เหตุแผ่นดินไหวขนาด 7.7 ในเมียนมาเมื่อวันที่ 28 มีนาคม 2025 ที่แรงสั่นสะเทือนรับรู้ได้ถึงอาคารสูงในกรุงเทพฯ ทำให้คำถามเรื่อง "ดินใต้ตึกของเรา" กลับมาอยู่ในความสนใจอีกครั้ง หลายคนแปลกใจว่าทำไมแผ่นดินไหวที่ศูนย์กลางอยู่ไกลนับพันกิโลเมตรถึงทำให้ตึกในกรุงเทพฯ โยกจนรู้สึกได้ คำตอบส่วนสำคัญไม่ได้อยู่ที่ตัวอาคารอย่างเดียว แต่อยู่ที่ ชั้นดินใต้อาคาร บทความนี้อธิบายกลไกที่ชั้นดินกำหนดชะตาอาคารตอนแผ่นดินไหว และการเจาะสำรวจดินตอบโจทย์นี้อย่างไร

กลไกที่ 1: ทำไมดินอ่อนจึงขยายแรงสั่นสะเทือน (Site Amplification)?

คลื่นแผ่นดินไหวเดินทางผ่านชั้นหินแข็งด้วยความเร็วสูง แต่เมื่อเข้าสู่ชั้นดินอ่อนใกล้ผิวดิน คลื่นจะช้าลงและ ขยายแอมพลิจูด ขึ้น — หลักการเดียวกับคลื่นทะเลที่ยกตัวสูงขึ้นเมื่อเข้าสู่น้ำตื้น ยิ่งชั้นดินอ่อนหนา ผลขยายยิ่งชัด และที่สำคัญ คาบการสั่นของชั้นดินอาจไปพ้องกับคาบธรรมชาติของอาคารสูง เกิดการสั่นพ้อง (Resonance) ทำให้อาคารบางช่วงความสูงสั่นแรงเป็นพิเศษ

นี่คือเหตุผลที่กรุงเทพฯ — เมืองบนแอ่งดินเหนียวอ่อนหนา (อ่านเพิ่มเติมเรื่องดินเหนียวอ่อนกรุงเทพฯ กับงานฐานราก) — รู้สึกถึงแผ่นดินไหวที่ศูนย์กลางอยู่ไกลได้ชัดกว่าพื้นที่ดินแข็ง และเป็นเหตุผลที่กฎกระทรวงแผ่นดินไหว พ.ศ. 2564 จัดกรุงเทพฯ และปริมณฑลไว้ในบริเวณที่ 2 ทั้งที่อยู่ห่างรอยเลื่อนหลายร้อยกิโลเมตร และ มยผ. 1301/1302-61 กำหนดค่าแรงสำหรับพื้นที่แอ่งกรุงเทพฯ ไว้เป็นการเฉพาะ อาคารสองหลังที่ออกแบบเหมือนกันทุกอย่าง หลังหนึ่งบนดินแข็ง อีกหลังบนแอ่งดินอ่อน จะได้รับแรงจากแผ่นดินไหวลูกเดียวกันไม่เท่ากัน

กลไกที่ 2: ดินเหลว (Liquefaction) เกิดขึ้นได้อย่างไร?

Liquefaction เกิดกับ ชั้นทรายหลวมถึงแน่นปานกลางที่อิ่มน้ำ (อยู่ใต้ระดับน้ำใต้ดิน) เมื่อถูกเขย่าซ้ำ ๆ อย่างรวดเร็ว กลไกโดยสรุปมี 3 ขั้น:

  1. แรงสั่นทำให้เม็ดทรายพยายามจัดเรียงตัวแน่นขึ้น — เหมือนเขย่าขวดทรายแล้วทรายยุบตัวลง
  2. แต่น้ำในโพรงดินระบายออกไม่ทัน — การสั่นเกิดเร็วมาก น้ำที่ถูกบีบไม่มีทางไป แรงดันน้ำในโพรงดินจึงพุ่งสูงขึ้น
  3. เมื่อแรงดันน้ำสูงจนเม็ดทรายแทบไม่สัมผัสกัน — ดินจะสูญเสียกำลังเกือบทั้งหมด พฤติกรรมเหมือนของเหลวข้น รับน้ำหนักอาคารไม่ได้อีกต่อไป

