» Home » Magazine » News » Column » Article » Knowledge » Law » About us

กรณีตัวอย่าง อาคารทรุดเอียงและสาเหตุ
วันที่ : 2/11/2005   Article:บทความพิเศษ

ปัจจุบันอาคารทรุดเอียงเป็นปัญหาที่ พบเห็นกันมาก ไม่ว่าจะเป็นอาคารชั้นเดียว สองชั้น สามชั้น หรือสูงถึง 6 ชั้น ปัญหาที่เกิดไม่จำเพาะกับอาคารที่เพิ่งสร้างเสร็จใหม่ๆ อาคารที่ใช้งานมานานแล้วก็พบเห็นเช่นกัน อันที่จริงปัญหาเรื่องอาคารทรุดนั้นไม่ได้เกิดขึ้นกับอาคารทุกหลัง มีเป็นส่วนน้อยที่เกิดปัญหาเช่นนี้ และสาเหตุหลักก็หนีไม่พ้นเรื่องที่เกี่ยวกับฐานราก หากระบบฐานรากมีความบกพร่องย่อมจะส่งผลให้เกิดความเสียหาย เพียงแต่จะช้าหรือเร็ว เท่านั้น กรณีตัวอย่างที่จะกล่าวถึงต่อไปนี้เป็นตัวอย่างอาคารสามหลัง ซึ่งตั้งอยู่หลังละแห่งในเขตกรุงเทพมหานคร มีปัญหาเกิดการทรุดเอียงในลักษณะเดียวกัน การทรุดเอียงนั้นมีทั้ง ทรุดตัวแบบฉับพลันและค่อยๆ เกิดการทรุดตัว การศึกษาลักษณะและสาเหตุการทรุดตัวของอาคารทั้งสามหลังนี้น่าจะช่วยทำให้ทราบว่าควรระมัดระวังและป้องกันในสิ่งใดเพื่อไม่ให้เกิดปัญหาเช่นเดียวกันนี้กับอาคารหลังอื่น

บทนำ

ปัญหาเรื่อง “อาคารทรุดเอียง” อาจไม่ค่อยมีใคร ให้ความสนใจนักเพราะไม่ค่อยได้พบเห็น นานๆ จะมีข่าว ให้ได้ยินสักครั้ง แต่ในความเห็นของผู้เขียนแล้วอาคาร ทรุดเอียงกลับเป็นปัญหาที่พบมากกว่าอาคารที่มีปัญหาฐานรากทรุดตัวต่างกัน การที่ปัญหาอาคารทรุดเอียงไม่ค่อยมีผู้กล่าวถึงหรือให้ความสนใจเท่าใดนักน่าจะเป็นเพราะมีความคิดเห็นว่าอาคารไม่น่าจะเกิดการทรุดเอียงได้ หรือมีความคิดว่าหากอาคารมีปัญหาทรุดตัวจะต้องมีรอยแตกร้าวให้เห็น ถ้าไม่มีรอย แตกร้าว แสดงว่าอาคารไม่ทรุด แต่ความเป็นจริงอาคารทรุดเอียงมักจะไม่ค่อยเกิดรอยแตกร้าว เพราะฐานรากของอาคารทรุดตัวตามกันทั้งหมด ระนาบของอาคารเอียงตามกันจนไม่เกิดการ ดึงรั้งในโครงสร้าง ด้วยความเข้าใจว่าอาคารทรุดตัวต้องแตกร้าวเสมอนั้น เมื่อพบอาคารใดไม่แตกร้าวจึงละเลยไม่ให้ความสนใจว่าอาคารจะมีปัญหาหรือไม่ ทำให้อาคารที่กำลังมีปัญหาเหล่านั้นไม่ได้รับการแก้ไขแต่เนิ่นๆ อาคารยังคงทรุดเอียงต่อไป และ ท้ายที่สุดเกิดความต่างระดับมากจนเห็นได้ชัด

