งานแก้ไขเสาตอม่อระเบิด ที่เกิดจากสภาวะกัดกร่อนของสนิมจากความชื้นในอากาศ ด้วยวิธีรื้อทิ้งทำใหม่ Replace and Strengthening Pier column from corrosion disaster in wet situation

สวัสดีครับ วันนี้พบกับงานแก้ไขเสาตอม่ออาคารที่เกิดจากสภาวะสนิมกัดกร่อนเหล็กเสริม หรือที่เรียกว่า เสาระเบิด / เสาตอม่อระเบิด เรามาชมวิธีแก้ไขกันครับ

เกริ่นก่อนว่าในสภาวะอาคารที่มีอายุเยอะ เช่น ตัวอย่างในหัวข้อนี้ อาคารนี้มีอายุประมาณ60ปีจากคำบอกเล่าของเจ้าของอาคาร ตั้งอยู่ในย่านเทอดไท กทม. ตัวอาคารเป็นอาคารใต้ถุนเตี้ย ใต้อาคารเป็นลักษณะ ดินเลน ขังความชื้นและน้ำไว้ ทำให้ฐานรากบางส่วน มีสภาวะ เปียกตลอดเวลา( Saturated )ในส่วนที่ต่ำกว่าระดับดิน และมีสภาวะอิ่มตัวด้วยความชื้น(Saturated Air) ในส่วนพ้นพื้นดินขึ้นมา

ทำให้มีการเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่น (Oxidation)ในเหล็ก(ออกไซด์ของเหล็ก) ส่งผลให้ตัวเสาตอม่ออาคาร(Pier Column) ที่ตำแหน่งกึ่งกลางอาคารช่วงคานต่อเนื่อง (Continuous span) เกิดการสลายตัว พื้นที่หน้าตัดเหล็กเสริมแกนเสาหายไป 100% นั่นคือสาเหตุหลัก (Major effect from corrosion)

และสภาวะที่มากระทำที่ทำให้เสาตอม่อช่วงบน ใต้ท้องคานชั้น1 ในช่วงที่เกิดแผ่นดินไหวในประเทศไทย( Thailand Earthquake 2025 )มากระทำ เกิดแรงทางข้างเป็นภาวะวัฏจักรสลับไปมา (Cyclic load) ทำให้ตัวเสาตอม่อ เกิดช็อตคอลั่มน์ (Short column effect) ทำให้ช่วงเสาซัพพอร์ตคานในตำแหน่งนี้ หายไป จากสแปน 1 เท่า จึงกลายเป็น 2 เท่า นับว่าเป็นการพังอย่างสิ้นเชิง ตัวฐานตอม่อฐานราก เป็นอิสระออกจากกันกับคานชั้น1 โดยคานยังมีความเหนียวจากเซฟตี้แฟคเตอร์คุ้มครองอยู่ จึงทำให้ตัวอาคาร ในช่วงกึ่งกลางอาคารนี้ยังคงอยู่ได้

แต่สาเหตุของปัญหานั้น อาจไม่ได้เกิดจากกรรมของสภาวะการกัดกร่อนเนื่องจากความชื้นเพียงปัจจัยเดียว เนื่องจากตัวอาคาร มีสแปนเสา ค่อนข้างกว้างมาก จึงสันนิษฐานอีกแง่มุมได้ว่า ตัวอาคารอาจจะเกิดโอเวอร์โหลดตั้งแต่การออกแบบอยู่แล้ว ตอม่อเล็ก(Under Design)จึงทำให้ฐานรากฐานนี้นั้น มีโอกาสวิบัติถึงแม้จะไม่เกิดการกัดกร่อนของสนิมในเสาตอม่อจนทำให้เสาระเบิด เพียงแต่ว่าช่วงเวลาประจวบเหมาะกันทำให้เกิดการเสียหาย

ทั้งแผ่นดินไหว ทำให้เกิดแรงทางข้าง(Lateral Seismic Load) การกัดกร่อนของสภาวะออกไซด์ในเหล็ก (Corrosion Disaster) และรวมไปถึง การออกแบบดั้งเดิมที่อาจจะต่ำกว่ากำหนด (Under Design) อีกปัจจัยหนึ่งที่สำคัญและมองข้ามไม่ได้คือ ระยะหุ้มคอนกรีตในเหล็กเสริม (Covering Concrete) และเหล็กปลอก(Tie Bar)ก็มีความสำคัญไม่แพ้กัน ที่จะส่งผลในระยะยาวต่อการใช้งานอาคารที่เกิดขึ้นได้