ผลที่ตามมา: อาคารทรุดจมหรือเอียงทั้งหลัง ทรายผสมน้ำพุ่งขึ้นตามรอยแตกเป็น "ภูเขาไฟทราย" (Sand Boil) พื้นดินแตกแยกและไหลด้านข้าง (Lateral Spreading) ท่อหรือถังใต้ดินลอยตัวขึ้น — ความเสียหายลักษณะนี้พบในเหตุแผ่นดินไหวใหญ่ทั่วโลก และเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักที่อาคารซึ่งโครงสร้างยังดีอยู่กลับใช้งานไม่ได้เพราะฐานรากวิบัติ

ปรากฏการณ์ดินเหลว (Liquefaction) ในชั้นทรายหลวมอิ่มน้ำ เปรียบเทียบก่อนและขณะเกิดแผ่นดินไหว ภาพซ้ายเป็นสภาพก่อนแผ่นดินไหว อาคารตั้งบนฐานรากตื้นเหนือชั้นทรายหลวมที่อยู่ใต้ระดับน้ำใต้ดิน ภาพขยายแสดงเม็ดทรายสัมผัสกันเป็นโครงรับน้ำหนัก ท่อวัดแรงดันน้ำมีระดับน้ำเท่ากับระดับน้ำใต้ดินปกติ ภาพขวาเป็นขณะแผ่นดินไหว พื้นดินถูกเขย่าซ้ำ ๆ น้ำในโพรงดินระบายไม่ทัน แรงดันน้ำส่วนเกินสูงขึ้นจนระดับน้ำในท่อวัดพุ่งสูงกว่าผิวดิน ภาพขยายแสดงเม็ดทรายแยกออกจากกันลอยในน้ำ ดินสูญเสียกำลัง อาคารทรุดจมและเอียง ผิวดินมีทรายพุ่ง Sand Boil แถบด้านล่างสรุปเงื่อนไขสามข้อ คือทรายหลวมถึงแน่นปานกลาง อิ่มน้ำใต้ระดับน้ำใต้ดิน และถูกเขย่าแรงและนานพอ ดินเหลว (Liquefaction): ก่อน vs ขณะแผ่นดินไหว แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน ก่อนแผ่นดินไหว โครงเม็ดทรายรับน้ำหนักอาคารได้ตามปกติ ระดับน้ำใต้ดิน ชั้นทรายหลวมอิ่มน้ำ เม็ดทรายสัมผัสกัน ท่อวัดแรงดันน้ำ ขณะแผ่นดินไหว — ดินเหลว แรงดันน้ำส่วนเกินสูง ดินสูญเสียกำลัง ชั้นทรายหลวมอิ่มน้ำ ทรายพุ่ง (Sand Boil) อาคารทรุดจม + เอียง Δu เม็ดทรายลอยแยกกัน เขย่าซ้ำ ๆ 1 ทรายหลวม–แน่นปานกลาง โครงเม็ดดินยุบตัวได้เมื่อถูกเขย่า 2 อิ่มน้ำ อยู่ใต้ระดับน้ำใต้ดิน 3 ถูกเขย่าแรงและนานพอ น้ำระบายไม่ทัน แรงดันพุ่งสูง
ก่อนแผ่นดินไหว เม็ดทรายในชั้นทรายอิ่มน้ำสัมผัสกันและรับน้ำหนักอาคารได้ตามปกติ แต่เมื่อถูกเขย่าซ้ำ ๆ น้ำในโพรงดินระบายไม่ทัน แรงดันน้ำพุ่งสูงจนเม็ดทรายแทบไม่สัมผัสกัน ดินสูญเสียกำลังจนพฤติกรรมคล้ายของเหลว อาคารจึงทรุดจมหรือเอียง

พื้นที่แบบไหนเสี่ยง Liquefaction?

