การวิบัติของอาคารFailure of Structure

PDFPrintE-mail

การวิบัติของอาคารFailure of Structure

นายมั่น  ศรีเรือนทอง

Introductionหลักการทางวิศวกรรมกำหนดให้ผลงานทางวิศวกรรมต้องมีความประหยัด  (Economic)  แต่ คำนึงถึงการใช้งานได้  (Serviceability)  อย่างปลอดภัย โดยยอมรับหลักการทางธรรมชาติว่าทั้งวัสดุ  (Materials)  ฝี มือแรงงาน  (Labour)  และการใช้งาน  (Usage)  มีความปรวนแปร  (Variation)  ในตัวของมันเอง ฉะนั้นงานทาง วิศวกรรมจึงจำเป็นต้องมีอัตราส่วนของความปลอดภัย  (Factor of Safety)  เพื่อให้ความมั่นใจ  (Assurance)  ว่า ผลงานทางวิศวกรรมมีความปลอดภัยต่อการใช้งาน ตลอดอายุ  (Service Life)  ที่ออกแบบไว้ของผลงานนั้นๆ การวิบัติ  (Failure)  จะเกิดขึ้นเมื่อกำลังความสามารถ  (หรือความแข็งแรง) ของงานวิศวกรรมมีน้อยกว่ากำลัง  (หรือแรง)  ที่ใช้งานจริง  เหตุที่เกิดขึ้นอาจเกิดจากความผิดพลาดของวัสดุ หรือฝีมือแรงงาน หรือการใช้งาน  หรือเหตุที่ไม่คาดคิด  หรือหลายๆ  สาเหตุรวมกัน  โดยประสบกาณ์ผู้เขียนพบว่างานวิศวกรรมที่เกิดการวิบัติมักเกิดจากความผิดพลาดของหลายๆ   สาเหตุรวมกัน  ความผิดพลาดจากสาเหตุใดสาเหตุหนึ่ง มักจะสามารถต้านทานการวิบัติได้  โดยอัตราส่วนความปลอดภัย  (Safety Factor)  ที่ออกแบบไว้

1. Over - Loading VS. Under - Design
Over - Loading  และ  Under - dersign  เป็นคำอธิบายที่มักเกิดขึ้นคู่กัน และให้ผลลัพธ์ที่ คล้ายกัน  กล่าวคือ  ความแข็งแรงที่ออกแบบไว้มีน้อยกว่าแรงที่เกิดขึ้นจริง  แต่สองคำนี้จะแตกต่างกันอย่างมากในการ บ่งชี้ว่าความผิดพลาดเกิดขึ้นในขั้นตอนการใช้งาน  หรือขั้นตอนการก่อสร้าง

1.1  Design
Loads แรงหรือน้ำหนักที่ใช้ออกแบบ  จะต้องคำนึงถึงที่มาและความเหมาะสมในการเลือกใช้ โดยต้อง คำนึงถึงประเด็นดังต่อไปนี้
  • ค่าที่กฎหมายกำหนด
  • ค่าที่ประมวลมาจากน้ำหนักจริงหรือการใช้งานจริง
  • ลักษณะของแรงหรือน้ำหนัก -  น้ำหนักกระทำเป็นจุด
    -  
    แรงไม่สม่ำเสมอ  เช่น  แรงลม
    -  
    ตำแหน่งไม่แน่นอนหรือ  Moving Load
    -  
    เป็นน้ำหนักคงค้างอยู่ถาวร
    -  
    Dynamic Load
    -
      Vibration
  • แรงจากปัจจัยภายนอก  เช่น -  แรงดันดิน
    -  แรงฉุดลงต่อเสาเข็ม (Negative Skin Friction)  เนื่องจาก  Load   Subsidence
    -  
    แรงเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ
1.2  Over - Loading
การใช้งานอาคาร  โดยมีน้ำหนักบรรทุกสูงกว่าค่าที่ใช้ในการออกแบบ  อาจเกิดขึ้นโดย
  • ความไม่รู้หรือไม่มีข้อมูล  ทั้งค่าที่ออกแบบ  หรือค่าน้ำหนักที่ใช้งาน
  • รู้ว่า  Over - Loading  แต่คิดว่า อาคารมีค่า  Safety Factor  เพียงพอ  หรือออก แบบเผื่อไว้แล้ว
  • รู้เท่าไม่ถึงการณ์  หรือประเมินอันตรายจากการ  Over - Loading  ต่ำเกินไป
1.3  Mis - use and Modification
การใช้งานผิดประเภทและการดัดแปลงอาคารเป็นปัญหาที่ใหญ่มากในประเทศไทย  อันเนื่อง จากความอ่อนแอในการบังคับใช้กฎหมาย  ประกอบกับนิสัยการรักถิ่นที่อยู่เดิมไม่ชอบโยกย้ายถิ่นที่อยู่ทำให้มีการดัด แปลงต่อเติมอาคารอย่างแพร่หลายการดัดแปลงต่อเติมและใช้งานอาคารผิดประเภทที่พบกันแพร่หลาย  อาทิเช่น
  • ร้านค้า  ห้องแถวพาณิชย์  เก็บสินค้าไว้มากเกินไป  เช่น  ร้านขายข้าวสาร  ร้านขาย เหล็กรูปพรรณ  ร้านขายเครื่องจักรเก่า  ร้านค้าของเก่า ฯลฯ
  • ดัดแปลงห้องแถวพาณิชย์  เป็นกิจการอื่น  เช่น  ห้างสรรพสินค้า  โกดัง  โรงงาน  โต๊ะ สนุ๊กเกอร์  อู่ซ่อมรถยนต์ ฯลฯ
  • ต่อเติม  เพิ่มจำนวนชั้นในอาคารห้องแถวพาณิชย์
  • ต่อเติม  ช่องทางเดินหลังห้องแถวและทาวเฮ้าส์เป็นห้องครัว
1.4  การวิบัติ เนื่องจาก Over - Loading

1.4.1  การวิบัติของโครงสร้างชั่วคราว - ไม้แบบ เนื่องจาก  Over-Loading

ไม้แบบเป็นโครงสร้างชั่วคราวที่มักเกิดการวิบัติ  อันเนื่องจากผู้เกี่ยวข้องในหน่วยงานก่อสร้างเห็นว่าเป็นงานชั่วคราว  จึงมักไม่มีการออกแบบอย่างจริงจัง แต่ใช้วิธีเปิด  Catalogue  ดูค่าที่โรงงานแนะนำไว้  ซึ่งมักจะเป็นตัวเลขที่ค่อนข้างสูง  ส่วนกรณีไม้แบบทำจากไม้ก็มักไว้วางใจให้ช่างไม้ทำตามประสบกาณ์ที่เคยผ่านมา  กรณีที่เทคอนกรีตพื้นหนากว่าปกติ  หรือตั้งนั้งร้านสูงกว่าปกติจึงมักเกิดการวิบัติ

กรณีศึกษาที่ 1.1  อาคารสโมสร 3 ชั้น ริมทะเล, จ.ระยอง

นั่งร้านไม้แบบของพื้นชั้น 3  พังทลายและเทคอนกรีต ทำให้คนงานก่อสร้าง 3  คน  ซึ่งกำลังช่วยกัน เสริมความแข็งแรงของไม้แบบด้านข้าง  ถูกคอนกรีตและเศษวัสดุก่อสร้างทับจนเสียชีวิต  สาเหตุเกิดจากน้ำหนักคอนกรีตของคานขนาดกว้าง  3  เมตร  ลึก  65 ซม.  ซึ่งมีน้ำหนักมากขึ้น  4.68 ตัน / เมตร  มากเกินกว่าโครงเหล็กนั่งร้านธรรมดา  ซึ่งตั้งซ้อนกัน  2  ชั้นครึ่ง  สูง 3.50 เมตร  จะรับน้ำหนักได

