STEEL CONSTRUCTIONTODAY & TOMORROW(No. 57 August 2019)
A Joint Publication of the Japan Iron and Steel Federation andJapanese Society of Steel Construction
Thai Version
หนังสือ Steel Construction Today & Tomorrow เวอร์ชั่นภาษาอังกฤษ จะมีการจัดพิมพ์ปีละ 3 ครั้ง และ มีการกระจายไปยังผู้บริหารและบุคลากรของบริษัทใน
กลุ่มอุตสาหกรรม และองค์กรต่างๆ ทั่วโลก วัตถุประสงค์ของหนังสือนี้ คือการนาเสนอ
ถึงมาตรฐานและข้อกาหนดทีเ่ กีย่ วข้องกับการโครงสร้างเหล็ก ตัวอย่างโครงการก่อสร้าง
ยุคใหม่ เทคโนโลยีงานก่อสร้างอันทันสมัย และหัวข้ออื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับงานก่อสร้าง
อาคาร และงานวิศวกรรมโยธา

ฉบับที่ 57 เดือนสิงหาคม 2019: สารบัญ
บทความประจาฉบับ: แนวโน้มของเทคโนโลยีล่าสุดสาหรับโครงสร้างท่าเรือและ
สิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง
กรอบของการปรับปรุงมาตรฐานทางเทคนิคและข้อแนะนาสาหรับท่าเรือและสิ่งปลูกสร้าง
ริมชายฝั่ง ในประเทศญี่ปุ่น
1การบารุงรักษา การปรับปรุงและการจัดการโครงสร้างพื้นฐาน – โครงการการวิจัยและ
พัฒนาของรัฐบาลประเทศญี่ปนุ่
5การบารุงรักษา การปรับปรุงและการจัดการโครงสร้างพื้นฐาน SIP - การพัฒนาวงจร
ของระบบการจัดการสาหรับโครงสร้างท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง: กรอบของการ
ตรวจสอบเพือ่ การประเมิน7การศึกษาเบื้องต้นเกี่ยวกับเสาเข็มท่อเหล็กและฐานรากแบบเสาเข็มในภูมิภาคเอเชีย
ตะวันออกเฉียงใต้
9การประเมินความทนทานระยะยาวของวัสดุก่อสร้างในกลุ่มโลหะด้วยวิธกี ารทดสอบ
ความคงทนต่อสภาพภูมิประเทศ ทีอ่ ่าวโอกิโนโตริชิมะ และอ่าวซูรูกะ
12ท่อเหล็กสาหรับงานอาคารและระบบโครงสร้าง CFT
13เพื่อให้ผู้อ่านชาวไทยได้เข้าใจบทความในหนังสือนี้ได้ดียิ่งขึ้น ก็ได้มีการดาเนินการ
จัดเตรียมเวอร์ชั่นภาษาไทย เพื่อแนบไปกับหนังสือเวอร์ชั่นภาษาอังกฤษ ในส่วนของรูป
ถ่าย ภาพและตาราง จะแสดงในเวอร์ชั่นภาษาไทยเฉพาะชื่อภาพและชื่อตาราง ซึ่งควรต้ อ งดู เ วอร์ ชั่ น ภาษาอั ง กฤษประกอบไปด้ ว ยเพื่ อ ความสมบู ร ณ์ ชั ด เจนของเนื้ อ หานอกจากนี้หากต้องการอ้างอิงรายละเอียดในเชิงเทคนิค ก็โปรดอ้างอิงจากหนังสือเวอร์
ชั่นภาษาอังกฤษเป็นหลัก

บทความพิเศษ
ข้อเสนอแนะเพือ่ มุ่งไปสู่ “แผนการสร้างความปลอดภัยอาคารแห่งชาติ” ด้วยการใช้
โครงสร้างเหล็ก
15การนาเสนอหัวข้อการบรรยายในงานประชุม SEASIปกหลัง

หมายเลขหน้าที่กากับ อ้างอิงนิตยสารฉบับภาษาอังกฤษ ฉบับที่ 57
ฉบับภาษาไทย: ©The Japan Iron and Steel Federation 2019
The Japan Iron and Steel Federation
3-2-10 Nihonbashi-Kayabacho, Chuo-ku, Tokyo 103-0025, Japanโทรสาร: 81-3-3667-0245
โทรศัพท์ : 81-3-3669-4815
ที่อยู่อเี มล: sunpou@jisf.or.jpเว็บไซต์: http://www.jisf.or.jp1บทความประจาฉบับ:แนวโน้มของเทคโนโลยีล่าสุดสาหรับโครงสร้างท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริม
ชายฝั่ง

โครงสร้ างพื้ นฐานของท่ า เรื อ และกรอบของข้ อ กาหนดเชิง สมรรถนะโดยไม่ ได้ ร ะบุขั้ น ตอนการออกแบบจนถึ ง ผลลั พ ธ์ ข องการออกแบบ ในกรอบของข้ อ ก าหนดเชิ งสมรรถนะดังกล่าวมีเพียงแค่วัตถุประสงค์ ความต้องการเชิงสมรรถนะและข้อกาหนด
เชิงสมรรถนะ โดยวิธีการตรวจสอบเชิงสมรรถนะเป็นเพียงทางเลือก ดังนั้นผู้ออกแบบ
จึงสามารถออกแบบได้หลากหลายวิธี ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจของผู้ออกแบบ

(หน้า 1 ~ 4)แนวโน้มของเทคโนโลยีล่าสุดสาหรับโครงสร้างท่าเรือและสิ่งปลูก
สร้างริมชายฝั่ง (1)กรอบของการปรับปรุงมาตรฐานทางเทคนิคและข้อแนะนาสาหรับ
ท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง ในประเทศญี่ปุ่น

รูปที่ 1 โครงสร้างทางกฎหมายตามมาตรฐานทางเทคนิคและข้อแนะนาสาหรับท่าเรือ
และสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง
• การประเมินของ TSCPHF2018
TSCPHF2018 เป็นเอกสารทางเทคนิค (จานวน 2,218 หน้า) ออกโดยการท่าเรือ
ภายใต้กระทรวงที่ดิน โครงสร้างพื้นฐาน การขนส่ง และการท่องเที่ยวญี่ปุ่น โดยหัวข้อ
หลักของเนื้อหาแสดงในตารางที่ 1
ใน TSCPHF2018 ได้มีการบัญญัติ “การตีความ” และ “ข้อแนะนา” ไว้ใน
มาตรฐานทางเทคนิค ในส่วนของ “การตีความ” จะแสดงถึงแนวความคิดที่สามารถ
ปฏิบัติได้จริ ง ซึ่งถู กพิ จารณาแล้ วว่า มีค วามเหมาะสม และครอบคลุ มถึ งข้อ แนะน าสาหรับการใช้งาน (เนื้อหาจะถูกตรวจสอบในกรณีทใี่ ช้กับองค์กรระดับชาติ) ในส่วนของ
“ข้อแนะนา” ได้แสดงไว้ 2 ส่วน - ข้อมูลทางเทคนิค ที่ถูกใช้เป็นการอ้างอิงถึงขั้นตอน
การก่อสร้าง การปรับปรุงหรือการบารุงรักษาให้เป็นไปตามมาตรฐานทางเทคนิค และตัวอย่างการออกแบบในแต่ละขั้นตอน อย่างไรก็ตามในส่วนของ “ข้อแนะนา” เป็นเพียงทางเลือกสาหรับการออกแบบเท่านั้น ผู้ออกแบบสามารถเลือกใช้วิธีการออกแบบ
อื่นๆได้ ขึ้นอยู่กับดุลยพินิจในการออกแบบ

โดย Masafumi Miyata กระทรวงที่ดิน โครงสร้างพื้น ฐาน การขนส่ง และการ
ท่องเที่ยวญี่ปุ่น (ผู้ช่วยศาสตราจารย์ บัณฑิตวิทยาลัยการจัดการ มหาวิทยาลัยเกียวโต)และ Takashi Niimura กระทรวงที่ดิน โครงสร้างพื้นฐาน การขนส่ง และการท่องเที่ยว
ญี่ปุ่น
บทนาการปรับปรุงมาตรฐานทางเทคนิคและข้อแนะนาสาหรับท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริม
ชายฝั่งในประเทศญี่ปุ่น (ต่อจากนี้ใช้คาว่า “มาตรฐานทางเทคนิค” หรือ “TechnicalStandards”) เป็นมาตรฐานที่ถือได้ว่าเป็นคัมภีร์สาหรับการออกแบบกาแพงกั้นคลื่น
และการออกแบบท่าเรือ /สิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่งในประเทศญี่ปุ่น ซึ่งได้มีการปรับปรุง
แก้ไขทั้งหมดในเดือนพฤษภาคม ค.ศ. 2018 (ต่อจากนี้ใช้คาว่า “TSCPHF2018”) ถือเป็นการปรับปรุงครั้งแรกในรอบ 11 ปี โดยกรอบของมาตรฐานทางเทคนิค ได้ถูกแก้ไข
ในสองส่วนดังต่อไปนี้
• กรอบของมาตรฐานทางเทคนิค การประเมินของ TSCPHF2018 และการเผยแพร่
มาตรฐานทางเทคนิคในภาษาญี่ปุ่น และ อังกฤษ
• กรอบของเนื้อหาสาคัญที่ได้รับการปรับปรุงใน TSCPHF2018ตารางที่ 1 กรอบของเนื้อหาในมาตรฐานทางเทคนิคและข้อแนะนาสาหรับท่าเรือ และสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่งในประเทศญี่ปุ่น (ฉบับปรับปรุงปี 2018)กรอบของมาตรฐานทางเทคนิค การประเมินของTSCPHF2018 และการ
เผยแพร่มาตรฐานทางเทคนิคใน ภาษาญี่ปุ่น และ อังกฤษ

