัดระยะดิ่งผ่านช่องเปิดด้วยการยิงขึ้นไปยังเป้าที่ชั้นบน แล้วเปรียบเทียบกับผลจากเทปเหล็ก ถ้าสองวิธีให้ผลใกล้เคียงกัน ก็ยืนยันได้ว่าไม่มีความผิดพลาดใหญ่ในการถ่ายระดับ

ข้อควรระวัง: ถ่ายระดับจากหมุดบนพื้นดินขึ้นไปทุกชั้นที่สำคัญ แทนการถ่ายต่อจากชั้นที่อยู่ต่ำกว่าหนึ่งชั้น เพื่อไม่ให้ความคลาดเคลื่อนสะสม และตรวจหมุด BM บนพื้นดินเป็นระยะ เพราะน้ำหนักอาคารที่เพิ่มขึ้นอาจทำให้พื้นที่รอบอาคารทรุดตัว