แนวทางออกแบบและก่อสร้างเพื่อป้องกันตึกถล่มในพื้นไร้คาน

อ่าน 804 ครั้ง

0 สมาชิก และ 1 บุคคลทั่วไป กำลังดูหัวข้อนี้

โดย รองศาสตราจารย์ ดร. อมร พิมานมาศ รองเลขาธิการสภาวิศวกร
อาจารย์ประจำสถาบันเทคโนโลยีนานาชาติสิรินธร มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์

 
จากเหตุการณ์อาคารคอนโดมีเนียม 6 ชั้นที่กำลังก่อสร้าง พังถล่มลงมาเมื่อวันที่ 11 สิงหาคม ทำให้มีผู้เสียชีวิตและบาดเจ็บจำนวนมาก ประชาชนตกใจและไม่มั่นใจในความปลอดภัยของโครงสร้างอาคาร และมีความวิตกกังวลว่าจะเกิดเหตุการณ์อย่างนี้ซ้ำขึ้นอีกในอนาคต บทความนี้จะให้ข้อมูลและความรู้เกี่ยวกับลักษณะอาคารไร้คานและแนะนำแนวทางการออกแบบและก่อสร้างเพื่อเพิ่มความปลอดภัยให้แก่อาคารที่ก่อสร้างในลักษณะนี้
 
ลักษณะทางโครงสร้างและจุดอ่อน
โครงสร้างอาคารที่ถล่มลงไปนั้น เป็นโครงสร้างประเภทพื้นไร้คานแบบอัดแรงทีหลัง เป็นการก่อสร้างที่ได้รับความนิยมอย่างมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับอาคารที่มีความสูงตั้งแต่ 5 ชั้นขึ้นไป เนื่องจากก่อสร้างได้รวดเร็ว ลักษณะที่เห็นได้เด่นชัดสำหรับอาคารประเภทนี้คือเป็นโครงสร้างที่ไม่มีคาน แต่ก่อสร้างแผ่นพื้นวางอยู่บนหัวเสาโดยตรง เนื่องจากโครงสร้างประเภทนี้ไม่มีคาน จึงต้องเสริมสลิงอัดแรงในพิ้น เพื่อให้สามารถรับน้ำหนักได้อย่างปลอดภัย อย่างไรก็ตามโครงสร้างที่ปราศจากคาน ย่อมมีความอ่อนแอ และอาจเกิดการวิบัติแบบเฉือนโดยพื้นทะลุผ่านเสาลงไปกระแทกพื้นชั้นล่างๆ ลงไปเป็นทอดๆ คล้ายๆแผ่นขนมชั้น (เรียกว่า Pancake collapse) การวิบัติมักเกิดขึ้น ในระหว่างที่ทำการก่อสร้าง ซึ่งคอนกรีตยังไม่ได้อายุและไม่แข็งแรงพอ และจะอันตรายอย่างยิ่ง หากมีการก่อสร้างที่เร่งรีบ หรือ ลัดขั้นตอนการก่อสร้าง
 
การวิบัติแบบแบบสิ้นเชิง (Progressive collapse)
การวิบัติโดยสิ้นเชิงของพื้นไร้คานระหว่างก่อสร้าง ไม่ใช่เรื่องใหม่ เคยเกิดขึ้นมาแล้วในต่างประเทศ โดยการวิบัติมักมีจุดเริ่มต้นที่พื้นฉีกขาดหลุดออกจากเสาโดยเฉพาะที่ต้นริมหรือต้นมุมก่อน (เนื่องจากมีจุดสัมผัสกับเสาน้อยกว่าเสาต้นใน) ซึ่งเรียกว่าการวิบัติเฉือนทะลุ (Punching Shear) จากนั้นการวิบัติจะลามไปทั่วอาคารเป็นปฏิกริยาลูกโซ่คล้ายการล้มคว่ำของโดมิโน สำหรับโครงสร้างไร้คานนี้หากรู้จักแนวทางการออกแบบและก่อสร้างที่ถูกต้องแล้ว จะช่วยป้องกันปัญหาตึกถล่มได้


รูปที่ 1 การวิบัติพื้นทะลุเสา

การออกแบบเพื่อป้องกันการถล่มของพื้นไร้คาน
1.ความหนาพื้นจะต้องไม่บางเกินไป โดยประมาณพื้นคอนกรีตเสริมเหล็กไม่ควรบางน้อยกว่า L/30 ส่วนพื้นคอนกรีตอัดแรงไม่ควรบางน้อยกว่า L/40 เมื่อ L คือความยาวช่วงหรือระยะที่วัดจากเสาไปสู่เสาต้นถัดไป
 
