บทเรยีนวศิวกรรมโครงสรา้งจากเหตแุผ่นดินไหวเชยีงรายและเนปาลตอนท่ี 2 เรื่อง เสรมิแกรง่เสาอาคารเก่าต้านแผ่นดินไหวโดย ศาสตราจารย ์ดร. อมร พมิานมาศ รองเลขาธกิารสภาวศิวกรอาจารยป์ระจำาสถาบนัเทคโนโลยนีานาชาติสรินิธร มหาวทิยาลัยธรรมศาสตร์

ในเหตกุารณ์แผ่นดินไหว 6.3 รกิเตอรท่ี์ อ.พาน จงัหวดัเชยีงรายเมื่อวนัที่ 5 พค. 2557 ท่ีผ่านมาก่อใหเ้กิดความเสยีหายแก่โครงสรา้งบา้นเรอืนอยา่งมากมาย ความเสยีหายของโครงสรา้งที่เกิดจากแผ่นดินไหวสามารถจำาแนกได้เป็น 4 ระดับคือ

ระดับท่ี 1 เล็กน้อย เกิดรอยรา้วในผนังเท่านัน้ระดับท่ี 2 ปานกลาง เกิดรอยรา้วในโครงสรา้ง เชน่ คาน และ เสาระดับท่ี 3 มาก รอยรา้วเกิดกระจายไปทัว่ คอนกรตีกะเทาะหลดุออกมา เหล็ก

เสรมิเสยีรูป ดุ้งหรอืขาดระดับท่ี 4 โครงสรา้งพงัถล่มโดยสิน้เชงิสำาหรบัความเสยีหายระดับที่ 1 และ 2 สามารถซอ่มแซมได้ โดยใชปู้นเกรา๊ทอัด

หรอืฉีดเขา้ไปในรอยรา้วหรอืฉีดด้วยกาวอีพอกซ ีสว่นระดับท่ี 3 ใหพ้จิารณาวา่คอนกรตีกะเทาะหลดุล่วงออกมา หากเหล็กเสรมิยงัไมบ่ดิเบีย้วเสยีรูป ยงัถือวา่ซอ่มได้โดยการผสมปูนซเีมนต์กับทรายและนำ้าใหห้มาดๆแล้วนำาไปฉาบหรอือุดบรเิวณคอนกรตีที่กะเทาะหลดุออกมา แต่หากเหล็กเสรมิดุ้ง ผิดรูปอยา่งมากหรอืเหล็กเสรมิขาด แปลวา่โครงสรา้งใชง้านไมไ่ด้แล้ว ต้องทบุทิ้งแล้วสรา้งใหม ่สว่นระดับท่ี 4 ซึ่งเป็นระดับท่ีโครงสรา้งพงัถล่มอยา่งสิน้เชงิ ก็ไมส่ามารถซอ่มและใชง้านได้อีกต่อไป ต้องรื้อซากอาคารทิ้งแล้วก่อสรา้งใหมจ่ะดีท่ีสดุ

จากเหตกุารณ์แผ่นดินไหวในครัง้นี้ ได้แสดงใหเ้หน็อยา่งชดัเจนวา่ เสาเป็นโครงสรา้งที่สำาคัญท่ีสดุของอาคาร เพราะเสาเป็นโครงสรา้งท่ีรองรบันำ้าหนักของอาคารทัง้หลัง ดังนัน้ความแขง็แรงของเสาจงึเป็นเรื่องท่ีสำาคัญที่สดุของอาคารในการต้านแผ่นดินไหว แต่สำาหรบัอาคารเก่าท่ีก่อสรา้งมานานแล้ว เสาอาจจะมกีำาลังรบันำ้าหนักไมพ่อ จงึต้องหาแนวทางเสรมิความแขง็แรงใหแ้ก่เสาอาคารต่อไป

1

สำาหรบับทความนี้ ผมขอนำาเสนอวธิกีารเสรมิความแขง็แรงเสาอาคารเก่า 3 วธิ ีซึ่งเป็นสว่นหนึ่งของผลงานวจิยัในโครงการวจิยัเพื่อลดภัยพบิติัจากแผ่นดินไหวระยะที่ 1 – 3 ซึ่งได้รบัทนุสนับสนุนการทำาวจิยัจากสำานักงานกองทนุสนับสนุนการวจิยั โดยในงานวจิยันี้ผมได้เสนอแนวทางในการทำาใหเ้สาแขง็แรงขึ้นด้วยการหุม้เสาด้วยวสัดเุสรมิแรงประเภทต่างๆ ดังนี้

วธิท่ีี 1 การหุ้มเสาด้วยคอนกรตีเสรมิเหล็ก วธินีี้เหมาะสำาหรบัอาคารหลังเล็กๆ เชน่ บา้นเด่ียว ตึกแถว อาคารท่ีสงูไมเ่กิน 3

