กำแพงกันดินพังได้กี่แบบ และกฎหมายกำหนด FS เท่าไร?

กำแพงกันดินไม่ได้พังแบบเดียว กลไกการวิบัติหลักมี 3 แบบ และกฎกระทรวงฐานราก 2566 ข้อ 31 กำหนดอัตราส่วนความปลอดภัยขั้นต่ำของกำแพงกันดินแบบมีฐานแยกไว้ครบทั้งสามด้าน โดยกำแพงต้องผ่านทุกด้าน ไม่ใช่ผ่านด้านใดด้านหนึ่ง ส่วนการคำนวณแรงที่กระทำต่อกำแพงให้เป็นไปตามที่รัฐมนตรีประกาศกำหนด (ข้อ 31 วรรคหนึ่ง):

1. เลื่อนไถล (Sliding) — FS ≥ 1.50

แรงดันดินด้านหลังผลักกำแพงให้ไถลไปข้างหน้า แรงต้านมาจากแรงเสียดทานใต้ฐานและแรงต้านของดินหน้ากำแพง ถ้าดินใต้ฐานอ่อนหรือมีน้ำใต้ดินสูง แรงต้านจะต่ำลงมาก อัตราส่วนระหว่างแรงต้านกับแรงผลักต้องไม่น้อยกว่า 1.50

2. พลิกคว่ำ (Overturning) — FS ≥ 2.00

แรงดันดินสร้างโมเมนต์บิดให้กำแพงหมุนคว่ำรอบขอบฐานด้านหน้า น้ำหนักตัวกำแพงและดินที่กดทับบนฐานเป็นตัวต้าน กำแพงยิ่งสูง โมเมนต์พลิกคว่ำยิ่งโตเร็ว อัตราส่วนโมเมนต์ต้านต่อโมเมนต์พลิกต้องไม่น้อยกว่า 2.00

3. กำลังแบกทานของดินฐานราก (Bearing) — FS ≥ 3.00

น้ำหนักกำแพงและแรงดันดินรวมกันกดลงดินใต้ฐานแบบเยื้องศูนย์ ทำให้ขอบฐานด้านหน้ารับหน่วยแรงสูงสุด ถ้าดินใต้ฐานรับไม่ไหว กำแพงจะทรุดเอียงแม้ไม่เลื่อนไม่คว่ำ เกณฑ์นี้สอดคล้องกับหลัก FS = 3 ของฐานรากแผ่ทั่วไป (เกี่ยวข้องกับเงื่อนไข Plate Bearing Test ด้วย อ่านในPlate Bearing Test กลายเป็นข้อบังคับเมื่อไหร่)

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

การตรวจสอบอัตราส่วนความปลอดภัยขั้นต่ำตามกฎกระทรวง 2566 (ข้อ 31)
การเลื่อนไถล (Sliding)1.50
การพลิกคว่ำ (Overturning)2.00
กำลังแบกทานของดินฐานราก (Bearing)3.00

กฎเกณฑ์เหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของกฎกระทรวงกำหนดฐานรากของอาคารและพื้นดินที่รองรับอาคาร พ.ศ. 2566 ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่การเจาะสำรวจดิน ฐานรากแผ่ เสาเข็ม ไปจนถึงกำแพงกันดิน — อ่านภาพรวมทั้งฉบับได้ในสรุปกฎกระทรวงฐานราก 2566 ฉบับเข้าใจง่าย

