‘กรุงเทพฯ’ ก้าวข้ามแผ่นดินไหว กูรู AIT ฟันธงตึกสูงในไทยปลอดภัย-มาตรฐานสูง

แสนสิริดีเดย์ 27 พฤษภาคม 2568 จัดเสวนาหัวข้อ “Beyond Blueprints 60 วันหลังแผ่นดินไหว ก้าวต่อด้วยพลังความร่วมมือ” โดยหนึ่งในไฮไลต์มีปรมาจารย์ด้านแผ่นดินไหว “ศ.ดร.เป็นหนึ่ง วานิชชัย” หัวหน้าภาควิชาวิศวกรรมโครงสร้าง สถาบันเทคโนโลยีแห่งเอเชีย (AIT) และผู้อำนวยการศูนย์วิจัยแผ่นดินไหวแห่งชาติ บรรยายพิเศษหัวข้อ “ผลกระทบของภัยพิบัติแผ่นดินไหวจากรอยเลื่อนสะกายต่ออาคารสูงในกรุงเทพฯ” มีสาระสำคัญที่น่าสนใจ ดังนี้

“แอ่งดินอ่อนกรุงเทพฯ”

“ศ.ดร.เป็นหนึ่ง” เปิดประเด็นว่า แผ่นดินไหวเราไม่คิดว่าจะเกิดขึ้นในเร็ววัน และเรากำลังเรียนรู้จากสิ่งเหล่านี้อยู่ โดยแอ็กติวิตี้ด้านแผ่นดินไหวเกิดขึ้นเยอะในรอบ 100 ปีที่ผ่านมา ไหวเยอะ ๆ ในประเทศพม่า จีนตอนใต้ ทะเลอันดามัน ส่วนไทยมีภาคเหนือกับฝั่งตะวันตก แต่ไม่ค่อยมีเหตุการณ์แผ่นดินไหวที่กรุงเทพฯเลย

แผ่นดินไหวทั้งหมดเกิดจากการเคลื่อนตัวของแผ่นเปลือกโลก ตำแหน่งเกิดคือรอยเลื่อนของเปลือกโลก โดยเมืองไทยมีรอยเลื่อนขนาดเล็กที่มีอัตราการเลื่อนตัวต่ำ ซึ่งอาจต้องใช้เวลาเป็น 1,000 ปี จึงจะทำให้เกิดแผ่นดินไหวใหญ่ ๆ สักลูกหนึ่ง โดยเมื่อ 28 มีนาคม 2568 ที่ผ่านมา เกิดการไถลตัวของแนวรอยเลื่อนสะกาย ผ่านเมืองมัณฑะเลย์ ไถลผ่านมาที่เมืองเนย์ปิดอว์ เป็นแนวยาวหลายร้อยกิโลเมตร ตลอดแนวนี้การสั่นสะเทือนรุนแรงมาก

ในพื้นที่ออกห่างออกไป ความรุนแรงก็ลดหลั่นลงไปตามลำดับ ยิ่งไกลก็ยิ่งเบา แต่ปัญหามีอยู่ว่ามันมาแรงใหม่อีกทีที่กรุงเทพมหานคร เกิดอะไรขึ้น เพราะปกติ “คลื่นสั่นสะเทือน” เวลาวิ่งไปไกล ๆ จะลดทอนความแรงลงไป เป็นเรื่องที่รู้กันมานานแล้วในหมู่วิศวกรรมแผ่นดินไหว ว่าสภาพทางธรณีวิทยาบางรูปแบบ มันขยายความรุนแรงแผ่นดินไหวได้ รูปแบบนั้นส่วนใหญ่เป็นพื้นที่ที่มี “ดินอ่อน” หรือพื้นที่ที่มีลักษณะเป็น “แอ่งดินขนาดใหญ่”

ข้อมูลธรณีวิทยา 5 จังหวัดรวมกรุงเทพฯ เป็นแอ่งดินอ่อนขนาดใหญ่ เรียกว่า “แอ่งกรุงเทพฯ” ซึ่งสามารถขยายความรุนแรงของแผ่นดินไหวได้ 3-4 เท่าตัว และมันก็ขยายความแรงในช่วง “ความถี่ต่ำ” คำอธิบาย คลื่นความสั่นสะเทือนแบ่งเป็นความถี่สูง ความถี่ต่ำ โดยความถี่ต่ำเป็น “คาบความสั่นยาว” หรือคาบยาว ถ้าความถี่สูงเป็นแผ่นดินไหวคาบสั้น