• การเผยแพร่มาตรฐานทางเทคนิคในภาษาญี่ปุ่นและอังกฤษ
ตารางที่ 2 จะแสดงถึงการตีพิมพ์มาตรฐานทางเทคนิคในภาษาญี่ปุ่น/ภาษาอังกฤษ
ฉบับล่าสุด โดยในฉบับแรก เป็นเวอร์ชันภาษาญี่ปุ่น ตีพิมพ์ครั้งแรกในปี ค.ศ. 1979ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมาได้มีการปรับปรุงแก้ไขทุกๆ 10 ปี ส่วนฉบับภาษาอังกฤษจะตีพิมพ์
ออกมาในทุกๆ 2 ปีหลังจากมีการตีพิมพ์ภาษาญี่ปุ่น
ในฉบับภาษาอังกฤษ ได้ถูกนามาใช้ในการออกแบบท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริม
ชายฝั่งจานวนมากโดยใช้ความช่วยเหลือเพื่อการพัฒนาอย่างเป็นทางการของประเทศ
ญี่ปุ่นหรือ Japan’s official development assistance (ODA) เนื่องจากฉบับ
ภาษาอังกฤษ TSCPHF2018 จะมีการเผยแพร่บนเว็บไซต์โดยไม่มีค่าใช้จ่าย สาหรับ
ผู้อ่านที่สนใจจึงสามารถไปดาวน์โหลดได้ ทั้งนี้ฉบับภาษาอังกฤษหรือ TSCPHF2018 ได้มีกาหนดการตีพิมพ์ในเดือนมีนาคม ค.ศ. 2020• กรอบของมาตรฐานทางเทคนิค
พระราชบัญญัติท่าเรือ (มาตรา 56-2-2) ของประเทศญี่ปุ่นระบุว่า “โครงสร้าง
พื้นฐานทางน้า การติดตั้งอุปกรณ์ป้องกันโครงสร้างริมชายฝั่ง อุปกรณ์สาหรับการเทียบท่า และ โครงสร้างพื้นฐานของท่าเรืออื่นๆ ที่คณะรัฐมนตีได้กาหนด (ต่อจากนี้ใช้คาว่า
“โครงสร้างพื้นฐานสาหรับท่าเรือภายใต้ มาตรฐานทางเทคนิค”) จาเป็นต้องได้รับการ
ก่อสร้าง ปรับปรุง และ บารุงรักษา เพื่อให้เป็นไปตามมาตรฐานทางเทคนิค”เนื้อหาของมาตรฐานทางเทคนิค ถูกกาหนดใหม่ไว้ในกฎกระทรวงและประกาศ
กระทรวงที่ เ กี่ ย วข้ อ ง โดยเนื้ อ หาของมาตรฐานทางเทคนิ ค ที่ ถู ก ก าหนดไว้ ใ นกฎกระทรวง ประกอบไปด้ ว ย เหตุผ ลของการมีสิ่ ง ปลูก สร้ าง (วัต ถุ ประสงค์) และข้อกาหนดด้านสมรรถนะของสิ่งปลูกสร้างสาหรับท่าเรือ (ข้อกาหนดเชิงสมรรถนะ)ส่วนเนื้อหาของประกาศกระทรวงจะเป็นบทบัญญัติที่อธิบายถึงข้อกาหนดเชิงสมรรถนะ
(กฎเกณฑ์เชิง สมรรถนะ) (อ้างอิงรูปที่ 1) นอกจากนี้ มาตรฐานทางเทคนิค ยังระบุ
เกณฑ์ที่ใช้ในการตีความสาหรับกฎกระทรวงและประกาศกระทรวง โดยใช้การแจ้ง
เตือนอย่างเป็นทางการ และอธิบายวิธีการตรวจสอบเพื่อยืนยันว่าสิ่งปลูกสร้างสาหรับ
ท่าเรือเป็นไปตามข้อกาหนดเชิงสมรรถนะหรือไม่ (การตรวจสอบเชิงสมรรถนะ)ในมาตรฐานทางเทคนิคฉบับก่อนที่จะมีการแก้ไข มีเพียงข้อกาหนดเชิงสมรรถนะของ

ตารางที่ 2 ประวั ติ ก ารตี พิ ม พ์ ข องมาตรฐานทางเทคนิ ค (ในฉบั บ ภาษาญี่ ปุ่น และภาษาอังกฤษ)กรอบของกรอบของเนื้อหาสาคัญที่ได้รับการปรับปรุง ในมาตรฐานทางเทคนิค ปี20182• การปรับปรุงเนื้อหาในส่วนของการเสริมสร้างความสามารถในการแข่งขันระดับ
นานาชาติ
เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพสาหรับการขนส่งทางน้า ข้อกาหนดด้านขนาดของเรือถูก
ปรับปรุงตามแนวโน้มของขนาดของตู้คอนเทนเนอร์ที่ใหญ่ขนึ้ และการรองรับเรือสาราญ
จากแนวโน้มดังกล่าวจึงได้มีการปรับปรุงท่าเทียบเรือ อุปกรณ์สาหรับเทียบท่า เช่น พุกผูกเรือ หรือ mooring posts และวั สดุที่ใช้ส าหรับทาที่กันกระแทกท่าเรือ หรื อ
fender materials ในการแก้ไขครั้งนี้ มีไว้เพื่อรองรับเรือขนส่งที่มีความจุ 20,000
TEUs ขึ้นไป และเรือสาราญที่มีขนาด 220,000 GT ขึ้นไป หรือสามารถรองรับการใช้
งานของเรือ และ เรือที่อยู่ในระหว่างการก่อสร้าง สาหรับการประเมินขนาดของแอ่ง
จอดเรือ ได้มีการเพิ่มคาอธิบายด้านการวิเคราะห์ AIS-applied track ที่นามาใช้ในการ
อ้างอิงการเทียบท่า
ยังมีการเพิ่มคาอธิบายที่เกี่ยวข้องกับมาตรการในการป้องกันการเอียงล้มของเครน
เนื่องจากแรงลมและอุบัติเหตุที่เกิดระหว่างการเทียบท่าและการออกจากท่า การแก้ไข
ในครั้งนี้ไม่ได้เพียงแต่จะส่งเสริมให้เกิดการยอมรับต่อการขนถ่ายด้วยเรือ ขนาดใหญ่ขึ้น
เท่านั้น แต่เพื่อสร้างความมั่นใจด้านความปลอดภัยและการปรับปรุงประสิทธิผลของ
กระบวนการขนสินค้าขึ้น-ลงเรือ เพื่อสร้างเสริมความปลอดภัย พัฒนาความสามารถใน
การแข่งขันในภาคอุตสาหกรรมของประเทศญี่ปุ่นให้อยู่ในระดับสากล
สาหรับการแก้ไขฉบับล่าสุด มีข้อเพิ่มเติมในส่วนของอุปกรณ์ควบคุมระยะไกล
สาหรับการขนสินค้าขึ้น-ลงเรือ ให้เป็นไปตามมาตรฐานทางเทคนิค และมาตรการต่างๆ
ได้ถูกรวมเข้าไปในข้อกาหนดเชิงสมรรถนะ กฎเกณฑ์เชิงสมรรถนะและการป้องกันอั น ตรายที่ ถู ก ก าหนดเพื่ อ รั ก ษาความปลอดภั ย และการท างานของท่ า เรื อ ที่ มีประสิทธิภาพ (รูปที่ 2) สาหรับอุปกรณ์การขนสินค้าขึ้น-ลงเรือ ที่ถูกกล่าวถึงนี้ประกอบ
ไปด้วย เครนขาสูงล้อยางหรือ rubber-tired gantry cranes (RTG) รถลาเลียงสินค้า
อัตโนมัติหรือ automated guided cargo vehicles (AGV) และ รถขนถ่ายลาเลียง
วัสดุหรือ straddle carriersรูปที่ 3 ตัวอย่างการออกแบบที่พิจารณาถึงการบารุงรักษา (การตรวจสอบทางเดินเพื่อ
การสารวจ ที่ใช้ในงาน Jacket-type Wharf)• การปรับปรุงเนื้อหาในส่วนของวิธีการออกแบบ
เนื่องด้วยในปัจจุบันจานวนประชากรในวัยทางานมีแนวโน้มที่ลดลง จึงทาให้มีการ
หยิบยกประเด็นเรื่องการปรับปรุงประสิทธิผลขึ้นมา ซึ่งได้มีการอธิบายแนวคิดเกี่ยวกับ
การปรับปรุงประสิทธิผล ในมาตรฐานทางเทคนิค (Technical Standards) ด้วยเหตุนี้
การออกแบบโดยอาศัยหลักความน่าเชื่อถือ (การออกแบบด้วยวิธี Partial Factor) จึงได้ ถู ก รวมเข้ า ไปใน TSCPHF2007 ในขณะที่ ก ารออกแบบมี ได้ มี ก ารพั ฒ นา การออกแบบโดยอาศัยหลักความน่าเชื่อถือก็มีความน่ากังวลอยู่ประการหนึ่ง คือขั้นตอน
ของการออกแบบมีความซับซ้อน และเพื่อขจัดปัญหาดังกล่าวจึงได้มีการสอบทานการ
ออกแบบด้วยวิธี Partial Factor อีกครั้ง
การแก้ไขในฉบับล่าสุดได้นาวิธีการออกแบบ Partial Factor มาปรับปรุง จากเดิม
ที่เป็นการการออกแบบด้วยวิธี Partial Factor ที่พิจารณาตัวคูณวัสดุหรือ material
factor โดยที่วัสดุหรือตัวแปรที่ใช้ในการคานวณก็จะมีการคูณด้วยค่ า partial factorเปลี่ยนไปเป็น การออกแบบด้วยวิธี Partial Factor ที่พิจารณาตัวคูณน้าหนักบรรทุก
และความต้ า นทานโดยที่ วั ส ดุ แ ละตั ว แปรที่ ใ ช้ ในการค านวณก็ จ ะคู ณ ด้ ว ย partial
factor และนาไปพิจารณาร่วมกันทั้งความต้านทานและน้าหนักบรรทุก (รูปที่ 4) ข้อได้เปรียบของการออกแบบด้วยวิธี partial factor design ที่ขึ้นกับ load และ
resistance factor คือ ช่วยให้ผู้ออกแบบสามารถเข้าใจพฤติกรรมของโครงสร้างไป
จนถึ ง ขั้ น ตอนสุ ด ท้ า ยของการออกแบบได้ เป้ า หมายหลั ก ของการปรั บปรุ ง วิ ธี ก ารออกแบบแบบ partial factor design คือ การปรับปรุงประสิทธิภาพของงานออกแบบ
และเตรียมพร้ อมการออกแบบโครงสร้า งให้พร้ อมสาหรับเทคโนโลยี ใหม่ๆ สาหรั บรายละเอียดในการปรับปรุงในส่วนของ load และ resistance factor สามารถดูได้ใน
ส่วนของการอ้างอิง
ในขณะเดียวกันการออกแบบโดยอาศัยหลักความน่าเชื่อถือ ด้วยวิธี Monte Carlo
Simulation (MCS) ถูกนามาใช้แทนวิธี First-Order Reliability Method (FORM)
เนื่องจากการประเมินความเสี่ยงด้วยวิธี MCS มีข้อได้เปรียบที่หลากหลาย อันได้แก่
ง่ายต่อการนาการกระจายของค่าความน่าจะเป็นมาพิจารณาประกอบร่วมกัน และง่ายต่ อ การปรั บ แก้ ตั ว แปรที่ เ กิ ด ขึ้ น อั น เกี่ ย วข้ อ งกั บ ข้ อ มู ล ที่ ไม่ เ ป็ น เชิ ง เส้ น หรื อ
nonlinearity นอกจากนี้ยังสามารถสร้างแบบจาลองให้สอดคล้องกับการออกแบบบน
หลักการของความน่าเชื่อถือในระดับ 3 หรือ Level 3 Reliability-Based Designเพื่ อ ให้ ง่ ายต่ อการปรั บปรุ งการออกแบบโครงสร้ างใหม่ หรือ การออกแบบปรับปรุ งโครงสร้างที่มีอยู่เดิม นอกเหนือจากข้อได้เปรียบเหล่านี้ การออกแบบโดยอาศัยหลัก
ความน่าเชื่อถือด้วยวิธี MCS ยังได้รับการประเมินว่าเป็นวิธีที่ใช้นาไปใช้ได้แพร่หลายใน
อนาคตในการคานวณ partial factor ได้นาผลจากการทา MCS มาใช้ ด้วยผลลัพธ์
ดังกล่า วจะช่ วยให้ สามารถค านวณ partial factor ได้อ ย่างง่า ยดาย โดยการใช้
ความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรลักษณะเฉพาะ หรือ characteristic value (เป็นค่าที่ขึ้ น กั บแรงลั พ ธ์ ข องน้ าหนั ก บรรทุ ก และค่ า ความต้ า นทาน) และจุ ด วิ ก ฤติ ข องการ
ออกแบบ (จุดที่มักเกิดการวิบัติ) ท้ายสุดให้ทาการหาร ค่าพิกัดของจุดวิกฤติของการ
ออกแบบด้วยพิกัดของตัวแปรลักษณะเฉพาะ (รูปที่ 5)รูปที่ 2 รูปแสดงกระบวนการควบคุมระยะไกลของเครื่องขนสินค้าขึ้น-ลงเรือ
• การปรับปรุงเนื้อหาในส่วนของการบารุงรักษาและการป้องกันการเสื่อมสภาพ
เนื่องจากการเสื่อมสภาพที่เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องของโครงสร้างพื้นฐานที่ได้รับการ
ก่อสร้าง หลังจากยุคที่เศรษฐกิจรุ่งเรือง จึงได้มีการกาหนดรายการในการบารุงรักษา
ตั้งแต่ขั้นตอนการออกแบบ เช่น การติดตั้งช่องเปิดและทางเดินเพื่อการสารวจ (รูปที่ 3)ทาให้การบารุงรักษาท่าเรือเป็นไปได้อย่างแม่นยา ยิ่งไปกว่านั้นยังมีมาตรการต่างๆ ที่ช่วยยืดอายุการใช้งานด้วยการใช้วัสดุก่อสร้างที่มีความคงทนและสมรรถนะสูง และได้มี
การเสนอวิธีการก่อสร้างโครงสร้างชั่วคราวขนาดใหญ่เพื่อรักษาความปลอดภัยในการ
ก่อสร้างท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง นอกจากนี้ยังได้มีการส่งเสริมการประยุกต์ใช้
เทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อ สารหรือ information and communication
technology (ICT) และการทาแบบจาลองข้อมูลสามมิติที่เริ่มต้นตั้งแต่ขั้นตอนของการ
ออกแบบ ก่ อสร้า ง ไปจนถึ งการบารุง รั กษา และพัฒนาแนวคิดในการออกแบบให้
สมบู ร ณ์ ยิ่ ง ขึ้ น ท้ า ยที่ สุ ด แล้ ว มาตรฐานทางเทคนิ ค ฉบั บ ใหม่ ไ ด้ ถู ก ก าหนดโดยมี
จุดมุ่งหมายเพื่อเสริมสร้างความร่วมมือการประสานงานตั้งแต่ขั้นตอนของการออกแบบก่ อ สร้ า ง และการบ ารุ ง รั ก ษา เพื่ อ อ านวยให้ ก ารบ ารุ ง รั ก ษาเป็ น ไปได้ อ ย่ า งมีประสิทธิภาพสูงสุดต่อไป