เนื่องจากการแก้ไขเมื่ออาคารเอียงมากๆ มีความยุ่งยากและเสียค่าใช้จ่ายมาก การสำรวจสภาพอาคารและแก้ไข เสียแต่เนิ่นๆ จึงน่าจะเป็นวิธีที่ดีที่สุด โดยเฉพาะกับช่วงเวลาที่ทำการก่อสร้างอาคารควรให้ความสนใจเกี่ยวกับระบบของ ฐานรากให้มาก เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความบกพร่องขึ้นได้ ความบกพร่องนั้นไม่ได้หมายถึงการชำรุดแตกหักของเสาเข็ม ครอบหัวเข็มหรือเสาตอม่อเท่านั้น ความบกพร่องอาจหมายถึงความละเลย เพิกเฉย หรือความรู้เท่าไม่ถึงการณ์ในสาระสำคัญซึ่งเป็นผลให้อาคารเกิดความเสียหายในภายหลังด้วย

อาคาร 6 ชั้นทรุดเอียง

อาคาร 6 ชั้นในรูปที่ 1 เป็นอาคารพักอาศัยที่มีปัญหาทรุดเอียง เป็นอาคารที่ตั้งอยู่บนบริเวณถนนสาทร กรุงเทพ มหานคร เจ้าของอาคารพบว่ามีปัญหาเมื่อใช้งานมาแล้วประมาณ 15 ปี โดยทราบจากการปรับปรุงพื้นชั้น 5 เมื่อจับระดับ ของพื้นพบว่าพื้นมีระดับต่างกันตามด้านทแยงมุม จากมุมหนึ่งของอาคารไปอีกมุมหนึ่งประมาณ 38 ซม. เรื่องนี้เป็นที่ แปลกใจของเจ้าของอาคารมากเพราะไม่เคยมีรอยร้าวให้เห็นเลย และอยู่มานานไม่เคยรู้สึกมีความผิดปกติอะไร ในระยะแรก ยังมีความสงสัยว่าช่างทำพื้นอาจตรวจวัดระดับผิดพลาด ต้องตรวจเช็กความเอียงตัวของอาคารใหม่อีกครั้งด้วยการทิ้งดิ่งจากชั้นดาดฟ้าจึงทำให้เชื่อได้ว่าอาคารทรุดเอียงจริง เพราะ ปลายดิ่งทิ้งห่างออกจากตัวอาคารมากอย่างเห็นได้ชัด

อาคารหลังนี้วางอยู่บนฐานรากจำนวน 18 ฐาน ดังแสดงในรูปที่ 3 ฐานรากทุกฐานยกเว้นฐานรากรับลิฟต์ เป็นฐานรากเสาเข็ม 4 ต้น สำหรับฐานรากรับลิฟต์เป็นฐานรากเสาเข็ม ต้นเดียว เสาเข็มที่รองรับฐานรากทุกฐานเป็นเสาเข็มเจาะ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 35 ซม. ความลึก 21 ม.


รูปที่ 1 อาคาร 6 ชั้นที่ทรุดเอียง อาคารเอียงไปทางซ้าย

รูปที่ 2 ด้านหลังของอาคาร 6 ชั้น พอจะสังเกตจากพื้นชั้นสองได้ว่า อาคารโน้มเอียงไปทางซ้าย



รูปที่ 3 แปลนแสดงตำแหน่งฐานรากของอาคาร

ก่อนทำการแก้ไขได้ศึกษาหาสาเหตุการทรุดตัวด้วยการพิจารณาแบบรูปของอาคาร ทำการเจาะสำรวจดิน คำนวณ กำลังรับน้ำหนักบรรทุกของเสาเข็ม และคำนวณ Column Load ที่ลงฐานรากแต่ละฐาน

ได้ผลว่าน้ำหนักบรรทุกลงเสาเข็มมากที่สุดเท่ากับ 37 ตันต่อต้น อยู่ที่ฐานรากตำแหน่ง D-3 ฐานรากบริเวณ ใกล้เคียงน้ำหนักบรรทุกที่ลงเสาเข็มจะต่ำกว่าไม่มาก สำหรับ กำลังรับน้ำหนักของเสาเข็มที่คำนวณได้จากผลสำรวจดิน เท่ากับ 35 ตัน มีอัตราส่วนความปลอดภัยเท่ากับ 2

