การกัดเซาะของน้ำต่อโครงสร้างสะพานและท่อ

Abstract

สะพานและท่อลอด อันเป็นส่วนประกอบหนึ่งของถนนสำหรับการสัญจรที่ถูกสร้างขึ้นมาขวางการไหลของน้ำตามธรรมชาติ จึงนับเป็นโครงสร้างชลศาสตร์ประเภทหนึ่ง ดังนั้นการกัดเซาะโดยการไหลผ่านของน้ำ อาจเป็นหนึ่งในสาเหตุหลักต่างๆ ที่ทำให้เกิดการวิบัติของสะพานและท่อได้ โดยเหตุที่ประเทศไทยอยู่ในระหว่างการพัฒนา จึงได้มีการก่อสร้างถนนในท้องถิ่นชนบทเพิ่มขึ้นในแต่ละปีเพื่อเร่งเร้าการพัฒนาเศรษฐกิจและความเป็นอยู่ของสังคมชนบท ประสบการณ์ที่ผ่านมาได้พบว่ามีโครงสร้างสะพานและท่อลอดของถนนชนบทจำนวนมากเกิดวิบัติ ยังผลให้การสูญเสียทางเศรษฐกิจทั้งในด้านอุปสรรคของการสัญจรและการซ่อมแซมบำรุงรักษา จึงเป็นที่น่าสนใจที่จะทำการศึกษาถึงสาเหตุของการวิบัติของโครงสร้างสะพานและท่อลอด ตลอดจนอิทธิพลของการกัดเซาะโดยการไหลของน้ำต่อโครงสร้างดังกล่าว การศึกษาได้ทำการทบทวนและรวบรวมหลักวิชาการต่างๆ อันประกอบด้วย ทฤษฎีชลศาสตร์ของการกัดเซาะเบื้องต้น ผลการศึกษาและทดลอง และประสบการณ์ด้านวิศวกรรมที่เกี่ยวกับการกัดเซาะ โดยเฉพาะการกัดเซาะต่อโครงสร้างที่ขวางการไหลของน้ำ และทำการศึกษาและรวบรวมหลักการปฏิบัติงานด้านวิศวกรรม ในกรสำรวจออกแบบก่อสร้างสะพานและท่อลอด ที่ได้มีการปฏิบัติโดยทั่วไปในวงงานวิศวกรรมของไทย ตัวอย่างที่นำมาศึกษาและวิเคราะห์ เป็นเหตุการณ์วิบัติของสะพานและท่อลอดที่เกิดขึ้นจริงในช่วงปี 2520-2526 อันประกอบด้วยการวิบัติของสะพาน 4 แห่ง และการวิบัติของท่อลอด 57 แห่ง ข้อมูลในการศึกษาได้มาจากแบบแปลนของการก่อสร้างและซ่อมแซมที่ระยะเวลาต่างๆ กัน ข้อมูลการสำรวจภาคสนาม ภาพถ่ายและข้อมูลด้านอุทกวิทยา ซึ่งรวบรวมมาจากหน่วยงานต่างๆ และข้อมูลที่ได้จากการสำรวจภาคสนามเพิ่มเติมระหว่างการศึกษา การศึกษาได้พบว่าการวิบัติของสะพานส่วนใหญ่มีสาเหตุหลักมาจาก การกัดเซาะและการศึกษาออกแบบด้านชลศาสตร์และอุกวิทยาไม่เพียงพอ ในกรณีของท่อลอดพบว่าเกิดการวิบัติจากการกัดเซาะด้านท้ายน้ำร้อยละ 60 และร้อยละ 35 มีผลมาจากการกัดเซาะและการออกแบบอัตราการระบายน้ำต่ำกว่าเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นจริง ซึ่งสรุปได้ว่าการกัดเซาะมีอิทธิพลอย่างมากต่อการวิบัติของโครงสร้างสะพานและท่อลอด และยังได้พบว่ามีช่วงว่างในการพิจารณาวางแผนและการสำรวจออกแบบด้านวิศวกรรมโดยทั่วไปอันได้แก่การขาดความสนใจต่อการศึกษาปัญหาและออกแบบด้านชลศาสตร์และอุทกวิทยาให้เหมาะสมตามหลักวิชาการ โดยวิศวกรผู้ปฏิบัติงานมักจะให้ความสนใจเพียงด้านความแข็งแรงของโครงสร้างสะพานส่วนบนและฐานรากเท่านั้น ในตอนท้ายของการศึกษาได้มีข้อเสนอแนะต่างๆที่จะลดการวิบัติของโครงสร้างสะพานและท่อลอด