เสริมกำลังโครงสร้าง · CFRP · เหล็ก
เสริมกำลังโครงสร้างอาคาร คาน เสา พื้น ด้วย CFRP และเหล็ก
จะเปลี่ยนการใช้งาน เพิ่มเครื่องจักรหรือชั้นวางสินค้า ซ่อมเสาและคานที่ร้าว หรือเสริมหลังคารับโซลาร์ เราตรวจโครงสร้างเดิม เลือกวิธีเสริมกำลังที่เหมาะกับหน้างาน แล้วออกแบบ คำนวณ และควบคุมงานโดยสามัญวิศวกรโยธา
- สามัญวิศวกรโยธา ตรวจเลขใบอนุญาตกับสภาวิศวกรได้
- ผู้ตรวจสอบอาคารขึ้นทะเบียนกรมโยธาธิการฯ
- ผลงานกว่า 100 โครงการ
- มีวุฒิวิศวกรโยธาร่วมรับรองงานใหญ่
เมื่อไหร่ต้องเสริมกำลัง
6 สถานการณ์ที่โครงสร้างเดิมอาจรับไม่ไหว
การเสริมกำลังโครงสร้าง (Structural Strengthening) คือการเพิ่มความสามารถรับน้ำหนักหรือแรงของโครงสร้างเดิม โดยไม่ต้องรื้อสร้างใหม่ วิศวกรต้องคำนวณก่อนเสมอว่าเดิมรับได้เท่าไร ต้องการเพิ่มเท่าไร และวิธีไหนคุ้มที่สุด
เปลี่ยนการใช้งาน เพิ่มน้ำหนักบรรทุก
บ้านเปลี่ยนเป็นสำนักงาน ตึกแถวเปลี่ยนเป็นร้านหรือคลังสินค้า โรงงานเพิ่มเครื่องจักร ชั้นวางสินค้า หรือรถยก น้ำหนักบรรทุกจรสูงขึ้นจากที่ออกแบบไว้เดิม
ต่อเติม เพิ่มชั้น หรือชั้นลอย
เพิ่มชั้นบนอาคารเดิม ทำชั้นลอย (Mezzanine) หรือฝากโครงสร้างใหม่ลงเสาและคานเดิม ต้องเช็คเสา คาน และฐานรากเดิมทั้งระบบ
ซ่อมเสา คาน ที่ร้าวหรือเสียหาย
คานร้าวจากแรงเฉือน เสาปูนกะเทาะ เหล็กเสริมเป็นสนิมจนหน้าตัดลด หรือโครงสร้างที่เสียหายจากไฟไหม้และการชน
แก้ข้อผิดพลาดจากการออกแบบหรือก่อสร้าง
คอนกรีตกำลังต่ำกว่าแบบ เหล็กเสริมน้อยกว่าที่กำหนด หรือเจาะช่องพื้นและตัดคานภายหลัง ทำให้กำลังเดิมไม่พอ
เสริมหลังคารับแผงโซลาร์
แป จันทัน หรือโครงถักเดิมรับน้ำหนักแผงและแรงลมยกไม่พอ ต้องเสริมก่อนติดตั้ง
เสริมความมั่นคงแข็งแรงต้านแผ่นดินไหว
อาคารเก่าที่สร้างก่อนมีกฎหมายแผ่นดินไหว ซึ่งกฎกระทรวง พ.ศ. 2555 วางหลักเกณฑ์การอนุญาตดัดแปลงอาคารเพื่อเสริมความมั่นคงแข็งแรงไว้โดยเฉพาะ
วิธีเสริมกำลัง
เลือกวิธีให้ตรงกับปัญหา ไม่ใช่ใช้วิธีเดียวกับทุกงาน
แต่ละวิธีมีจุดเด่นและข้อจำกัดต่างกัน วิศวกรเลือกจากชนิดของแรงที่ขาด (ดัด เฉือน แรงอัด) พื้นที่หน้างาน ระยะเวลาที่ปิดใช้งานได้ และงบประมาณ
| วิธี | เหมาะกับ | จุดเด่น | ข้อควรระวัง |
|---|---|---|---|
| แผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ CFRP (แผ่นผ้า / แผ่นลามิเนต) | เสริมรับแรงดัดของคานและพื้น เสริมรับแรงเฉือน หุ้มเสาเพิ่มแรงโอบรัด | เบา บาง แทบไม่เพิ่มขนาดหน้าตัด ติดตั้งเร็ว ปิดพื้นที่สั้น | ห้ามใช้แทนเหล็กรับแรงอัด คอนกรีตเดิมต้องแข็งแรงพอ และต้องป้องกันไฟและความร้อน |