1.4.2  การวิบัติของพื้นอาคาร เนื่องจาก  Over - Loading

พื้นอาคารมักจะถูก  Over - Loading  ขณะก่อสร้างเสมอๆ เนื่องจากการ กองเก็บวัสดุ  เช่น  ปูนซีเมนต์ อิฐ ทราย หิน กระเบื้อง ฯลฯ  แต่ไม่ใคร่พบการวิบัติใหญ่ๆ โดยมากจะเกิดรอยร้าวเป็นสัญญาณเตื้อนภัย ก่อนการวิบัติ  แต่ในกรณีแผ่นพื้นสำเร็จรูปการวิบัติอาจเกิดขึ้นได้อย่างรวดเร็วหลังจากเกิดรอยร้าวเตือนครั้งแรก

กรณีศึกษาที่ 1.2  อาคารคอนโดมิเนียม 16 ชั้น ถนนรัชดาภิเษก

พื้นอาคารเกิดการวิบัติอย่างต่อเนื่อง (Progressive Failure)  ตั้งแต่ชั้นที่ 13  ต่อเนื่องจนมาถึงพื้นชั้นล่าง  ขณะก่อสร้างเมื่อวันที่  9  กรกฎาคม  2534  เป็นเหตุให้คนงานตาย  3  ศพ  สาเหตุเกิดจากมีการ  กองอิฐมอญจำนวนมาก  บนพื้นชั้นที่ 13 สูงประมาณ 1.5  เมตร   น้ำหนักไม่น้อยกว่า  1 ตันต่อตารางเมตร ขณะที่พื้นคอนกรีตชนิดแผ่นพื้นคอนกรีตอัดแรงท้องเรียบหนา 5 ซม. มีคอนกรีตทับหน้าหนา  5  ซม.  ออกแบบให้รับน้ำหนักได้เพียง  200  กก./ตร.ม.  ประกอบกับแผ่นพื้นคอนกรีตอัดแรงวางบนขอบที่รองรับอย่างหมิ่นเหม่เพียง  1 - 15  ซม.  ทำให้แผ่นพื้นหักและตกลงมากระแทกพื้นชั้นถัดลงมา  จนเกิด  Progressive Failureต่อเนื่องจนถึงพื้นชั้นล่าง

1.4.3  การวิบัติของคาน เนื่องจาก  Over - Loading

ผลจากการ  น้ำหนักบรรทุกเกินนอกจากจะทำให้พื้นแตกร้าวแล้ว  คานมักจะเกิดการแตกร้าวตามไปด้วย  แต่เนื่องจากคานคอนกรีตเสริมเหล็กซึ่งหล่อในที่ต่อเนื่องติดอยู่กับเสาทำให้มี  Redundant  มากคานจะ เกิด  Moment Redistribution  ก่อน  จึงไม่ค่อยเกิดวิบัติโดยสิ้นเชิง  (Total Failure)  ถึงขนาดคานหัวหลุดตกลงมาให้เห็น  ส่วนกรณีซึ่งมีการ  Underdesign  คานก็มักเกิดรอยร้าวเป็นบริเวณๆ ไป  อาทิเช่น  รอย  ร้าวที่ท้องบริเวณกึ่งกลางคาน  เนื่องจากเสริมเหล็กน้อยเกินไป  หรือรอยร้าวเฉียงๆ  เนื่องจาก  Shear Strength  ไม่เพียงพอ  (ดูรูปประกอบแสดงถึงประเภทของรอยร้าวที่คาน)

1.4.4  การวิบัติของเสา  เนื่องจาก  Over - Loading

เนื่องจากเสาเป็นโครงสร้างที่สำคัญมากต่อเสถียรภาพโดยรวมของโครงสร้างอาคาร  การวิบัติของเสา อาจจะทำให้อาคารทั้งหลังพังทลายลงมาทั้งหมดได้  ฉะนั้น  Code of Practice  จึงมักมีข้อกำหนดให้เสาเข็มมี  Factor of Safety  ค่อนข้างมาก  ประกอบกับการ  Over - Loading  ทุกพื้นที่ทั้งอาคารเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นได้ยาก  การวิบัติของเสาเนื่องจาก  Over - Loading  จึงไม่ค่อยพบเห็นบ่อยนัก  แต่การวิบัติของเสาเนื่องจากการดัดแปลงต่อเติมอาคารจะพบได้บ่อยกว่าลักษณะการ  Under - Design  ของเสามักจะพบเห็นได้ในกรณีที่ผู้ออกแบบไม่ได้คำนึงถึงโมเมนต์ดัดที่เกิดในเสา  คิดแต่เฉพาะน้ำหนักในแนวแกน  (แรงอัด)  เท่านั้น  ซึ่งอาจทำให้เกิดรอยร้าวในแนวราบบน เสาได้

กรณีศึกษาที่ 1.3  อาคาร 11  ชั้น  ถนนรามคำแหง  พังทลาย

อาคาร 11 ชั้น  ก่อสร้างมานานหลายปีและล่าช้ากว่ากำหนดการมาก  แบบที่ขออนุญาตเป็นอาคาร  7 ชั้น  แต่มีการก่อสร้างจริงถึง 11 ชั้น  แม้ว่าอาคารจะมีเพียงโครงสร้างเปล่าๆ  ยังไม่มีน้ำหนักบรรทุกจร  แต่เสาซึ่งมีคุณภาพการก่อสร้างต่ำและได้รับแรงอัดใกล้ขีดจำกัดเป็นเวลานานก็เกิดรอยร้าวให้เห็นหลายวันก่อนเกิด การวิบัติอย่างฉับพลัน  เมื่อวันที่  5  ธันวาคม  2533  อาคารทั้งหลังพลังทลายยุบลงมากองบนพื้นดินคล้าย ขนม ชั้น  แต่ไม่มีผู้เสียชีวิตจากการพังทลาย

กรณีศึกษาที่  1.4  อาคารมูลนิธิ 3 ชั้น  ถนนพญาไท  พังทลายอาคารมูลนิธิ 3 ชั้น  เกิดการวิบัติพังทลายลงมาทั้งหลัง ขณะเทคอนกรีตพื้นชั้นดาดฟ้า  เมื่อวันที่  11กันยายน  พ.ศ. 2531  สาเหตุเนื่องจากเสาคอนกรีตเสริมเหล็กมีขนาดเล็กเกินกว่าจะรับน้ำหนักบรรทุกของ อาคารสูง 3 ชั้นได้  อนึ่งอาคารหลังนี้ปลูกสร้างโดยมิได้ขออนุญาตก่อสร้างจากเจ้าหน้าที่ท้องถิ่น