รูปที่ 4 ความแตกต่างระหว่างวิธีการตัวคูณวัสดุและวิธีการตัวคูณความต้านทานและ
น้าหนักบรรทุก

3รูปที่ 5 การประเมินความน่าจะเป็นของการวิบัติและความสัมพันธ์ระหว่างจุดวิกฤติของ
การออกแบบและตัวแปรลักษณะเฉพาะที่ใช้สาหรับการคานวณ Partial Factorน้าตื้นและแหล่งของสาหร่ายทะเลและการใช้วัสดุรีไซเคิลที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมวั ต ถุ ป ระสงค์ ห ลั ก ของการแก้ ไ ขมาตรฐานทางเทคนิ ค ไม่ เ พี ย งแต่ ค านึ ง ถึ งสิ่งแวดล้อมของท่าเรือเท่านั้น แต่ยังเพื่อสร้างสภาพแวดล้อมใต้น้าที่อุดมสมบูรณ์และ
สามารถเป็นสถานที่พักผ่อนหย่อนใจได้อีกด้วย
รูปที่ 7 ตัวอย่างของโครงสร้างท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่งที่เป็นมิตรต่อสิ่งมีชีวิต
ใต้น้า

การปรั บ ปรุ ง เนื้ อ หาที่ เ กี่ ย วข้ อ งกั บ การป้ อ งกั น ภั ย พิ บั ติ แ ละลดผลกระทบทาง
ธรรมชาติ
เพื่อเตรียมการสาหรับการป้องกันภัยพิบัติทางธรรมชาติขนาดใหญ่ ยกตัวอย่างเช่น
แผ่นดินไหวร่องนันไกหรือ Nankai Trough และแผ่นดินไหวที่โตเกียวหรือ Tokyoinland earthquakes ที่ได้คาดการณ์ว่าจะเกิดขึ้นอีกในอนาคตอันใกล้ ประกอบกับ
เหตุการณ์แผ่นดินไหว Great East Japan Earthquake ที่เพิ่งเกิดขึ้นเมื่อเดือนมีนาคม
ปี ค.ศ. 2011 ที่ผ่านมา จึงได้มีการปรับปรุงและเพิ่มเติมเนื้อหาในส่วนของมาตรฐาน
การป้องกันและลดผลกระทบจากแผ่นดินไหวขนาดใหญ่และคลื่นยักษ์สึนามิ
ในการออกแบบโครงสร้างป้องกันแผ่นดินไหว ความสามารถในการรับแรงดัดของ
เสาเข็มท่อเหล็กที่ใช้เป็นโครงสร้างของท่าเรือได้ถูกนามาพิจารณาสอบทาน ส่งผลให้
การออกแบบความคงทนของการรับแรงแผ่นดินไหวสามารถรองรับแผ่นดินไหวที่ระดับ
2 (เป็นแรงแผ่นดินไหวที่รุนแรงที่สุด) หากผลของอัตราส่วนระหว่างเส้นผ่านศูนย์กลาง(D) และความหนาของท่อเหล็ก (t) มีค่าเพิ่มขึ้น ค่ากาลังรับแรงดัดที่แสดงขึ้นด้วยค่า
ของโมเมนต์พลาสติกสมบูรณ์ที่คานวณด้วยการพิจารณาหน้าตัดก็จะลดลง ยิ่งไปกว่า
นั้นเมื่ออัตราส่วนของแรงในแนวแกนเพิ่มขึ้น แนวโน้มของการลดความสามารถในการ
ต้านทานการดัดตัวก็จะส่งผลชัดเจนมากยิ่งขึ้น ซึ่งในท้ายที่สุดสมรรถนะในการต้านทาน
การดัดตัวของเสาเข็มท่อเหล็กที่ได้มีการพิจารณาต่างๆตามข้างต้นก็ได้มีการนาเสนอใน
มาตรฐานฉบับปรับปรุงนี้
ในทางปฏิ บั ติ มั ก จะมี ก ารใช้ เ สาเข็ ม ท่ อ เหล็ ก ที่ มี อั ต ราส่ ว นระหว่ า งเส้ น ผ่ า นศูนย์กลาง (D) และความหนาของท่อเหล็ก (t) ที่ค่าน้อยๆ (ความหนาของท่อมาก) ซึ่งสาหรับโครงสร้างของฐานรากที่ใช้ในการต้านทานแรงแผ่นดินไหว จะไม่ส่งผลกระทบถึง
การลดทอนของกาลังรับแรงเมื่อเกิดการดัดตัวที่มาก ในขณะเดียวกันยังหลีกเลี่ยงการ
ลดลงของกาลังรับต้านทานการดัดตัวสูงสุดด้วย
ในการออกแบบโครงสร้างป้องกันคลื่นยักษ์สึนามิ จาเป็นต้องมีการตรวจสอบความ
คงทนของโครงสร้างเขื่อนกันคลื่น เพื่อตอบสนองต่อความต้องการดังกล่าวจึงมีการ
ขยายความของเนื้อหาในส่วนนี้รวมถึงวิธีการหาขนาดของแรงกระทาเนื่องจากคลื่น
ยักษ์สึนามิ วิธีการออกแบบการขยายความกว้างเขื่อนกันคลื่นที่จะถูกติดตั้งบริเวณแนว
หลังของเขื่อนกันคลื่นเดิม นอกจากนี้ในการพิจารณายังต้องคานึงถึงกาลังรับน้าหนัก
บรรทุกที่ลดลงเนื่องจากผลของการไหลของคลื่นเข้าสู่บริเวณฐานรากของเขื่อนกันคลื่น
(รูปที่ 6) คาอธิบายเหล่านี้จะช่วยส่งเสริมมาตรการป้องกันและบรรเทาสาธารณภัยให้มี
ประสิทธิภาพ ในขณะเดียวกันจะนาไปสู่การเสริมสร้างความปลอดภัยของพื้นที่แนวหลัง
ของท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง

การปรับปรุงเนื้อหาในส่วนของเทคโนโลยีการสารวจ
การปรับปรุงเนื้อหาในส่วนของเทคโนโลยีการสารวจยกตัวอย่างเช่น การอธิบาย
ความสัมพันธ์ระหว่างการสารวจและผลการทดสอบเกี่ยวกับธรรมชาติและสิ่งแวดล้อมที่
ใช้สาหรับการออกแบบและการกาหนดเงื่อนไขการออกแบบ การเพิ่มเนื้อหาในส่วนของ
เทคโนโลยีใหม่ๆ เช่น เทคโนโลยีการสารวจภูมิสัณฐานทางกายภาพของท้องน้าที่มี
ความเกี่ยวข้องกับเทคโนโลยีสารสนเทศและการสื่อสาร เป้าหมายหลักของการแก้ไข
เหล่ านี้ คือ การเพิ่ มประสิท ธิผลในบริ เวณพื้น ที่ก่ อสร้า งให้ มากที่ สุด โดยพิจารณาให้
ครอบคลุมตั้งแต่การออกแบบ การก่อสร้างและการบารุงรักษา

รูปที่ 6 ภาพของโครงสร้างป้องกันคลื่นยักษ์สึนามิ
การปรับปรุงเนื้อหาในส่วนของการพิจารณาด้านสิ่งแวดล้อม
ในหั วข้ อ เป้ าหมายของการพัฒ นาท่า เรือ ที่ยั่งยื นตลอดจนการฟื้นฟูและรั กษาสภาพแวดล้ อ มทางธรรมชาติ ได้ มี ก ารขยายขอบเขตของเนื้ อ หายก ตั ว อย่ า งเช่ นตัวอย่างของการสร้างโครงสร้างที่เป็นมิตรต่อสิ่งมีชีวิตใต้น้า (เป็นท่าเรือที่ไม่เพียงแต่จะ
เป็น โครงสร้ างเท่านั้ นแต่ ยัง สามารถเป็น แหล่ งที่อ ยู่อาศัยของสิ่งมี ชีวิต ที่อาศัยอยู่ใน
บริเวณน้าขึ้น-น้าลงและแนวชายฝั่ง ดังรูปที่ 7) เทคโนโลยีการฟื้นฟูธรรมชาติในบริเวณ

4

Masafumi Miyata: After graduating from the Graduate
School of Engineering of the Tokyo Institute of Technology in 1994, he worked at the Port and Airport Research Institute of the Ministry of Land, Infrastructure,
Transport and Tourism (current name) and the Ministry’s National Institute for Land and Infrastructure Management. He assumes his current position as Director,
Port Research Department of the National Institute forLand and Infrastructure Management since 2012.

Takashi Niimura: After graduating from the
Graduate School of Engineering of the Kobe
University in 2003, he worked at the Ministryof Land, Infrastructure, Transport and Tourism. He assumes his current position as Director for Technical Standards, Engineering
Planning Division, Ports and Harbours Bureau of the Ministry of Land, Infrastructure,
Transport and Tourism since 2018.

Fig. 1 Legal Framework for Technical Standards for Port and Harbour Facilities in JapanPort and Harbour Act

Cabinet Order of Port andHarbour Act(Article 56-2-2)
Technical Standards for Port and Harbour
Facilities(Article 19)
Facilities subject to Technical Standards(Article 56-2-21)
Issuing Recommendations to Bodies
Managing Specified Port Infrastructure
subject to Technical Standards

Ministerial Ordinance of Port andHarbour Act(Article 28)
Stipulation of Facilities Excluded from Coverage(Article 28-22)
Specified Facilities subject to Technical Standards

Technical Standards for Port and Harbour Facilities in Japan

Ministerial ordinance to prescribe Technical Standards establishing
Technical Standards for Port and Harbour Facilities(Article 2-5)
Definitions: Port Infrastructure

The Public Notice to set forth the details necessary for Technical Standards
The Public Notice to set forth the details necessary for construction of the facilities
subject to Technical Standards

The Public Notice to set forth the details necessary for maintenance of the facilities
subject to Technical Standards
Design methods designated by the proviso stated in the Article 56-2-2 (3) of the Port and Harbour Act

Table 1 Outline of Contents of Technical Standards and Commentaries
for Port and Harbour Facilities in Japan (Revised in 2018)
Part I General
Chapter 1 General Rules
Chapter 2 Construction, Improvement, orMaintenance of Facilities Subject to
the Technical Standards
Chapter 3 Environmental Considerations on
Facilities Subject to the TechnicalStandards

Chapter 3 Waterways and Basins
Chapter 4 Protective Facilities for Harbours
Chapter 5 Mooring Facilities
Chapter 6 Port Transportation Facilities
Chapter 7 Cargo Sorting Facilities
Chapter 8 Storage Facilities
Chapter 9 Facilities for Ship Service
Chapter 10 Other Port Facilities

Part II Actions and Material Strength
Requirements
Chapter 1 General
Chapter 2 Meteorology and Oceanography
Chapter 3 Geotechnical Conditions
Chapter 4 Earthquakes
Chapter 5 Earth Pressure and Water Pressure
Chapter 6 Ground Liquefaction
Chapter 7 Ground Subsidence
Chapter 8 Ships
Chapter 9 Environmental Actions
Chapter 10 Self Weight and Surcharge
Chapter 11 Materials

Part IV Reference Technical Information[For Part I]
Chapter 1 Major reference documents
Chapter 2 Reliability-Based Design
Chapter 3 Environmental Considerations[For Part II]
Chapter 1 Observations, Investigations and
Tests
Chapter 2 Investigations and Tests after Large
Earthquake with Tsunami Attack[For Part III]
Chapter 1 Basic Information on Seismic Design
Chapter 2 Dedicated Use Barthes
Chapter 3 Planning Method of Port Transportation Facilities
Chapter 4 Tables and Charts for Design Calculations

Part III Facilities
Chapter 1 General
Chapter 2 Items Common to Facilities Subject
to the Technical Standards

5

Table 2 History of TSCPHF (Japanese
Version and English Version)
Japanese version

Fig. 2 Image of Remote-control Operation of Movable Loading/
Unloading Machinery

English version

Issue year

Pages

Issue year

1979

692

1980

1989

968

1991

1999

1,181

2002

2007

1,485

2009

2018

2,218

2020 (planned)

Fig. 3 Example of Design with
Consideration to Maintenance Stage (Inspection
Catwalk Applied in Jackettype Wharf)

Installationof inspection
catwalk fromthe design
stage so as
to allow foreasy maintenanceFig. 4 Difference between Material Factor Approach and Load and Resistance
Factor Approach
Cohesive strength C

Former
TSCPHF (2009)

Weight W

Surcharge q

Shear resistance angle φPartial factor method based on “material factor approach” where
each material or individual design parameter is multiplied by thecorresponding partial factor respectively

Shift to:Partial factor method based on “load and resistance factor approach”
where each integrated value of various loads or resistance capacities ismultiplied by the corresponding load factor or resistance factor respectively(Integrated resistance term calculated by intact design parameters (characteristic values))

Revised
TSCPHF (2018)(Integrated load term calculated by intact design parameter (characteristic values))

Fig. 5 Evaluation of Collapse
Probability, and Relation
between Design Point andCharacteristic Value Applied in
Settling Partial Factor
Failure/Non-failureboundary line

Design point

Overtopping flow

Tsunamis having ascale larger thanthat of design
tsunamis

Devising of breakwater crest
Maintaining of stability
as high as possible=

Loading value S (kN)

Failure sphere

Fig. 6 Image of Persistent Breakwater in Tsunami-resistant Design

Persistent structure
Seepageflow

Characteristic value

Installation ofcovering block
Installation ofreinforcing
embankment

Rubblemound

Non-failure sphere

Laying of scouring-prevention mat

Resistance value R (kN)

Fig. 7 Examples of Structural Types of Living Creature Symbiosis-type
Port and Harbour Structures
High tidal zone
Medium tidal zone
Low tidal zone(a) Coating type

Livingcreature
floor(b) Pier type6(c) Caisson type(หน้า 5 ~ 6)ของแนวเขื่อนแม่น้า เขื่อนและท่าเรือ เทคโนโลยีการประมาณค่าความเสื่อมสภาพของ
คอนกรีต การพัฒนาวัสดุที่มีความคงทนสูงเป็นพิเศษ เทคโนโลยีการจัดการโครงสร้าง
พื้นฐานที่มีประสิทธิภาพโดยการประมวลผลข้อมูลขนาดใหญ่และปัญญาประดิษฐ์
มูลค่าของโครงสร้างพื้นฐานของญี่ปุ่นคาดว่าจะมีมูลค่ามากกว่า 800 ล้านล้านเยน
ซึ่งเป็นโครงสร้างพื้นฐานที่ได้รับการก่อสร้างมานานหลายทศวรรษแล้ว ความรับผิดชอบ
ของเราต่อ อนาคต คื อ การสร้า งแพลตฟอร์ม ข้อ มู ลของโครงสร้ า งพื้ นฐานและการ
ส่งผ่านโครงสร้างพื้นฐานที่สามารถใช้งานได้อย่างปลอดภัยโดยที่มีการบารุงรักษาน้อย
ที่สุดสาหรับคนรุ่นต่อ ๆไป วัตถุประสงค์ของ "โครงสร้างพื้นฐาน SIP" คือการสร้าง
ระบบที่มีประสิทธิภาพและเพิ่มความพยายามเพื่อประสบผลสาเร็จ