| เหล็กรูปพรรณ / แผ่นเหล็กประกบ (Steel Jacketing, Plate Bonding) | คานและเสาที่ต้องเพิ่มกำลังมาก งานที่ต้องการจุดรับน้ำหนักใหม่ | รับแรงได้สูง ตรวจสอบง่าย วัสดุหาง่าย | น้ำหนักเพิ่ม ต้องกันสนิม และต้องออกแบบจุดยึดกับคอนกรีตเดิม (พุก เคมีโบลต์) |
| ขยายหน้าตัดคอนกรีต (Concrete Jacketing) | เสาที่รับแรงอัดไม่พอ ฐานราก และคานที่เสียหายมาก | เพิ่มทั้งกำลังและความแข็ง (Stiffness) ทนไฟตามธรรมชาติของคอนกรีต | หน้าตัดใหญ่ขึ้น เพิ่มน้ำหนัก ใช้เวลาบ่มคอนกรีต |
| เพิ่มคาน เสา หรือโครงเหล็กรับน้ำหนักใหม่ | ชั้นลอย พื้นรับเครื่องจักร หรือจุดที่โครงสร้างเดิมเสริมไม่คุ้ม | แยกน้ำหนักใหม่ออกจากโครงสร้างเดิม | ต้องมีฐานรากใหม่และประสานกับการใช้พื้นที่ |
| เสาเข็มเสริม (Underpinning) | ฐานรากทรุดตัวหรือรับน้ำหนักเพิ่มไม่ได้ | แก้ที่ต้นเหตุของการทรุด | ต้องสำรวจดินและฐานรากเดิมก่อน งานในพื้นที่แคบต้องใช้เครื่องมือเฉพาะ |
เสริมกำลังกับซ่อมแซมต่างกันอย่างไร?
การซ่อมแซม (Repair) คือการคืนสภาพส่วนที่เสื่อม เช่น สกัดคอนกรีตที่กะเทาะ ขัดสนิม แล้วฉาบปูนซ่อมแซมโครงสร้าง ส่วนการเสริมกำลัง (Strengthening) คือการทำให้รับน้ำหนักได้มากกว่าเดิม งานส่วนใหญ่ต้องทำทั้งสองอย่างต่อกัน โดยซ่อมคอนกรีตและสนิมก่อน แล้วจึงติดตั้งวัสดุเสริมกำลัง
CFRP
เสริมกำลังด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ ต้องผ่านเงื่อนไขก่อน
CFRP (Carbon Fiber Reinforced Polymer) เป็นวิธีที่นิยมเพราะบางและติดตั้งเร็ว แต่ไม่ได้เหมาะกับทุกงาน แนวทาง ACI 440.2R-17 กำหนดเงื่อนไขสำคัญไว้หลายข้อ วิศวกรต้องตรวจก่อนเลือกใช้
≥ 17 MPa
กำลังอัดคอนกรีตเดิมขั้นต่ำที่แนะนำให้ใช้ระบบ FRP ภายนอก
≥ 1.4 MPa
กำลังยึดเกาะผิวคอนกรีต (Pull-off) สำหรับงานที่อาศัยแรงยึดเกาะ
Tg − 15°C
อุณหภูมิใช้งานสูงสุดเมื่อเทียบกับอุณหภูมิ Glass Transition ของอีพ็อกซี
⚠️ งานที่ไม่ควรใช้ CFRP หรือต้องแก้ก่อน
- เหล็กเสริมเดิมเป็นสนิม — ACI 440.2R ระบุว่าการติด FRP ไม่หยุดการกัดกร่อนที่กำลังเกิด ต้องซ่อมสนิมและคอนกรีตก่อน
- ใช้แทนเหล็กรับแรงอัด — แนวทาง ACI ไม่ให้ใช้ FRP ติดภายนอกเป็นเหล็กรับแรงอัด
- โครงสร้างเดิมอ่อนเกินไป — โครงสร้างโดยไม่มี FRP ต้องยังรับน้ำหนักขั้นต่ำได้ (ตาม ACI 440.2R ใช้ 1.1 เท่าของน้ำหนักคงที่ + 0.75 เท่าของน้ำหนักจร) เผื่อกรณี FRP หลุดหรือเสียหาย
- พื้นที่เสี่ยงไฟหรือความร้อนสูง — ACI ให้สมมติว่ากำลังของ FRP หายไปทั้งหมดเมื่อเกิดไฟไหม้ ถ้าไม่มีระบบป้องกันไฟที่พิสูจน์แล้ว
อ่านรายละเอียดเชิงเทคนิค ข้อดีข้อเสีย และขั้นตอนติดตั้งได้ในบทความ CFRP คืออะไร? เสริมกำลังคาน เสา พื้นด้วยคาร์บอนไฟเบอร์