1.4.5   การวิบัติของฐานรากและเสาเข็มเนื่องจาก Over - Loading

การวิบัติของเสาเข็มเกิดขึ้นมากในบริเวณกรุงเทพฯ  และพื้นที่ใกล้เคียง ซึ่งเป็นที่ราบลุ่มดินอ่อน ซึ่งต้องตอกเสาเข็มลึกและมีค่าก่อสร้างประมาณ  10 -20 %  ของราคาโครงสร้างทั้งหมด  ประกอบกับสภาพการแข่งขันทางการตลาด  ทำให้เสาเข็มของอาคารตึกแถวทาวเฮ้าส์ จำนวนมาก  Under - desing  มีมาตรฐานต่ำกว่าเกณฑ์มาตรฐานทางวิศวกรรม   ทำให้เกิดการวิบัติอยู่เนื่องๆ หรือ เมื่อมีเหตุแทรกซ้อนเล็กๆ น้อย อาทิเช่น ดินเคลื่อนตัว หรือ ต่อเติมอาคาร หรือแรงจาก  Negative Skin Friction  ก็เกิดทำให้เข็มเกิดการ วิบัติได้โดยง่าย

กรณีศึกษาที่ 1.5  ทาวเฮ้าส์ 3 ชั้น  ซอยรามคำแหง 36/1 ทรุดตัว

อาคารทาวเฮ้าส์ 3 ชั้น  จำนวน 9 คูหา  จากทั้งแนว 14 คูหา  เกิดการทรุดตัวลงอย่างฉับพลัน  เมื่อ วันที่  12  มีนาคม  2542  ส่วนที่ทรุดตัวมากที่สุดจมลงไปในดินประมาณ  0.50  เมตร  ทำให้ผนังบ้านเกิดการแตกร้าวอย่างมาก  ประตูหน้าต่างบิดเบี้ยว  สาเหตุหลักคาดว่าเกิดจากเสาเข็มรับน้ำหนักไม่ได้  ทั้งนี้หมู่บ้านนี้เคยมีประวัติว่าเกิดเหตุการณ์บ้านทรุดตัวขณะก่อสร้างมาแล้ว  และอาคาร  9  คูหา  ที่ทรุดตัวก็ถูกขออนุญาตก่อสร้างก่อน  โดยแยกกับอีก 6 คูหา  ซึ่งไม่ทรุดตัวแต่ไม่ปรากฎแน่ชัดว่าสร้างพร้อมกันหรือไม่  ส่วนสาเหตุประกอบอื่นๆ  อาจเกิดจากการต่อเติมอาคารอีก 1 - 2 ชั้น  เกือบทุกคูหา  และ  Negative Skin Friction  มีส่วนช่วยทำให้อาคารเกิดการทรุดตัวหลังจากก่อสร้างแล้ว 10 ปี

1.5   การวิบัติของฐานรากและเสาเข็ม อันเนื่องจากการดัดแปลง หรือต่อเติมอาคาร

การต่อเติมอาคาร โดยการเพิ่มจำนวนชั้นเป็นสิ่งที่พบเห็นกันมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งอาคาร ตึกแถว สิ่งที่ควรพิจารณา คือ ความเสื่ยงต่อการวิบัติขึ้นอยู่กับน้ำหนักที่เพิ่มขึ้น เนื่องจากการต่อเติมอาคารเป็นสัดส่วนเท่าใด เมื่อเทียบ กับน้ำหนักของอาคารเดิม หรือน้ำหนักที่ออกแบบไว้ ตัวอย่างเช่น  การต่อเติมเพิ่ม 1 ชั้น บนตึกแถว 2 ชั้น ย่อมอันตราย มากกว่าการต่อเติมบนตึก 3 ชั้น 4 ชั้น หรือ 20 ชั้น เพราะการต่อเติมบนอาคาร 2 ชั้น  เท่ากับ เพิ่มน้ำหนักอีก  50 %  ของน้ำหนักเดิม ขณะที่การต่อเติม 1 ชั้น บนตึก 5 ชั้น จะเพิ่มน้ำหนักเพียง  20%  ของน้ำหนักเดิม  แต่ความรู้สึกของ ชาวบ้านทั่วไปกลับคิดว่า การต่อเติมบนตึก 2 ชั้น จะอันตรายน้อยกว่าเพราะตึกยังเตี้ยอยู่   และเมื่อพิจารณาถึงความเป็น จริงว่าอาคารตึกแถวที่สร้างในกรุงเทพฯ และปริมณฑลซึ่งมีดินอ่อน เสาเข็มที่ออกแบบไว้ มักจะค่อนข้างหมิ่นเหม่อยู่แล้ว การต่อเติมอาคารจึงเป็นเหตุทำให้ตึกแถวทรุดตัว อันเนื่องจากเสาเข็มทานน้ำหนักไม่ไหว จึงเป็นเรื่องที่ประสบกันมาก

กรณีศึกษาที่ 1.6  อาคารหอพัก 6 ชั้น ถนนลาดพร้าว ซอย 146/1 ทรุดตัวอาคารหลังนี้เดิมเป็นอาคารพาณิชย์ (ตึกแถว)  3 ชั้นครึ่ง  จำนวน 4 คูหา  ความกว้างรวม 16 เมตร ความยาวรวม 14 เมตร  หลังจากนั้นถูกดัดแปลงเป็นหอพัก โดยเพิ่มกำแพงอิฐกั้นหอพัก เพิ่มห้องน้ำห้องส้วม และต่อเติมเพิ่มอีก 1 ชั้น  หลังจากใช้งานนาน 13 ปี  ก็พบว่าอาคารมีการทรุดตัวเอียงต่างระดับกันประมาณ  30 ซม.  เจ้าของอาคารจึงว่าจ้างผู้รับเจาะเสาเข็มเพิ่ม  และต่อเติมเทคอนกรีตชั้นลอยให้เต็มพื้นที่  ระหว่างการเจาะเสาเข็ม  ผู้รับเหมาได้ทุบพื้นคอนกรีตชั้นล่างออก  ทำให้แรงดันของดินซึ่งเคยช่วยพยุงอาคารไว้หายไปประกอบกับแรงสั่นสะเทือนจากการเจาะเสาเข็ม ทำให้อาคารทั้งหลังเอียงจมลงไปในดินอ่อนประมาณ  3.50 เมตร  เมื่อวันที่ 17 มกราคม  2542  อาคารเอียงไปประมาณ  15  องศา

1.6  การวิบัติเนื่องจากการทรุดตัวของดิน  (Land Subsidence)

ในพื้นที่ลุ่มปากแม่น้ำ  ดังเช่น  แม่น้ำเจ้าพระยา  จะมีชั้นดินเหนียวอ่อนมาก  ซึ่งมีคุณสมบัติเป็น  Under  Consolidation  ทำให้เกิดการทรุดตัวอย่างช้าๆ  เป็นบริเวณกว้าง  (Land Subsidence)  โดยอย่างยิ่งพื้นที่กรุงเทพฯ  และปริมณฑลมีการดูดน้ำบาดาลขึ้นมาใช้ในปริมาณมาก  จนระดับน้ำบาดาลลดลงไปเรื่อยๆ Land Subsidence  จึงเกิดขึ้นเป็นเงาตามตัว ผลของการทรุดตัวของชั้นดินจะเพิ่มแรงฉุดลง  (Nagative Skin Friction)  ต่อเสาเข็ม ทำให้เสาเข็มมีความสามารถรับน้ำหนักได้น้อยลง อาคารซึ่งออกแบบเสาเข็มโดยมี Factor of Safety  ค่อนข้างน้อย เช่น  ตึกแถวทาวเฮ้าส์ จึงเกิดการทรุดตัวต่างระดับ  (Deferential Settlement)  และบางครั้งเกิดการทรุดตัวอย่างมากจนเกิดอาคารวิบัติ

