ชี้เป้ามูลเหตุอาคาร สตง.ถล่ม
ด้วยหลักฐานเชิงประจักษ์ (ตอนที่ 1)
ครบรอบหนึ่งปีของการวิบัติอาคารสำนักงานการตรวจเงินแผ่นดิน (สตง.) ได้เวียนมาถึง โศกนาฏกรรมกลางวันแสกๆ ครั้งนั้นไม่เพียงสะเทือนใจคนไทย หากยังปรากฏต่อสายตาชาวโลกผ่านคลิปจากหลากหลายมุมกล้องที่เผยแพร่ออกไปอย่างกว้างขวาง จนอาคาร สตง.ถูกจดจำในฐานะที่เป็นอาคารสูงที่สุดที่วิบัติในรูปแบบ “แพนเค้ก” (Pancake Collapse) เท่าที่ปรากฏในความรับรู้ร่วมสมัย
แต่เมื่อครบหนึ่งปี คำถามสำคัญที่สุดกลับยังไร้คำตอบที่ชัดเจน นั่นคือ เหตุใดอาคารหลังนี้จึงพังทลายลงในรูปแบบแพนเค้ก ทั้งที่โดยปกติการวิบัติในลักษณะนี้เกิดขึ้นได้ยากมาก คำถามนี้จึงมิใช่เพียงเรื่องความอยากรู้ของสังคม หากเป็นโจทย์สำคัญของนิติวิศวกรรม เพราะตราบใดที่สาเหตุที่แท้จริงยังไม่ถูกชี้ชัด ก็ย่อมไม่อาจถอดบทเรียนเพื่อป้องกันโศกนาฏกรรมเช่นนี้ไม่ให้เกิดซ้ำได้อย่างตรงจุด
ตลอดปีที่ผ่านมา มีทั้งข้อสันนิษฐาน คำอธิบายเฉพาะส่วน และทฤษฎีสมคบคิดถูกเสนอออกมาปะปนกันอย่างต่อเนื่อง น่าแปลกที่แม้แต่วิศวกรผู้รู้จำนวนไม่น้อยก็ยังหลงประเด็น ไปมุ่งจับผิดที่จุดเล็กจุดน้อย หรือที่มาตรฐานการออกแบบ ทั้งที่ไม่อาจพิสูจน์ได้ว่า สิ่งเหล่านั้นเป็นต้นเหตุที่ทำให้อาคารทั้งหลังวิบัติในรูปแบบนี้ ปัญหาจึงไม่ใช่การขาดข้อมูล หากอยู่ที่การแยกไม่ออกระหว่าง “สาเหตุ” “เหตุการณ์ร่วม” และ “ผลพวง” ของการวิบัติ
หัวใจของนิติวิศวกรรมจึงอยู่ที่การเริ่มจากหลักฐานที่ตรวจสอบได้จริง ไม่ว่าจะเป็นซากในที่เกิดเหตุหรือภาพบันทึกขณะเกิดเหตุจากหลายมุม แล้วจึงแยกให้ออกว่าอะไรคือต้นเหตุ อะไรคือเหตุการณ์ร่วม และอะไรคือผลพวง การสันนิษฐานสาเหตุ จะต้องวินิจฉัยถึงความสอดคล้องกับลักษณะเชิงประจักษ์ 3 ประการของการถล่มแบบแพนเค้ก ได้แก่ (1) เป็นการวิบัติโดยสมบูรณ์ (Total Collapse); (2) อาคารต้องถล่มในแนวดิ่ง
โดยเกิดการเอียงน้อยมาก; (3) การวิบัติเริ่มเกิดจนจบ ใช้เวลาน้อยมาก ในกรณีนี้ใช้เวลาเพียง 8 วินาที
บทความนี้ เป็นตอนที่ 1 ที่ผู้ประพันธ์จะวิเคราะห์ขั้นตอนการวิบัติของอาคาร สตง. โดยอาศัยเพียงหลักฐานเชิงประจักษ์ที่ประมวลจากคลิปจำนวนมาก ส่วนตอนสองที่จะเสนอถัดไป ผู้ประพันธ์จะวิเคราะห์เพื่อการชี้เป้ามูลเหตุแห่งการวิบัติ ตามหลักการวิเคราะห์โครงสร้างอาคารที่ตรวจสอบได้ และสอดคล้องกับหลักฐานเชิงประจักษ์ในบทความนี้