แนวโน้มของเทคโนโลยีล่าสุดสาหรับโครงสร้างท่าเรือและสิ่งปลูก
สร้างริมชายฝั่ง (2)การบารุงรักษา การปรับปรุงและการจัดการโครงสร้างพื้นฐาน –โครงการการวิจัยและพัฒนาของรัฐบาลประเทศญี่ปุ่นโดย ศาสตราจารย์ Yozo Fujinoมหาวิทยาลัยโยโกฮาม่า
บทนาโครงการ โปรแกรมการส่งเสริมนวัตกรรมเชิงยุทธศาสตร์บูรณาการ หรือ The
Cross-Ministerial Strategic Innovation Promotion Program (SIP) ซึ่งสภาวิ ท ยาศาสตร์ เทคโนโลยี แ ละนวั ต กรรม หรื อ The Council for Science,
Technology and Innovation (CSTI) มีบทบาทหลักในการเป็นศูนย์รวมด้าน
นวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์เทคโนโลยี ในฐานะที่เป็นโครงการข้ามสาขา SIP ได้มี
บทบาทในการขับเคลื่อนไปข้างหน้าด้วยการมุ่งเน้นตั้งแต่การวิจัยขั้นพื้นฐานไปจนถึงใน
ระดับการค้า/อุตสาหกรรม
"การบารุงรักษา การปรับปรุงและการจัดการโครงสร้างพื้นฐาน" (ต่อจากนี้ใช้คาว่า
"โครงสร้างพื้นฐาน SIP") เป็นหนึ่งในหัวที่โครงการให้ความสนใจในปัจจุบัน โครงสร้าง
พื้นฐานด้านวิศวกรรมโยธา เช่น ถนน ทางรถไฟ ท่าเรือและสนามบิน ช่วยส่งเสริมการ
ใช้ชีวิตประจาวัน และ กิจกรรมทางเศรษฐกิจและสังคม อย่างไรก็ตามหลายสิ่งได้ถูก
สร้างขึ้นในช่วงที่เศรษฐกิจมีการเติบโตสูง เมื่อสิ่งเหล่านี้ถูกใช้งานนานวัน การเพิ่มของ
ค่าใช้จ่ายในการบารุงรักษาและการซ่อมแซม รวมถึงความเป็นไปได้ที่จะเกิดอุบัติเหตุ
ร้ายแรงในระหว่างการให้ บริก ารได้กลายเป็น ปัญหาสั งคมที่สาคัญ โปรแกรมนี้ จึง มีจุดมุ่งหมายเพื่อป้องกันอุบัติเหตุและลดภาระในการบารุงรักษา โดยการสร้างระบบการ
จัดการโครงสร้างพื้นฐานที่ใช้เทคโนโลยีสารสนเทศและหุ่นยนต์
โครงสร้ า งพื้ น ฐานต่ า งจากผลิ ต ภั ณ ฑ์ ที่ ผ ลิ ต ในจ านวนมาก เช่ น ยานพาหนะ
แล็ปท็อป เพราะเป็นผลิตภัณฑ์ที่ถูกออกแบบมาเพื่อการผลิตแบบเฉพาะ โดยโครงสร้าง
พื้นฐานจะเป็นสิ่งทีเ่ ราสร้างขึ้นมาแบบเดี่ยวๆ ได้รับการออกแบบ ก่อสร้าง และผลิตเป็น
รายโครงการ เงื่อนไขเบื้องต้นของโครงสร้างพื้นฐานแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับเวลาและ
เงื่อนไขที่จะถูกกาหนดขึ้นมา ส่งผลให้นอกเหนือจากความแตกต่างของสภาพแวดล้อม
ความเร็วของการเสื่อมสภาพยังแตกต่างกันไปด้วย โครงสร้างพื้นฐานหลายประเภทที่ถู ก ใช้ ง านมาหลายสิ บปี อ าจมี ความเสี่ ยงสู ง ต่ อ การเกิ ด อุ บัติ เ หตุ ดั ง นั้ น เพื่ อ ให้ เ กิ ดประสิ ท ธิ ภ าพและการจั ด การการบ ารุ ง รั ก ษาเชิ ง ป้ อ งกั น ที่ มี ป ระสิ ท ธิ ภ าพให้ กั บโครงสร้างพื้นฐานและการสร้างระบบโครงสร้างพื้นฐานที่ปลอดภัย จึงต้องใช้เทคโนโลยี
ที่ส ามารถตรวจสอบและตรวจวั ดโครงสร้ า งพื้น ฐานจ านวนมากได้ อ ย่ า งเหมาะสม
แม่นยา นอกจากนี้ระบบโครงสร้างพื้นฐานที่ปลอดภัยจะช่วยลดอันตรายและความเสี่ยง
ที่จะเกิดขึ้นอีกด้วย
การจัด การโครงสร้างพื้น ฐานด าเนิน การโดยการปกครองส่ วนท้อ งถิ่ น การลด
ต้นทุนเป็นสิ่งที่สาคัญอย่างยิ่ง ปัจจุบันโครงสร้างพื้ นฐานได้ถูกสร้างขึ้นทั่วเอเชีย การบารุงรักษาจึงกลายเป็นปัญหาใหญ่ "โครงสร้างพื้นฐาน SIP" จึงมุ่งหวังที่จะนาเสนอ
เทคโนโลยีขั้นสูง เพื่อริเริ่มการนาเทคโนโลยีมาใช้ในการจัดการกับโครงสร้างพื้นฐานตั ว อย่ า งเช่ น การน าหุ่ น ยนต์ ม าช่ ว ยหรื อ การใช้ หุ่ น ยนต์ แ ทนคนในการตรวจสอบ
โครงสร้างพื้นฐาน เช่น การตรวจสอบความเสียหายในชิ้นส่วนโครงสร้างของคอนกรีต
การตรวจสอบโครงสร้างอุโมงค์และสะพานโดยการใช้เครื่องมือตรวจจับที่ไม่ต้องใช้
ระบบการควบคุมการรับส่งข้อมูล เทคโนโลยีการตรวจจับความเสียหาย /การเสียรูป

เค้าโครง
ในประเทศญี่ปุ่น โครงสร้างพื้นฐานได้เสื่อมสภาพลง ซึ่งส่งผลต่อความเสี่ยงที่จะ
เกิดอุบัติเหตุร้ายแรง ดังเช่น อุบัติเหตุอุโมงค์ Sasago ในปี ค.ศ.2012 และนอกจากนี้
การเพิ่มขึ้นของค่าใช้จ่ายสาหรับการบารุงรักษาและซ่อมแซมก็เป็นเรื่องที่น่ากังวล การจัดการโครงสร้างพื้นฐานโดยการใช้ระบบเทคโนโลยีสมัยใหม่จึงเป็นสิ่งจาเป็นสาหรับ
การป้องกันอุบัติเหตุด้วยระบบการบารุงรักษาเชิงป้องกัน และเพื่อช่วยลดค่าใช้จ่ายต่อ
อายุการใช้งานของโครงสร้างพื้นฐานนั้นๆ ภายใต้ข้อจากัดทางด้านการเงินและจานวน
วิศวกรที่มีทักษะลดลง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเทคโนโลยี ICRT คาดว่าจะสร้างโอกาสทางธุร กิ จ ใหม่ ในตลาดการบารุ ง รั กษาโครงสร้ า งพื้ น ฐานและสามารถขยายธุ ร กิ จ ไปยั งประเทศในแถบเอเชียที่ประสบปัญหาคล้ายๆกัน
เพื่ อ ให้ บ รรลุ เ ป้ า หมายนี้ เ ราจะปรั บ ปรุ ง มาตรฐานการบ ารุ ง รั ก ษาโดยใช้ ก ารบารุงรักษาเชิงป้อ งกันที่ใช้ต้ นทุนต่า โดยยังคงเน้นความจาเป็นเพื่อให้ตรงกับความ
ต้องการของการบารุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานด้วยการคิดค้นพัฒนาทางเทคนิค และพัฒนาเทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่น่าสนใจ สามารถนามาใช้งานได้จริง เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้
เราจึ ง ตั้ ง เป้ า หมายที่ จ ะมี ส่ ว นร่ ว มฟื้ น ฟู โ ครงสร้ า งพื้ น ฐานในภู มิ ภ าค รวมถึ ง การบารุงรักษาโครงสร้างพื้นฐานที่สาคัญภายในประเทศให้มีมาตรฐานที่สูง นอกจากนี้เรา
จะสร้างตลาดของการบารุงรักษาที่มีความน่าดึงดูดใจและการขยายตัวอย่างต่อเนื่องไป
ยังต่างประเทศ โดยใช้ต้นแบบจากภูมิภาคที่ประสบความสาเร็จมาเป็นต้นแบบในการ
พัฒนารูปที่ 1 การวิจัยและพัฒนา SIP สาหรับการบารุงรักษา การซ่อมแซมและการจัดการ
เทคโนโลยีของโครงสร้างพื้นฐาน
(หมายเหตุ: เนื่องจากผู้เขียนกาลังดาเนินการตรวจสอบบางส่วนของข้อความ จึงขอ
แนะนาสาหรับผู้อ่านในการอ้างอิงถึงฉบับภาษาอังกฤษ)7

Yozo Fujino: After receiving the Ph. D from the University of Waterloo, Canada, he became Assoc. Professor in 1982 and Professor in 1990 of the Faculty of Engineering, the University of Tokyo.
He assumed his current position as Distinguished YNU Professorof the Institute of Advanced Science, Yokohama National University in 2014. He received the Japan Academy Prize in 2019. Heserves as the Program Director of the Cross-Ministerial Strategic
Innovation Promotion Program (SIP) of the Cabinet Office.

Innovative manufacturing design

Combustion

Innovative agriculture

Power electronics

New materials

Fig. 1 Council for Science,
Technology and Innovation
Resilience
Prof Masayoshi
Nakashima
Energy carrier
Ocean natural resources

Infrastructure maintenance,
renovation and management
Prof Yozo Fujino
Automatic driving

Fig. 2 SIP Research and Development for Infrastructure Maintenance, Renovation, andManagement Technologies(1) Inspection, Monitoringand Diagnostics Technologies
X-rays, Neutron beam, Lasers, Microwaves, Near-Infrared
Spectroscopy, Electromagnetics, Acoustics, etc.
Public Works Research Institute, National Institute for Land Infrastructure Management,
PDCEN, Japan, AIST, Tsukuba Technology, Alcoetta Technology, Pacific Consultants,
Shutoko Engineering, Okayama University, Gifu University,
Tokyo University of Agriculture and Technology
Infrastructure
Roads, railways, harbors, airports,
irrigation facilities, water supply(underground structures),river embankment,
embankment slopes, dams

(2) Structural Materials, Deterioration
Mechanisms, Repairs, and Reinforcement Technologies
Establishing a structural material research center, maintenancetechnologies, luminescent materials, new thermal spray materials,
ultra-durable concrete
NIMS, AIST, Osaka Prefecture University, Okayama University(5) Asset Management Technologies
Implementation of road infrastructure management cycles inJapan and overseas; mechanisms for concrete bridge deterioration;asset management for irrigation facilities and harbor structures
University of Tokyo, Kyoto University, Tokyo Institute of Technology,
Kanazawa University, NARO, PARI