2.เสริมเหล็กหิ้วในพื้น
จะต้องวางเสริมเหล็กนอนใกล้ผิวด้านล่างของพื้นให้วิ่งผ่านแกนเสาทั้งสองทิศทาง เหล็กนอนนี้จะหิ้วผืนไว้ ในกรณีที่เกิดการหลุดแยกของพื้นจากเสา สำหรับพื้นคอนกรีตอัดแรง ควรวางลวดอัดแรงให้ผ่านแกนเสาอย่างน้อย 2 ลวดในแต่ละทิศทางด้วย

รูปที่ 2 การเสริมเหล็กล่างผ่านแกนเสาเพื่อทำหน้าที่เป็นเหล็กหิ้ว

3.เสริมเหล็กปลอกในพื้นผ่านแกนเสา
นอกจากเสริมเหล็กนอนวิ่งผ่านแกนเสาแล้ว จะต้องเสริมเหล็กปลอกในพื้นเพื่อป้องกันการเฉือนขาดของพื้นจากเสา

รูปที่ 3 การเสริมเหล็กปลอกในพื้น

4.สำหรับเสาที่บริเวณขอบและริมอาคาร ควรก่อสร้างให้พื้นให้อมเสาทุกด้าน เพื่อเพิ่มการยึดเกาะระหว่างพื้นกับเสา  และทำให้พื้นไม่หลุดแยกจากเสาได้ง่ายๆ

รูปที่ 4 การยึดระหว่างพื้นกับเสา

5.เสาที่อยู่ตามขอบและริมอาคาร เป็นเสาที่วิกฤติมาก เนื่องจากมีพื้นยึดอยู่เพียงด้านเดียวหรือสองด้านเท่านั้น มีโอกาสที่จะหลุดออกมาได้ง่าย จึงควรเสริมคานขอบตามแนบขอบพื้นรอบอาคารทั้งหมด จะป้องกันมิให้พื้นเฉือนทะลุหลุดออกจากเสา

รูปที่ 5 คานขอบวิ่งรอบอาคาร ช่วยป้องกันการวิบัติเฉือนทะลุได้

6.การเสริมแป้นหัวเสา หมายถึงการทำให้พื้นคอนกรีตหนาขึ้นที่บริเวณหัวเสา ทำให้การเฉือนทะลุเกิดได้ยากขึ้น
7.การทำหมวกเสา หมายถึงการขยายขนาดปลายด้านบนของเสาเพื่อทำให้การเฉือนทะลุของพื้นเกิดได้ยากขึ้น

รูปที่ 6 การเสริมแป้นหัวเสาและหมวกเสา

การก่อสร้างเพื่อป้องกันการถล่มของพื้นไร้คาน
1.การเทคอนกรีตในพื้นจะต้องกระจายคอนกรีตให้ทั่วบริเวณ อย่าให้คอนกรีตกองกระจุกตัวที่บริเวณใดบริเวณหนึ่งมากเกินไป
 
2.เนื่องจากน้ำหนักคอนกรีตเหลวที่กำลังเทพื้นอยู่นั้น อาจมีน้ำหนักมากกว่าน้ำหนักจรหลายเท่า ดังนั้นนั่งร้านค้ำยันพื้นที่จะเทจะต้องมีอย่างพอเพียง โดยอาจต้องค้ำยันใต้พื้นมากกว่า 1 ชั้น ทั้งนี้วิศวกรต้องเป็นผู้กำหนด
 
3.พื้นที่เป็นฐานสำหรับการตั้งนั่งร้านค้ำยัน หากเป็นพื้นคอนกรีตอัดแรงจะต้องดึงลวดอัดแรงให้เรียบร้อย ก่อนตั้งนั่งร้านค้ำยัน หากเป็นพื้นคอนกรีตเสริมเหล็ก จะต้องรอให้ได้อายุเสียก่อนจึงตั้งนั่งร้านค้ำยันได้
 
4.การถอดนั่งร้านค้ำยัน จะต้องรอให้คอนกรีตได้อายุและได้กำลังรับน้ำหนักเสียก่อน จึงจะถอดค้ำยันได้ การรีบถอดค้ำยันเร็วเกินไปโดยที่คอนกรีตยังไม่ได้อายุ อาจทำพื้นถล่มลงมาได้
 
5.ในขั้นตอนการเทคอนกรีต จะต้องมีวิศวกรที่มีใบอนุญาตจากสภาวิศวกรควบคุมการทำงานในทุกขั้นตอน รวมทั้งขั้นตอนการก่อสร้างที่สำคัญขั้นตอนอื่นๆ

ที่มา : http://www.coe.or.th/e_engineers/knc_detail.php?id=196

 

SMF 2.0.5 | SMF © 2011, Simple Machines
SMFAds for Free Forums