งานวิจัยพบว่า แอ่งดินอ่อนมีรูปร่างเหมือนกระทะธรรมดา โดยก้นกระทะอยู่ที่กรุงเทพฯ ความลึก 800 เมตร ขอบกระทะอยู่ที่ฉะเชิงเทรา ชลบุรี นครนายก พระนครศรีอยุธยา และสมุทรสงคราม เป็นแอ่งดินอ่อนขนาดยักษ์ ซึ่งมีหลาย ๆ จังหวัดอยู่ในนั้น แล้วแอ่งดินอ่อนก็สามารถขยายความถี่คลื่นเป็นคลื่นคาบยาวได้ แต่ว่าลักษณะการขยายขึ้นกับความลึก ขึ้นกับลักษณะผิวดินนั้น ๆ เหตุการณ์คือ คลื่นแผ่นดินไหวมาจากพม่า มาถึงแอ่งดินอ่อนก็ขยายความแรงขึ้นมา และคลื่นที่ขยายความแรงเรียกว่าเป็นคลื่นความถี่ต่ำหรือคาบยาว ผลก็คือไปส่งผลต่ออาคารบางรูปแบบ ส่วนใหญ่เป็นอาคารสูงที่มีจังหวะในการโยกตัวเป็นคาบยาว เหมือนกับการสั่นสะเทือนของพื้นดิน ไม่ว่าจะเป็นอาคารที่แชร์ในโซเชียลมีเดีย แม้แต่รถไฟฟ้าก็มีการโยกตัว

ไฮไลต์งานนี้ก็เป็นอาคารกำลังก่อสร้างของ สตง.ที่ทุกคนทราบดีว่ามีการพังถล่มลงมา เป็นเรื่องที่ค่อนข้างแปลกว่า กรุงเทพฯอยู่ห่างจุดศูนย์กลางแผ่นดินไหวของรอยเลื่อนสะกาย 1,000 กิโลเมตร แล้วทำไมผลกระทบถึงรุนแรงขนาดนี้ งานวิจัยที่ค้นพบ อาคารสูง 50 ชั้น จะมีคาบในการสั่น 5 วินาทีต่อรอบ, สูง 20 กว่าชั้นคาบการสั่น 2.4 วินาทีต่อรอบ, อาคารเตี้ย 10 กว่าชั้นคาบการสั่น 1.1 วินาทีต่อรอบ

แนวการวิจัย การที่แผ่นดินโยกช้า ๆ คาบในการสั่นของอาคารสูงจะโยกแรงกว่าอาคารเตี้ย เกิดอาการ Resonance หรือการกำทอน พอจังหวะตรงกันจะกระตุ้นให้การสั่นได้แรง โดยกรุงเทพฯเป็นลักษณะผสมระหว่างเคสที่ 1 กับเคสที่ 2 คือจะสั่นค่อนข้างคาบยาว (ตึก 20-50 ชั้นขึ้นไป) ไม่ใช่เป็นการสั่นแบบคาบสั้น (ตึกเตี้ย) จากการศึกษาลักษณะของแอ่งดิน ลักษณะของแผ่นดินไหวที่มีอยู่โดยรอบ

ทีมวิจัยมีความเห็นตรงกันว่า กรุงเทพฯมีโอกาสเกิดภัยพิบัติแผ่นดินไหวขนาดใหญ่ในระยะไกล ซึ่งเป็นความเห็นที่เกิดมานานเป็นสิบ ๆ ปีแล้ว และเราก็ไม่ได้คิดว่ามันจะเกิดขึ้นในเร็ววัน โดยลักษณะการสั่นมันอาจจะไปเกิดการกำทอนอาคารสูง ทำให้มีการโยกตัวรุนแรง เกิดความเสียหายได้

สถานการณ์ที่ประเมินมี 3 รูปแบบใหญ่ ๆ ที่จะทำให้เกิดปัญหาต่ออาคารสูงได้ คือ

แบบที่ 1 แผ่นดินไหวขนาด 7-7.5 ริกเตอร์ที่ จ.กาญจนบุรี ซึ่งห่างออกไป 200 กิโลเมตร แบบนี้ยังไม่เกิด และคิดว่าเกิดยาก