ซากปรักหักพัง: หลักฐานแรกของกลไกการวิบัติ
การจะเข้าใจกลไกการวิบัติของอาคาร สตง. ต้องเริ่มจากผังอ้างอิงขององค์อาคารในภาพที่ 1 ซึ่งระบุ “ขา” รับน้ำหนักในแนวดิ่งหลัก ได้แก่ กลุ่มกำแพงรับแรงเฉือน SW1-SW6 และบรรดาเสาที่รายล้อมอาคาร โดยเฉพาะเสาด้านหน้า C1, C3B และ C3A เมื่อเทียบเคียงกับภาพซากปรักหักพังในภาพเดียวกัน จะเห็นว่าซากอาคารกองตัวอยู่เกือบทั้งหมดภายในแนวฐานเดิม และอัดทับซ้อนกันเป็นชั้นๆ อย่างหนาแน่น ลักษณะนี้สอดคล้องชัดเจนกับลักษณะการถล่มแบบแพนเค้ก อย่างไรก็ดี ภาพจากมุมสูงชี้ให้เห็นว่า ซากอาคารเอนเอียงเล็กน้อยไปทางด้าน SW1-SW2 ซึ่งในทางวิศวกรรมมักหมายความว่า ด้านนั้นน่าจะเป็นส่วนที่อ่อนแอและยุบตัวก่อน
หลักฐานของการทรุดตัวแบบคงรูป (Rigid Body Fall)
หลักฐานสำคัญอีกประการหนึ่งปรากฏในภาพที่ 2 ซึ่งแสดงให้เห็นว่า SW1 และ SW2 ที่เชื่อมกันด้วยผนังสำเร็จรูปสีขาว เคลื่อนตัวลงพร้อมกัน โดยแทบไม่ปรากฏการบิดเบี้ยวเสียรูปหรือการแตกร้าวของผนังสำเร็จรูป โดยกำแพงทั้งสองเสมือนกำลังทรุดตัวลงเพราะ “ขา” ที่อ่อนแรง และพลอยประคองผนังสำเร็จรูปลงมาพร้อมกัน
ภาพเชิงประจักษ์นี้มีนัยสำคัญอย่างยิ่ง เพราะชี้ว่า SW1 และ SW2 มิได้แตกสลายเป็นชั้นๆ ตั้งแต่ต้น หากแต่ทรุดตัวลงมาในลักษณะค่อนข้างคงรูป ราวกับเป็นมวลก้อนเดียว พฤติกรรมเช่นนี้ย่อมสอดคล้องกับกรณีที่ระบบรองรับด้านล่างสูญเสียกำลังก่อน มากกว่ากรณีที่การพังเริ่มจากชั้นบนแล้วลามลงมาแบบโดมิโน กล่าวอย่างง่าย เมื่อฐานรองรับหายไป มวลที่อยู่เหนือบริเวณนั้นย่อมทรุดตัวลงพร้อมกันในระยะแรก ก่อนที่จะกระแทกพื้น แตกยุ่ยป่นกระจายเหมือนถูกบดอัดอย่างรุนแรง
เสาด้านหน้าในฐานะ “ขา” ชุดสุดท้ายที่ยังรับน้ำหนักอยู่
ข้อสังเกตสำคัญอีกประการหนึ่งปรากฏในภาพที่ 3 ซึ่งแสดงให้เห็นว่า แผ่นพื้นบริเวณแนวเสาด้านหน้ายังอยู่ในระดับเดิมเป็นส่วนใหญ่ เพียงแต่ถูกฉุดให้เอียงลงตามการทรุดตัวของกำแพงด้านท้าย ขณะเดียวกัน แผ่นพื้นในโซนด้านหลังยังเกาะกันเป็นระนาบ โดยถูกฉุดให้ทรุดลงมาพร้อมกับกำแพง SW1-SW6 ภาพนี้จึงชี้ชัดว่า ในขณะที่โซนกำแพงหลักได้เคลื่อนตัวลงมาเป็นก้อนอย่างเสรี (Rigid Body Free Fall) เป็นระยะเท่ากับหนึ่งชั้นอาคาร แนวเสาด้านหน้ายังยืนหยัดอยู่กับที่