กำแพงกันดินแบบยื่นกับกลไกการวิบัติสามแบบ ได้แก่ เลื่อนไถล พลิกคว่ำ และดินใต้ฐานรับน้ำหนักไม่ไหว พร้อมค่าอัตราส่วนความปลอดภัยขั้นต่ำตามกฎกระทรวง ภาพแบ่งสามช่อง แต่ละช่องเป็นรูปตัดกำแพงกันดินรูปตัว L เดียวกัน ดินถมอยู่ด้านหลังและสูงกว่าดินด้านหน้า แรงดันดินด้านข้างแบบ Active เป็นรูปสามเหลี่ยมกระทำที่หลังกำแพง ช่องแรกคือการเลื่อนไถล แรงดันดินผลักกำแพงไปข้างหน้า แรงต้านมาจากแรงเสียดทานใต้ฐานและแรงต้านของดินหน้ากำแพง อัตราส่วนแรงต้านต่อแรงผลักต้องไม่น้อยกว่า 1.50 ช่องที่สองคือการพลิกคว่ำ แรงดันดินสร้างโมเมนต์หมุนกำแพงรอบปลายฐานด้านหน้า น้ำหนักกำแพงและดินที่กดบนส้นฐานเป็นตัวต้าน อัตราส่วนโมเมนต์ต้านต่อโมเมนต์พลิกต้องไม่น้อยกว่า 2.00 ช่องที่สามคือกำลังแบกทาน แรงกดใต้ฐานกระจายไม่สม่ำเสมอ สูงสุดที่ปลายฐานด้านหน้า อัตราส่วนกำลังแบกทานประลัยต่อแรงกดต้องไม่น้อยกว่า 3.00 แถบด้านล่างสรุปข้อมูลดินที่ต้องมีเพื่อคำนวณทั้งสามค่า กำแพงกันดิน: 3 กลไกการวิบัติ และ FS ขั้นต่ำตามกฎกระทรวง 2566 แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน 1 เลื่อนไถล (Sliding) FS ≥ 1.50 Σแรงต้าน ÷ Σแรงผลัก แรงดันดิน ผลักไปข้างหน้า แรงเสียดทานใต้ฐาน ต้านการเลื่อน ดินหน้า ต้านไว้ เลื่อน ดินใต้ฐานอ่อน/น้ำสูง → แรงต้านลด 2 พลิกคว่ำ (Overturning) FS ≥ 2.00 ΣMต้าน ÷ ΣMพลิก Mพลิก Ws ดินบนส้นฐาน W กำแพง จุดหมุน = ปลายฐานหน้า (Toe) ยิ่งสูง Mพลิก ยิ่งโตเร็ว 3 กำลังแบกทาน (Bearing) FS ≥ 3.00 qult ÷ แรงกดใต้ฐาน q สูงสุดที่ปลายฐานหน้า ดินใต้ฐานรับไม่ไหว → ทรุดเอียง แรงดันดิน ทำให้เยื้องศูนย์ 1 γ, φ, c ของดิน ดินหลังกำแพง + ใต้ฐาน 2 กำลังแบกทานดินใต้ฐาน SPT / Plate Bearing Test 3 ระดับน้ำใต้ดิน หลุมเจาะ / บ่อสังเกตการณ์
หน้าตัดกำแพงกันดินแบบยื่น (Cantilever) แสดงแรงดันดินด้านหลัง น้ำหนักกำแพง W แรงเสียดทานใต้ฐาน และจุดหมุนที่ปลายฐานด้านหน้า — กฎกระทรวงฐานราก 2566 กำหนดอัตราส่วนความปลอดภัยขั้นต่ำ: เลื่อนไถล 1.50 พลิกคว่ำ 2.00 และกำลังแบกทาน 3.00

ต้องมีข้อมูลดินอะไรบ้างก่อนออกแบบกำแพงกันดิน?

จุดสำคัญที่หลายคนมองข้าม: FS ทั้งสามค่าคำนวณไม่ได้เลยถ้าไม่รู้คุณสมบัติของดินจริง ทั้งดินหลังกำแพง ดินใต้ฐาน และระดับน้ำใต้ดิน:

← เลื่อนดูตารางทั้งหมด →

การตรวจสอบพารามิเตอร์ดินที่ต้องใช้ได้จากการทดสอบ
แรงดันดินด้านข้างหน่วยน้ำหนักดิน, มุมเสียดทานภายใน (φ), แรงยึดเกาะ (c)เจาะสำรวจ + ทดสอบในห้องปฏิบัติการ
การเลื่อนไถลแรงเสียดทานใต้ฐาน, คุณสมบัติดินใต้ฐานเจาะสำรวจ + SPT + ทดสอบแรงเฉือน
กำลังแบกทานกำลังแบกทานของดินใต้ฐานเจาะสำรวจ, SPT, หรือ Plate Bearing Test
ผลของน้ำระดับน้ำใต้ดิน, การเปลี่ยนแปลงตามฤดูหลุมเจาะสำรวจ / บ่อสังเกตการณ์
⚠️ จุดที่พลาดบ่อยที่สุดคือ "น้ำ"

แรงดันน้ำหลังกำแพงที่ระบายไม่ทันเพิ่มแรงผลักมหาศาลเกินกว่าที่ออกแบบเผื่อไว้ กำแพงกันดินที่วิบัติจำนวนมากเกิดหลังฝนตกหนัก การรู้ระดับน้ำใต้ดินจากการเจาะสำรวจและการออกแบบระบบระบายน้ำหลังกำแพงจึงสำคัญไม่แพ้ตัวโครงสร้าง อ่านเพิ่มในน้ำใต้ดินมีผลต่อฐานรากอย่างไร

สำหรับชั้นดินเหนียวอ่อน การหากำลังรับแรงเฉือนอาจใช้ Field Vane Shear Test วัดในสนามโดยตรงร่วมกับผล SPT และการทดสอบในห้องปฏิบัติการ เพื่อให้พารามิเตอร์ที่ใช้ออกแบบน่าเชื่อถือที่สุด

งานแบบไหนต้องตรวจ FS กำแพงกันดิน?

