รู้หรือไม่ว่าบางครั้งกำแพงคอนกรีตที่เราเห็นกันบ่อย ๆ อาจไม่ได้เป็นแค่กำแพงทั่วไปเท่านั้น แต่เป็นโครงสร้างที่สร้างให้เป็นกำแพงกันดินโดยเฉพาะ สำหรับใครที่ยังไม่เคยรู้จักกับโครงสร้างขนาดใหญ่ชนิดนี้เลย วันนี้จระเข้จะพาไปพูดคุยกับ ศาสตราจารย์ ดร.อวิรุทธิ์ ชินกุลกิจนิวัฒน์ อาจารย์ประจำสาขาวิชาวิศวกรรมโยธา สำนักวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี ที่พร้อมจะมอบความรู้ดี ๆ ให้กับทุกคนแล้ว
ยาวไปอยากเลือกอ่านกำแพงกันดินคืออะไร สำคัญอย่างไร?
กําแพงกันดิน คือ เครื่องมือทางวิศวกรรมที่ช่วยให้สามารถทำงานก่อสร้างที่ต้องการความต่างระดับของดินสองฝั่งได้อย่างประหยัดและปลอดภัย ทั้งนี้การมีความต่างระดับของดิน จำเป็นต้องพิจารณาเสถียรภาพของดินที่ต่างระดับกัน ดังนั้นจึงต้องมีการค่อย ๆ ไล่ระดับดินขึ้นไปเพื่อให้ลาดดินไม่ชันจนเกินไป
ด้วยเหตุผลดังกล่าวหากระดับดินมีความแตกต่างกันมากเท่าไหร่ ก็จำเป็นต้องใช้พื้นที่และปริมาณดินมากขึ้นในการการผายลาดดินออก แต่การใช้กำแพงกันดินจะช่วยให้เราสามารถตั้งดินขึ้นไปได้โดยลดความจำเป็นที่จะต้องผายลาดดินออก ทำให้สามารถลดงบทรัพยากรด้านต่าง ๆ ในการก่อสร้างได้อย่างมาก ทั้งในแง่ของงบประมาณและพื้นที่ในการก่อสร้าง
กำแพงกันดินมักจะพบได้ในพื้นที่ใดของประเทศไทย ทำไมถึงต้องสร้างในพื้นที่เหล่านั้น
กำแพงกันดินถือเป็นเครื่องมือทางวิศวกรรมที่มีใช้อย่างกว้างขวางในงานหลากหลายประเภท ดังนั้นจึงพบงานกำแพงกันดินทั่วไปทั้งในเขตเมืองใหญ่ เช่น งานอุโมงค์ ทางลอด งานฐานรากของอาคารขนาดใหญ่ รวมทั้งสถานีรถไฟฟ้าใต้ดิน รวมถึงพื้นที่ต่าง ๆ ทั่วประเทศ เช่น การทำทางแยกต่างระดับทั้งในเมืองใหญ่ และตามต่างจังหวัด และงานถนนตามลาดเขา เป็นต้น
“อุโมงค์ ทางลอด ทางแยกต่างระดับ”
กำแพงกันดินแบบใดที่เหมาะกับการใช้งานในประเทศไทย เพราะเหตุใด?