  • ชั้นทรายหลวมอิ่มน้ำระดับตื้น เช่น ที่ราบริมแม่น้ำ ตะกอนทรายที่สะสมตัวใหม่ พื้นที่ถมทะเลหรือถมทรายที่ไม่ได้บดอัดแน่น
  • พื้นที่น้ำใต้ดินตื้น — ยิ่งระดับน้ำใต้ดินสูง ชั้นทรายยิ่งอิ่มน้ำใกล้ผิวดิน (ดูเพิ่มเติมเรื่องระดับน้ำใต้ดินมีผลกับฐานรากอย่างไร)
  • พื้นที่ใกล้รอยเลื่อนมีพลัง โดยเฉพาะภาคเหนือและภาคตะวันตก ซึ่งกฎกระทรวง พ.ศ. 2564 จัดไว้ในบริเวณที่ 3 ที่มีความเสี่ยงสูงสุด

ส่วนดินเหนียวล้วน ๆ ไม่เกิด Liquefaction แบบทราย แต่มีปัญหาการขยายคลื่นตามกลไกแรกแทน — คนละโจทย์ แต่ต้องการข้อมูลดินเหมือนกัน

วิศวกรคัดกรองความเสี่ยงดินเหลวจากผลเจาะดินอย่างไร?

วิธีที่ใช้กันแพร่หลายคือวิธีแบบง่าย (Simplified Procedure) ที่สรุปไว้ใน Youd et al. (2001) หลักการคือเทียบสองค่าในแต่ละชั้นทราย ค่าแรกคือ CSR (Cyclic Stress Ratio) แรงเฉือนซ้ำที่แผ่นดินไหวกระทำต่อดิน ค่าที่สองคือ CRR (Cyclic Resistance Ratio) ความต้านทานของดินที่คำนวณจากค่า SPT N ที่ปรับแก้แล้วเป็น (N1)60cs จากนั้นหาอัตราส่วนความปลอดภัย FS = CRR ÷ CSR ถ้าต่ำกว่าเกณฑ์ที่วิศวกรกำหนด ถือว่าชั้นนั้นเสี่ยง

ชั้นทรายที่มีค่า (N1)60cs ตั้งแต่ 30 ขึ้นไปถือว่าแน่นพอจนไม่เกิดดินเหลว (Youd et al., 2001) การคัดกรองนี้ต้องใช้ค่า N ทุกช่วงความลึก ปริมาณเม็ดละเอียดจากการทดสอบขนาดเม็ดดิน และระดับน้ำใต้ดินจากหลุมเจาะ ข้อมูลจากหลุมเจาะเดียวจึงตอบได้ทั้งเรื่อง Site Class และเรื่องดินเหลว

ภาพสามมิติด้านล่างรวมสองกลไกไว้ในภาพตัดดินเดียว ฝั่งซ้ายคือดินเหนียวอ่อนหนาที่ขยายคลื่นจนอาคารสูงโยก ฝั่งขวาคือทรายหลวมอิ่มน้ำริมแม่น้ำที่เกิดดินเหลว ส่วนกรอบขวาสรุปข้อมูลดินที่วิศวกรต้องใช้และกฎหมายที่เกี่ยวข้อง