กรณีศึกษาที่ 1.7  ตึกแถว 3 ชั้นครึ่ง  ถนนเทพารักษ์  กม. 21 ทรุดตัว

อาคารตึกแถว 3 ชั้นครึ่ง จำนวน 8 คูหา จากทั้งหมด 18 คูหา เกิดการทรุดตัวเอียงต่างระดับประมาณ80  เซนติเมตร  เมื่อวันที่  29  มิถุนายน  2541  หลังจากใช้งานประมาณ  10  ปี  จากการตรวจสอบสถานที่เกิดเหตุพบว่า  อาคารบางคูหามีการต่อเติมและบางคูหามีการกองเก็บสินค้า  ซึ่งมีน้ำหนักมากกว่าค่าที่ใช้ออก แบบ  แต่โดยภาพรวมแล้วอาคารมีน้ำหนักบรรทุกเกินกว่าค่าออกแบบไม่มากเพียงพอที่จะเกิดการวิบัติได้ แต่ข้อ มูลซึ่งเป็นที่ราบกันทั่วไปว่า  ชั้นดินบริเวณดังกล่าวมีคุณสมบัติอ่อนมาก  และชั้นทรายอยู่ลึกมากจึงสันนิษฐานว่าการวิบัติของเสาเข็มน่าจะเกิดจากเสาเข็มมี  Factor of Safety  ต่ำ  ประกอบกับแรง  Negative Skin Friction  ดึงเสาเข็มลงจนเกิดอาคารวิบัติ

2.  Stability of Structure

เสถียรภาพของโครงสร้างเป็นพื้นฐานสำคัญ  วิศวกรต้องคำนึงถึงในการออกแบบโครงสร้างของอาคาร นอกจากอาคารจะต้องสามารถรับน้ำหนักบรรทุกในแนวดิ่งแล้ว  โครงสร้างอาคารต้องต้านแรงในแนวราบได้ด้วย  อาทิ เช่น  แรงลม  แรงจากแผ่นดินไหว  แรงในแนวราบอันเนื่องจากการใช้งาน  แรงในแนวราบอันเนื่องจากโครงสร้างไม่ได้ อยู่ในแนวดิ่งอย่างสมบูรณ์ ฯลฯ  วิศวกรจึงต้องออกแบบให้โครงสร้างอาคารสามารถต้านแรงในแนวราบที่อาจจะเกิดขึ้น
สมการสำคัญซึ่งวิศวกรต้องยึดเป็นหลักในการตรวจสอบเสถียรภาพของโครงสร้าง  คือ
การวิบัติของโครงสร้าง  เนื่องจากการสูญเสียเสถียรภาพ  อาจเกิดขึ้นในหลายรูปแบบดังนี้
  •   Side - Sway      - การล้มพับทางด้านข้าง
  •   Over - Turning           -  การล้มคว่ำ
  •   Sliding  -  การเลื่อนไถล
  •   Buckling of Column -  การดุ้งโก้งตัวของเสา
2.1  การวิบัติของโครงสร้างชั่วคราว เนื่องจากการสูญเสียเสถียรภาพ
โครงสร้างชั่วคราวประเภทนั่งร้านใช้แบบก่อสร้างมักพบการวิบัติกันมาก  เนื่องจากวิศวกรไม่ใคร่ให้ความเอาใจใส่ในการออกแบบ  หรือติดตั้ง  เพราะเห็นว่าเป็นงานชั่วคราว  ประกอบกับมีการใช้  Factor of Safety  ค่อนข้างต่ำเมื่อเกิดความผิดพลาดเล็กๆ น้อย  ก็อาจทำให้เกิดการวิบัติได้
กรณีศึกษาที่ 2.1  นั่งร้านวิบัติที่หน่วยงานก่อสร้าง อาคารพักอาศัย 21 ชั้น ซอยสวนพลู
นั่งร้านซึ่งตั้งจากพื้นชั้น 2 ขึ้นไปตลอดความสูงของอาคาร 21 ชั้น เพื่อใช้เป็นบันไดขึ้นลงอาคารขณะก่อสร้างนั่งร้านถูกยึดโยงเข้ากับอาคารแต่ละชั้น ด้วยท่อเหล็กขนาด 1 - 1/4 นิ้ว  และข้อจับ หลังจากใช้งานมานานประมาณ 2 ปีสันนิษฐานว่า ข้อจับท่อเหล็กบริเวณตอนล่างของนั่งร้านเกิดหลุดรวม หรือรอยต่อนั่งร้านเหล็กอาจหลุดจากกัน ประกับมีคนงานก่อสร้างจำนวนมากลงบันไดพร้อมๆ กัน จำนวนมากหลังเลิกงาน  เมื่อเย็นวันที่  7  กุมภาพันธ์  2535  นั่งร้านเหล็ก สูงกว่า  50  เมตร  จึงเสียเสถียรภาพพับลงมามีคนงานเสียชีวิต  13  คน  และบาดเจ็บจำนวนมาก
กรณีศึกษาที่ 2.2  ไม้แบบพังทลายที่หน่วยงานก่อสร้างห้างสรรพสินค้า จ.ลพบุรี
โครงนั่งร้านเหล็กซึ่งรองรับไม้แบบเกิดการล้มพับลงเมื่อวันที่  27  มิถุนายน  2540  ขณะเทคอนกรีต  FlatSlab  หนา  25  เซนติเมตร  ทำให้มีคนงานเสียชีวิต 1 ศพและบาดเจ็บ 1 คน สาเหตุเกิดจากนั่งร้านเหล็กตั้งอยู่เป็นพื้นดิน ซึ่งยังไม่ได้เทคอนกรีต โดยมีแผ่นไม้แบบรองรับอยู่ สันนิษฐานว่า แผ่นไม้ซึ่งรองรับขานั่งร้าน มีขนาดใหญ่ไม่เพียงพอ ที่จะกระจายน้ำหนักจากขานั่งร้านลงสู่พื้นดินได้ จึงเกิดการทรุดตัว นั่งร้านจึงเสียเสถียรภาพล้มพับลงมาเป็นพื้นที่ประมาณ8.50 x 8.50 เมตร