แบบที่ 2 แผ่นดินไหวขนาด 8 ริกเตอร์ ตามรอยเลื่อนสะกายในประเทศพม่า ซึ่งเพิ่งเกิดเมื่อปลายเดือนมีนาคม 2568 ที่ผ่านมา ความจริงแบบนี้เราก็คิดว่าเกิดยากเหมือนกัน

แบบที่ 3 แผ่นดินไหวขนาด 8.5-9 ริกเตอร์ที่แนวมุดตัวที่อยู่ฝั่งตะวันตกของพม่า และอยู่ในแนวมุดตัวทะเลอันดามัน

ทั้ง 3 รูปแบบเป็นรูปแบบที่โอกาสเกิดค่อนข้างน้อย ในช่วงชีวิตเราโอกาสที่จะเกิดมีสัก 10% หรือน้อยกว่า นั่นคือการที่เราจะไม่เห็น (แผ่นดินไหว) ประมาณ 90% แต่ว่าเราก็กำหนดไว้ว่าเราต้องออกแบบอาคารสูงให้ทนทานแผ่นดินไหวได้ เพราะถึงแม้โอกาสเกิดจะน้อย แต่เราควรต้องออกแบบรองรับไว้เพราะถ้ามันเกิดเหตุการณ์ เราจะได้ปลอดภัย

กฎหมายปี 2550 มาตรฐานสูง

การเตรียมพร้อมรับมือร่วมกับกรมโยธาธิการและผังเมือง กำหนดการออกแบบและก่อสร้างอาคารทนทานแผ่นดินไหวตั้งแต่ปี 2550 เขียนไว้ชัดเจนว่า 5 จังหวัดในแอ่งดินอ่อนที่อาจได้รับผลกระทบจากแผ่นดินไหวระยะไกล (กรุงเทพฯ นนทบุรี ปทุมธานี สมุทรปราการ สมุทรสาคร) ผู้เกี่ยวข้องต้องมีความรับทราบว่ามีเรื่องนี้อยู่

ต่อมา กรมโยธาฯก็ออกมาตรฐานปี 2552 อัพเดตล่าสุดปี 2561 “มาตรการการออกแบบอาคารต้านทานแรงสั่นสะเทือนแผ่นดินไหว” ช่วยไกด์วิศวกร สถาปนิก ก็คือ เราจะแบ่งกรุงเทพฯ-ปริมณฑลออกเป็น 10 โซน เพราะแอ่งดินอ่อน ลักษณะและคุณสมบัติพื้นที่ต่างกัน จะกำหนดความรุนแรงของความสั่นไหวของอาคารที่เรียกว่า Spectra for Bangkok and Surrounding Provinces เป็นดัชนีชี้วัดผลกระทบที่มีต่ออาคารสูง อาคารทั่ว ๆ ไป แล้วความรุนแรงจะเป็นไปตามคาบการสั่นของอาคาร

เราได้ข้อมูลจากสถานีวัดในกรุงเทพฯ มี 5 สถานี จุดที่ได้ข้อมูล 2 จุดที่สถานีวัดพระจอมเกล้าฯ ธนบุรี มีแผ่นดินไหวทิศทางเหนือ-ใต้ ทิศทางออก-ตก เป็นแนวราบ จากแรงสั่นสะเทือนเราจะรู้ว่าความยาว 2 นาที กับสถานีวัดที่ศูนย์การประชุมแห่งชาติสิริกิติ์ สิ่งแรกที่เราทำ นำสิ่งที่วัดได้นำมาคำนวณผลกระทบแผ่นดินไหว เทียบกับมาตรฐานที่รัฐกำหนดให้วิศวกรอยู่แล้ว

สิ่งที่เกิดขึ้นไม่ได้แรงถึงขั้น DBE หรือ MCE แต่ว่าความรุนแรงเป็นไปตามค่าความโยกตัวของตัวอาคาร การโยกตัว 2 วินาที อาคาร 20 ชั้น, การโยกตัว 4 วินาที อาคาร 40 ชั้น, เวลา 6 วินาทีสูง 60 ชั้น ในภาพรวมจะมีค่า 1-5 วินาทีสำหรับอาคารสูง ถ้าเวลาเกิน 5 วินาทีเป็นต้นไป จะเป็นอาคารซูเปอร์มอลล์ หรืออาคารสูงเกิน 300 เมตร ซึ่งไทยมีจำนวนน้อย โดยอาคารสูงส่วนใหญ่อยู่ในค่า 1-5 วินาที ก็ยังอยู่ในระดับมาตรฐานที่กำหนดไว้ เพราะฉะนั้น ถ้าออกแบบได้ตามมาตรฐาน ตามหลักวิศวกรรมรองรับแผ่นดินไหว เราไม่ควรจะเห็นความเสียหายที่เกิดขึ้นแบบรุนแรง

