งานถ่ายระดับบนพื้นที่ลาดชัน เช่น ถนนขึ้นเขา ลาดคันดิน หรือพื้นที่โครงการบนเนิน ต่างจากงานบนพื้นราบตรงที่ความลาดจำกัดระยะเล็งของกล้องระดับ (Auto Level) อย่างมาก ระยะต่อจุดตั้งกล้องสั้นลง จำนวนจุดตั้งกล้องเพิ่มขึ้น และทุกจุดตั้งกล้องคือโอกาสสะสมความคลาดเคลื่อน บทความนี้เรียงขั้นตอนที่ใช้ได้จริงในสนาม พร้อมสูตรที่ใช้วางแผนและเกณฑ์ตรวจสอบ เพื่อให้งานปิดผ่านตั้งแต่รอบแรก
1. ขั้นที่ 1: คำนวณระยะเล็งสูงสุดก่อนออกสนาม
ทฤษฎี: เส้นเล็งของกล้องระดับเป็นแนวราบ เมื่อพื้นเอียง ค่าที่อ่านบนไม้สต๊าฟจะเปลี่ยนตามระยะเล็ง ประมาณได้จากสูตร
R = hi ∓ g × D
เมื่อ R คือค่าอ่านบนไม้สต๊าฟ hi คือความสูงเส้นเล็งเหนือพื้นที่ตั้งกล้อง g คือความลาดเป็นทศนิยม และ D คือระยะเล็ง ใช้เครื่องหมายลบเมื่อเล็งขึ้นเนิน และเครื่องหมายบวกเมื่อเล็งลงเนิน
- ตัวอย่าง: hi = 1.5 m ความลาด 10% ถ้ากำหนดให้ค่าอ่านต่ำสุดไม่น้อยกว่า 0.5 m ระยะเล็งขึ้นเนินจะได้ไม่เกิน (1.5 − 0.5) / 0.10 = 10 m ส่วนเล็งลงเนินด้วยไม้สต๊าฟ 4 m ที่อ่านได้สะดวกถึงราว 3.5 m ระยะเล็งได้ไม่เกิน (3.5 − 1.5) / 0.10 = 20 m
- Procedure: ใช้ค่าที่น้อยกว่าเป็นระยะเล็งของทั้งการอ่านหลัง (Backsight) และการอ่านหน้า (Foresight) เพื่อรักษาระยะให้เท่ากัน ในตัวอย่างนี้คือราว 10 m ต่อด้าน หรือราว 20 m ต่อจุดตั้งกล้อง
- ข้อควรระวัง: อย่าอ่านค่าใกล้โคนไม้สต๊าฟ เพราะชั้นอากาศใกล้พื้นทำให้เกิดการหักเหของแสง (Refraction) มากที่สุด โดยเฉพาะช่วงแดดจัดที่พื้นดินร้อน
เมื่อรู้ระยะต่อจุดตั้งกล้องแล้ว ให้ประมาณจำนวนจุดตั้งกล้องทั้งแนวก่อนออกสนาม ถ้าจำนวนมากเกินไป ให้พิจารณาเส้นทางที่ลาดน้อยกว่า เช่น เดินแนวเฉียงตามไหล่เนินแทนการขึ้นตรง ระยะทางรวมจะยาวขึ้น แต่จำนวนจุดตั้งกล้องอาจลดลง และความคลาดเคลื่อนสะสมก็ลดลงตามไปด้วย
2. ขั้นที่ 2: ตั้งขาตั้งและกล้องบนพื้นเอียง
ทฤษฎี: บนพื้นลาด ขาตั้ง (Tripod) มีแนวโน้มทรุดหรือเลื่อนไปทางด้านต่ำ ทำให้ความสูงของกล้องเปลี่ยนระหว่างการอ่านหลังกับการอ่านหน้า ความผิดพลาดแบบนี้ไม่ปรากฏในการคำนวณของจุดนั้น แต่สะสมเข้าไปในผลต่างระดับโดยตรง
- Procedure: วางขาตั้งให้สองขาอยู่ด้านล่างของลาดและหนึ่งขาอยู่ด้านบน ปรับความยาวขาให้หัวขาตั้งอยู่ในแนวราบโดยประมาณ กดขาให้จมดินแน่นทุกขา แล้วจึงปรับระดับฟองกลม (Circular Bubble)
- Tolerance: ระบบชดเชย (Compensator) ของกล้องระดับผู้ผลิตหลักทำงานในช่วงราว ±12′ ถึง ±30′ ขึ้นกับรุ่น ฟองกลมต้องอยู่ในวงกลางทุกครั้งก่อนอ่านค่า เพื่อให้ระบบชดเชยทำงานในช่วงที่ออกแบบไว้
- ข้อควรระวัง: อ่านหลังและอ่านหน้าให้ต่อเนื่องกันในเวลาสั้น และอย่าเดินใกล้ขาตั้งระหว่างอ่านค่า ถ้าพื้นเป็นดินอ่อนหรือดินถม ให้หาตำแหน่งที่แน่นกว่าแม้ต้องขยับแนวเล็กน้อย
ผู้ปฏิบัติงานหลายคนตรวจฟองกลมเฉพาะตอนตั้งกล้อง แต่บนพื้นลาด ควรมองฟองกลมอีกครั้งก่อนอ่านหน้า ถ้าฟองเลื่อนออกจากวง แปลว่าขาตั้งทรุดระหว่างการอ่าน ค่าอ่านหลังของจุดนั้นจึงใช้ไม่ได้ และต้องตั้งกล้องใหม่แล้วอ่านทั้งสองค่าอีกครั้ง
3. ขั้นที่ 3: ตั้งไม้สต๊าฟให้ดิ่งและเลือกจุดเปลี่ยน