2.2   การวิบัติ เนื่องจากการล้มพับทางด้านข้าง (Side Sway)
เสถียรภาพที่ต้านทานการลัมพับทางด้านข้าง  เป็นสิ่งที่สำคัญที่วิศวกรโครงสร้างต้องคำนึงถึงในการออกแบบ โครงสร้างทุกครั้ง  แต่ในหลายกรณีกลับพบว่าโครงสร้างง่ายๆ เช่น โรงงาน มีเสถียรภาพต้านทานการล้มพับด้านข้างไม่เพียงพอ  เพราะเทคนิคในการก่อสร้างโครงสร้างโรงงานเล็กๆ  สืบทอดต่อมาเรื่อยๆ  จนวิศวกรบางท่านลืมตรวจสอบเสถียรภาพของอาคาร  โดยเฉพาะอาคารโรงงานขนาดใหญ่  และอาคารโรงงานซึ่งใช้เสาเหล็กแทนคอนกรีต  จุดยึดที่ฐานเสามีความสำคัญมากต่อเสถียรภาพ
กรณีศึกษาที่ 2.3  โกดังเก็บสินค้า ถนนสุขุมวิท กม. 57
โกดังเก็บสินค้าขนาดกว้าง  80  เมตร  ยาว  200  เมตร  สูง 20  เมตร  มีโครงสร้างเป็นเสาเหล็ก และโครงถักเหล็กช่วงยาว 20 เมตร จำนวน 4 ช่วง  ฐานรากเป็นเสาเข็มเดี่ยว ไม่มีเหล็กเดือยยึดระหว่างฐานรากกับเสาเข็มและพื้น  อาคารโรงงานยังไม่ได้เทคอนกรีต  และไม่มีคานคอดินยึดในทิศด้านขวางของโรงงาน  ทำให้โครงสร้างฐานราก - เสา - โครงถักเหล็ก  มีลักษณะเป็น  Pin Joint  ทั้งหมด  จึงไม่มีเสถียรภาพต้านทานการล้มด้านข้าง  หรือกล่าวอีกนัย หนึ่งว่าโครงสร้างเป็น  Non - Moment Resisting Frame  อาคารจึงล้มลงมาหลังจากมุงหลังคาได้ไม่กี่วันและมีลมพัดในตอนพลบค่ำ  เดือนเมษายน  2540  
กรณีศึกษาที่ 2.4  Pin Rack  ในโรงงานน้ำมันหล่อลื่น
โครงสร้างรองรับท่อ  (Pipe Rack)  ขนาดความกว้าง  8  เมตร  สูง  6  เมตร  รองรับด้วยเสาคอนกรีตตั้ง เป็นคู่ๆ  ทุกระยะ  9  เมตร  โครงสร้างดั้งเดิมเป็นโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กรูป  Portal Frame  ยาวต่อเนื่องกัน ทั้งสองทิศ  และรองรับด้วยเสาเข็ม  2  ต้นต่อเสา  วางเรียงตัวในทิศทางตามยาวของท่อทำให้โครงสร้างเป็น  Moment Resisting Frame  อย่างดี  มีเสถียรภาพอย่างมาก  ต่อมาระหว่างก่อสร้างโครงสร้างถูกแก้ไขเป็นเสาคอนกรีตเดี่ยวตั้งอยู่บนเสาเข็ม  และมีโครงถักเหล็กตั้งอยู่บนหัวเสาคอนกรีต  โดยเป็น  Sliding Joint  ทำให้โครงสร้างนี้เป็น  Non - Moment Resisting Structure  เสาจึงล้มพับลงทางด้านข้าง  เป็นพื้นที่ประมาณ  8 x 180  เมตร  เมื่อ วันที่ 11 ตุลาคม 2539

2.3  การวิบัติ เนื่องจากการสูญเสียเสถียรภาพของฐานรากและเสาเข็ม
การก่อสร้างอาคารในพื้นที่ซึ่งมีชั้นดินอ่อนมาก  ดังเช่น  ในเขตกรุงเทพฯ  และที่ราบลุ่มปากแม่น้ำ  จำเป็นต้อง ใช้เสาเข็มที่มีความยาวมาก  ตัวเสาเข็มมักจะไม่ค่อยมีเสถียรภาพในทางราบ และไม่สามารถต้านทานแรงในแนวราบได้ มากนัก  คานคอดินที่ใช้ยึดฐานรากจึงมีความสำคัญมาก แต่การก่อสร้างอาคารเล็กๆ  เช่น  ตึกแถว  บ้านพักอาศัย  มักจะละเลยการใช้คานคอดินยึดฐานรากไว้  ทำให้เป็นเหตุหนึ่งที่ทำให้เกิดการวิบัติโดยง่าย
กรณีศึกษาที่ 2.5  อาคารพักอาศัย 2 ชั้น ถนนปู่เจ้าสมิงพราย
อาคารพักอาศัย  2  ชั้น  ขนาดกว้าง  8  เมตร  ยาวประมาณ  60  เมตร  เป็นโครงสร้างเสาเหล็ก  คานเหล็กรูปพรรณและพื้นคอนกรีตสำเร็จรูปช่วง  Span  3 x 4  เมตร  ตั้งอยู่  โดยมีเสาตอม่อขนาด  0.20 x 0.20  เมตร  นั่งอยู่บนเสาเข็มเดี่ยว  I  0.18 x 0.18  เมตร  สองท่อนต่อด้วยปลอกเหล็ก ความยาวรวม  16  เมตร  โดยไม่มีคานคอ  ดินยึดฐานรากประกอบด้วยคุณภาพการก่อสร้างที่ค่อนข้างต่ำ  ทำให้เกิดการเยื้องศูนย์ในฐานราก  ประกอบกับรอยต่อ ระหว่างตอม่อคอนกรีตกับเสาเหล็กไม่แข็งแรง ทำให้โครงสร้างไม่เป็น  Moment Resisting Frame  เมื่อมีแรงสั่นสะเทือนจากการตอกเสาเข็ม  เพื่อปลูกสร้างอาคารเพิ่ม ทำให้อาคารที่กำลังก่อสร้างจำนวน  5  หลัง  พังทลายลงมามีผู้เสียชีวิต  1 ศพ  บาดเจ็บ  3  คน  เมื่อวันที่  18  พฤศจิกายน  2534

2.4
  การวิบัติแบบล้มพับทางด้านข้าง เนื่องจากการทรุดตัวของเสาเข็ม การทรุดตัวของเสาเข็มในบริเวณที่มีดินอ่อน อาจเกิดจากหลายสาเหตุ อาทิเช่น ชั้นดินอ่อนเกินกว่าคาดการณ์ไว้การถมดินบริเวณใกล้เคียงหรือ  Load Subsidence  ทำให้เกิดแรง  Negative Skin Friction  กระทำต่อเสาเข็ม โครงสร้างที่ปลูกสร้างในพื้นที่ดินอ่อน ควรออกแบบให้โครงสร้างมีเสถียรภาพต่อการทรุดตัวต่างระดับบ้าง  โดยโครงสร้างอาจจะมีรอยร้าวเพื่อเตือนภัยให้มีการซ่อมแซมแก้ไขแต่ต้องไม่พังทลายโดยฉับพลัน
กรณีศึกษาที่ 2.6  บ้านพักอาศัย 3 ชั้น ถนนสวนผักอาคารโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กขนาดกว้าง 4 เมตร ยาว 1.6 เมตร สูง 3 ชั้น  คล้ายตึกแถวแต่มีคูหาเดียวปลูกสร้างในบริเวณท้องร่องสวนผักเดิม โดยใช้เสาเข็มหกเหลี่ยมกลวงยาว 6 เมตร ฐานรากละ 9 ต้น  ขณะก่อสร้างถึงชั้นที่ 3  ฐานรากด้านซ้ายของอาคารรับน้ำหนักไม่ไหวทรุดตัวลง  โครงสร้างสูง  3  ชั้น  ซึ่งมีลักษณะเป็น  Fram  ช่วงเดียว จึงเอียงตัวทำให้เกิด  Moment  ที่จุดต่อคานกับเสา  แต่ลักษณะการออกแบบและการก่อสร้างทำให้จุดต่อนี้ไม่สามารถ รับ  Moment  ได้อาคารทั้งหลังจึงลัมพับลงมา  เมื่อวันที่  15  กันยายน  2535
กรณีศึกษาที่ 2.7  บ้านพักอาศัย 4 ชั้น แขวงบางแคอาคารคอนกรีตเสริมเหล็กขนาดกว้าง 5 เมตร ยาว 16 เมตร สูง 4 ชั้น  ลักษณะคล้ายตึกแถวแต่มีคูหาเดียว   ก่อนเกิดเหตุอาคารมีรอยร้าวและเสียงดังลั่นหลายครั้ง  แล้วอาคารค่อยๆ เอียงตัวไปทางขวามืออย่างช้าๆ  จนล้มลง    สันนิษฐานว่า  เสาเข็มเกิดการทรุดตัวทำให้เกิด  Moment  ที่จุดต่อระหว่างเสาและคาน แต่ลักษณะการออกแบบและ ก่อสร้างทำให้จุดต่อไปนี้ไม่สามารถต้านทาน  Moment  ที่เกิดขึ้น จึงเกิดการวิบัติที่จุดต่อทั้งหมด