จริงๆแล้วการพิจารณาเลือกชนิดของกำแพงกันดิน ขึ้นกับประเภทของงานมากกว่า ทั้งนี้กำแพงกันดินที่ใช้งานวิศวกรรมมีหลายประเภท ได้แก่ Gravity wall Cantiliver wall, Mechanical stabilized earth wall, Piling wall รวมถึง Diaphame wall
1. Gravity Wall และ Cantilever wall
จะใช้ในงานที่ต้องการความต่างระดับของดินด้านหน้าและหลังกำแพงไม่มากนัก และส่วนมากแล้วดินทางด้านหลังกำแพงมักเป็นดินถม สำหรับ Gravity wall จะใช้น้ำหนักของตัวกำแพงเองเป็นตัวสร้างเสถียรภาพ ดังนั้นจึงต้องการความหนาของกำแพงมากเมื่อเทียบกับความสูง ขณะที่ Cantilever wall จะมีการเพิ่มคานด้านล่างฝั่งหลังกำแพง ทำให้เพิ่มแรงค้ำยันให้กับผนังแนวตั้งของกำแพง สามารถใช้กับดินที่ต่างระดับกันได้สูงกว่า กำแพงแบบ Gravity Wall
2. Piling wall
ซึ่งมีการตอกเสาเข็ม ใช้แรงต้านจากดินระดับต่ำกว่าทั้งสองฝั่ง เพื่อรับแรงดันจากดินที่สูงกว่า สมัยก่อนจะใช้เป็นเสาไม้ แต่ปัจจุบันใช้เสาคอนกรีต หรือใช้เหล็กชีทไพล์ (Sheet Pile Steel) โดยตอกให้ให้ถี่ต่อเนื่องกันเป็นแนวกำแพง วิธีนี้จึงก่อสร้างได้อย่างสะดวก รวดเร็ว ใช้พื้นที่น้อย
3. Mechanically Stabilized Earth Wall (MSE Wall)
เป็นกำแพงที่มีลักษณะคล้ายจิ๊กซอว์ ประกอบด้วยแผ่นคอนกรีตหล่อสำเร็จมาประกบกัน โดยมีระบบยึดรั้งด้านหลังแผ่นคอนกรีต ทำหน้าที่ในการสร้างเสถียรภาพให้กับกำแพงประเภทนี้ กำแพงกันดินประเภทนี้เราพบเห็นได้บ่อยตามทางแยกต่างระดับ
4. Diaphragm Wall
เป็นกำแพงกันดินที่ใช้คอนกรีตหล่อในที่ต่อกันเป็นแนวกำแพง การก่อสร้างคล้ายกับการทำเสาเข็มเจาะระบบเปียก คือ จะใช้กระเช้าตักดิน ขุดดิน ขึ้นมาเป็นแนวกำแพง ระหว่างการขุดจะใช้สารละลายเบนโทไนท์ในการป้องกันการถล่มของดินโดยรอบ จากนั้นจึงหย่อนเหล็กเสริมแล้วเทคอนกรีตทิ้งไว้จนคอนกรีตแข็งตัว จึงขุดดินข้างในกำแพงออก กำแพงประเภทนี้เหมาะกับงานฐานรากของอาคารขนาดใหญ่ หรือ งานที่มีการก่อสร้างโครงสร้างใต้ดินร่วมด้วย
การสร้างกำแพงกันดินให้แข็งแรงทนทาน ต้องคำนึงถึงปัจจัยใดบ้าง?
การสร้างกำแพงกันดินให้ทนทานแข็งแรง ให้ใช้วัสดุที่ได้มาตรฐาน มีการสำรวจและออกแบบอย่างถูกต้องตามหลักวิศวกรรม ก็สามารถมั่นใจได้ว่ากำแพงกันดินจะมีความแข็งแรงทนทาน
ความท้าทายของการสร้างกำแพงกันดินในปัจจุบัน
ความท้าทายของการสร้างกำแพงกันดินในปัจจุบัน จะเป็นเรื่องของวัสดุที่นำมาใช้ สามารถมีราคาต่อหน่วยที่ถูกลง แต่มีกำลังสูงขึ้นได้อย่างไร และที่สำคัญที่สุด คือ เรื่องการรักษ์โลก ดังนั้นการใช้วัสดุหมุนเวียน หรือการลดการปล่อยคาร์บอนในกระบวนการผลิต เป็นเรื่องที่เราจะให้ความสำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ
อีกประเด็น คือ เทคโนโลยีในการก่อสร้าง ที่จะทำให้ก่อสร้างได้เร็วขึ้น มีข้อจำกัดในการเข้าถึงของเครื่องจักรน้อยลง และใช้แรงงานให้น้อยลง ทดแทนด้วยระบบ automate ที่จะนำมาใช้ในการก่อสร้าง
ศาสตราจารย์ ดร.อวิรุทธิ์ ชินกุลกิจนิวัฒน์
- อาจารย์ประจำสาขาวิชาวิศวกรรมโยธา สำนักวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
- หัวหน้าศูนย์ความเป็นเลิศด้านวิศวกรรมโยธา มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีสุรนารี
- รองประธานสมาคมนานาชาติด้านวัสดุสังเคราะห์ทางธรณี (International Geosynthetics Society หรือ IGS)
สนใจความรู้เกี่ยวกับการก่อสร้างในด้านอื่น ๆ ไปอ่านกันต่อได้เลยที่
