結論

内部ではsplice()をしているだけだった。

実装を見てみる

公式GitHubを見てみましょう！

export function set (target: Array<any> | Object, key: any, val: any): any {
// 中略
  if (Array.isArray(target) && isValidArrayIndex(key)) {
     target.length = Math.max(target.length, key) 
     target.splice(key, 1, val) //ここだ！
     return val 
  } 
...

ありました！
内部でtarget.splice(key, 1, val)をしていることが確認できました！
だから検知できるんですね！