วิเคราะห์จากผลที่ได้ น้ำหนักบรรทุกที่กดลงเสาเข็ม ไม่เกินกำลังเสาเข็มจะรับได้ แต่เหตุใดจึงเกิดการทรุดตัว และเหตุใดอาคารจึงทรุดเอียง คำตอบที่เป็นไปได้ประเด็นเดียวเท่านั้นคือ กำลังรับน้ำหนักบรรทุกของเสาเข็มตามความเป็นจริงมีค่าต่ำกว่ากำลังรับน้ำหนักที่คำนวณจากผลสำรวจดิน

เนื่องจากปลายเสาเข็มเจาะที่ระดับความลึก 21 ม. เป็นชั้นทรายปนดินเหนียว เป็นชั้นที่น้ำใต้ดินไหลขึ้นมาได้ น้ำที่ปลายหลุมเจาะอาจมากจนทำให้คอนกรีตบริเวณปลายเข็มอยู่ในสภาพไม่ดี และดินที่บริเวณปลายเสาเข็มอยู่ในสภาพ หลวม ทำให้กำลังแบกทานที่ปลายเสาเข็มต่ำ กำลังรับน้ำหนักโดยรวมของเสาเข็มจึงต่ำกว่าผลจากการคำนวณมาก และ เสาเข็มจะรับแรงโดยอาศัยแรงต้านทานที่ผิวเสาเข็มนั้น

เมื่อเป็นเช่นนี้จึงมีโอกาสที่น้ำหนักบรรทุกกดลงเสาเข็มมีค่าใกล้เคียงหรือมากกว่ากำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม เสาเข็มจึงเกิดการทรุดตัวและทรุดตัวเกือบทุกฐาน ทำให้อาคารทรุดเอียงและทิศทางทรุดเอียงจะโน้มไปในทิศทางที่เป็นตำแหน่ง CG ของอาคาร ซึ่งปัจจุบันมีอาคารที่มีปัญหาลักษณะเช่นนี้หลายหลัง

อาคารอาศัย 2 ชั้น

อาคารพักอาศัย 2 ชั้น หลังหนึ่งตั้งอยู่บริเวณหลักสี่ เป็นอาคารที่อยู่ในระหว่างดำเนินการก่อสร้าง เมื่อถึงขั้นตอน มุงหลังคา ช่างมุงหลังคาพบว่าระดับของสันหลังคามีความ แตกต่างกันมาก เมื่อปรับแต่งใหม่แล้วทิ้งไว้ไม่นานก็เกิด ความต่างระดับขึ้นอีก จึงสงสัยว่าอาคารหลังนี้อาจเกิดการ ทรุดตัวและได้แจ้งให้เจ้าของทราบ เจ้าของได้ติดต่อว่าจ้าง ผู้เชี่ยวชาญเข้ามาสำรวจ ผลปรากฏว่าเกิดการทรุดตัวจริง มีอัตราการทรุดตัวประมาณ 1 ซม./เดือน และทรุดเอียงไป ทางด้านขวา (เมื่อหันหน้าเข้าหาอาคาร)


รูปที่ 4 อาคารพักอาศัย 2 ชั้น ทรุดเอียงไปทางขวา


รูปที่ 5 อาคารทรุดตัวกดจนท่อน้ำแบน

อาคารพักอาศัยหลังนี้เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งที่ ไม่พบรอยแตกร้าวที่บ่งชี้ว่าเกิดการทรุดตัว กว่าเจ้าของบ้าน จะทราบได้ก็ทรุดไปมากแล้ว นับว่าโชคดีที่ยังก่อสร้าง ไม่แล้วเสร็จสามารถแก้ไขได้ไม่ยากนัก

จากข้อมูลการก่อสร้าง อาคารหลังนี้ใช้เสาเข็มตอก หน้าตัดสี่เหลี่ยม ขนาด 26 x 26 ซม. ความลึกประมาณ 16 ม. ฐานละ 2 ต้น บริเวณกลางอาคาร และฐานละ 1 ต้น บริเวณริมอาคาร

เจาะสำรวจดินเพื่อวิเคราะห์หาสาเหตุการทรุดตัวพบว่า ดินเหนียวอ่อน (Very Soft Clay) มีความลึกถึง 22 ม. ดังนั้นเสาเข็มที่ปลายอยู่ระดับ 16 ม. จึงไม่สามารถรับน้ำหนักบรรทุกจากตัวอาคารได้ เสาเข็มทุกต้นอยู่ในลักษณะแบกน้ำหนักเกินกำลังและเกิดการทรุดตัว