ทฤษฎี: ไม้สต๊าฟ (Staff) ที่เอียงจะให้ค่าอ่านมากกว่าค่าจริงเสมอ ความคลาดเคลื่อนประมาณได้จาก
ΔR = R × (1 − cos α) ≈ R × α² / 2
เมื่อ ΔR คือค่าอ่านที่เกินจริง R คือค่าอ่าน และ α คือมุมเอียงของไม้สต๊าฟ (หน่วยเรเดียนในรูปประมาณ)
- ตัวอย่าง: ค่าอ่าน 3.0 m กับไม้สต๊าฟที่เอียง 3° ทำให้ค่าอ่านเกินราว 4 mm กรณีนี้เกิดบ่อยที่ด้านลงเนิน เพราะค่าอ่านสูงและผู้ถือไม้มักยืนได้ไม่มั่นคง
- Procedure: ใช้ระดับน้ำไม้สต๊าฟ (Staff Bubble) ทุกครั้ง ถ้าไม่มี ให้ผู้ถือไม้โยกไม้สต๊าฟช้า ๆ ไปข้างหน้าและข้างหลัง แล้วผู้อ่านเลือกค่าที่น้อยที่สุด
- จุดเปลี่ยน (Turning Point): ใช้แผ่นรองไม้สต๊าฟ (Change Plate) หรือหมุดที่ตอกแน่น ห้ามใช้ก้อนหินหลวมหรือดินร่วน เพราะจุดเปลี่ยนที่ทรุดระหว่างอ่านหน้ากับอ่านหลังจะทำให้ระดับทั้งแนวผิดไปเท่ากับระยะที่ทรุด
4. ขั้นที่ 4: บันทึกและตรวจคำนวณระหว่างทาง
ทฤษฎี: งานลาดชันมีจุดตั้งกล้องมาก การตรวจคำนวณทุกหน้าสมุดสนามช่วยจับความผิดพลาดก่อนเดินไปไกล ความสัมพันธ์ที่ใช้ตรวจคือ
ΣBS − ΣFS = ΔH และ e = (ΣDBS − ΣDFS) × c″ / ρ″
เมื่อ ΔH คือผลต่างระดับ c″ คือความคลาดเคลื่อนเส้นเล็งเป็นฟิลิปดา และ ρ″ = 206,265
- Procedure: บันทึกระยะอ่านหลังและอ่านหน้าด้วยสายใยบนและล่าง (Stadia) ทุกจุดตั้งกล้อง รวมระยะสะสมทุกหน้า และปรับตำแหน่งตั้งกล้องถัดไปให้ผลรวมระยะอ่านหลังกับอ่านหน้าต่างกันน้อยที่สุด
- Tolerance: ถ้ากล้องมีความคลาดเคลื่อนเส้นเล็ง 10″ และระยะรวมต่างกัน 20 m ความคลาดเคลื่อนจะสะสมราว 1 mm ซึ่งยังเล็ก แต่ถ้าระยะรวมต่างกันหลายร้อยเมตร ผลจะใหญ่ขึ้นตามสัดส่วน
- ข้อควรระวัง: บนพื้นลาด ระยะอ่านลงเนินมักยาวกว่าระยะอ่านขึ้นเนินโดยไม่รู้ตัว ให้นับก้าวหรือวัดระยะก่อนวางไม้สต๊าฟทุกครั้ง
5. ขั้นที่ 5: ปิดงานระดับและตรวจเกณฑ์
ทฤษฎี: เดินระดับกลับมาที่หมุดเริ่มต้น หรือไปปิดที่หมุดหลักฐาน (Benchmark) อีกตัวที่รู้ค่า ค่าปิดคือผลต่างระหว่างค่าที่วัดได้กับค่าที่ควรเป็น เกณฑ์ยอมรับเขียนในรูป
C = k√K
เมื่อ C คือค่าปิดที่ยอมรับได้เป็นมิลลิเมตร และ K คือระยะทางเดินระดับเป็นกิโลเมตร
- Tolerance: เกณฑ์ของ FGCS สำหรับงานระดับชั้นที่สามใช้ k = 12 mm ส่วนงานก่อสร้างทั่วไปมักกำหนดค่า k ตามข้อกำหนดของโครงการ ในพื้นที่ลาดชันที่จำนวนจุดตั้งกล้องสูง บางโครงการกำหนดเกณฑ์ตามจำนวนจุดตั้งกล้องแทนระยะทาง
- Procedure: ถ้าค่าปิดผ่านเกณฑ์ ให้กระจายแก้ค่าตามระยะทางหรือตามจำนวนจุดตั้งกล้อง ถ้าไม่ผ่าน ให้ตรวจการคำนวณในสมุดสนามก่อน แล้วจึงวัดซ้ำเฉพาะช่วงที่สงสัย
- ข้อควรระวัง: ก่อนเริ่มงานควรทำ Two-Peg Test ตามแนวทางภาคสนามของ ISO 17123-2 เพื่อยืนยันว่าค่าเส้นเล็งอยู่ในเกณฑ์ เพราะงานลาดชันที่รักษาระยะอ่านหลังและหน้าให้เท่ากันได้ยาก จะไวต่อความคลาดเคลื่อนเส้นเล็งมากกว่างานพื้นราบ
สำหรับงานที่ต้องเดินระดับขึ้นและลงเนินซ้ำหลายรอบ เช่น งานติดตามการทรุดตัวของลาดดิน การใช้ตำแหน่งตั้งกล้องและจุดเปลี่ยนเดิมทุกรอบช่วยให้ผลแต่ละรอบเปรียบเทียบกันได้ดีขึ้น และควรบันทึกตำแหน่งเหล่านี้ไว้ในแผนผังของงาน
