วิเคราะห์ 5 สาเหตุหลักโครงสร้างเสียหายจากเหตุแผ่นดินไหวเชียงราย

โดย รองศาสตราจารย์ ดร. อมร พิมานมาศ รองเลขาธิการสภาวิศวกร

อาจารย์ประจำสถาบันเทคโนโลยีนานาชาติสิรินธร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

 

ในเหตุการณ์แผ่นดินไหว 6.3 ริกเตอร์ที่จังหวัดเชียงรายเมื่อวันที่ 5 พค. 2557 ที่ผ่านมาก่อให้เกิดความเสียหายแก่โครงสร้างบ้านเรือนมากมายอย่างที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อนในประเทศไทย ผู้เขียนในฐานะนักวิจัยของสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) ได้ลงพื้นที่สำรวจอาคารที่เสียหาย และได้ประมวลข้อมูลเพื่อหาสาเหตุของความเสียหายของโครงสร้างที่เกิดขึ้น จากผลการวิเคราะห์ข้อมูลที่มีอยู่ พอจะสรุปในเบื้องต้นได้ว่า มีหลายสาเหตุที่ทำให้อาคารได้รับความเสียหายอย่างมากมาย โดยสามารถจำแนกออกได้เป็น 5 สาเหตุหลักดังนี้

 

1. การก่อสร้างที่ไม่ได้มาตรฐานทางวิศวกรรม

เสามีขนาดที่เล็กเกินไปไม่สมดุลกับขนาดของคาน เช่นเสาขนาดเพียง 15-20 ซม. ซึ่งเล็กเกินไปไม่เหมาะสมที่จะต้านแผ่นดินไหว นอกจากนี้ การเสริมเหล็กในเสาไม่ได้มาตรฐาน เช่นใส่เหล็กแกนในเสาเพียงแค่ 2 เส้น ทั้งๆที่ตามมาตรฐานการออกแบบ ต้องใส่เหล็กเสริมในเสาอย่างน้อย 4 เส้น หรือการใช้ เหล็กปลอกที่มีขนาดเล็กเกินไป เช่นใช้เหล็กขนาด 4 มม. เป็นเหล็กปลอกทั้งๆที่ตามมาตรฐานการออกแบบต้องใช้เหล็กปลอกที่มีขนาด 6 มม. แบบเต็มเส้นขึ้นไป

 

2. ชั้นอ่อนของอาคาร

เกิดขึ้นกับบ้านที่ก่อสร้างเป็น 2 ชั้น แต่เมื่อเกิดแผ่นดินไหว เสาชั้นล่างถูกทำลายอย่างยับเยิน แล้วทำให้ชั้นบนของบ้านพังลงมากองอยู่ที่พื้นดินแทน มักเกิดขึ้นกับบ้านที่ชั้นล่างเปิดโล่งเป็นใต้ถุนบ้าน ซึ่งทำให้เสาชั้นล่างอ่อนแอ และกลายเป็นจุดอ่อนของอาคาร จึงถูกทำลายโดยแผ่นดินไหวไปก่อน จากนั้นจึงทำให้ชั้นบนของอาคารพังถล่มลงมากองอยู่ที่พื้นดินแทน

 

3. การวิบัติของเสาสั้นหรือเสาตอม่อ

เสาตอม่อคือเสาที่อยู่ใต้พื้นชั้นล่างของบ้าน เป็นเสาสั้นๆ ที่มีความสูงเพียงแค่ประมาณ 50-100 ซม. แต่เป็นเสาที่มีความสำคัญมากเนื่องจากต้องรับน้ำหนักของเสาที่อยู่ชั้นบน เสาตอม่อได้รับความเสียหายเป็นจำนวนมาก สาเหตุจากแรงแผ่นดินไหวทำให้เสาตอม่อเฉือนขาดหรือปูนแตกระเบิดที่ปลายบนและล่าง ทำให้เสาชั้นบนทรุดลงตามมาและเกิดการวิบัติในที่สุด

 

4. ระยะห่างของเหล็กปลอกมากเกินไป

หัวใจสำคัญของโครงสร้างอาคารต้านแผ่นดินไหวอยู่ที่เหล็กปลอก หรือเหล็กที่พันเป็นปล้องๆรอบเหล็กแกนของเสา เมื่อเกิดแผ่นดินไหว คอนกรีตในเสาจะแตกระเบิดและหลุดแยกออกจากกันเป็นชิ้นๆ เหล็กปลอกจะช่วยยึดคอนกรีตไว้ไม่ให้หลุดออกจากกัน และช่วยประคองเหล็กแกนไม่ให้คดงอเสียรูปอีกด้วย จากข้อมูลในพื้นที่พบว่าการเสริมเหล็กปลอกในเสาเว้นระยะห่างเท่ากับ 20 ซม. ซึ่งมากเกินกว่าที่มาตรฐานกำหนดไว้ถึง 2 เท่า หรือเท่ากับ 10 ซม. จึงเป็นสาเหตุให้คอนกรีตแตกระเบิดและเหล็กแกนบิดเบี้ยวเสียรูป

 

5. การยึดระหว่างชิ้นส่วนต่างๆไม่เพียงพอ

การหลุดแยกออกจากกันระหว่างชิ้นส่วนต่างๆ เช่น คานหลุดแยกจากเสา พื้นหลุดแยกจากคาน เป็นต้น สาเหตุเกิดจากการใส่เหล็กยึดระหว่างชิ้นส่วนต่างๆไม่เพียงพอหรือมีระยะฝังเหล็กที่น้อยเกินไป หรือไม่ได้ทำงอฉาก 90 องศาที่ปลายเหล็กเพื่อยึดโครงสร้างเข้าด้วยกัน ในพื้นที่พบว่า เหล็กเสริมในคานที่ฝังเข้าไปในเสาต้นนอกนั้น มีระยะฝังเพียงแค่ 5-10 ซม.  เท่านั้น จึงทำให้คานและเสาหลุดออกจากกัน แล้วทำให้โครงสร้างถล่มเสียหาย

 

บทสรุป ผู้เขียนได้วิเคราะห์ 5 สาเหตุหลักที่ทำให้โครงสร้างอาคารได้รับความเสียหายในเหตุแผ่นดินไหวที่เชียงราย ซึ่งเป็นข้อสรุปในเบื้องต้น เมื่อเราได้นำสาเหตุเหล่านี้มาประมวลเข้าด้วยกัน ก็จะได้แนวทางในการแก้ไขหรือการปรับปรุงวิธีการออกแบบและการก่อสร้างในบ้านเราให้ดียิ่งๆขึ้นไป

 

ขอขอบคุณ ดร. ธีระพจน์ ศุภวิริยะกิจ มหาวิทยาลัยพะเยา ที่เอื้อเฟื้อรูปถ่ายอาคารที่ได้รับความเสียหาย 

 

ชั้นอ่อนของอาคาร

เสาตอม่อขาด

ระยะเรียงเหล็กปลอกมากเกินไป