เมื่อฐานรากทุกฐานแบกน้ำหนักเกินกำลังและเกิด การทรุดตัว ฐานรากในกลุ่มที่แบกรับน้ำหนักมากจะทรุดตัว มากที่สุดแล้วดึงให้ฐานรากกลุ่มอื่นทรุดตัวตามกัน ทำให้อาคารเอียงและจะทรุดเอียงไปทางด้านที่น้ำหนักของตัวอาคารลงมาก


รูปที่ 6 แปลนแสดงตำแหน่งฐานราก และตำแหน่งที่เสริมเสาเข็ม เพื่อหยุดการทรุดตัวและยกอาคารขึ้น

อาคารพักอาศัย 3 ชั้น

อาคารหลังนี้อยู่บริเวณใกล้ถนนบางนา-ตราด เพิ่งสร้างเสร็จได้ไม่นาน เกิดการทรุดเอียงแบบฉับพลัน ภายในระยะเวลา 3 วันแรกที่เกิดเหตุการณ์ อาคารทรุดตัวต่างระดับกัน ประมาณ 10 ซม. และยังคงทรุดตัวต่อเนื่องจนถึงวันที่ผู้เขียนเข้าไปดูอาคารทรุดตัวต่างระดับประมาณ 20 ซม. แล้ว (ประมาณ 7 วันหลังจากเกิดเหตุ)


รูปที่ 7 อาคารพักอาศัย 3 ชั้น ทรุดเอียงไปทางขวา

เจ้าของอาคารเล่าให้ฟังว่า อาคารหลังนี้ใช้เสาเข็ม ฐานละ 1 ต้น เป็นเสาเข็มเจาะขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 35 ซม. ความลึกที่ระบุในแบบ 21 ม. แต่ตอนทำเสาเข็มพบชั้นดินทรายมีน้ำที่ความลึก 19 ม. จึงต้องหยุดเพียงแค่นั้น นอกจากนั้นยังได้ทำส่วนต่อเติมเป็นห้องครัวชั้นเดียว ใช้เสาเข็มเจาะ ขนาดเท่ากัน แต่มีความลึกเพียง 14 ม. เมื่อสร้างอาคาร แล้วเสร็จประมาณ 2 เดือน พบว่าส่วนต่อเติมเกิดรอยแตกร้าว จึงสันนิษฐานว่าส่วนต่อเติมเกิดการทรุดตัวเนื่องจากเกรงว่า จะเกิดการดึงรั้งจนอาคาร 3 ชั้นแตกร้าวไปด้วย จึงตัดแยกอาคารออกจากกัน ทันทีที่ตัดแยกอาคารออกก็เกิดการทรุดตัว ด้านที่อาคารทรุดจมลงเป็นคนละด้านกับด้านที่ทำส่วนต่อเติม และเป็นด้านที่อยู่ใกล้กับคลองเล็กๆ

หลายท่านได้ให้ข้อคิดเห็นว่าสาเหตุที่เกิดการทรุดตัว น่าจะเป็นเพราะอาคารหลังนี้อยู่ริมน้ำ ดินบริเวณริมน้ำมีความ อ่อนตัวและเกิดการไหล แต่ในความคิดเห็นของผู้เขียนแม้ว่า ดินที่อยู่ริมน้ำจะมีความอ่อนตัวเพราะชุ่มน้ำมากกว่าบริเวณอื่น แต่ก็ไม่ได้หมายความว่าดินจะต้องไหลเสมอไป แรงดันของน้ำในคลองจะเป็นตัวช่วยทำให้ลาดริมคลองยังคงตัวอยู่ได้ ดินบริเวณลาดริมคลองจะไหลได้ต่อเมื่อน้ำในคลองลดลง มากๆ หากดินริมคลองเกิดการเคลื่อนตัว รั้วหรือทางเดินที่อยู่บริเวณนั้นต้องเคลื่อนตัวลงคลองก่อนที่อาคารจะทรุดจมลง แต่อาคารหลังนี้สภาพของดิน ทางเดิน และรั้วด้านริมคลอง ยังอยู่ในสภาพปกติ การทรุดเอียงของอาคารจึงไม่ได้เกิดจากการเคลื่อนไหวของดิน