ภาพจากหน้างาน
ออกแบบจากโครงสร้างจริง ไม่ใช่จากแบบเดิมอย่างเดียว
อาคารเก่าจำนวนมากไม่มีแบบเดิม หรือสร้างไม่ตรงแบบ ก่อนออกแบบเสริมกำลัง เราจึงสำรวจขนาดหน้าตัด ตรวจตำแหน่งเหล็กเสริม และทดสอบกำลังคอนกรีตเท่าที่จำเป็น เพื่อให้รายการคำนวณสะท้อนสภาพจริงของอาคาร
- สแกนตำแหน่งและระยะหุ้มเหล็กเสริม
- ทดสอบกำลังอัดคอนกรีตด้วย Rebound Hammer และเจาะ Core เมื่อจำเป็น
- วิเคราะห์โครงสร้างด้วยแบบจำลองคอมพิวเตอร์
- ออกแบบรายละเอียดจุดยึดให้ผู้รับเหมาทำตามได้จริง
ดูขอบเขตงานตรวจและทดสอบทั้งหมดที่ ตรวจรอยร้าวและตรวจสอบโครงสร้างเชิงลึก
ขั้นตอนการทำงาน
จากสำรวจหน้างาน ถึงรับรองหลังเสริมกำลัง
- ส่งข้อมูลเบื้องต้น — รูปถ่ายจุดที่ต้องการเสริม แบบเดิม (ถ้ามี) และการใช้งานใหม่ที่ต้องการ เช่น น้ำหนักเครื่องจักรหรือชั้นวางสินค้า
- สำรวจและทดสอบ — วัดขนาดโครงสร้าง ตรวจสภาพความเสียหาย สแกนเหล็กเสริม และทดสอบคอนกรีตตามความจำเป็น
- วิเคราะห์โครงสร้างเดิม — คำนวณกำลังที่มีอยู่เทียบกับน้ำหนักใหม่ เพื่อหาว่าต้องเสริมจุดไหน เท่าไร
- ออกแบบเสริมกำลัง — เปรียบเทียบวิธีที่เหมาะสม จัดทำแบบเสริมกำลัง รายการคำนวณ และข้อกำหนดวัสดุ
- ยื่นขออนุญาต (ถ้าเข้าข่าย) — งานที่เพิ่มหรือเปลี่ยนโครงสร้างมักเข้าข่ายดัดแปลงอาคาร เราจัดเตรียมแบบและรายการคำนวณลงนามให้
- ควบคุมงานและตรวจคุณภาพ — ตรวจการเตรียมผิว จุดยึด และวัสดุ เช่น ทดสอบแรงยึดเกาะ (Pull-off) ของงาน CFRP
- รายงานสรุปหลังเสริมกำลัง — ยืนยันว่างานทำตามแบบ ใช้ประกอบเอกสารของอาคารหรือการตรวจสอบอาคารครั้งต่อไป
สิ่งที่คุณจะได้รับ
เอกสารครบ ใช้ยื่นและใช้ก่อสร้างได้จริง
งานออกแบบ
- รายงานผลตรวจสภาพโครงสร้างเดิม
- รายการคำนวณโครงสร้างก่อนและหลังเสริมกำลัง
- แบบเสริมกำลังพร้อมรายละเอียดจุดยึด
- ข้อกำหนดวัสดุและวิธีการติดตั้ง
งานรับรองและควบคุมงาน
- ลงนามรับรองโดยสามัญวิศวกรโยธา พร้อมสำเนาใบอนุญาต
- เอกสารประกอบการขออนุญาตดัดแปลงอาคาร (ถ้าเข้าข่าย)
- ตรวจงานหน้างานในขั้นตอนสำคัญ
- ทำงานร่วมกับผู้รับเหมาของคุณ หรือผู้รับเหมาเฉพาะทางที่คุณเลือก
งานใหญ่หรือซับซ้อน มีวุฒิวิศวกรโยธาร่วมรับรอง
ทุกงานลงนามโดยสามัญวิศวกรโยธา ซึ่งครอบคลุมงานออกแบบและตรวจสอบอาคารได้ทุกประเภทตามข้อบังคับสภาวิศวกร สำหรับงานที่เจ้าของโครงการ ผู้ลงทุน หรือบริษัทประกันกำหนดให้ใช้วุฒิวิศวกร เรามีวุฒิวิศวกรโยธาร่วมตรวจและลงนามรับรอง
ผลงานที่เกี่ยวข้อง
ตัวอย่างหน้างานเสริมกำลังและปรับปรุงอาคาร
คำถามที่พบบ่อย
เสริมกำลังโครงสร้างต้องขออนุญาตไหม?