ผลการสำรวจของสมาคมวิศวกรโครงสร้างแห่งประเทศไทยพบว่า อาคารสูงหลายร้อยหลังที่มีความเสียหาย ส่วนใหญ่เป็นพวกไม่เกี่ยวกับโครงสร้าง เช่น ผนัง ฝ้าเพดาน ลิฟต์ ระบบต่าง ๆ ทำให้อาคารไม่มีประสิทธิภาพใช้งานได้ หรือเสียหายเล็กน้อย แต่ที่เสียหายถึงตัวโครงสร้างมี 10 หลัง และมีอาคารพังทลาย (สตง.) ซึ่งสาเหตุก็ยังสอบสวนกันอยู่ ซึ่งปกติแล้วระดับความรุนแรงไม่ได้เกินระดับมาตรฐาน เพราะฉะนั้น มันก็ไม่ควรจะพังทลาย ถ้าไม่มีสาเหตุพิเศษ

รู้จัก Roof Drift Ratio

ทาง AIT พยายามทำความเข้าใจว่ามันเกิดอะไรขึ้น ทั้ง ๆ ที่ความรุนแรงยังไม่ถึงระดับขั้นที่กำหนดไว้ในการออกแบบอาคาร มีการคำนวณและนำดัชนีที่ใช้ คือ Roof Drift Ratio ซึ่งเมื่ออาคารโยกตัวไปมา อาคารโยกตัวสูงสุดยอดอาคารมีค่าเท่าไหร่ นำมาหารด้วยความสูงของอาคาร จะเป็นตัวบ่งว่าอาคารเสียหายมากน้อยแค่ไหน ยิ่ง Roof Drift Ratio มีค่ามากก็เสียหายมาก ข้อมูลที่วัดได้จากสถานีวัดใกล้ ๆ อาคาร กทม.2 (ดินแดง) พบว่าค่าไม่ถึง 1%

ขณะที่การโยกตัวของอาคารยังขึ้นกับอีกปัจจัยหนึ่ง นอกจากคาบการสั่นแล้ว ยังขึ้นกับ “อัตราการสลายพลังงานของอาคาร” หรือ Damping Ratio ยกตัวอย่าง อาคารสูงเท่ากัน ขนาดเท่ากัน แต่ว่าอาคารที่มี Damping Ratio ไม่เท่ากัน ตั้งแต่ 1%, 2.5%, 5% พบว่า อาคารที่มีค่า 5% (การโยกตัว) จะหยุดเร็ว อาคารที่มีค่า 2.5% จะหยุดช้ากว่า และอาคารที่มีค่าต่ำสุด หรือ 1% จะใช้เวลานานที่สุดในการสั่น

“แต่เดิมเราเชื่อกันว่าอาคารมีแดมปิ้งเรโช 5% ในมาตรฐานเวอร์ชั่นหลัง (ปี 2561) เราเสนอให้วิศวกรพิจารณาค่าแดมปิ้งเรโชที่ 2.5% เพราะในสากลโลกในหลายประเทศเขาก็คิดกันว่าแดมปิ้งในอาคารสูงน่าจะน้อยกว่าอาคารปกติ แต่จากครั้งนี้ (28 มีนาคม) ที่เกิดขึ้น เรามีข้อมูลเพิ่มเติมว่าจากการไปวัดดู เราคิดว่าค่าแดมปิ้งของอาคารน่าจะลงมาอยู่ที่ 1%”