แบบจำลอง 3 มิติ ชั้นดินกับแผ่นดินไหว การขยายคลื่นในดินเหนียวอ่อนหนาและดินเหลวในชั้นทรายหลวมอิ่มน้ำริมแม่น้ำ ภาพสามมิติเชิงแนวคิด ก้อนดินวางบนชั้นหินฐาน คลื่นแผ่นดินไหวเดินทางขึ้นจากหินฐาน ด้านซ้ายเป็นแอ่งดินเหนียวอ่อนหนา คลื่นขยายแอมพลิจูดขึ้นเมื่อผ่านดินอ่อน อาคารสูงบนเสาเข็มโยกตัว ด้านขวาใกล้แม่น้ำมีชั้นทรายหลวมอิ่มน้ำใต้ระดับน้ำใต้ดินตื้น บ้านบนฐานรากตื้นทรุดเอียง มีทรายพุ่งขึ้นผิวดิน ดินแตกและไหลด้านข้างเข้าหาตลิ่ง ตรงกลางมีหลุมเจาะสำรวจที่เก็บค่า SPT ถึงความลึกราว 30 เมตร กรอบขวาสรุปข้อมูลดินที่ใช้ ได้แก่ ประเภทชั้นดินจากดินช่วง 30 เมตรแรก การคัดกรองดินเหลวจากชนิดดิน ความอิ่มน้ำ และความลึก การเทียบ CSR กับ CRR จากค่า SPT และกฎหมายกับมาตรฐานที่เกี่ยวข้อง แบบจำลอง 3 มิติ (3D): ดินใต้ตึกกำหนดความเสียหายตอนแผ่นดินไหว แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน 1 ดินอ่อนหนาขยายคลื่น อาคารสูงสั่นแรงขึ้น 2 ทรายพุ่ง (Sand Boil) ชั้นทรายอิ่มน้ำกลายเป็นของเหลว 3 ดินไหลเข้าหาตลิ่ง Lateral Spreading 4 หลุมเจาะ SPT ~30 ม. จำแนก Site Class + คัดกรองดินเหลว 5 ทรายหลวมอิ่มน้ำ ชั้นเสี่ยงดินเหลว ข้อมูลดินที่ต้องใช้ แรงสั่นออกแบบ Site Class จากดิน 30 ม. แรก (ค่า N, su หรือ Vs30 เฉลี่ย) คัดกรองดินเหลว ทรายหลวม–แน่นปานกลาง อิ่มน้ำ ใต้ระดับน้ำใต้ดิน อยู่ตื้น และถูกเขย่าแรงพอ FS = CRR ÷ CSR CRR จากค่า SPT (N1)60 (N1)60cs ≥ 30 ถือว่าไม่เกิด (Youd et al., 2001) กฎหมาย + มาตรฐานไทย กฎกระทรวงแผ่นดินไหว 2564 มยผ. 1301/1302-61 กทม.-ปริมณฑล = บริเวณที่ 2 ภาพเชิงแนวคิด ไม่ตามมาตราส่วน
แบบจำลอง 3 มิติ — ① ดินเหนียวอ่อนหนาขยายคลื่นจากชั้นหิน อาคารสูงบนเสาเข็มโยกตัว ② ทรายผสมน้ำพุ่งขึ้นเป็น Sand Boil ③ ดินไหลเข้าหาตลิ่งแม่น้ำ (Lateral Spreading) ④ หลุมเจาะ SPT ลึกราว 30 เมตร ให้ข้อมูลจำแนก Site Class และคัดกรองดินเหลว ⑤ ชั้นทรายหลวมอิ่มน้ำใต้บ้านที่ทรุดเอียง (ภาพ: SPN Soil Engineering)

กฎหมายและมาตรฐานใดกำหนดเรื่องนี้?

กฎหมายหลักคือ กฎกระทรวงกำหนดการรับน้ำหนัก ความต้านทาน ความคงทนของอาคาร และพื้นดินที่รองรับอาคารในการต้านทานแรงสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว พ.ศ. 2564 ซึ่งกำหนดพื้นที่ควบคุม 43 จังหวัด แบ่งเป็น 3 บริเวณ กรุงเทพฯ และปริมณฑลอยู่ในบริเวณที่ 2 เพราะดินเหนียวอ่อนหนาขยายคลื่นจากแหล่งกำเนิดระยะไกล ส่วนภาคเหนือและภาคตะวันตกที่ใกล้รอยเลื่อนมีพลังอยู่ในบริเวณที่ 3 อาคารที่เข้าข่ายขึ้นกับบริเวณที่ตั้ง ประเภท และขนาดอาคาร (ดูรายชื่อจังหวัดและประเภทอาคารได้ที่ออกแบบอาคารต้านแผ่นดินไหวตามกฎกระทรวง 2564) ส่วนวิธีคำนวณใช้ มยผ. 1301/1302-61 มาตรฐานการออกแบบอาคารต้านทานการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหว ของกรมโยธาธิการและผังเมือง