(4) Robotics Technologies
Adjustable girders, flexible guide frame, flight robotics,
semi-submerged unmanned construction
Shibaura Institute of Technology, Tohoku University, Waseda University,
Meijo University, Kyoto University, Association of Unmanned Construction Technology,
HiBot, NEC, Fujitsu, Public Works Research Institute, Ministry of Land,
Infrastructure, Transport and Tourism

Regional Governments
Private Technology Development
Contracts, Bids
Cooperation with Regional Universities
Overseas Expansion(3) Information and Communications Technologies
Road and bridge screening technologies, freeway sensing dataprocessing, storage, analysis technologies, optimization of
wireless communications
National Institute of Informatics, NEXCO East Japan,
NTT, JIP Techno Science, Hitachi*Infrastructure Operations and Management Overview (participating organizations as of November 13, 2014

Fig. 3 Drones Being Developed in SIP for Inspection of
Bridge Girders and Piers

Fig. 4 Bridge Corrosion Investigation Using ELECT

8

(หน้า 7-8)พิจารณาการเสื่อมสภาพของระบบการป้องกันการถูกกัดกร่อน (อ้างอิงรูปที่ 2)แนวโน้มของเทคโนโลยีล่าสุดสาหรับโครงสร้างท่าเรือและสิ่งปลูก
สร้างริมชายฝั่ง (3)การบารุงรักษา การปรับปรุงและการจัดการโครงสร้างพื้นฐาน
SIP - การพัฒนาวงจรของระบบการจัดการสาหรับโครงสร้าง
ท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง: กรอบของการตรวจสอบเพื่อ
การประเมิน -รูปที่ 2 ลักษณะการทางานของ PTC Sensor
SAMSWING (บริษัท Toa)
SAMSWING (ระบบการบารุงรักษาโดยใช้เซ็นเซอร์ด้วยเทคโนโลยีสารสนเทศ)เป็นระบบบารุงรักษาที่เปิดเผยข้อมูลที่ตรวจวัดได้ให้กับผู้ใช้ (ท่าเรือ การก่อสร้างท่าเรือ
ส่วนงานบริการ และวิศวกร) ผ่านเว็บไซต์ ระบบนี้ได้รับการพัฒนาโดยบริษัท Toa ในปี2004 SAMSWING มีคุณสมบัติเชิงสมรรถนะสองประการ คือ สมรรถนะในการส่งคา
เตือนอัตโนมัติไปยังผู้ใช้ในกรณีเซ็นเซอร์ตรวจพบสิ่งที่ผิดปกติและความสามารถในการ
แสดงผลการตรวจสอบความผิดปกติในเบื้องต้นและวิธีการที่ต้องดาเนินการต่อไปลงใน
เว็บไซต์ โดยวิศวกรมืออาชีพ
ในการศึกษาครั้งนี้ระบบ SAMSWING ได้รับการปรับปรุงเพื่อให้สามารถใช้งานจริง
ในระบบเซ็นเซอร์ 4 ประเภท คือ เซ็นเซอร์ที่ประเมินค่าความคงทนของคอนกรีตเสริม
เหล็กจานวนสองชนิด เซ็นเซอร์อีกสองชนิด สาหรับยืนยันสภาพการถูกกัดกร่อนของ
เสาเข็มท่อเหล็ก (หนึ่งในสองเซ็นเซอร์นี้ คือ PTC Sensor ดังกล่าวข้างต้น ) และเซ็นเซอร์ตรวจวัดสภาพแวดล้อม (อุณหภูมิ ความชื้น ความสูงคลื่น และความเร็ว เป็นต้น) (ดูรูปที่ 3)

โดย Ema Katoสถาบันวิจัยท่าเรือและท่าอากาศยาน
ระบบ SIP (โปรแกรมการสร้างนวัตกรรมเชิงยุทธศาสตร์ ) และ LCM สาหรับ
โครงสร้างท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง
เพื่อให้บรรลุถึงการบารุงรักษาเชิงกลยุทธ์ของท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง ซึ่งผู้เขียนกาลังดาเนินการตรวจสอบโดยมุ่งเน้นไปยังการสร้างระบบการจัดการโครงสร้าง
พื้นฐานตลอดวัฏจักรชีวิต หรือ the life-cycle management (LCM) ดังแสดงในรูปที่
1 และการปรับปรุงเทคโนโลยีเบื้องต้นที่เกี่ยวข้อง ทั้งนี้ ระบบ LCM มี 2 วัตถุประสงค์
หลัก วัตถุประสงค์แรกคือการทาให้เกิดผลที่แน่ชัดในการทางานร่วมกันระหว่างขั้นตอน
การวางแผน การออกแบบ การก่อ สร้าง การบารุงรักษา การรื้อถอนและการฟื้น ฟูโครงสร้า งท่าเรือและสิ่งปลู กสร้างริม ชายฝั่ง วัตถุประสงค์ อีกประการหนึ่ง คือ การปรั บปรุ ง เทคโนโลยี ขั้ น พื้น ฐาน เช่ น การตรวจสอบ การวิ นิ จ ฉั ย การท านาย การประเมินและการรับมือในขั้นตอนการบารุงรักษาโครงสร้างของท่าเรือและสิ่งปลูกสร้าง
ริมชายฝั่ง
ผู้เขียนได้มีส่วนร่วมในการส่งเสริมโครงการวิจัยใน ช่วงปี ค.ศ. 2014 ~ 2018 ในหัวข้อ “การพัฒนาระบบการจัดการตลอดวัฏจักรชีวิต สาหรับโครงสร้างของท่าเรือและ
สิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง:กรอบการทางานแบบบูรณาการตั้งแต่การตรวจสอบไปจนถึงการ
ประเมินผล” เพื่อได้ทดลองนาเทคโนโลยีที่ใช้สาหรับการตรวจสอบและการวินิจฉัยเข้า
มาใช้ รวมถึงแนวทางการจัดการสินทรัพย์ของท่าเรือ จากผลลัพธ์ที่ได้ในโครงการวิจัยนี้
มี 2 เทคโนโลยีที่ได้ รับการแนะนา คือ การใช้ระบบ PTC Sensor ซึ่งเป็นเซ็นเซอร์
สาหรับการตรวจสอบ มีเป้าหมายเพื่อป้องกันการเกิดการกัดกร่อนของโครงสร้างที่ ดาดผิวด้วยสารขี้ ผึ้ง (petrolatum lining) ของท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่งของ
โครงสร้างท่าเรือทีใ่ ช้เหล็ก นอกจากนี้ยังมีระบบ SAMSWING ซึ่งเป็นระบบตรวจสอบที่
ทาให้การตรวจสอบระยะไกลสามารถดาเนินการได้อย่างมีประสิทธิภาพ

รูปที่ 3 ลักษณะการทางานของ SAMSWINGการส่งเสริมเทคโนโลยีที่ใช้สาหรับการตรวจสอบที่ได้รับการปรับปรุง
เพื่อที่จะเผยแพร่และสร้างเทคโนโลยีการตรวจสอบนี้ขึ้นมาให้เป็นรูปธรรม จึงมี
ความจาเป็นที่จะต้องรวบรวมองค์ความรู้ของเทคโนโลยีต่างๆ เหล่านี้ ในขณะเดียวกัน
ต้องคานึงถึงระบบการบารุงรักษาสาหรับท่าเรือและสิ่ งปลูกสร้างริมชายฝั่งด้วยเช่นกัน
ด้วยเหตุนี้เราจึงมุ่งมั่นทีจ่ ะเผยแพร่เทคโนโลยีเพื่อการตรวจสอบนี้ไว้ในคู่มือที่ชื่อว่า แนวทางการตรวจสอบและวินิจฉัยสิ่งก่อสร้างท่าเรือ หรือ Guidelines for Inspection
and Diagnosis of Port Facilities (ฉบับแก้ไขบางส่วนเดือนมิถุน ายน 2018) คู่มือ
การบารุงรักษาสิ่งก่อสร้างท่าเรือ หรือ The Maintenance Manual for Port
Facilities (ฉบับแก้ไขเดือนกรกฎาคม 2018) และคู่มือการบารุงรักษาอื่นๆที่จัดทาโดย
การท่าเรือ ภายใต้กระทรวงที่ดิน โครงสร้างพื้นฐาน การขนส่ง และการท่องเที่ยว ในขณะเดียวกันคู่มือการบารุงรักษานี้ได้ถูกเตรียมที่จะเผยแพร่ไปสู่การอบรมหลักสูตร
ระดับประเทศ รวมถึงการบรรยายให้กับกลุ่มพนักงานในสังกัดกระทรวงที่เกี่ยวข้องใน
การกากับดูแลท่าเรือ/สิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่งต่อไป
คู่มือการบารุงรักษานี้ได้ถูกจัดทาขึ้นและใช้ในท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริ มชายฝั่ง
ส่วนใหญ่ในประเทศญี่ปุ่น โดยแสดงแผนการบารุงรักษาที่ได้มาตรฐานสาหรับโครงสร้างท่า เรื อและมาตรฐานทางด้า นเทคโนโลยี เพื่ อใช้ในการตรวจสอบ การวิ นิจ ฉัย และมาตรการการบารุงรักษา
สาหรับแนวทางการปฏิบัติ ในการบารุงรักษาท่าเรือ และสิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ งจะต้องวางแผนการบารุงรักษา เพื่อพิจารณาแผนการให้บริการ เงื่อนไขด้านสถานที่
วัสดุโครงสร้างที่ใช้ และเงื่อนไขการก่อสร้างที่ไม่ปกติของสิ่งปลูกสร้าง และมีการนาแผน
ไปปฏิบัติอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจะส่งผลให้มีต้นทุนที่น้อยลงและได้งานที่มีประสิทธิภาพมาก
ขึ้น การบรรลุเป้าหมายสูงสุดต้องอาศัยการทางานร่วมกันระหว่างขั้นตอนการวางแผน
การออกแบบ การก่อสร้าง และการบารุงรักษาท่าเรือซึ่งจะถูกนาไปใช้ในอนาคตได้

รูปที่ 1 ระบบการจัดการตลอดวัฏจักรชีวิตสาหรับโครงสร้างท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริม
ชายฝั่ง
เซ็นเซอร์ PTC (บริษัท Nakabohtec Corrosion Protecting จากัด)การตรวจสอบและวินิจฉัยการเกิดการกัดกร่อนของโครงสร้างที่ดาดผิวด้วยสารขี้ผงึ้
(petrolatum lining) ยังคงต้องอาศัยการตรวจสอบวัสดุป้องกันผิวด้วยสายตาใน
โครงสร้างเหล็ก ทันทีที่สังเกตพบความเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวเหล็ก ก็จะดาเนินการ
ตรวจสอบแก้ไข ณ ตาแหน่งดังกล่าวในทันที ในการศึกษาครั้งนี้ ได้มีการพัฒนาวิธีเชิง
ปริมาณเพื่อประเมินสมรรถนะและการป้องกันการถูกกัดกร่อนของโครงสร้างที่ ดาดผิว
ด้วยสารขี้ผึ้ง (petrolatum lining) โดยใช้ PTC Sensor นอกจากนี้เกณฑ์ในการ
บารุงรักษา (กระแสไฟฟ้าสะสม 0.018 A ·hr) ได้ถูกเสนอให้ใช้เป็นระดับในการ

9

Ema Kato: After graduating from the School of Engineering of the Tokyo Instituteof Technology in 1997 and receiving the degree of Ph. D from the University ofTokyo in 2002, she entered the Port and Airport Research Institute (PARI). She
served as chief researcher at PARI’s Life Cycle Management Research Center in2007 and assumed her current position as group leader at PARI’s Structural Engineering Department in 2013. Her specialization is concrete engineering.