เกณฑ์ FS สามค่าในข้อ 31 เขียนไว้สำหรับกำแพงกันดินแบบมีฐาน เช่น Gravity Wall และ Cantilever Wall ส่วนระบบที่ไม่มีฐาน เช่น เข็มพืด ใช้การตรวจสอบแบบอื่น เช่น ความลึกฝังและแรงในสมอยึด (เปรียบเทียบแต่ละชนิดใน กำแพงกันดินมีกี่ประเภท เลือกแบบไหนดี) ตัวอย่างงานที่พบบ่อย:

  • กำแพงกันดินริมถนนหรือที่ดินต่างระดับ — ในโครงการจัดสรรหรือบ้านบนเนิน
  • ผนังกันดินชั้นใต้ดินของอาคาร — รับทั้งแรงดันดินและแรงดันน้ำถาวร
  • เขื่อนกันดินริมน้ำ ริมคลอง — เผชิญการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำสองฝั่งตลอดปี
  • งานถมดินสูงชิดแนวเขตที่ดินข้างเคียง — กรณีพิพาทเพื่อนบ้านจากดินถมไหลจำนวนมาก เริ่มจากกำแพงกันดินที่ไม่ได้ออกแบบตามหลักวิศวกรรม

ยังไม่แน่ใจว่างานของคุณจำเป็นต้องมีวิศวกรออกแบบหรือไม่ อ่านเกณฑ์ในสร้างกำแพงกันดิน เมื่อไหร่ต้องมีวิศวกร และถ้ากำลังเปรียบเทียบระบบก่อสร้าง ดูปัจจัยต้นทุนในกำแพงกันดินสำเร็จรูป vs หล่อในที่ อะไรกำหนดราคา

เริ่มงานกำแพงกันดินให้ถูกกฎหมายอย่างไร? เจาะดิน → ออกแบบ → ตรวจ FS

  1. เจาะสำรวจดินตามแนวกำแพง — เก็บข้อมูลชั้นดิน ค่า SPT ตัวอย่างดินไปทดสอบในห้องปฏิบัติการ และระดับน้ำใต้ดิน
  2. วิศวกรออกแบบจากข้อมูลดินจริง — กำหนดรูปตัดกำแพง ระบบระบายน้ำ และตรวจสอบ FS ทั้งสามค่าให้ผ่านเกณฑ์
  3. จัดทำรายการคำนวณที่อ้างอิงที่มาของค่าดินได้ — เพื่อใช้ประกอบการขออนุญาตหรือยืนยันกับผู้เกี่ยวข้อง

SPN ให้บริการครบทั้งสองช่วงคืองานเจาะสำรวจและทดสอบดิน และงานออกแบบด้านวิศวกรรมธรณีซึ่งครอบคลุมโครงสร้างกันดิน (Retaining Structure) จึงออกแบบจากข้อมูลดินจริงของพื้นที่ได้ครบจบในที่เดียว

ภาพสามมิติด้านล่างเชื่อมข้อมูลดินเข้ากับการตรวจ FS ทั้งสามด้าน เริ่มจากเจาะสำรวจตามแนวกำแพง ทดสอบ SPT และเก็บตัวอย่างดินไปหาค่า γ, φ, c รู้ระดับน้ำใต้ดิน แล้วจึงคำนวณ FS เทียบเกณฑ์ขั้นต่ำ