ถ้าเป็นการเพิ่ม ลด หรือเปลี่ยนแปลงโครงสร้าง เช่น เพิ่มคาน เสา หรือเปลี่ยนการใช้งานจนน้ำหนักเปลี่ยน มักเข้าข่ายดัดแปลงอาคารตามกฎหมายควบคุมอาคาร ต้องยื่นแบบและรายการคำนวณที่วิศวกรลงนาม ส่วนงานซ่อมแซมด้วยวัสดุและขนาดเดิมโดยทั่วไปไม่ต้องขออนุญาต ข้อบัญญัติท้องถิ่นอาจกำหนดเพิ่ม วิศวกรจะช่วยตรวจให้ตั้งแต่ต้น
CFRP กับเหล็ก แบบไหนดีกว่า?
ไม่มีแบบไหนดีกว่าทุกกรณี CFRP เหมาะกับงานเสริมแรงดัดและแรงเฉือนที่ต้องการความบางและปิดพื้นที่สั้น เหล็กเหมาะกับงานที่ต้องเพิ่มกำลังมากหรือต้องการจุดรับน้ำหนักใหม่ ส่วนเสาที่รับแรงอัดไม่พอ การขยายหน้าตัดคอนกรีตหรือหุ้มเหล็กมักเหมาะกว่า
ระหว่างเสริมกำลังต้องหยุดใช้อาคารไหม?
ขึ้นกับตำแหน่งและวิธี งานส่วนใหญ่ปิดเฉพาะพื้นที่ที่ทำงาน และบางงานต้องค้ำยันชั่วคราวก่อน วิศวกรจะกำหนดลำดับงานและพื้นที่ที่ต้องงดใช้ไว้ในแบบ
ชอร์ สตรัคเจอร์ รับเหมาติดตั้งด้วยไหม?
เราเน้นงานวิศวกรรม คือออกแบบ ตรวจสอบ และควบคุมงาน โดยทำงานร่วมกับผู้รับเหมาของคุณหรือผู้รับเหมาเฉพาะทาง การแยกผู้ออกแบบออกจากผู้ติดตั้งทำให้วิศวกรตรวจรับงานตามแบบได้อย่างเป็นกลาง
ค่าออกแบบเสริมกำลังคิดอย่างไร?
ขึ้นกับขนาดพื้นที่ จำนวนจุดที่ต้องเสริม การทดสอบวัสดุที่ต้องทำ และความต้องการควบคุมงาน ส่งรูปและข้อมูลเบื้องต้นมาก่อน เราจะเสนอขอบเขตงานและราคาที่ชัดเจนก่อนเริ่ม
บทความที่เกี่ยวข้อง
อ่านก่อนตัดสินใจเสริมกำลัง
พื้นที่ให้บริการ
รับงานกรุงเทพฯ ปริมณฑล และจังหวัดใกล้เคียง
- กรุงเทพมหานคร
- นนทบุรี
- ปทุมธานี
- สมุทรปราการ
- ฉะเชิงเทรา
- สมุทรสาคร
- นครปฐม
- เพชรบุรี
- ราชบุรี
- ประจวบคีรีขันธ์
งานต่างจังหวัดนอกจากนี้รับตามขนาดและลักษณะงาน ส่งที่ตั้งโครงการมาให้ประเมินก่อนได้
ส่งรูปจุดที่ต้องการเสริมกำลังให้วิศวกรประเมิน
ส่งรูปหน้างาน แบบเดิม (ถ้ามี) และการใช้งานใหม่ที่ต้องการ ทาง LINE หรือโทร 085-289-3434 วิศวกรจะประเมินขอบเขตงานและแนวทางเสริมกำลังเบื้องต้นก่อนเสนอราคา
