อะไรคือจุดร่วมของวิกฤติทางโครงสร้างของอุบัติเหตุที่เกิดขึ้นกับการก่อสร้างขนาดใหญ่ ไขข้อข้องใจกับอาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมโยธา

     ตลอดปี 2569 ที่ผ่านมา ประเทศไทยเผชิญกับเหตุการณ์สูญเสียจากอุบัติเหตุด้านโครงสร้างการก่อสร้างขนาดใหญ่หลายครั้ง ไม่ว่าจะเป็นเครนถล่ม อุโมงค์ที่เกิดปัญหาระหว่างการก่อสร้าง หรือการตอกเสาเข็มที่ส่งผลกระทบต่ออาคารข้างเคียงจนนำไปสู่การฟ้องร้อง คำถามที่ตามมาคือ เหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร และในมุมมองวิศวกรรมโยธามีคำอธิบายอย่างไรบ้าง

     รศ. ดร.สายันต์ ศิริมนตรี อาจารย์ประจำภาควิชาวิศวกรรมโยธา คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยธรรมศาสตร์ ได้ให้ความรู้พื้นฐานที่ช่วยไขข้อสงสัยเรื่องความเสี่ยงในการก่อสร้างโครงสร้างขนาดใหญ่ ทั้ง เครน เสาเข็ม และอุโมงค์ใต้ดิน

จุดร่วมของวิกฤติทางโครงสร้าง

     รศ. ดร.สายันต์ อธิบายว่า หัวใจสำคัญของโครงสร้างขนาดใหญ่ทุกประเภทคือการอยู่ใน “สภาวะสมดุล”นั่นคือแรงที่เกิดจากน้ำหนักบรรทุกต้องสมดุลกับกำลังต้านทานของโครงสร้าง หากตัวต้านทานมากกว่าก็ยิ่งดี แต่อย่างน้อยต้องสมดุลกัน โครงสร้างจึงจะไม่พังทลาย

     นอกจากนี้ โครงสร้างยังต้องไม่เสียรูปทรงมากเกินไป ซึ่งควบคุมได้ตั้งแต่ขั้นตอนออกแบบ และในขั้นตอนก่อสร้างต้องดำเนินการตามแบบอย่างถูกต้องและเคร่งครัดตามหลักวิศวกรรม จึงจะทำให้การก่อสร้างดำเนินไปอย่างปลอดภัย

‘เครน’ ต้องสมดุลทั้งโครงสร้างและฐานราก

     เครน เป็นอุปกรณ์สำหรับยกวัสดุก่อสร้าง เช่น การยกคอนกรีตขึ้นไปเทในชั้นบน โดยเฉพาะ tower crane ที่มีลักษณะเป็นเสาตั้งพร้อมคานยื่น สามารถหมุนได้เพื่อวางของในจุดต่าง ๆ ของอาคาร

     หลักการสำคัญคือ tower crane ต้องอยู่ในสภาวะสมดุลระหว่างฝั่งที่ยกน้ำหนักกับฝั่งที่เป็นน้ำหนักถ่วง ผู้ควบคุมต้องรักษาสมดุลของเครน การดัดตัวของเสาและการเสียรูปของคานต้องไม่เกินกว่ากำลังของโครงสร้างและไม่เกิดการเสียรูปเกินมาตรฐานกำหนด ขณะเดียวกัน ฐานรากซึ่งเป็นฐานคอนกรีตที่มีเสาเข็มรองรับก็ต้องยึดกับตัวเครนอย่างมั่นคง เพราะหากตัวยึดหรือฐานรากไม่แข็งแรง เครนอาจพลิกคว่ำได้ระหว่างปฏิบัติงาน

     ดังนั้น ผู้ควบคุมเครนจึงต้องผ่านการอบรมและมีความชำนาญ ตัวเครนต้องได้รับการตรวจสอบโดยวิศวกรเครื่องกล ขณะที่ฐานรากเป็นความรับผิดชอบของวิศวกรโยธาในการออกแบบให้มั่นคงและปลอดภัย

‘เสาเข็ม’ จำเป็นอย่างไรในพื้นที่เมือง

     สาเหตุที่ต้องตอกเสาเข็มนั้น รศ. ดร.สายันต์ อธิบายว่า ขึ้นอยู่กับสภาพดินในแต่ละพื้นที่ พื้นที่ที่ดินรับน้ำหนักได้ดี เช่น ในหลายจังหวัดของภาคอีสานหรือภาคเหนือ อาจใช้ฐานรากวางบนดินได้เลย แต่กรุงเทพมหานครซึ่งเป็นพื้นที่ปากแม่น้ำมีชั้นดินเหนียวอ่อนอยู่ด้านบน รับน้ำหนักได้น้อย จึงจำเป็นต้องใช้เสาเข็มหยั่งลึกลงไปถึงชั้นดินแข็ง

     ปัญหาที่อาจเกิดขึ้นคือ เมื่อตอกเสาเข็มลงในดิน ดินจะบวมออกด้านข้าง หากอาคารข้างเคียงเป็นอาคารเก่าที่ฐานรากไม่แข็งแรง แรงดันดินที่เกิดขึ้นอาจทำให้เสาเข็มของอาคารเดิมหักหรือหลุด ส่งผลให้อาคารทรุดตัวหรือเอียง จนเกิดรอยร้าวที่สังเกตเห็นได้ด้วยตาเปล่า ซึ่งเป็นสัญญาณว่าอาคารนั้นไม่ปลอดภัย การเปลี่ยนจากเสาเข็มแบบตอก มาเป็นเสาเข็มเจาะจะลดผลกระทบดังกล่าวได้