รูปที่ 1 สภาพพื้นที่ใต้ถุนอาคารที่กักเก็บความชื้นสูง
รูปที่ 2 ภาพมุมกว้างสภาพของเสาตอม่ออาคาร ตำแหน่งกึ่งกลางอาคาร เกิดการสนิมกัดกร่อน จากสภาวะที่มีความชื้นสูง เสาระเบิด เสาเป็นสนิมเบ่งตัวจนคอนกรีตแตกออกมา

รูปที่ 2.1 สภาพความเสียหาย ภาพมุมใกล้ จะเห็นได้ว่า เหล็กแกนหลักเหล็กยืนเกิดการโก่งเดาะ ( Rebar Buckling ) สภาพของคอนกรีตที่โดนกะเทาะออก (Concrete Chapped) สภาพของเหล็กปลอก(Tie bar)ระยะห่างระหว่างปลอกน้อย มีสนิมขุม (Pitting Rush) กัดกินจนเป็นคอคอด พื้นที่หน้าตัดหายไปจนเหล็กเกือบจะแยกตัวออกจากกัน คอนกรีตขาดออกจากกัน ทำแนวเฉียงวิบัติแบบแรงเฉือน (Shear failure) นับว่าสิ้นสภาพของเสาตอม่อโดยสิ้นเชิง

คลิปวีดีโอ 2.2 ทำการเตรียมพื้นที่ ติดตั้งค้ำยัน งานแก้ไขเสาตอม่อเป็นสนิม ต่อม่อระเบิด เสาระเบิด

รูปที่3 ทำการค้ำยัน โครงสร้างอาคาร ดันคานคอดินเดิมเข้ากับฐานราก
รูปที่ 3.1 แม่แรงเกลียว( Screw Jack )เพื่อประคอง คาน แบกรับน้ำหนักอาคารชั้นบนผ่านคาน ถ่ายแรงสู่แม่แรงชุดนี้ เข้าสู่ฐานราก เข้าสู่เสาเข็ม เป็นความปลอดภัยลำดับที่1
รูปที่4 ติดตั้งมาตรวัด ติดตั้งDial indicator วัดค่าDisplacement วัดค่าการเคลื่อนตัวของทิศทางแนวดิ่ง
รูปที่ 5 ภาพทำการติดตั้ง มาตรวัด ค่าการเคลื่อนตัว Displacement monitoring ควบคู่กับทำการติดตั้ง กระบอกไฮดรอลิคแบบนัทล็อก เพื่อทำการPre-load ดันอาคารที่มีปัญหาให้ขยับขึ้นเล็กน้อย
กระบวนการนี้ ทำไปเพื่อให้ทราบว่าอาคารจะยกลอยตัวขึ้นก่อนที่จะทำการสกัดเสาตอม่อ เพื่อความปลอดภัยของผู้ปฏิบัติงาน
อีกทั้งการดันอาคารขึ้นเล็กน้อย ยังช่วยให้เมื่อเวลาหลังจากเทคอนกรีตแล้วเสร็จ คอนกรีตจะมีการหดตัว เมื่อเราทำการปลด Pre-loadหลังจากค้ำยันขึ้นเล็กน้อย ตัวโครงสร้างหลังจากปลดแล้วจะหล่นลงมาแนบสนิทกับเสาตอม่อ ได้ดีกว่าการที่ไม่ได้ทำการ Pre-loadดันอาคารขึ้นไป
รูปที่ 5.1 ติดตั้งมาตรวัดระยะการเคลื่อนที่ของระยะในแนวดิ่งโดยใช้เข็มวัดแบบดิจิตอล Digital dial gauge vertical displacement indicator
รูปที่ 6 ทำการติดตั้ง แม่แรงกระบอกไฮดรอลิคแบบมีเกลียวล็อก (Nut lock hydraulic cylinder)
แม่แรงกระบอกไฮดรอลิคแบบมีเกลียว สามารถอัดแรงดัน โดยใช้น้ำมันอัดเข้า ผ่านปั๊ม เข้าเต็มพื้นที่หน้าตัดกระบอกสูบ เปลี่ยนของเหลวให้สามารถสร้างแรงยกเชิงกล แต่เมื่อมีการหล่อคอนกรีตเกิดขึ้น คอนกรีตต้องใช้ระยะเวลาในการพัฒนากำลัง
การที่คาแรงดันไว้ในกระบอกสูบ จะทำให้สูญเสียความสามารถในการยกได้ เช่นแรงดันอาจจะLeakจากการกดทับเป็นระยะเวลายาวนาน ตัวซีลอาจจะมีความเสื่อมสภาพ ส่งผลให้แรงดันตก น้ำมันไหลข้ามช่องในตัวกระบอกไฮดรอลิคเอง เมื่อแรงดันตก ค่าการเคลื่อนตัวแบกรับอาคารที่ดันขึ้นไว้แต่แรกก็หายไป
จึงเป็นที่มาว่าเมื่อใช้ระยะเวลายาวนาน อาจจะเป็นระยะประมาณ7ถึง 28 วัน จึงต้องใช้เป็นแม่แรงประเภท Nut-lock เพื่อให้น้ำหนักถ่ายเข้าเหล็กกล้า ทดแทนที่จะถ่ายน้ำหนักผ่านแรงดันในของเหลวเป็นหลัก
ดังนั้นการใช้งานในช่วงสภาวะที่ต้องอาศัยการทิ้งเวลายาวนานจึงควรเป็นแม่แรงประเภทนี้