ผลเสียหายที่เกิดกับอาคารจากเหตุแผ่นดินไหว จะเห็นว่ามันขึ้นกับตัวแปรว่าอาคารมีอัตราการสลายพลังงานเยอะหรือน้อย แผ่นดินไหวสั่นแรง หรือสั่นเบา แต่ในช่วงสั่นแรงที่สุดคืออาคารที่โยกใกล้ ๆ 3 วินาทีต่อรอบ เช่น อาคารโรงพยาบาลราชวิถีสูง 25 ชั้น อาคาร สตง.ที่มีความเสียหายที่เชียร์วอลล์ สูง 40 ชั้น ก็อยู่ในช่วง 3 วินาทีต่อรอบเช่นเดียวกัน ฉะนั้นอาจจะบอกได้ว่า การเกิดเหตุการณ์ครั้งนี้เป็นการทดสอบครั้งใหญ่ของอาคารสูง และอาคารส่วนใหญ่ก็สอบผ่าน อาคารเกือบทั้งหมดสอบผ่าน มีอาคารสอบตกอยู่หลังเดียว มีอาคารที่สอบใกล้ ๆ ตกก็มีจำนวนหนึ่ง แต่ไม่เป็นสาระ

ไฮไลต์ “เชียร์วอลล์ต้องเหนียว”

คำถามต่อมาคือ เหตุการณ์แผ่นดินไหวจะเกิดได้บ่อยขนาดไหน ครั้งนี้เกิดที่รอยเลื่อนสะกายมีความยาวมาก แต่เกิดเฉพาะบางส่วนของรอยเลื่อน พลิกดูประวัติรอยเลื่อนสะกายเวลาเกิดแผ่นดินไหวจะเกิดไถลตามแนวรอยเลื่อนสะกาย แต่ว่าจะไถลเฉพาะบางส่วน ไม่ได้เกิดตลอดทั้งแนว โดยตำแหน่งเกิดแผ่นดินไหวรอบนี้ สถิติครั้งสุดท้ายที่เคยเกิดตำแหน่งนี้เกิดในสมัยรัชกาลที่ 3 ปี ค.ศ. 1839, ตำแหน่งมัณฑะเลย์ ก่อนหน้านี้เกิดขึ้นเมื่อปี ค.ศ. 1912 หรือร้อยกว่าปีมาแล้ว, มองอีกฝั่งเมืองพะโค ครั้งสุดท้ายที่ไถลตัวเมื่อปี 1930 หรือ 95 ปีมาแล้ว เพราะมันไม่ใช่เหตุการณ์ที่เกิดขึ้นง่าย ๆ เลย

“เราคิดว่าโดยเฉลี่ยอาจจะเกิดช่วงเวลาเนย์ปิดอว์ 200 ปี อีกนาน แต่เท่าที่ผมศึกษาแผ่นดินไหวมา มันก็เอาแน่เอานอนอะไรไม่ได้ ดูได้คร่าว ๆ เราบอกได้ว่าโอกาสที่จะเกิดแบบนี้น่าจะยาก ผมคิดว่าทุก ๆ 3-5 ปี เราอาจจะเจออาคารโยกตัวสักครั้งหนึ่ง แต่จะไม่รุนแรงเหมือนเหตุการณ์เมื่อ 28 มีนาคม หรือโอกาสที่จะเกิดเหมือน 28 มีนาคม อีกสักครั้งหนึ่งคงจะน้อย และเผลอ ๆ เราอาจจะไม่เจอมันอีกแล้ว โอกาสที่เจอก็คง 10% โอกาสไม่เจอ 90%”

แต่ว่าถ้าเราจะเผื่อ ทำให้มั่นใจว่าอาคารปลอดภัย ทำยังไง คำตอบคือทำตามมาตรฐานอาคารต้านแผ่นดินไหวปี 2550 แต่จุดที่อยากให้เน้นก็คือตัวเชียร์วอลล์ เพราะระบบของเราตัวที่รับแรงแผ่นดินไหวจริง ๆ คือตัวเชียร์วอลล์

“ผมไฮไลต์ไว้คำเดียว ต้องทำให้เชียร์วอลล์เหนียว เรื่องนี้กำหนดไว้เป็นมาตรฐานอยู่ แต่หลังจากเหตุการณ์นี้ เราอาจเน้นย้ำประเด็นนี้เป็นเรื่องสำคัญ เพราะเชียร์วอลล์ทำจากคอนกรีตเสริมเหล็ก คอนกรีตเป็นวัสดุเปราะ แต่เหล็กเสริมที่อยู่ข้างในทำให้เชียร์วอลล์เหนียวได้ เราต้องจัดเรียงเหล็กเสริมในลักษณะพิเศษ จนกระทั่งทำให้เชียร์วอลล์สามารถโยกได้ โดยที่ไม่พังแบบเปราะ”