     “จะต้องมีมาตรการแก้ไข การแก้ไขสามารถทำได้คือการเสริมเสาเข็มแล้วใช้แม่แรงไฮดรอลิกยกอาคารให้อยู่ในระดับเดิม เพราะฉะนั้นเสาเข็มตอกจึงไม่เหมาะที่จะใช้กับบริเวณที่มีอาคารเก่าหรืออาคารข้างเคียง” รศ. ดร.สายันต์ กล่าว

‘อุโมงค์ใต้ดิน’ ความเสี่ยงจากน้ำและดินที่ไหลเข้ามา

     การสร้างอุโมงค์ใต้ดินมักเลือกใช้ในกรณีที่โครงสร้างเหนือพื้นดินอาจกระทบทัศนียภาพ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโบราณสถาน ในกรณีที่มีการศึกษาผลกระทบต่างๆแล้วพบว่าการเจาะลอดเหมาะสมกว่าการสร้างสะพาน ก็อาจเปลี่ยนมาเป็นการเจาะอุโมงค์แทน เช่น การก่อสร้างอุโมงค์ลอดใต้แม่น้ำเจ้าพระยาเป็นต้น  ปัจจุบันเทคโนโลยีการเจาะอุโมงค์พัฒนาไปมาก ทำให้ก่อสร้างได้รวดเร็วและกระทบอาคารข้างเคียงน้อยลง หากไม่เกิดข้อผิดพลาด แต่เมื่อใดที่เกิดความผิดพลาด ความเสี่ยงจากดินและน้ำที่ไหลเข้าสู่ตัวอุโมงค์ก็จะตามมา

     สาเหตุที่ดินและน้ำไหลเข้ามาได้ เกิดจากอุโมงค์อยู่ในระดับต่ำกว่าระดับน้ำใต้ดิน ทำให้เกิดแรงดันน้ำและแรงดันดินกดลงมาสูง การเจาะอุโมงค์จึงต้องควบคุมสมดุลอย่างเคร่งครัด โดยแผ่นคอนกรีตที่ต่อกันในผนังอุโมงค์ต้องใช้วัสดุกันซึมที่รอยต่อเพื่อป้องกันน้ำรั่วซึม หากมีจุดรั่ว น้ำและดินอาจไหลเข้ามาได้ ซึ่งหมายความว่าแรงดันดินและน้ำเหนืออุโมงค์ลดลง และนำไปสู่การทรุดตัวของดิน ส่งผลกระทบต่ออาคารข้างเคียงหรือด้านบนของอุโมงค์ให้เกิดการทรุด เอียง หรือแตกร้าวตามมา

     ด้วยเหตุนี้ การก่อสร้างอุโมงค์ใต้ดินจึงต้องมีการตรวจวัดการเสียรูปและการเคลื่อนตัวของดินอย่างต่อเนื่อง โดยต้องอยู่ในเกณฑ์ที่วิศวกรผู้ออกแบบกำหนดไว้ หากเคลื่อนตัวเกินเกณฑ์จนอาจกระทบอาคารข้างเคียง ต้องหาวิธีป้องกันไม่ให้น้ำและดินไหลเข้ามาเพิ่ม

การก่อสร้างขนาดใหญ่กับวิถีชีวิตของคน

     รศ. ดร.สายันต์ ยอมรับว่าการก่อสร้างทุกประเภทย่อมส่งผลกระทบต่อวิถีชีวิตของผู้คนในพื้นที่ใกล้เคียงไม่มากก็น้อย โดยเฉพาะการเจาะอุโมงค์ใกล้ชุมชนที่มีความเสี่ยงต่อแผ่นดินยุบและความเสียหายของอาคาร สิ่งที่วิศวกรต้องตระหนักคือการลดผลกระทบต่อชุมชนให้น้อยที่สุด แม้จะไม่มีการก่อสร้างใดที่ไม่กระทบเลย แต่หากผลกระทบอยู่ในเกณฑ์ที่ยอมรับได้และเป็นไปตามกฎหมายควบคุมการก่อสร้าง ก็ถือว่าเป็นโครงการที่ได้มาตรฐาน

     ท้ายที่สุด รศ. ดร.สายันต์ ฝากถึงวิศวกรผู้ปฏิบัติงาน ทั้งผู้คุมงานและผู้ออกแบบว่า หลักวิชาที่เรียนมาได้ใช้ตลอดชีวิตของเราที่เป็นวิศวกร เพราะเหตุการณ์หลายอย่างที่เกิดขึ้น บางครั้งก็เกิดจากวิศวกรไม่แม่นทฤษฎี เพราะฉะนั้นปฏิบัติสำคัญ ทฤษฎีก็สำคัญ เราเป็นวิศวกรเราต้องประยุกต์ใช้ทั้งสองอันนี้ในการปฏิบัติงาน แล้วการก่อสร้างก็จะมีความปลอดภัยต่อสาธารณะ