การวิบัติพร้อมกันในโซนกำแพงด้านหลัง
หลักฐานที่ชัดเจนยิ่งขึ้นปรากฏในภาพที่ 4 ซึ่งแสดงให้เห็นได้ด้วยสายตาว่า SW1 และ SW3 ทรุดตัวลงพร้อมกัน โดยที่ช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมระหว่างกำแพงทั้งสองยังคงรูปอยู่เกือบเดิม หากกำแพงด้านหนึ่งทรุดก่อนอีกด้านหนึ่งอย่างมีนัยสำคัญ ช่องเปิดดังกล่าวย่อมต้องบิดเบี้ยวเปลี่ยนรูปอย่างเห็นได้ชัด การที่รูปทรงยังคงอยู่ได้ จึงเป็นหลักฐานเชิงเรขาคณิตที่มีน้ำหนักว่า SW1 และ SW3 เคลื่อนตัวลงพร้อมกัน
เวลาและลำดับการถล่ม
ลำดับเวลาในภาพที่ 5 ชี้ชัดว่า อาคาร สตง.ใช้เวลาตั้งแต่สัญญาณสั่นไหวแรกที่สังเกตได้ จนถึงจุดที่อาคารทั้งหมดกองราบอยู่กับพื้น เพียงประมาณ 8 วินาทีเท่านั้น กระบวนการนี้แท้จริงแบ่งออกได้เป็นสองช่วงที่ชัดเจน
ใน 3 วินาทีแรก องค์ประกอบรับน้ำหนักหลักของอาคาร ได้แก่ ช่วงล่างของกำแพงและเสา ซึ่งเราเรียกรวมกันว่า “ขา” ถูกทำลายลงอย่างรวดเร็วและต่อเนื่องทีละส่วน จนระบบรองรับหลักทั้งระบบล้มครืนลงแทบพร้อมกัน จากนั้นใน 5 วินาทีที่เหลือ เมื่อระบบรองรับหมดสภาพไปแล้ว อาคารจึงเสมือนลอยอยู่ในอากาศ และตกลงมาภายใต้แรงโน้มถ่วงของมวลตัวเอง พลังงานที่ใช้ในการทำลาย คือ พลังงานศักย์ที่เปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์
เพื่อทดสอบข้อสังเกตนี้ด้วยฟิสิกส์เบื้องต้น หากพิจารณาระยะตกจากระดับดาดฟ้าที่ความสูง 137 เมตร ลงมายังยอดซากที่ความสูงประมาณ 20 เมตร จะได้ระยะตกสุทธิ 117 เมตร การคำนวณเวลาตกเสรีของวัตถุสำหรับระยะทางดังกล่าวให้ค่าประมาณ 4.88 วินาที ซึ่งใกล้เคียงกับระยะเวลา 5 วินาที ที่สังเกตได้จริงอย่างมีนัยสำคัญ ความสอดคล้องนี้สนับสนุนอย่างหนักแน่นว่า ช่วงสุดท้ายของการถล่มคือการตกในแนวดิ่งที่ใกล้เคียงกับการตกแบบเสรี อันเป็นผลโดยตรงจากการสูญเสียระบบรองรับแนวดิ่งทั้งหมดอย่างสมบูรณ์
อนึ่ง การที่ “ขา” สูญเสียกำลังภายในเวลาเพียงราว 3 วินาทีนั้น อธิบายได้ชัดว่า ทำไมอาคารจึงไม่โค่นล้มไปด้านข้างอย่างมีนัยสำคัญ เพราะระบบรองรับทั้งหลายเกิดวิบัติต่อเนื่องกันต่างกันเพียงเสี้ยววินาที เวลาจึงสั้นเกินกว่าที่อาคารส่วนบนจะเอียงตัวทัน