ประเด็นที่เป็นสาเหตุทำให้อาคารเกิดการทรุดตัวนั้น น่าจะเป็นเพราะเสาเข็มมีกำลังรับน้ำหนักต่ำกว่าที่กำหนด เมื่อเสาเข็มรับน้ำหนักบรรทุกเกินกำลังจึงเกิดการทรุดตัว บริเวณด้านใดของอาคารที่มีน้ำหนักบรรทุกลงมาก เสาเข็มด้านนั้น จะทรุดตัวมาก และดึงให้เสาเข็มฐานอื่นทรุดตัวตามกันจนทำให้อาคารเอียง


รูปที่ 8 อาคารทรุดเอียงไปทางริมน้ำ แต่รั้วและทางเดินด้านนอก ของอาคารยังอยู่ในสภาพปกติ

วิเคราะห์

ความบกพร่องที่เป็นต้นเหตุให้เกิดการทรุดเอียงของ อาคารทั้ง 3 หลัง พอจะกล่าวโดยรวมได้ว่าเกิดจากเสาเข็ม มีกำลังรับน้ำหนักต่ำกว่าที่ต้องการ กำลังรับน้ำหนักของเสาเข็มที่ต่ำกว่าความต้องการนี้อาจเกิดขึ้นจาก

  • ไม่ได้ทำการตรวจสอบให้แน่นอนก่อนว่าเสาเข็ม ที่มีความยาวตามที่ระบุในแบบนั้น ตามความเป็นจริงแล้ว จะสามารถรับน้ำหนักได้ตามที่กำหนดหรือไม่
  • เมื่อมีการเปลี่ยนระดับความลึกของเสาเข็ม ไม่ได้มีการตรวจเช็กหรือคำนวณกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็มว่าสามารถรับน้ำหนักบรรทุกตามต้องการได้หรือไม่ กรณีนี้พบบ่อยมาก กับเสาเข็มเจาะระบบแห้งเมื่อขุดเจาะดินจนพบชั้นทรายที่มีน้ำ มักจะแก้ปัญหาด้วยการลดความลึกของเสาเข็ม เป็นสาเหตุ ทำให้กำลังรับน้ำหนักบรรทุกของเสาเข็มต่ำกว่าที่ต้องการ
  • ไม่ทราบสภาพชั้นดินที่แท้จริง ทำให้กำหนดความยาวเสาเข็มและกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็มผิดพลาด ในบางครั้ง การใช้ข้อมูลดินจากบริเวณข้างเคียงก็อาจให้ผลไม่ตรงกับ สภาพดิน ณ ตำแหน่งที่ทำการก่อสร้าง เพราะอาจเคยมีการขุดดินแล้วถมใหม่มาก่อน
  • ขาดการประสานงานระหว่างผู้ควบคุมงานกับ วิศวกรผู้ออกแบบ กรณีที่พบว่าสภาพชั้นดินมีความแปรปรวนหรือมีการเปลี่ยนแปลงการใช้เสาเข็มโดยไม่ได้แจ้งให้วิศวกร ผู้ออกแบบหรือวิศวกรที่เกี่ยวข้องทราบ เป็นสาเหตุหนึ่งที่ ทำให้เกิดปัญหาอาคารทรุด และเคยเกิดปัญหาในลักษณะ เช่นนี้มาแล้วหลายครั้ง

