กฎหมายบังคับออกแบบต้านแผ่นดินไหวคือฉบับไหน?
กฎหมายหลักคือกฎกระทรวงกำหนดการรับน้ำหนัก ความต้านทาน ความคงทนของอาคาร และพื้นดินที่รองรับอาคารในการต้านทานแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว พ.ศ. 2564 ประกาศในราชกิจจานุเบกษาเมื่อ 4 มีนาคม 2564 แทนฉบับเดิมปี 2550 โดยขยายพื้นที่ควบคุมจากเดิมเป็น 43 จังหวัด และแบ่งระดับความเสี่ยงเป็น 3 บริเวณ
คู่กับกฎกระทรวงคือมาตรฐานทางเทคนิค มยผ.1301/1302-61 มาตรฐานการออกแบบอาคารต้านทานการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว ออกโดยกรมโยธาธิการและผังเมือง ฉบับปัจจุบันคือฉบับปรับปรุงครั้งที่ 1 (ธันวาคม 2564) ซึ่งกำหนดวิธีคำนวณแรงแผ่นดินไหว การจำแนกชั้นดิน (Site Class) และรายละเอียดการเสริมเหล็กโครงสร้าง พูดง่าย ๆ คือ กฎกระทรวงบอกว่า "ที่ไหน อาคารไหน ต้องทำ" ส่วน มยผ. บอกว่า "ต้องทำอย่างไร"
ทั้งสองฉบับทำงานร่วมกับกฎหมายควบคุมอาคารและข้อกำหนดฐานรากตามปกติ — อาคารที่เข้าข่ายยังต้องมีรายการคำนวณโครงสร้างที่วิศวกรเซ็นรับรอง โดยเพิ่มส่วนการคำนวณแรงแผ่นดินไหวเข้าไปในเล่มด้วย
พื้นที่ไหนบ้างที่กฎหมายบังคับ? (43 จังหวัด 3 บริเวณ)
กฎกระทรวง พ.ศ. 2564 แบ่งพื้นที่ควบคุม 43 จังหวัดออกเป็น 3 บริเวณตามระดับความเสี่ยง ยิ่งบริเวณเลขสูง ความเสี่ยงยิ่งมากและข้อกำหนดยิ่งครอบคลุมอาคารกว้างขึ้น
| บริเวณ | ระดับความเสี่ยง | จังหวัด |
|---|---|---|
| บริเวณที่ 1 (14 จังหวัด) |
เฝ้าระวัง — อาจได้รับผลกระทบจากแผ่นดินไหว | กระบี่ ชุมพร ตรัง นครพนม นครศรีธรรมราช บึงกาฬ ประจวบคีรีขันธ์ พิษณุโลก เพชรบุรี เลย สงขลา สตูล สุราษฎร์ธานี หนองคาย |
| บริเวณที่ 2 (17 จังหวัด) |
ปานกลาง — รวมพื้นที่ดินอ่อนที่ขยายแรงสั่นสะเทือน | กรุงเทพมหานคร กำแพงเพชร ชัยนาท นครปฐม นครสวรรค์ นนทบุรี ปทุมธานี พระนครศรีอยุธยา พังงา ภูเก็ต ระนอง ราชบุรี สมุทรปราการ สมุทรสงคราม สมุทรสาคร สุพรรณบุรี อุทัยธานี |
| บริเวณที่ 3 (12 จังหวัด) |
สูง — ใกล้รอยเลื่อนมีพลัง ภาคเหนือและตะวันตก | กาญจนบุรี เชียงราย เชียงใหม่ ตาก น่าน พะเยา แพร่ แม่ฮ่องสอน ลำปาง ลำพูน สุโขทัย อุตรดิตถ์ |
จุดที่หลายคนแปลกใจคือกรุงเทพฯ และปริมณฑลอยู่ในบริเวณที่ 2 ทั้งที่ไกลจากรอยเลื่อนหลายร้อยกิโลเมตร เหตุผลคือพื้นที่นี้ตั้งอยู่บนแอ่งดินเหนียวอ่อน (Bangkok Soft Clay) ซึ่งขยายแรงสั่นสะเทือนจากแผ่นดินไหวระยะไกลได้ อาคารสูงในกรุงเทพฯ จึงรู้สึกถึงการสั่นไหวได้ชัดแม้ศูนย์กลางอยู่ในประเทศเพื่อนบ้าน
อาคารประเภทไหนเข้าข่ายต้องออกแบบต้านแผ่นดินไหว?
