กำแพงกันดินพังได้ 3 แบบ — กฎหมายจึงกำหนด FS 3 ค่า
กำแพงกันดินไม่ได้พังแบบเดียว กลไกการวิบัติหลักมี 3 แบบ และกฎกระทรวงกำหนดอัตราส่วนความปลอดภัยขั้นต่ำแยกไว้ครบทั้งสามด้าน:
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)
| การตรวจสอบ | อัตราส่วนความปลอดภัยขั้นต่ำตามกฎกระทรวง 2566 |
|---|---|
| การเลื่อนไถล (Sliding) | 1.50 |
| การพลิกคว่ำ (Overturning) | 2.00 |
| กำลังแบกทานของดินฐานราก (Bearing) | 3.00 |
กฎเกณฑ์เหล่านี้เป็นส่วนหนึ่งของกฎกระทรวงกำหนดฐานรากของอาคารและพื้นดินที่รองรับอาคาร พ.ศ. 2566 ซึ่งครอบคลุมตั้งแต่การเจาะสำรวจดิน ฐานรากแผ่ เสาเข็ม ไปจนถึงกำแพงกันดิน — อ่านภาพรวมทั้งฉบับได้ในสรุปกฎกระทรวงฐานราก 2566 ฉบับเข้าใจง่าย
ข้อมูลดินที่ต้องมีก่อนออกแบบกำแพงกันดิน
จุดสำคัญที่หลายคนมองข้าม: FS ทั้งสามค่าคำนวณไม่ได้เลยถ้าไม่รู้คุณสมบัติของดินจริง ทั้งดินหลังกำแพง ดินใต้ฐาน และระดับน้ำใต้ดิน:
| การตรวจสอบ | พารามิเตอร์ดินที่ต้องใช้ | ได้จากการทดสอบ |
|---|---|---|
| แรงดันดินด้านข้าง | หน่วยน้ำหนักดิน, มุมเสียดทานภายใน (φ), แรงยึดเกาะ (c) | เจาะสำรวจ + ทดสอบในห้องปฏิบัติการ |
| การเลื่อนไถล | แรงเสียดทานใต้ฐาน, คุณสมบัติดินใต้ฐาน | เจาะสำรวจ + SPT + ทดสอบแรงเฉือน |
| กำลังแบกทาน | กำลังแบกทานของดินใต้ฐาน | เจาะสำรวจ, SPT, หรือ Plate Bearing Test |
| ผลของน้ำ | ระดับน้ำใต้ดิน, การเปลี่ยนแปลงตามฤดู | หลุมเจาะสำรวจ / บ่อสังเกตการณ์ |
แรงดันน้ำหลังกำแพงที่ระบายไม่ทันเพิ่มแรงผลักมหาศาลเกินกว่าที่ออกแบบเผื่อไว้ กำแพงกันดินที่วิบัติจำนวนมากเกิดหลังฝนตกหนัก การรู้ระดับน้ำใต้ดินจากการเจาะสำรวจและการออกแบบระบบระบายน้ำหลังกำแพงจึงสำคัญไม่แพ้ตัวโครงสร้าง อ่านเพิ่มในน้ำใต้ดินมีผลต่อฐานรากอย่างไร
สำหรับชั้นดินเหนียวอ่อน การหากำลังรับแรงเฉือนอาจใช้ Field Vane Shear Test วัดในสนามโดยตรงร่วมกับผล SPT และการทดสอบในห้องปฏิบัติการ เพื่อให้พารามิเตอร์ที่ใช้ออกแบบน่าเชื่อถือที่สุด
งานแบบไหนเข้าข่ายต้องคิดเรื่องนี้
- กำแพงกันดินริมถนนหรือที่ดินต่างระดับ — ในโครงการจัดสรรหรือบ้านบนเนิน
- ผนังกันดินชั้นใต้ดินของอาคาร — รับทั้งแรงดันดินและแรงดันน้ำถาวร
- เขื่อนกันดินริมน้ำ ริมคลอง — เผชิญการเปลี่ยนแปลงระดับน้ำสองฝั่งตลอดปี
- งานถมดินสูงชิดแนวเขตที่ดินข้างเคียง — กรณีพิพาทเพื่อนบ้านจากดินถมไหลจำนวนมาก เริ่มจากกำแพงกันดินที่ไม่ได้ออกแบบตามหลักวิศวกรรม
เริ่มยังไงให้ถูกกฎหมาย: เจาะดิน → ออกแบบ → ตรวจ FS
- เจาะสำรวจดินตามแนวกำแพง — เก็บข้อมูลชั้นดิน ค่า SPT ตัวอย่างดินไปทดสอบในห้องปฏิบัติการ และระดับน้ำใต้ดิน
- วิศวกรออกแบบจากข้อมูลดินจริง — กำหนดรูปตัดกำแพง ระบบระบายน้ำ และตรวจสอบ FS ทั้งสามค่าให้ผ่านเกณฑ์
- จัดทำรายการคำนวณที่อ้างอิงที่มาของค่าดินได้ — เพื่อใช้ประกอบการขออนุญาตหรือยืนยันกับผู้เกี่ยวข้อง
SPN ให้บริการครบทั้งสองช่วงคืองานเจาะสำรวจและทดสอบดิน และงานออกแบบด้านวิศวกรรมธรณีซึ่งครอบคลุมโครงสร้างกันดิน (Retaining Structure) จึงออกแบบจากข้อมูลดินจริงของพื้นที่ได้ครบจบในที่เดียว
สรุป
กฎกระทรวงฐานราก 2566 กำหนดเกณฑ์ความปลอดภัยของกำแพงกันดินไว้ชัดเจนทั้งการเลื่อนไถล (1.50) การพลิกคว่ำ (2.00) และกำลังแบกทานของดินฐานราก (3.00) และทุกค่าคำนวณจากคุณสมบัติดินจริง งานกำแพงกันดินที่ปลอดภัยและถูกกฎหมายจึงเริ่มต้นที่การเจาะสำรวจดิน ตามด้วยการออกแบบโดยวิศวกรที่เห็นข้อมูลดินของพื้นที่นั้นจริง ๆ ไม่ใช่แบบสำเร็จรูปที่ยกมาจากที่อื่น
บทความนี้สรุปสาระของกฎกระทรวงเพื่อความเข้าใจเบื้องต้นเท่านั้น ไม่ใช่คำแนะนำทางกฎหมายหรือทางวิศวกรรมสำหรับโครงการใดโครงการหนึ่ง การอ้างอิงเพื่อใช้งานจริงให้ยึดตัวบทกฎกระทรวงฉบับราชกิจจานุเบกษา และปรึกษาวิศวกรผู้มีใบอนุญาตประจำโครงการ