การป้องกัน

การป้องกันไม่ให้เกิดปัญหาดังกล่าวควรคำนึงถึงสิ่งต่างๆ ดังนี้

  • ควรทำการเจาะสำรวจดินให้ทราบสภาพ ชั้นดิน ทำให้สามารถกำหนดระดับปลายเสาเข็ม ที่เหมาะสมและทราบกำลังรับน้ำหนักของเสาเข็ม ที่แน่นอน
  • ควรหลีกเลี่ยงการลดความลึกของเสาเข็มเจาะ กรณีที่เจาะพบชั้นทรายมีน้ำ หากมีความจำเป็นต้อง ลดความลึกควรเพิ่มจำนวนเสาเข็มให้มากเพียงพอ ที่จะสามารถรับน้ำหนักได้ หรืออาจให้ปลายเสาเข็ม ไปอยู่ในชั้นดินเหนียวแข็งใต้ชั้นทราย ซึ่งขั้นตอน อาจยุ่งยากขึ้น และค่าใช้จ่ายสูงขึ้น แต่สามารถทำได้ด้วยการลงปลอกเหล็กชั่วคราว (Temporary Casing) ให้ลึกเลยชั้นทราย จะทำให้สามารถทำ เสาเข็มเจาะระบบแห้งได้ หากในกรณีที่ชั้นทราย มีความหนามาก ไม่สามารถลงปลอกเหล็กกันดิน ลงไปได้ ควรใช้เสาเข็มเจาะระบบเปียกที่ใช้สารละลายเบนโทไนท์ช่วยในการป้องกันดินพัง ซึ่งเครื่องมือ ชนิดสามขา (Tripod Rig) ก็สามารถทำเสาเข็ม ระบบเปียกได้ในช่วงระดับความลึกไม่เกิน 30 ม.
  • ในกรณีที่เป็นฐานรากเสาเข็มเดี่ยว ควร ควบคุมดูแลเรื่องการเยื้องศูนย์อย่างใกล้ชิด หากมีการเยื้องศูนย์เกิดขึ้นต้องแก้ไขตามหลักวิชาช่าง ไม่ควรแก้ไขโดยวิธีเพิ่มขนาดครอบหัวเสาเข็มให้ใหญ่ขึ้น เพราะครอบหัวเข็มเช่นนั้นไม่สามารถส่งถ่ายน้ำหนักลงเสาเข็มได้ จะเกิดการพลิกตัวเสียก่อน ทั้งนี้ควรปรึกษาวิศวกรจะเป็นการดีที่สุด

บทส่งท้าย

กรณีตัวอย่างที่ยกมานี้เป็นส่วนหนึ่งจากอาคารหลายหลังที่มีปัญหาทรุดเอียง สาเหตุของปัญหาจะมีลักษณะคล้ายๆ กัน หากได้มีความระมัดระวังในเรื่องที่กล่าวมาข้างต้น ก็น่าจะช่วยทำให้ปัญหาเช่นนี้เกิดขึ้นน้อยลง

คำขอบคุณ

ท้ายนี้ผู้เขียนใคร่ขอขอบคุณท่านเจ้าของอาคารทุกท่านที่ได้กรุณาให้ความอนุเคราะห์ข้อมูลเพื่อเป็นการเผยแพร่ความรู้ ทำให้ไม่เกิดปัญหาเช่นนี้อีกในอนาคต

  Back |   Top


Magazine | Engineeringtoday . Construction & Property . ไฟฟ้าและอุตสาหกรรม . อินทาเนีย . Green network . บรรจุภัณฑ์ไทย . Minning Magazine .
Directory | ทำเนียบอุตสาหกรรมก่อสร้าง-วัสดุ . YellowGreen Pages Thailand .
Article | In Trend . WorldWatch . เวทีประลองความคิด . ปรัชญาเศรษฐกิจพอเพียง . สู่ศตวรรษใหม่ . รายงานพิเศษ . บทความพิเศษ . FW-mail
Column | Travel . สกู๊ปพิเศษ . เยี่ยมชมโครงการ/โรงงาน . แฟ้มบุคคล . เทคโนโลยี . พลังงานสิ่งแวดล้อม . สิ่งประดิษฐ์ / งานวิจัย . รอบรู้เรื่องไอที
Knowledge | องค์กรวิศวกรรม&อุตสาหกรรม . โครงการสนับสนุนอุตสาหกรรม . บริการอุตสาหกรรม . มาตรฐานอุตสาหกรรม . ศัพท์ช่าง
Law | วิศวกรรม . อุตสาหกรรม . พลังงาน . ทรัพย์สินทางปัญญา


471/3-4 อาคารพญาไทเพลส ถ.ศรีอยุธยา แขวงทุ่งพญาไท เขตราชเทวี กทม. 10400 Tel. 0-2354-5333, 0-2644-6649 Fax. 0-2640-4260
Copyright ©TECHNOLOGY MEDIA CO.,LTD All right reserved