ประเภทอาคารที่เข้าข่ายขึ้นกับบริเวณที่ตั้ง — บริเวณที่ 1 และ 2 เน้นอาคารสำคัญและอาคารขนาดใหญ่ ส่วนบริเวณที่ 3 ครอบคลุมอาคารกว้างที่สุด กลุ่มหลักที่กฎกระทรวงกำหนดในบริเวณที่ 1 และ 2 ได้แก่
- อาคารที่จำเป็นต่อความเป็นอยู่ของสาธารณชนหลังภัยพิบัติ: สถานพยาบาลที่รับผู้ป่วยค้างคืน สถานีดับเพลิง ศูนย์บรรเทาสาธารณภัย ศูนย์สื่อสาร ท่าอากาศยาน โรงไฟฟ้า และโรงผลิตหรือเก็บน้ำประปา — อาคารกลุ่มนี้ต้องใช้งานต่อได้ทันทีหลังเกิดแผ่นดินไหว
- อาคารเก็บวัตถุอันตราย: คลังสินค้าหรืออาคารเก็บวัตถุระเบิด สารเคมีอันตราย หรือวัตถุไวไฟ ซึ่งหากเสียหายจะกระทบวงกว้าง
- อาคารสาธารณะและอาคารขนาดใหญ่ตามเกณฑ์ความสูง/ขนาดที่กฎกระทรวงกำหนด: เช่น อาคารชุมนุมคน โรงเรียน อาคารสูง โดยเกณฑ์ขนาดและความสูงที่เข้าข่ายแตกต่างกันตามบริเวณ ควรตรวจสอบเกณฑ์ตัวเลขจากกฎกระทรวงฉบับเต็มหรือสอบถามวิศวกรผู้ออกแบบ
ส่วนบริเวณที่ 3 ซึ่งเสี่ยงสูงสุด ข้อกำหนดครอบคลุมอาคารหลากหลายประเภทและขนาดเล็กลงกว่าบริเวณอื่น ผู้ที่จะก่อสร้างในภาคเหนือและตะวันตกจึงควรให้วิศวกรตรวจสอบตั้งแต่ขั้นวางแบบว่าอาคารเข้าข่ายหรือไม่
ออกแบบต้านแผ่นดินไหวต่างจากออกแบบอาคารทั่วไปอย่างไร?
อาคารทั่วไปออกแบบรับน้ำหนักแนวดิ่งเป็นหลัก ส่วนอาคารต้านแผ่นดินไหวต้องคำนวณแรงสั่นสะเทือนในแนวราบเพิ่ม และให้ความสำคัญกับความเหนียว (Ductility) ของโครงสร้าง ความต่างหลักสรุปได้ 3 ข้อ
- คิดแรงแนวราบเพิ่ม: แผ่นดินไหวเขย่าอาคารในแนวราบเป็นหลัก โครงสร้างที่เคยรับแค่น้ำหนักกดลงต้องรับแรงผลักด้านข้างสลับทิศไป-มาด้วย เสา คาน และจุดต่อจึงถูกตรวจสอบด้วยชุดแรงที่ต่างจากปกติ
- ความเหนียวของโครงสร้าง (Ductility): หลักคิดสำคัญคือยอมให้โครงสร้างโยกตัวและเสียรูปได้โดยไม่พังถล่มฉับพลัน ทำผ่านการเสริมเหล็กปลอกให้ถี่ขึ้นในตำแหน่งวิกฤต และจัดรายละเอียดจุดต่อเสา-คานให้ยึดรั้งกันดี เพื่อให้อาคาร "ดูดซับ" พลังงานจากการสั่นได้
- รูปทรงอาคารสม่ำเสมอ: อาคารที่รูปทรงสมมาตร น้ำหนักกระจายสม่ำเสมอ จะบิดตัวน้อยเมื่อถูกเขย่า ส่วนอาคารรูปทรงเยื้อง เสาลอย หรือชั้นล่างโปร่ง (Soft Storey) เสี่ยงเสียหายมากกว่าและต้องออกแบบชดเชยเป็นพิเศษ
ในทางปฏิบัติ วิศวกรจะเลือกวิธีวิเคราะห์ตามที่ มยผ.1301/1302-61 กำหนดให้เหมาะกับความสูงและความสม่ำเสมอของอาคาร ตั้งแต่วิธีแรงสถิตเทียบเท่าสำหรับอาคารทั่วไป ไปจนถึงการวิเคราะห์เชิงพลศาสตร์สำหรับอาคารสูงหรือรูปทรงพิเศษ ภาพรวมของงานออกแบบโครงสร้างทั้งระบบอ่านได้ที่ คู่มืองานออกแบบโครงสร้าง คสล. และวิศวกรรมโยธา
บ้านพักอาศัยทั่วไปต้องออกแบบต้านแผ่นดินไหวไหม?
