ถอดบทเรียนความเสียหายแผ่นดินไหวเชียงราย
ตอนที่ 1 วิเคราะห์ 5 สาเหตุแห่งความเสียหาย โดย รศ.ดร.อมร พิมานมาศ
รศ.ดร.อมร พิมานมาศ รองเลขาธิการสภาวิศวกร และอาจารย์ประจำสถาบันเทคโนโลยีนานาชาติสิรินธร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ในฐานะนักวิจัยโครงการ “ศึกษาวิธีการออกแบบและเสริมกำลังอาคารในประเทศเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว” โดยการสนับสนุนของสำนักงานกองทุนสนับสนุนการวิจัย (สกว.) เปิดเผยว่า จากการลงพื้นที่ที่จังหวัดเชียงรายเพื่อสำรวจอาคารที่เสียหายจากเหตุการณ์แผ่นดินไหว และได้ประมวลข้อมูลเพื่อหาสาเหตุของความเสียหายนั้น ผลการวิเคราะห์ข้อมูลที่มีอยู่พอจะสรุปในเบื้องต้นได้ว่ามีหลายสาเหตุที่ทำให้อาคารได้รับความเสียหายอย่างมากมาย โดยสามารถจำแนกออกได้เป็น 5 สาเหตุหลักดังนี้
1. การก่อสร้างที่ไม่ได้มาตรฐานทางวิศวกรรม
เสามีขนาดที่เล็กเกินไปไม่สมดุลกับขนาดของคาน อาทิ เสาขนาดเพียง 15-20 ซม. ซึ่งเล็กเกินไปไม่เหมาะสมที่จะต้านแผ่นดินไหว นอกจากนี้การเสริมเหล็กในเสาไม่ได้มาตรฐาน เช่นใส่เหล็กแกนในเสาเพียงแค่ 2 เส้น ทั้งที่ตามมาตรฐานการออกแบบต้องใส่เหล็กเสริมในเสาอย่างน้อย 4 เส้น หรือการใช้เหล็กปลอกที่มีขนาดเล็กเกินไป เช่น ใช้เหล็กขนาด 4 มม. เป็นเหล็กปลอก ซึ่งตามมาตรฐานการออกแบบต้องใช้เหล็กปลอกที่มีขนาด 6 มม. แบบเต็มเส้นขึ้นไป
2. ชั้นอ่อนของอาคาร
เกิดขึ้นกับบ้านที่ก่อสร้างเป็น 2 ชั้น แต่เมื่อเกิดแผ่นดินไหว เสาชั้นล่างถูกทำลายอย่างยับเยิน ทำให้ชั้นบนของบ้านพังลงมากองอยู่ที่พื้นดินแทน มักเกิดขึ้นกับบ้านที่ชั้นล่างเปิดโล่งเป็นใต้ถุนบ้าน ซึ่งทำให้เสาชั้นล่างอ่อนแอ และกลายเป็นจุดอ่อนของอาคาร จึงถูกทำลายโดยแผ่นดินไหวไปก่อน ส่งผลให้ชั้นบนของอาคารพังถล่มลงมากองอยู่ที่พื้นดิน
3. การวิบัติของเสาสั้นหรือเสาตอม่อ
เสาตอม่อซึ่งเป็นเสาที่อยู่ใต้พื้นชั้นล่างของบ้าน เป็นเสาสั้นๆ ที่มีความสูงประมาณ 50-100 ซม. แต่เป็นเสาที่มีความสำคัญมาก เนื่องจากต้องรับน้ำหนักของเสาที่อยู่ชั้นบน เสาตอม่อได้รับความเสียหายเป็นจำนวนมาก สาเหตุจากแรงแผ่นดินไหวทำให้เสาตอม่อเฉือนขาดหรือปูนแตกระเบิดที่ปลายบนและล่าง ทำให้เสาชั้นบนทรุดลงตามมาและเกิดการวิบัติในที่สุด
4. ระยะห่างของเหล็กปลอกมากเกินไป
หัวใจสำคัญของโครงสร้างอาคารต้านแผ่นดินไหวอยู่ที่เหล็กปลอก หรือเหล็กที่พันเป็นปล้องๆรอบเหล็กแกนของเสา เมื่อเกิดแผ่นดินไหว คอนกรีตในเสาจะแตกระเบิดและหลุดแยกออกจากกันเป็นชิ้นๆ เหล็กปลอกจะช่วยยึดคอนกรีตไว้ไม่ให้หลุดออกจากกัน และช่วยประคองเหล็กแกนไม่ให้คดงอเสียรูปอีกด้วย จากข้อมูลในพื้นที่พบว่าการเสริมเหล็กปลอกในเสาเว้นระยะห่างเท่ากับ 20 ซม. ซึ่งมากเกินกว่าที่มาตรฐานกำหนดไว้ถึง 2 เท่า หรือเท่ากับ 10 ซม. จึงเป็นสาเหตุให้คอนกรีตแตกระเบิดและเหล็กแกนบิดเบี้ยวเสียรูป
5. การยึดระหว่างชิ้นส่วนต่างๆไม่เพียงพอ
การหลุดแยกออกจากกันระหว่างชิ้นส่วนต่าง ๆ เช่น คานหลุดแยกจากเสา พื้นหลุดแยกจากคาน เป็นต้น สาเหตุเกิดจากการใส่เหล็กยึดระหว่างชิ้นส่วนต่าง ๆ ไม่เพียงพอหรือมีระยะฝังเหล็กที่น้อยเกินไป หรือไม่ได้ทำงอฉาก 90 องศาที่ปลายเหล็กเพื่อยึดโครงสร้างเข้าด้วยกัน ในพื้นที่พบว่าเหล็กเสริมในคานที่ฝังเข้าไปในเสาต้นนอกนั้น มีระยะฝังเพียง 5-10 ซม. เท่านั้น จึงทำให้คานและเสาหลุดออกจากกัน แล้วทำให้โครงสร้างถล่มเสียหาย
บทสรุป ผู้เขียนได้วิเคราะห์ 5 สาเหตุหลักที่ทำให้โครงสร้างอาคารได้รับความเสียหายในเหตุแผ่นดินไหวที่เชียงราย ซึ่งเป็นข้อสรุปในเบื้องต้น เมื่อเราได้นำสาเหตุเหล่านี้มาประมวลเข้าด้วยกัน ก็จะได้แนวทางในการแก้ไขหรือการปรับปรุงวิธีการออกแบบและการก่อสร้างในบ้านเราให้ดียิ่งขึ้นไป
(ขอขอบคุณ ดร. ธีระพจน์ ศุภวิริยะกิจ มหาวิทยาลัยพะเยา ที่เอื้อเฟื้อรูปถ่าย)