2.5  การวิบัติ เนื่องจากการเคลื่อนตัวของดิน
การถมดินบนพื้นที่ซึ่งมีดินเหนียวอ่อน จะทำให้เกิดเคลื่อนตัวไปทางด้านข้างของดิน  หากมีกำแพงกันดินป้องกันไว้ ดินจะเคลื่อนตัวน้อยลง แต่หากไม่มีการป้องกันดินอาจจะเคลื่อนตัวจนทำให้เสาเข็มหลุดออกจากฐานรากของอาคาร   หรือทำให้อาคารที่ตั้งบนพื้นที่ดินถมเกิดการเคลื่อนตัวไปได้ทั้งหลัง  โดยอาจใช้เวลานานเป็นปี  ในกรณีกลับกันการขุดดินหรือการถมดินในบริเวณใกล้เคียงกับอาคารเดิมอาจทำให้เสาเข็มและอาคารเดิมเคลื่อนตัวจนเกิดการวิบัติได้
กรณีศึกษาที่ 2.8  ตึกแถว 4 ชั้นครึ่ง ถนนบางนาตราด กม.28
อาคารตึกแถวคอนกรีตเสริมเหล็ก 14 คูหา ปลูกสร้างในพื้นที่ซึ่งเป็นที่ลุ่มและดินอ่อน มีการถมดินสูงประมาณ2  เมตร  หลังจากการตรอกเสาเข็มเสริมพบว่าเสาเข็มเคลื่อนตัวไปจากแนว  8 - 12  เซนติเมตร  และเพิ่มขึ้นเรื่อยๆเป็น  30 - 40  เซนติเมตร  เมื่อขณะก่อสร้างอาคารมีการพยายามแก้ไขโดยทำ  Strap Beam  ที่พื้นชั้นล่าง แต่ไม่มีคานคอดินยึดที่ชั้นล่างอีก 1 เมตร (อาคารมีตอม่อ)  ขณะก่อสร้างเกือบเสร็จสมบูรณ์  อาคารเกิดการเคลื่อนตัวไปจากแนว เดิมประมาณ  2  เมตร  อาคารเอียงและด้านหลังจมลงในดินประมาณ  3.50  เมตร  สันนิษฐานว่า ดินซึ่งถมสูง 2 เมตรทำให้ดินเหนียวอ่อนเคลื่อนตัวอย่างช้าๆ ดันให้เสาเข็ม  I  0.30 x 0.30  ยาว  30  เมตร  ชนิดสองท่อนต่อเชื่อม  เคลื่อนตัวจนหลุดจากฐานรากและตอม่อ ซึ่งไม่มีคานคอดินยึดไว้

3.  Construction Defects VS. Design Defects

Construction Defects  หรือ  Design Defects  มักจะมีปัญหาในการวินิจฉัยการวิบัติโดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีที่แบบที่เขียนไว้ไม่ชัดเจน  หรือไม่ได้แสดงไว้ หรือแสดงไว้แต่ไม่ครบถ้วน  หรือแบบขัดแย้งกัน  เมื่อผู้รับเหมานำไป ขยายเป็น Shop Drawing  อาจจะแปลความผิดไปจาก  Concept  ที่ออกแบบไว้ ทำให้เกิดการวิบัติได้

การวิบัติประเภทนี้ มักเกิดจากเหตุสืบเนื่องเป็นขั้นตอนดังนี้

1)  Lack of Details / Design Defects
2)  Bed Installation / Poor Practice
3)  Lack of Quality Control    

หากมีวิศวกรที่มีความรู้เพียงพอเกี่ยวข้องในแต่ะละขั้นตอน  อาจเกิดการทักท้วงทำให้มีการแก้ไขเปลี่ยน แปลงจนไม่เกิดเหตุวิบัติขึ้นได้ายรูปแบบดังนี้

  3.11  การวิบัติ เนื่องจากรายละเอียดไม่ถูกต้อง

รายละเอียดที่ไม่ถูกต้องตามหลักวิศวกรรม อาจมีในแง่ว่าการคำนวณผิดพลาด หรือ รายละเอียดไม่สามารถทำงานได้ในทางปฏิบัติ หรือเมื่อทำงานตามแบบจะเกิดผลเสียอื่นๆ  ตามมา  อาทิเช่น  ความร้อน การเป็นสนิม การกัดกร่อน เป็นต้น

กรณีศึกษาที่ 3.1  อาคารจอดรถศูนย์การค้า จ.นครราชสีมา

อาคารจอดรถสูง 10 ชั้น  มีโครงสร้างเป็นเสาคอนกรีตเสริมเหล็ก  คานเหล็กรูปพรรณและพื้นคอนกรีตอัดแรงสำเร็จรูปแบบกลวง  คานเหล็กรูปพรรณขนาด  WF 400 x 400 x 20  มม.  ซึ่งมีทั้งคานช่วงภายใน  9.60  เมตร   และคานยื่น (Cantilever)  4.30  เมตร  ไม่ได้ถูกยึดต่อเข้ากับเสาคอนกรีตเสริมเหล็กด้วย  Bolt  แต่ถูกยึดติดกัน ด้วยเหล็กข้ออ้อยขนาด  DB  25  จำนวน 8 เส้น  ซึ่งฝังไว้ในเสาคอนกรีตแล้ว เชื่อมติดกับเหล็กแผ่นฐาน (Base Plate) ของคานซึ่งมี  ขนาด  450 x 900 x 12 มม.  โดยวิธีเจาะรูบนเหล็กแผ่นให้โตกว่า  25 มม. แล้วเชื่อมต่อเข้ากับปลายเหล็กเส้น  DB   25 ที่ฝังไว้ ขนาด - จำนวน - วิธีที่ไม่ถูกต้อง  ดังกล่าวทำให้คานเหล็กส่วน ที่ยื่น  (Cantilever)  จำนวน  21 คาน  หลุดตกลงมาทับคนงานก่อสร้างตาย 1 ศพ  บาดเจ็บ 2 คน  เมื่อ วันที่  24  กรกฎาคม  2534