บ้านพักอาศัยขนาดเล็กในบริเวณที่ 1 และ 2 ส่วนใหญ่ยังไม่เข้าข่ายบังคับตามกฎกระทรวง แต่ในบริเวณที่ 3 ข้อกำหนดครอบคลุมอาคารกว้างกว่า เจ้าของบ้านในภาคเหนือและตะวันตกจึงควรให้วิศวกรตรวจสอบก่อนเสมอว่าบ้านของตนเข้าเกณฑ์หรือไม่
แม้บ้านไม่เข้าข่ายบังคับ การเลือกออกแบบเผื่อแรงแผ่นดินไหวก็เป็นทางเลือกที่เจ้าของบ้านในพื้นที่เสี่ยงตัดสินใจได้เอง ค่าใช้จ่ายส่วนเพิ่มหลัก ๆ อยู่ที่ปริมาณเหล็กปลอกและรายละเอียดจุดต่อ ซึ่งมักคุ้มเมื่อเทียบกับความเสียหายที่ป้องกันได้ โดยเฉพาะบ้านบนดินอ่อนหรือใกล้แนวรอยเลื่อน แนวทางฝั่งฐานรากบนดินอ่อนอ่านเพิ่มได้ที่ ฐานรากต้านแผ่นดินไหวบนดินอ่อน ออกแบบอย่างไร
ขนาด ความสูง และประเภทอาคารที่เข้าข่ายในแต่ละบริเวณมีรายละเอียดเกณฑ์ตัวเลขเฉพาะในกฎกระทรวง และเจ้าพนักงานท้องถิ่นมีดุลยพินิจในการตรวจพิจารณา บทความนี้สรุปภาพรวมเพื่อความเข้าใจเท่านั้น การตัดสินว่าอาคารหลังใดเข้าข่ายและต้องออกแบบอย่างไร ต้องทำโดยวิศวกรผู้รับผิดชอบโครงการนั้นโดยตรง
ชั้นดินเกี่ยวอะไรกับแรงแผ่นดินไหว? (Site Class กับการเจาะสำรวจดิน)
แรงแผ่นดินไหวที่อาคารได้รับไม่ได้ขึ้นกับระยะห่างจากรอยเลื่อนอย่างเดียว แต่ขึ้นกับชนิดชั้นดินใต้อาคารด้วย — ดินอ่อนขยายแรงสั่นสะเทือนได้มากกว่าดินแข็ง มยผ.1301/1302-61 จึงกำหนดให้จำแนกชั้นดินเป็น Site Class ก่อนคำนวณแรง เพราะอาคารสองหลังแบบเดียวกันบนดินต่างชนิดจะได้รับแรงออกแบบไม่เท่ากัน
นี่คือเหตุผลที่กรุงเทพฯ ถูกจัดเป็นพื้นที่ควบคุมทั้งที่ไกลรอยเลื่อน — แอ่งดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯ ทำหน้าที่เหมือนเยลลี่ในถ้วยที่ขยายการสั่นจากแผ่นดินไหวระยะไกล การจำแนก Site Class ให้ถูกต้องต้องใช้ข้อมูลชั้นดินจริงจากการเจาะสำรวจดิน เช่น ความหนาชั้นดินอ่อน ค่า SPT N-value และคุณสมบัติดินแต่ละชั้น ซึ่งจะเข้าไปอยู่ในสมมติฐานการออกแบบของรายการคำนวณโครงสร้างด้วย
ค่าบริการเจาะสำรวจดินของ SPN สำหรับบ้านพักอาศัยเริ่มต้นประมาณ 20,000–40,000 บาท (2–3 หลุม รวม Lab Test พื้นฐานและรายงานรับรองโดยวิศวกร) ทั้งนี้ราคายังไม่รวมค่าเดินทางและค่าขนย้ายเครื่องมือ ซึ่งคิดเพิ่มตามระยะทางของหน้างาน ส่วนความเสี่ยงเฉพาะของดินทรายอิ่มน้ำที่อาจเกิดการเหลวตัว (Liquefaction) อ่านต่อได้ที่ แผ่นดินไหวกับฐานราก: ดินแบบไหนเสี่ยง Liquefaction
เนื้อหาสรุปหลักเกณฑ์จากกฎกระทรวง พ.ศ. 2564 และ มยผ.1301/1302-61 เพื่อความเข้าใจเบื้องต้นเท่านั้น ไม่ใช่คำแนะนำการออกแบบสำหรับโครงการใดโครงการหนึ่ง การออกแบบอาคารต้านแผ่นดินไหวแต่ละหลังต้องดำเนินการโดยวิศวกรผู้ได้รับใบอนุญาต (กว.) ที่รับผิดชอบโครงการนั้นโดยตรง