Fig. 1 Life-Cycle Management System for Port and Harbor Facilities1)
Plan
Design• Conceptual design• Service life determination• Performance verification

LCM

scenario
Execution
Maintenance• Functional obsolescence• Service life and future use• Performance assessment• Prediction

Scenario
updateRecordDemolition/Re-use
Intervention

Fig. 2 PTC Sensor and Petrolatum Lining System
t

145

1.0

100

FRP cover

Steel pipe pile
Petrolatum material

10
［mm］
20
PTC sensor

Formed PE sheet
Installation of PTC Sensor on
steel pipe pile10

Fig. 3 Outline of SAMSWINGInternet

Sensordata

Facility
administrator

Detection ofabnormality• Data confirmation• Advice

Facility
owner

Maintenanceprofessional engineer
Website system administrator

11

(หน้า 9~11)ในด้านของวิธีการประเมินค่าความต้านทานรวมทีต่ าแหน่งปลายของเสาเข็มเป็นวิธี
ที่รู้จักกันดีคือทฤษฎีการขยายตัวของช่องว่างหรือ cavity expansion theory โดยผู้
เสนอสมการนี้คือ Yasufukuแนวโน้มของเทคโนโลยีล่าสุดสาหรับโครงสร้างท่าเรือและสิ่งปลูก
สร้างริมชายฝั่ง (4)การศึ ก ษาเบื้ อ งต้ น เกี่ ย วกั บ เสาเข็ ม ท่ อ เหล็ ก และฐานรากแบบ
เสาเข็มในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

(สมการ: อ้างอิงถึงฉบับภาษาอังกฤษ)โดย ศาสตราจารย์ Yoshiaki Kikuchi,
Tokyo University of Scienceรูปที่ 2 แสดงการเปรียบเทียบตัวแปร 4 ตัวแปร โดยประมาณค่าความต้านทาน
รวมที่ตาแหน่งปลายของเสาเข็มในชั้นดินทรายโดยใช้สมการที่ระบุอยู่ใน JSPH, USACE
และ EC7 รวมถึงทฤษฎีการขยายตัวของช่องว่างหรือ cavity expansion theoryแม้ว่าจาเป็นที่จะต้องทราบค่าของมุมของแรงเสียดทานภายในก่อนจึง จะสามารถหาค่า
ของสัมประสิทธิ์ความสามารถในการรับแรงแบกทาน แต่ค่าดังกล่าวก็สามารถที่จะ
ประเมิน ได้โ ดยใช้วิ ธีการของประเทศญี่ ปุ่น (วิ ธีการ JSPH ใช้ เพื่อ ประเมิ นมุม ของความสามารถในการรับแรงเฉือนโดยการใช้ N value) โดยผลการเปรียบเทียบผลลัพธ์
EC7 มีแนวโน้มที่จะประเมินความสามารถในการรับแรงแบกทานของเสาเข็มได้มาก
เกินไป และในวิธี JSPH พบว่าค่ากาลังรับแรงแบกทานที่เปลี่ยนแปลงในแนวของความ
ลึกจะไม่สามารถระบุได้
นอกจากนี้ รูปที่ 3 ยังได้แสดงการเปรียบเทียบระหว่างค่าความต้านทานรวมที่
ตาแหน่งปลายของเสาเข็มทีไ่ ด้จากการวัดและการคานวณ จากรูปที่ 3 (a) ในวิธี EC7 มีแนวโน้มที่จะให้ผลการประเมิน มากเกินไป ส่วนในวิธี JSPH หรือทฤษฎีการขยายตั วช่องว่างเป็นวิธีการประเมินที่มีความเหมาะสม อย่างไรก็ตามดังแสดงในรูปที่ 3 (b) เมื่อ
เส้นผ่านศูนย์กลางเสาเข็มมีค่ามากกว่า 1,000 มม. ค่าที่ได้จากการวัดจะน้อยกว่ าค่าที่
ได้จากการคานวณอย่างชัดเจน และผลของดินที่อุดอยู่ด้านในของเสาเข็มท่อเหล็กจะ
ส่งผลกระทบต่อความสามารถในการรับแรงแบกทานที่ส่วนปลายของเสาเข็มอย่า งชัดเจน
จากผลการเปรี ย บเที ยบข้ า งต้ น พบว่ า มี ค วามจ าเป็ น ที่ จ ะต้ อ งตรวจสอบการ
เลือกใช้วิธีในการประเมินค่าที่มีความเหมาะสม ในการประเมินค่าความสามารถในการ
รับแรงที่ส่วนปลายของเสาเข็มแบบปลายเปิด ดังเช่นการใช้เสาเข็มท่อเหล็ก ค่าความ
ต้านทานรวมที่ตาแหน่งปลายของเสาเข็มปลายเปิด หรือ Ropen ซึ่งหาได้จากผลรวมของ
ความสามารถในการรั บแรงที่ส่ วนปลายของเสาเข็ม หรือ Rp และ แรงเสียดทาน
ระหว่างผิวภายในของเสาเข็มและดิน Rfl (รูปที่ 4) ในกรณีนี้การประเมินค่า Rfl อย่าง
เหมาะสมเป็นสิ่งสาคัญที่สุด การใช้สมมติฐานของ Yamahara ที่ว่าแรงดันดินในแนวตั้ง
Sv ภายในเสาเข็มส่วนที่ห่างจาก x ไปตามแนวแกนจากส่วนปลายเสาเข็ม โดยในส่วน
เสาเข็มที่ถูกฝังในดิน z ตามสมการต่อไปนี้

บทนาในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้มีการใช้ฐานรากเสาเข็มในรูปแบบของเสาเข็ม
คอนกรี ต เป็ น ส่ ว นใหญ่ แต่ เ มื่ อ พิ จ ารณาจากความต้ อ งการใช้ เ สาเข็ ม ที่ มี เ ส้ น ผ่ า นศูนย์กลางขนาดใหญ่ ความยาวที่มาก ความต้านทานในการป้องกันการถูกกัดกร่อน
รวมถึงความต้องการในการรับแรงดัดของเสาเข็ม เป็นที่คาดการณ์ว่าการนาเสาเข็มท่อ
เหล็กเข้ามาใช้จะมีเพิ่มมากขึ้นในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
ในการศึกษาครั้งนี้มีเป้าหมายหลัก 3 ส่วนดังต่อไปนี้:• การเปรียบเทียบวิธีการประมาณค่าสาหรับการหาค่าความสามารถในการรับแรงแบก
ทานตามแนวดิ่งของเสาเข็ม ที่ใช้ในประเทศญี่ปุ่น สหรัฐอเมริกา และประเทศในสหภาพ
ยุโรป โดยวิธีการเหล่านี้มีแนวโน้มที่จะประยุกต์ใช้ในประเทศในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
เช่นกัน
• การตรวจสอบกลไกความสามารถของค่าความต้านทานรวมที่ตาแหน่งปลายของ
เสาเข็มปลายเปิด; และ• การทาความเข้าใจเงื่อนไขในการออกแบบและการก่อสร้างในประเทศแถบเอเชีย
ตะวันออกเฉียงใต้ ภายใต้การประเมินความสามารถในการรับแรงแบกทานของเสาเข็ม
เนื้อหาของการศึกษา
ตารางที่ 1 เปรียบเทียบสมการประเมินค่าความสามารถในการรับแรงแบกทาน
แบบสถิ ต ซึ่ ง ใช้ กั บการประมาณค่า ความต้า นทานตามแนวแกนของเสาเข็ ม เป็ น ที่ยอมรับกันโดยทั่วไปว่าความสามารถในการรับแรงแบกทานของเสาเข็มจะต้องพิจารณา
ความสามารถในการรับแรงเสียดทานระหว่างผิวของเสาเข็มกับดินที่อยู่ภายนอกและค่า
ความต้านทานรวมที่ตาแหน่งปลายของเสาเข็ม สาหรับการแบ่งประเภทของชั้นดิน
ในทางปฐพีกลศาสตร์สามารถแบ่งชั้นดินออกได้เป็นชั้นดินทราย (Sandy soils) และชั้น
ดินที่มีความเชื่อมแน่น (Cohesive soils) ซึ่งสามารถทาการเปรียบเทียบวิธีการประเมิน
ความสามารถในการรับแรงแบกทานได้โดยง่าย ด้วยวิธีการที่แตกต่างกันในการประเมิน
ค่าความสามารถในการรับแรงของเสาเข็มในชั้นดินทรายมีผลอย่างมากต่อการประเมิน
ความสามารถในการรับแรงแบกทานของเสาเข็ม ซึ่งจะมีการพิจารณาในลาดับถัดไป
ในขณะที่วิธีการประเมินค่าความสามารถในการรับแรงที่ส่วนปลายของเสาเข็ม ในชั้นดินทรายในสหรัฐอเมริกา (USACE: US Army Corps of Engineers) และประเทศ
กลุ่มสหภาพยุโรป (EC7: Eurocode 7) จะใช้วิธีการที่อิงตามทฤษฎี แต่ในประเทศ
ญี่ปุ่น (JSPH: มาตรฐานทางเทคนิคและข้อแนะนาสาหรับท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างริม
ชายฝั่งในประเทศญี่ปุ่น) จะใช้วิธีเชิงประจักษ์ หรือ empirical method อย่างไรก็ตามดั ง แสดงในรู ปที่ 1 ความแตกต่ า งระหว่ า งสั ม ประสิ ท ธิ์ ที่ ใ ช้ ในวิ ธี ก ารประเมิ น แบบสหรัฐอเมริกาและประเทศกลุ่มสหภาพยุโรปมีค่ามุมของแรงเสียดทานภายในสูงมากขึ้น
เป็นสองเท่า ซึ่งยังไม่สามารถบ่งบอกได้ว่าวิธีการที่อิงตามทฤษฎีเหล่านี้เป็นวิธีที่ ดีกว่า
วิธีการอื่นๆเสมอไป