กรณีศึกษาที่ 3.2  อาคารซุปเปอร์สโตร์  จ.สุราษฎร์ธานี

พื้นชั้นลอยคอนกรีตอาคารซูเปอร์สโตร์ ซึ่งอยุ่ระหว่างการก่อสร้างขนาด 6.00 x 126.00 เมตร  ขาดหลุดตกลงจากเสาทับคนงานเสียชีวิต  2  ศพ  เมื่อวันที่  8  สิงหาคม  2539  พื้นชั้นลอยดังกล่าวนั่งอยู่บนโครงถักเหล็ก  ช่วงยาว 16.80 เมตร  จำนวน  8  ตัว  และโครงถักเหล็กบนอยู่บน  Bracket  เหล็กซึ่งไม่ได้ยึดติดกับเสาคอนกรีตด้วย  Bolt  ดังที่ปฏิบัติกันทั่วไป  แต่ใช้วิธีงอฉากเหล็กข้ออ้อย  DB  16  จำนวน  3 - 5  เส้น  ล้วงเข้าฝังในเสาคอนกรีต  การวิบัติเกิดขึ้นที่เหล็กข้ออ้อยบริเวณที่งอฉาก ทุกเส้นขาดจากกัน ทำให้  Bracket  เหล็กทั้งหมดหลุดจากเสา  สันนิษฐานว่า  การงอฉากเหล็กข้ออ้อยโดยมีรัศมีน้อยเกินไป  ประกอบกับความร้อนจากการเชื่อมเหล็กข้ออ้อยเข้ากับเหล็กแผ่น  อีกทั้งอาจมีแรงดึงในแนว ราบ  อันเกิดจากโครงถักเหล็กเชื่อมยึดติดกับ  Bracket  อย่างแน่นหนาเปํน  Fix  Joint  ทำให้เกิดการวิบัติครั้งนี้

3.2  การวิบัติ เนื่องจากขั้นตอนการก่อสร้างไม่ถูกต้อง

โครงสร้างซึ่งมีความสลับซับซ้อนกว่าปกติ  ควรมีการระบุวิธีการก่อสร้างอย่างชัดเจน  โดยเฉพาะอย่างยิ่งการถ่าย น้ำหนัก  หรือการรับแรงขณะก่อสร้าง  ตัวอย่างที่มักพบเห็นการวิบัติบ่อยครั้ง  คือ  โครงหลังคาเหล็ก  โดยเฉพาะโครงหลังคา เหล็กซึ่งรับแรงเป็น  Grid Structure (3 Dimensional)  อาจเกิดการวิบัติได้ทั้งขณะก่อสร้างและในอนาคตเมื่อใช้งาน หาก ขณะก่อสร้าง มีการรับน้ำหนักหรือรับแรงในรูปแบบ Plane Truss (2 Dimensional) ที่ผิดไปจากการออกแบบไว้

กรณีศึกษาที่ 3.3  โครงหลังคาสระว่ายน้ำ สนามกีฬาเอเชี่ยนส์เกมส์

โครงหลังคาคลุมสระว่ายน้ำซ้อมขนาด  51 x 56  เมตร  พังทลายล้มพับลงมาขณะก่อสร้างเมื่อวันที่ 11 ธันวาคม2540  โครงหลังคาดังกล่าวมีช่วงยาว  51 เมตร  จำนวน  5  โครง  ตั้งอยู่บนเสาเหล็กทุกระยะ  14  เมตร  ลักษณะจุดยืนเป็น  Pin Joint  ตามแบบจะต้องมี  X - Bracing  จำนวน 1 ชุด  ค้ำยันระหว่างเสาต้นที่ 3 และ 4  ขณะก่อสร้างยังไม่ได้ใส่X - Bracing  นี้ จึงต้องใช้ลวดสลิงยึดเสาเหล็กทุกต้นไว้ ขณะที่คนงานกำลังปรับระดับความสูงต่ำของโครงถักเหล็กเพื่อติดตั้ง แปเหล็ก  ปรากฎว่าลวดสลิงยึดโยงเสาทั้งหมดถูกถอนออก  (ผู้รับเหมาแจ้งความว่าถูกขโมยลวดสลิง)  ทำให้โครงหลังคาทั้ง หมดไม่มีเสถียรภาพ จึงเกิดการลัมพับลงด้านข้าง

3.3  การวิบัติ  เนื่องจากการควบคุมคุณภาพไม่ดี

การควบคุมการก่อสร้าง  มีความสำคัญอย่างมากต่อคุณภาพของงาน เพราะการควบคุมการก่อสร้างจะต้องควบคุมทั้ง ขนาด - ปริมาณ - คุณภาพวัสดุ - ฝืมือ และลำดับขึ้นตอนการก่อสร้าง  การควบคุมขนาดและปริมาณเป็นเรื่องที่ไม่ยากลำบากนัก คุณภาพของวัสดุละฝีมือแรงงาน จึงเป็นจุดที่บ่งชี้ได้ว่ามีการควบคุมการก่อสร้างที่ดีหรือไม่  สำหรับลำดับขั้นตอนก่อสร้างจะ มีความสำคัญมาก เพราะมีความสำคัญต่อความแข็งแรงและปลอดภัย

กรณีศึกษาที่ 3.4  บ้านพักอาศัย 2 ชั้น ซอยวัดลาดปลาเค้า

บ้านพัก 2 ชั้น โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็ก พังทลายลงมาทั้งหลังขณะก่อสร้าง โดยเกิดการวิบัติที่เสาอาคารเกือบ ทั้งหมด จากการตรวจสอบพบว่า บ้านหลังนี้เจ้าของบ้านซึ่งไม่มีความรู้ทางช่างและไม่เคยทำงานก่อสร้างใดๆ  ดำเนินการก่อ สร้างเองทั้งหมด คุณภาพการก่อสร้าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการผสมคอนกรีตจึงต่ำกว่ามาตรฐานมาก  เสาบ้านทำจากท่อซีเมนต์ ใยหินภายในกรอกด้วยคอนกรีต จากการตรวจสอบพบว่าคอนกรีตในตอม่อมีคุณภาพต่ำมาก  มีทรายล้วนๆ  ที่ไม่ได้ผสมกับ ปูนซีเมนต์อยู่ภายในท่อจำนวนมาก  การใช้ท่อซีเมนต์ใยหินทำให้มองไม่เห็นคุณภาพที่ไม่ดีของคอนกรีตดังกล่าว จึงมีการก่อ สร้างต่อเนื่องไปเรื่อยๆ  จนกระทั่งเสาตอม่อคุณภาพต่ำดังกล่าวรับน้ำหนักไม่ไหว จึงพังทลายลงมา

กรณีศึกษาที่ 3.5  อาคารหอพัก 6 ชั้น ถนนบางตราด กม.36

อาคารหอพัก 6 ชั้น ขนาด 13 x 56  เมตร  โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กปลูกสร้างจนเสร็จ  และใช้งานประมาณ2  ปี  จึงเกิดอาการทรุดตัวต่างระดับอย่างช้าๆ  จนพบว่าเอียงไปประมาณ  5%  หัวหน้าคนงานให้การว่าขณะก่อสร้างได้ใช้   รถขุดแบ็คโฮ  ขุดดินทำฐานรากและรถขุดได้ทำให้เสาเข็มหักไป  4  ฐาน  แต่ก็ไม่ได้มีการซ่อมแซมใดๆ  ยังคงก่อสร้าง แบบเดิมจนเสร็จ  โดยไม่ได้แจ้งให้วิศวกรมาดูแลแก้ไข

4. เพลิงไหม้

เพลิงไหม้เป็นสาเหตุให้อาคารเกิดการวิบัติจำนวนมากในประเทศไทย  อันสืบเนื่องจากระบบป้องกันและต่อสู้อัคคีภัย ทั้งในตัวอาคารเองและหน่วยงานดับเพลิงยังไมีมีประสิทธิภาพมากพอ ทำให้ต้นเพลิงที่เกิดเหตุลุกลามใหญ่โต  จนทำให้มีผู้เสียชีวิตเป็นร้อยศพ  หรืออาคารพังทลายทั้งหลังทั้งๆ  ที่ต้นเพลิงอาจเกิดจากบุหรี่มวนเดียว  หรือ  กระป๋องทินเนอร์ใบเดียว หรือ  เตาแก๊สอันเดียว  และเกิดต่อหน้าผู้คนจำนวนมากในเวลากลางวัน