หัวใจที่เกี่ยวกับงานสำรวจดินคือ การคำนวณแรงแผ่นดินไหวต้องรู้ ประเภทชั้นดิน (Site Class) ของที่ตั้งอาคาร ซึ่งจำแนกจากคุณสมบัติชั้นดินช่วงลึกประมาณ 30 เมตรแรก ได้แก่ ค่าเฉลี่ย SPT N-value กำลังรับแรงเฉือนแบบไม่ระบายน้ำ (su) หรือความเร็วคลื่นเฉือนเฉลี่ย (Vs30) — ข้อมูลเหล่านี้ได้จากการเจาะสำรวจดินโดยตรง อาคารบนดินอ่อนจะถูกกำหนดแรงออกแบบสูงกว่าอาคารเดียวกันบนดินแข็ง

📌 หมายเหตุ: บทความนี้สรุปเพื่อความเข้าใจในภาพรวมเท่านั้น ไม่ใช่คำแนะนำทางกฎหมายหรือทางวิศวกรรมเฉพาะโครงการ ข้อกำหนดที่ใช้บังคับจริงขึ้นกับกฎกระทรวงและมาตรฐานฉบับล่าสุด โปรดปรึกษาวิศวกรผู้ออกแบบหรือหน่วยงานท้องถิ่น

การเจาะสำรวจดินช่วยอะไรในการรับมือแผ่นดินไหว?

การเจาะสำรวจดินหนึ่งครั้งให้ข้อมูลหลายชั้นที่นำไปใช้ประเมินความเสี่ยงแผ่นดินไหวได้โดยตรง:

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

ข้อมูลจากการเจาะสำรวจใช้ทำอะไร
โปรไฟล์ชั้นดินและ SPT N-value ช่วง ~30 ม. แรกจำแนก Site Class เพื่อกำหนดแรงแผ่นดินไหวออกแบบ
ตำแหน่งชั้นทรายหลวม + ระดับน้ำใต้ดินคัดกรองความเสี่ยง Liquefaction เบื้องต้น
ผลวิเคราะห์ขนาดเม็ดดินและความแน่นประเมินศักยภาพการเกิดดินเหลวของแต่ละชั้น
ระดับชั้นดินแข็ง/ชั้นทรายแน่นออกแบบเสาเข็มให้ถ่ายน้ำหนักลงชั้นที่ไม่เสี่ยงสูญเสียกำลัง

สังเกตว่าความลึกที่ต้องการข้อมูล (~30 เมตร) มักลึกกว่างานสำรวจสำหรับฐานรากทั่วไปของอาคารเล็ก การกำหนดจำนวนหลุมเจาะและความลึกจึงควรคุยกับวิศวกรผู้ออกแบบตั้งแต่ต้นว่าต้องใช้ข้อมูลสำหรับจำแนก Site Class ด้วยหรือไม่

หากพบความเสี่ยง วิศวกรมีทางเลือกหลายระดับ ตั้งแต่ปรับระบบฐานราก ใช้เสาเข็มลึกผ่านชั้นเสี่ยงลงไปสู่ชั้นดินแน่น ไปจนถึงการปรับปรุงคุณภาพดิน (Ground Improvement) — ทุกทางเลือกเริ่มจากข้อมูลดินที่ถูกต้อง

สรุป: ดินใต้ตึกกำหนดแรงที่อาคารได้รับ

แผ่นดินไหวลูกเดียวกัน อาคารสองหลังที่ต่างกันแค่ "ดินใต้ตึก" อาจเสียหายต่างกันมหาศาล ทั้งจากการขยายคลื่นของดินอ่อนและความเสี่ยงดินเหลวของชั้นทรายอิ่มน้ำ การเจาะสำรวจดินลึกราว 30 เมตรจึงไม่ใช่แค่เรื่องรับน้ำหนักในภาวะปกติ แต่เป็นข้อมูลตั้งต้นของการจำแนก Site Class และการคัดกรองดินเหลวตามกฎกระทรวง พ.ศ. 2564 และ มยผ. 1301/1302-61 โดยเฉพาะอาคารในพื้นที่เฝ้าระวังและอาคารสูงบนแอ่งดินอ่อน (ดูรายละเอียดบริการเจาะสำรวจและทดสอบดินของ SPN)