คลิปวีดีโอ 7 ทำการ อัดแรงดัน เข้ากระบอกไฮดรอลิคเพื่อ ค้ำยันตัวอาคารเดิม ให้สูงขึ้นเล็กน้อย

ภาพที่ 8 หลังจากทำการค้ำยันเพื่อให้อาคารยกสูงขึ้นมาเล็กน้อยและคำยันเพื่อความปลอดภัยเรียบร้อยแล้วเสร็จ
ทำการสกัด เปิดพื้นที่เพื่อดูแผล แผลของอาคารที่เกิดจากสนิมกัดกร่อน สนิมเบ่งจนคอนกรีตแตกตัวออกมา
ต้องสกัดจนเห็นเหล็กเดิม ในจุดที่ไม่มีสนิม

รูปที่ 8.1 ตำแหน่งที่สนิมหยุดกัดกร่อน ตำแหน่งด้านล่างวงสีเขียว เนื่องจาก เหล็กจมอยู่ในน้ำตลอดเวลา (none oxidize zone)
ส่วนในตำแหน่งที่พ้นวงสีเขียว เป็นช่วงที่สนิมกัดกร่อนรุนแรง เพราะอยู่ในช่วงที่น้ำใต้ดินลดลง-เพิ่มขึ้น
จึงเปียกแห้งเปียก เกิดวัฏจักรแบบซ้ำไปซ้ำมา ทำให้สนิมกัดกร่อนรุนแรง

คลิป 8.2 อธิบายในจุดที่เกิด corrosion สนิมกัดกร่อนมากที่สุด

รูปที่ 9 ทำการสกัดคอนกรีตเก่า คอนกรีตเดิมของเสาตอม่อออกให้หมด ทิ้งไว้แต่เพียงส่วนเหล็กดี
รูปที่ 10 ทำการเสริมเหล็ก โดยเสริมให้มีขนาดใหญ่กว่าเดิม ครอบเสาตอม่อเดิม โดยทำการเจาะเสียบ น้ำยาอีพอคซี่ epoxy และตอกเหล็กdowel bar เข้าไปในฐานราก ในขั้นตอนแรก
รูปที่ 11 ทำการผูกมัด เหล็กยืนเสา และเหล็กปลอกเสา โดยสลับทิศทางแนวรอยต่อของเหล็กปลอก

12 ตรวจสอบว่าเหล็กเสริมยืนเสาตอม่อ สูงถึงระดับเหนือใต้ท้องคานขึ้นไปอีก เพื่อตอนเทคอนกรีต จะเทสูงเหนือท้องคานเข้าไป หากเทเสมอท้องคาน ตอนที่คอนกรีตหดตัว สัมประสิทธ์ในการรับน้ำหนักอาจไม่ได้เต็มประสิทธิภาพเนื่องจากระยะความสูงหลังคอนกรีตเซ็ทตัวแล้วจะหดหายไปอีก

รูปภาพ 12.1 ระยะเหล็กยืนแกนเสา 4DB16 สูงขึ้นไปเหนือจากใต้ท้องคานอีกประมาณ 23 เซนติเมตร ระยะนี้ต้องให้คอนกรีตอมใต้ท้องคานให้ทั่วถึง และเกินเหนือมาอีกอย่างน้อยครึ่งคาน
รูปภาพ 13 ทำการเข้าแบบเสา ระยะcovering ลูกปูนหุ้มคอนกรีต อย่างน้อยด้านละ 5 ซม
รูปภาพ 13.1 ภาพเหล็กยืนแกนเสาโผล่เหนือท้องคานขึ้นไปอีก

13.2 คลิป วีดีโอ สกัดเสาต่อม่อเดิมที่เป็นสนิมขุมทิ้งไป สกัดคอนกรีตเก่า เสริมเหล็กใหม่ เข้าแบบ เตรียมพร้อมเทคอนกรีต

14 ทำการเทคอนกรีต ทิ้งระยะเวลาไว้ ขั้นต่ำจนกำลังขึ้น ปลดค้ำยัน แกะแบบ ตรวจสอบสภาพความเรียบร้อยเสาตอม่อ