ในเชิงกลไก เมื่อกำแพงรับแรงเฉือนถูกแรงโยกและแรงบิดสลับไปมา โดยเฉพาะแรงบิดของอาคารที่เกิดจากความไม่สมมาตรของโครงสร้าง ทำให้รอยร้าวเฉียงไขว้รูป X ค่อยๆ พัฒนาและกระจายตัวในเนื้อกำแพง โดยเฉพาะในทิศทางทะลุความหนาของกำแพงซึ่งมีขนาดค่อนข้างบาง เมื่อกำแพงที่แตกร้าวเช่นนั้น ยังต้องมารับแรงกดในแนวดิ่งจากน้ำหนักของอาคาร ส่วนล่างของกำแพงจะแตกระเบิดออกฉับพลัน คล้ายการทดสอบลูกปูนซีเมนต์ที่ถูกกดจนระเบิดแตกในห้องปฏิบัติการ ลักษณะดังกล่าวสอดคล้องกับภาพการแตกระเบิดของกำแพง SW5-SW6 ที่ปรากฏในภาพกลางของภาพที่ 5 และยังสอดคล้องกับคำบอกเล่าของพยานในเหตุการณ์หลายรายที่ระบุว่า ได้ยินเสียงดังคล้ายระเบิดในช่วงที่อาคารกำลังวิบัติ
สำหรับลำดับการวิบัติของ “ขา” แต่ละชุดนั้น ซากปรักหักพังที่มองจากด้านบนซึ่งเอนเอียงไปทาง SW1-SW2 บ่งชี้ว่าการวิบัติน่าจะเริ่มต้นที่กำแพง SW1-SW2 ก่อน ตามมาด้วย SW3-SW4 ในเสี้ยววินาทีถัดมา และสิ้นสุดที่ SW5-SW6 ซึ่งปรากฏในภาพกลางของภาพที่ 5 เมื่อกำแพงหลักด้านหลังหมดสภาพลงทั้งหมด น้ำหนักของอาคารจึงถ่ายมายังเสาด้านหน้า โดยเฉพาะ C1 และ C3B ซึ่งทำหน้าที่เป็น “ขา” ชุดสุดท้าย ก่อนที่อาคารทั้งหลังจะทรุดตัวลงอย่างสมบูรณ์
ภาพหลักฐานที่ประมวลจากคลิปเหตุการณ์ซึ่งเผยแพร่ในสื่อสังคม นำไปสู่ข้อสรุปที่สอดคล้องกันในทางวิศวกรรมว่า “ขา” รับน้ำหนักในแนวดิ่งหลักของอาคาร สตง. ซึ่งได้แก่ช่วงล่างของกำแพงรับแรงเฉือนและเสารอบอาคาร ได้สูญเสียกำลังอย่างรวดเร็วต่อเนื่อง อันเป็นผลจากที่อาคารถูกโยกและบิดตัวไปมาหลายรอบ จนเกิดรอยร้าวกระจายไปทั่วเนื้อกำแพง โดยเฉพาะในทิศทางทะลุความหนาของกำแพง และเมื่อยังต้องรับแรงกดอัดจากน้ำหนักอาคารในแนวดิ่งอยู่ตลอดเวลา จึงแตกร้าว บดอัด และวิบัติไล่เรียงกันไปทั้งกำแพงและเสา ภายในเวลาประมาณ 3 วินาที
เมื่อระบบรองรับหลักส่วนล่างถูกทำลายหมด อาคารจึงเสมือนลอยอยู่ในอากาศ แล้วตกลงมาภายใต้แรงโน้มถ่วงของมวลตัวเอง ซึ่งมีอำนาจทำลายขนาดมหาศาลที่ได้มาจากการเปลี่ยนพลังงานศักย์ให้เป็นพลังงานจลน์ ทำให้ชิ้นส่วนต่างถูกกระแทกกระทั้นจนป่นยุ่ย และกลายเป็นซากปรักหักพังที่อัดทับซ้อนกันเป็นชั้นๆ ตามลักษณะของการถล่มแบบแพนเค้กภายในอีก 5 วินาทีต่อมา
วรศักดิ์ กนกนุกุลชัย
ราชบัณฑิต