แบบจำลอง 3 มิติ การเก็บข้อมูลดินตามแนวกำแพงกันดิน เพื่อใช้ตรวจอัตราส่วนความปลอดภัยครบสามด้านตามกฎกระทรวง ภาพสามมิติเชิงแนวคิด ก้อนดินที่ตัดให้เห็นชั้นดิน ได้แก่ ดินถม ดินเหนียวอ่อน ดินเหนียวแข็ง และทราย บนผิวดินมีเส้นประสีส้มแสดงแนวกำแพงที่จะสร้าง มีหมุดปักหัวท้าย บนแนวนี้มีเครื่องเจาะสำรวจแบบสามขากำลังเจาะหลุมหนึ่ง และหน้าตัดด้านหน้าแสดงหลุมเจาะอีกหลุมพร้อมจุดเก็บตัวอย่างและทดสอบ SPT เป็นช่วง ๆ เส้นประสีน้ำเงินคือระดับน้ำใต้ดิน กรอบขวาแสดงอัตราส่วนความปลอดภัยสามด้านเป็นแถบเทียบเกณฑ์ขั้นต่ำ เลื่อนไถล 1.50 พลิกคว่ำ 2.00 และกำลังแบกทาน 3.00 ของกำแพงกันดินแบบมีฐานตามกฎกระทรวงฐานราก 2566 ข้อ 31 ตัวอย่างค่าสมมติสองด้านผ่าน แต่กำลังแบกทานได้ 2.6 ต่ำกว่า 3.00 จึงต้องปรับแบบแล้วตรวจใหม่ ต้องผ่านครบทั้งสามด้าน แบบจำลอง 3 มิติ (3D): จากข้อมูลดินจริง สู่ FS ครบ 3 ด้าน แผนภาพไม่ตามมาตราส่วน ดินถม ดินเหนียวอ่อน ดินเหนียวแข็ง ทราย 1 เจาะสำรวจตามแนวกำแพง แนวเส้นส้ม = กำแพงที่จะสร้าง 2 SPT + เก็บตัวอย่าง ส่งทดสอบ γ, φ, c ในแล็บ 3 ระดับน้ำใต้ดิน แรงดันน้ำเพิ่ม · แรงต้านลด 4 ดินใต้ฐานกำแพง ใช้ตรวจเลื่อนไถล + แบกทาน ตรวจ FS ครบ 3 ด้าน ข้อ 31 · กำแพงกันดินแบบมีฐาน เลื่อนไถล ≥ 1.50 ตัวอย่าง 1.80 พลิกคว่ำ ≥ 2.00 ตัวอย่าง 2.40 กำลังแบกทาน ≥ 3.00 ตัวอย่าง 2.60 ไม่ผ่านด้านใด → ปรับแบบ แล้วตรวจใหม่จนผ่านครบ 3 ด้าน ค่าตัวอย่างเป็นค่าสมมติเพื่ออธิบาย
แบบจำลอง 3 มิติ — ① เจาะสำรวจตามแนวกำแพง (เส้นส้ม) ② ทดสอบ SPT และเก็บตัวอย่างเป็นช่วงความลึกเพื่อหาค่า γ, φ, c ③ ระดับน้ำใต้ดินเพิ่มแรงดันและลดแรงต้าน ④ ดินใต้ฐานกำแพงใช้ตรวจการเลื่อนไถลและกำลังแบกทาน กรอบขวา: ค่าสมมติของ FS สามด้านเทียบเกณฑ์ขั้นต่ำ 1.50 / 2.00 / 3.00 ของกำแพงกันดินแบบมีฐาน (กฎกระทรวงฐานราก 2566 ข้อ 31) ตัวอย่างนี้ผ่านสองด้านแต่กำลังแบกทานได้ 2.60 จึงต้องปรับแบบแล้วตรวจใหม่ (ภาพ: SPN Soil Engineering)

สรุป: FS ต้องผ่านครบ 3 ด้าน และต้องคำนวณจากดินจริง

กฎกระทรวงฐานราก 2566 กำหนดเกณฑ์ความปลอดภัยของกำแพงกันดินไว้ชัดเจนทั้งการเลื่อนไถล (1.50) การพลิกคว่ำ (2.00) และกำลังแบกทานของดินฐานราก (3.00) และทุกค่าคำนวณจากคุณสมบัติดินจริง งานกำแพงกันดินที่ปลอดภัยและถูกกฎหมายจึงเริ่มต้นที่การเจาะสำรวจดิน ตามด้วยการออกแบบโดยวิศวกรที่เห็นข้อมูลดินของพื้นที่นั้นจริง ๆ ไม่ใช่แบบสำเร็จรูปที่ยกมาจากที่อื่น

📌 ข้อจำกัดความรับผิดชอบ

บทความนี้สรุปสาระของกฎกระทรวงเพื่อความเข้าใจเบื้องต้นเท่านั้น ไม่ใช่คำแนะนำทางกฎหมายหรือทางวิศวกรรมสำหรับโครงการใดโครงการหนึ่ง การอ้างอิงเพื่อใช้งานจริงให้ยึดตัวบทกฎกระทรวงฉบับราชกิจจานุเบกษา และปรึกษาวิศวกรผู้มีใบอนุญาตประจำโครงการ