ชัน้ หรอืท่ีมเีสาขนาดไมเ่กิน 30 ซม. การหุม้ด้วยคอนกรตีเสรมิเหล็กใหเ้สรมิเหล็กยนืขนาด 12 หรอื 16 มม. เพิม่เติมท่ีมุมทัง้ 4 ของเสา จากนัน้พนัรอบเหล็กยนืด้วยเหล็กปลอกขนาด 9 มม. ใหม้คีวามถี่ของเหล็กปลอกไมเ่กิน 5.0-7.5 ซม. จากนัน้พนัด้วยลวดตาขา่ย (หรอืลวดกรงไก่) จากนัน้ฉากปิดด้วยปูนซเีมนต์ วธิน้ีีราคาประหยดัท่ีสดุต้นทนุเพยีงหลักพนับาทสำาหรบัเสา 1 ต้น

วธิท่ีี 2 การหุ้มเสาด้วยแผ่นเหล็ก วธินีี้เหมาะสำาหรบัอาคารขนาดใหญ่ เสาสะพาน อพารต์เมนต์ คอนโดมเีนียม

อาคารสงู ที่มเีสาขนาดใหญ่เกิน 50 ซม. ขึ้นไป การหุม้เสาด้วยแผ่นเหล็กใหพ้บัเหล็กแผ่นเป็นรูปตัวแอล เขา้มุมด้านตรงกันขา้มของเสา จากนัน้เชื่อมแผ่นเหล็กทัง้สองแผ่นใหติ้ดกันท่ีตรงมุม โดยปล่อยใหม้ชีอ่งวา่งระหวา่งแผ่นเหล็กกับเสาเดิมประมาณ 3 ซม. จากนัน้กรอกปูนเกรา๊ทลงไปในชอ่งวา่งนี้เพื่อยดึแผ่นเหล็กใหติ้ดแน่นกับเสาเดิม รอจนกวา่ปูนเก๊ราทจะแขง็ตัว วธินีี้ราคาประหยดัเหมาะสำาหรบัเสาท่ีมขีนาดใหญ่ เป็นวธิทีี่ใหค้วามแขง็แรงสงูมาก แต่การทำางานค่อนขา้งยาก เนื่องจากต้องใชแ้รงงานในการพบัและเชื่อมติดแผ่นเหล็กเขา้ด้วยกัน

วธิท่ีี 3 การหุ้มเสาด้วยแผ่นคารบ์อนไฟเบอร์ การหุม้เสาด้วยแผ่นคารบ์อนไฟเบอรเ์ป็นเทคโนโลยใีหมล่่าสดุ ที่เพิง่มไีมน่านมา

นี้ เหมาะสำาหรบัเสาในอาคารท่ีมขีนาดใหญ่เชน่ เสาสะพาน อพารต์เมนต์ คอนโดมีเนียม อาคารสงู เชน่เดียวกับการหุม้เสาด้วยแผ่นเหล็ก สำาหรบัแผ่นคารบ์อน

2

ไฟเบอรเ์ป็นแผ่นท่ีเสรมิด้วยเสน้ใยคารบ์อนท่ีมกีำาลังรบันำ้าหนักสงูมาก คือมากกวา่เหล็กแผ่นทัว่ไปถึง 10 เท่า แผ่นคารบ์อนไฟเบอรม์คีวามบางสามารถนำาไปพนัรอบเสาได้โดยใชก้าวอีพอกซเีป็นตัวยดึใหแ้ผ่นคารบ์อนไฟเบอรติ์ดกับเสา เมื่อพนัเสรจ็เรยีบรอ้ยแล้วจะได้เสาที่มกีำาลังรบันำ้าหนักสงูมาก สามารถต้านแผ่นดินไหวได้เป็นอยา่งดี แต่มขีอ้เสยีคือแผ่นคารบ์อนไฟเบอรย์งัมรีาคาแพงอยู ่แต่มขีอ้ดีคือการก่อสรา้งทำาได้สะดวกและรวดเรว็กวา่การใชแ้ผ่นเหล็กหุม้มาก สำาหรบัการหุม้เสาด้วยแผ่นคารบ์อนไฟเบอรน์ัน้พบวา่ มปีระสทิธภิาพเป็นอยา่งดี จากผลการทดสอบพบวา่เมื่อเปรยีบเทียบระหวา่งเสาท่ีไมไ่ด้หุม้ด้วยแผ่นคารบ์อนไฟเบอรพ์บวา่มคีวามเสยีหายอยา่งรุนแรงท่ีบรเิวณโคนเสา แต่เมื่อหุม้เสาด้วยแผ่นคารบ์อนไฟเบอรแ์ล้ว พบวา่เสาแขง็แรงขึ้นอยา่งมากและไมเ่กิดการวบิติัท่ีโคนเสา

รูปท่ี 1 การหุม้เสาด้วยคอนกรตีเสรมิเหล็ก

3

รูปท่ี 2 การหุม้เสาด้วยแผ่นเหล็ก

รูปท่ี 3 การหุม้เสาด้วยแผ่นคารบ์อนไฟเบอร์4

รูปท่ี 4 เปรยีบเทียบผลการทดสอบเสาท่ีไมไ่ด้หุม้ด้วยแผ่นคารบ์อนไฟเบอร ์(ซา้ย) และเสาที่หุม้ด้วยแผ่นคารบ์อนไฟเบอร ์(ขวา)

5

1