4.1  ธรรมชาติของเพลิงไหม้
เพลิงไหม้จะเกิดขึ้นได้ด้วยปัจจัยพื้นฐาน  3  ประการ  คือ  แหล่งความร้อน  เชื้อไฟและออกซิเจน  ขบวนการเกิด ไฟไหม้จะเริ่มต้นจากต้นเพลิงเล็กๆ  ซึ่งต้องใช้เวลาในการไหม้ขยายตัว (Growth Period)  ระยะเวลาช้า  หรือเร็วขึ้นอยู่กับปัจจัยทั้งสามดังกล่าว  ซึ่งอาจจะใช้เวลา  10 - 20  นาที  ยกเว้นเชื้อไฟประเภทแก๊สหรือน้ำมัน  เพลิงไหม้จะเกิดขึ้นภายในไม่กี่วินาที  ระยะนี้อุณหภูมิจะค่อยๆ  เพิ่มจากอุณหภูมิห้องจนเกิดการติดไฟลุกลาม (Burning Period)  อุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจนถึงหลักพันองศาเซลเซียสจนกระทั่งหมดเชื้อไฟ  จะเป็นระยะไฟมอด (Decay Period)  อุณหภูมิจะค่อยลดต่ำลงอย่างช้าๆ

4.2  ความทนไฟของวัสดุ (Fire Endurance of Maternal)
ความทนไฟของวัสดุก่อสร้างจะแตกต่างกัน  ตามคุณสมบัติเฉพาะตัวของวัสดุ  ทั้งในแง่ฟิสิกส์และเคมี  รวมทั้งความสามารถในการนำหรือถ่ายเทความร้อนด้วย

4.2.1  เหล็ก   เหล็กซึ่งใช้เป็นวัสดุก่อสร้าง  มักผ่านขบวนการทางความร้อน (Heat Treatment)  เพื่อให้มีความแข็งแรงตามความต้องการ  เช่น  เหล็กข้ออ้อยเกรด  SD - 30,  SD - 40,  SD - 50  เหล็กรูปพรรณประเภท High Strength  เหล็กลวดอัดแรงกำลังสูง  (PC. Wire / PC. Strand)  เหล็กเหล่านี้  จะมีกำลังลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นถึง  425  องศาเซลเซียส  นอกจากนี้ค่า  Elastic Modulus  จะเริ่มลดลงเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า  100  องศาและลดลงอย่างรวดเร็วเมื่ออุณหภูมิสูงกว่า  200  องศา  ความร้อนจากกองเพลิงซึ่งมีอุณหภูมิสูงกว่าพันองศา  จึงทำให้อาคารเหล็กพังลงมาได้อย่างรวดเร็วภายในเวลาประมาณ  30  นาที  ดังที่เคยปรากฎ  มาตรฐานการออกแบบทางวิศวกรรมเช่น  ว.ส.ท.  USB.  จึงทำให้มีวัสดุหุ้มเหล็กเพื่อเพิ่มความต้านทานไฟไหม้

4.2.2  คอนกรีต   แม้ว่าคอนกรีตจะมีความต้านทานไฟได้ค่อนข้างดี  รวมกับคุณสมบัติที่เป็นฉนวนค่อนข้างดีทำให้คอนกรีตต้านทานต่อไฟไหม้ได้ค่อนข้างดี  แต่เมื่อได้รับความร้อนถึงระดับหนึ่งคอนกรีตจะเริ่มหลุดร่วงไม่เกาะตัวกัน ทำให้เหล็กเสริมที่อยู่ภายในได้รับความร้อนโดยตรงจากไฟตัวอาคารจึงเกิดการวิบัติได้  มาตรฐานการออกแบบทางวิศวกรรมเช่น  ว.ส.ท.  UBC.  จึงกำหนดให้มีความหนาหุ้มของคอนกรีต  เพื่อต้านทานไฟไหม้และขนาดที่บางที่สุดของชิ้นส่วนคอน กรีต

4.3   การวิบัติของโครงสร้างเหล็ก  เนื่องจากเพลิงไหม้
โครงสร้างเหล็กส่วนที่จะได้รับความร้อนจากไฟไหม้รวดเร็วที่สุด  คือ  คานและพื้นเหล็ก  แต่การวิบัติของคานจะเป็น
เฉพาะส่วน (Local Failure)  แต่เมื่อเสาได้รับความร้อนจนพังทลายแล้ว  การวิบัติเป็นบริเวณกว้างจะเกิดขึ้นและอาจฉุดลาก โครงสร้างที่เหลือให้พังทลายเป็น  Total Failure
กรณีศึกษาที่ 4.1  โรงงานเคเดอร์ ถนนพุทธมณฑลสาย 4
อาคารโรงงาน  4  ชั้น  จำนวน  3  หลัง  ถูกเพลิงไหม้เมื่อวันที่ 10 พฤษภาคม 2536  ทำให้เกิดการวิบัติในเวลาประมาณ  30  นาที  นับจากเริ่มเกิดเพลิงไหม้  ทำให้คนติดอยู่ภายในอาคารเสียชีวิต  187  ศพ  โครงสร้างอาคารเป็นเสาเหล็กรูปพรรณ  คานเหล็กรูปพรรณและพื้นคอนกรีตสำเร็จรูป  ส่วนของโครงสร้างเหล็กทั้งหมดไม่มีวัสดุป้องกันอัคคีภัยท่อหุ้มแต่อย่างใด

4.4   การวิบัติของโครงสร้างคอนกรีตเนื่องจากเพลิงไหม้ โครงสร้างคอนกรีตส่วนที่จะได้รับความร้อนจากไฟไหม้  โดยตรงและรวดเร็ว  คือ  พื้นและคานใน  Code of Practice  มักกำหนดให้พื้นมีความต้านทานเพลิงไหม้น้อยกว่าคาน (ส่วนใหญ่ 1 ซม. และ 3 ซม.)  ทำให้พื้นอาคารเกิดการวิบัติขึ้นก่อนคาน  โดยเฉพาะอย่างยิ่งพื้นสำเร็จรูป  มักเกิดการวิบัติและแยกส่วนหลุดร่วงลงมาก่อนการวิบัติของคาน
กรณีศึกษาที่ 4.2  ห้างสรรพสินค้า  ถนนงามวงศ์วาน
อาคารห้างสรรพสินค้าถูกเพลิงไหม้  ทำให้พื้นอาคารซึ่งเป็นแผ่นคอนกรีตอัดแรงแบบกลวง  ซึ่งมีความต้านทานเพลิงไหม้ 1 ชั่วโมง  พังทลายลงมาสองชั้นประมาณ  300  ตร.ม.  และเสียหายโดยคอนกรีตหุ้มส่วนล่างของแผ่นพื้นหลุดร่วง  จนมองเห็นลวดอัดแรง  PC.Strand  จำนวนมาก

จาก : หนังสือประกอบการสัมนาเรื่อง วิศวกรรมการแก้ไข และการรื้อถอนอาคาร
จัดโดย : คณะอนุกรรมการหน่วยเฉพาะกิจเพื่อพัฒนาคุณภาพชีวิตและสังคม
คณะกรรมการวิชาการสาขาวิศวกรรมโยธา
สมาคมวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทย ในพระบรมราชูปถัมภ์

Last Updated on Friday, 16 December 2011 10:57