(สมการ: อ้างอิงถึงฉบับภาษาอังกฤษ)ในสมการดังกล่าวนี้ ปัญหาที่สาคัญที่สุดคือการไม่ทราบค่า μKh จึงต้องทาการ
ทดสอบเพื่อที่จะหาค่ามา โดยดาเนินการทดลองการเจาะเสาเข็มภายนอกด้วยขนาด
เส้นผ่าศูนย์กลาง 50 มม. และความหนาของผนังดินทราย 2 3 และ 4 มิลลิเมตร
(ความหนาแน่นสัมพัทธ์ Dr = 80%)ผลของการทดสอบดังกล่าว ค่า μKh ภายในเสาเข็มในกรณีของการเจาะที่ 100
มม. ตามที่ แ สดงในรู ป ที่ 5 ได้ ผ ลของการทดลองว่ า ค่ า μKh จะเป็ น ไปตาม
ความสัมพันธ์ดังนี้ ที่ตาแหน่งใกล้ปลายเสาเข็มมากจะมีค่า μKh ที่มากตามไปด้วย และที่ตาแหน่งห่างจากปลายเสาเข็มก็จะมีค่า μKh ที่น้อยตามเช่นกัน นอกจากนี้ยังได้ข้อ
12สรุปว่า ค่า Kh ไม่ได้เปลี่ยนตามความหนาของหน้าตัดเสาเข็มที่เปลี่ยนไป เพราะค่า
สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน  มีค่าประมาณ 0.5 ทาให้สรุปได้ว่า ค่า Kh ในบริเวณ
ใกล้เคียงปลายเสาเข็มจะมีค่าประมาณ 7 ~ 10 ในอนาคตการทดลองจะทาการเปลี่ยน
ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเสาเข็มและความหนาแน่นของชั้นดินเพื่อตรวจสอบว่าการ
เปลี่ยนแปลงเหล่านี้จะส่งผลกระทบต่อ Kh หรือไม่
ในงานสารวจโครงการการวางฐานรากเสาเข็มทั้งหมด 8 โครงการใน 6 ประเทศ
ของเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ โดยสารวจเสาเข็มในโครงสร้างท่าเรือและสิ่งปลูกสร้าง
บริเวณชายฝั่งเป็นจานวน 8 โครงการ มาตรฐานที่ใช้ในการคานวณค่าความสามารถใน
การรับแรงแบกทานของเสาเข็มมีดังนี้ ใช้มาตรฐานของประเทศอังกฤษในการคานวณ
3 โครงการ ใช้มาตรฐานจาก API และมาตรฐานทางเทคนิคของญี่ปุ่น (JSPH) ในการ
คานวณอย่างละ 2 โครงการ และ มาตรฐานจากกลุ่มวิศวกรของกองทัพสหรัฐอีก 1โครงการ หรือ US Army Corps of Engineers เหตุผลที่จานวนของมาตรฐานที่ใช้ใน
การค านวณความสามารถในการรั บแรงแบกทานของเสาเข็ม ไม่ตรงกับจ านวนของ
โครงการที่ทาการสารวจเพราะว่ามาตรฐาน JSPH และ มาตรฐานของประเทศอังกฤษ
ได้ถูกใช้ในการคานวณร่วมกันในโครงการเดียว
ตารางที่ 2 แสดงสภาพชั้นดินและการทดสอบการรับน้าหนักทั้ง 8 โครงการ โดยใช้วิธีการทดสอบกาลังน้าหนักของเสาเข็มด้วยวิธีพลศาสตร์ หรือ Dynamic Loading
Tests นอกจากนีก้ ารทดสอบกาลังรับน้าหนักของเสาเข็มแบบสถิตยศาสตร์ หรือ Static
Loading Tests ด้วย ส่วนในแง่ของสภาพดินดูเหมือนว่าไม่ว่าสภาพพื้นดินจะดีหรือไม่ดี
ก็ไม่ได้เป็นปัจจัยในการพิจารณาการทดสอบ การทดสอบการรับน้าหนักแบบ Static
Loading Tests จะยึดตามกฎความสามารถในการรับแรงแบกทานของเสาเข็มเป็นสอง
เท่าของน้าหนักบรรทุก จากการทดสอบการรั บน้าหนักดังกล่าวมีเพียงโครงการเดียว
เท่านั้นที่ต้องมีการแก้ไขการออกแบบ ตามหลักการทดสอบการรับน้าหนักถูกนาไปใช้
เพื่อยืนยันความเหมาะสมของการออกแบบ
นอกจากนี้ยังได้ทาการทดสอบการรับน้าหนักเสาเข็มในด้านของการควบคุมความ
ลึกของการตอกเสาเข็ม โดยใช้สมการของ Hiley ซึ่งสมการจะได้รับการปรับแก้ตลอด
การตอกเสาเข็มดังนี้ : ในช่วงเริ่มต้นของงานเสาเข็มจะทาการทดสอบ Static (rapid)
และ Dynamic Loading Tests ผลของการทดสอบจะมีความสัมพันธ์กับสมการ Hileyเพื่อนามาปรับแก้สมการสาหรับการควบคุมความลึกในการตอกเสาเข็ม จากนั้นจะทา
การทดสอบ Dynamic Loading Tests ทุกๆ 20% ของความลึกการตอกเสาเข็ม โดยที่
งานเสาเข็มจะดาเนินการไปพร้อมๆกับการตรวจสอบว่ากาลังรับน้าหนักของเสาเข็มที่
กาหนดนั้นมีความปลอดภัยหรือไม่ ซึ่งระบบการตอกเสาเข็มดังกล่าวได้ถูกนามาใช้อย่าง
แพร่หลายในหลายๆประเทศ
ในอนาคตหากมีการใช้เสาเข็มท่อเหล็กที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางที่มากขึ้น การคานึงถึงระดับการอุดของดินภายในเสาเข็มปลายเปิด หรือ Soil Plugging Level จะส่งผลกระทบอย่างมากต่อการประเมินค่าความสามารถในการรับแรงแบกทานของ
เสาเข็ม ดังนั้นจึงจาเป็นที่จะต้องหาวิธีการทีใ่ ช้ในการประเมินหาค่าความต้านทานรวมที่
ตาแหน่งปลายของเสาเข็มปลายเปิดได้อย่างเหมาะสมและง่ายต่อการใช้งานในแถบ
เอเชียตะวันออกเฉียงใต้

(ค่าขีดจากัดบน USACE-U และค่าขีดจากัดล่าง USACE-L ได้ถูกระบุไว้ในมาตรฐาน
จากกลุ่มวิศวกรของกองทัพสหรัฐ หรือ US Army Corps of Engineers)รูปที่ 2 การเปรียบเทียบผลของการประมาณสาหรับค่าความต้ านทานรวมที่ตาแหน่ง
ปลายของเสาเข็ม ในกรณีที่มีค่า N Value ของดิน = 50
รูปที่ 3 การเปรี ยบเที ยบความต้ า นทานส่ว นปลายของเสาเข็ม จากการวั ด และการ
คานวณความต้านทานส่วนปลายของเสาเข็ม
รูปที่ 4 ค่าความต้านทานรวมที่ตาแหน่งปลายของเสาเข็มปลายเปิด
รูปที่ 5 การประมาณค่า Kh ตามทิศทางในแนวแกนเสาเข็ม
ตารางที่ 2 สภาพของชั้นดินและการทดสอบกาลังน้าหนักของเสาเข็ม
สรุปผลการวิจัย
ผลสรุปของการศึกษาในครั้งนี้ สามารถสรุปได้ดังนี้
• เมื่อใช้เสาเข็มท่อเหล็กที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1,000 มม.
วิธีการประเมินค่าความต้านทานรวมที่ตาแหน่งปลายของเสาเข็มตามมาตรฐานทาง
เทคนิคของประเทศญี่ปุ่น (JSPH) และทฤษฎีการขยายตัวของช่องว่าง ทั้งสองวิธีเป็น
วิธีการประเมินที่เหมาะสม โดยไม่คานึงถึงระดับการอุดของดินภายในเสาเข็มปลายเปิด
หรือ Soil Plugging Level ในส่วนของวิธีการประเมินตาม Eurocode 7 มีแนวโน้มที่
จะประเมิ นค่าความต้านทานรวมที่ตาแหน่งปลายของเสาเข็มได้ม ากเกินไป ในทาง
ตรงกันข้ามการใช้เสาเข็มเหล็กขนาดใหญ่ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางที่มากกว่าหรือเท่ากับ
1,000 มม. หากไม่ ได้น าระดับการอุ ดของดิน ภายในเสาเข็มปลายเปิด มาคิดในการ
คานวณ ความสามารถในการรับแรงแบกทานของเสาเข็มจะไม่สามารถประเมินได้อย่าง
เหมาะสมเช่นกัน
• จากข้างต้น หากทาการตรวจสอบค่าความต้านทานรวมที่ตาแหน่งปลายของเสาเข็มก็
จาเป็นที่จะต้องทาการตรวจสอบการรับแรงเสียดทานของผิวด้านในของเสาเข็ม ซึ่งได้มี
การนาแนวคิดของ Yamaharaw มาใช้ในการตรวจสอบดังกล่าว อย่างไรก็ตามควรมี
การพิจารณาและตรวจสอบตามหลักของความเป็นจริงด้วย กล่าวโดยค่าสัมประสิทธิ์
ของแรงดันดินภายในเสาเข็มจะมีค่าเปลี่ยนแปลงไปตามความลึกของเสาเข็ม
• จากการสารวจการใช้เสาเข็มเหล็กในแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ พบว่าได้มีการใช้
มาตรฐานการออกแบบของสหภาพยุโรป สหรัฐอเมริกา และญี่ปุ่นในการออกแบบ
เสาเข็ม นอกจากนี้ยังเห็นได้ว่าการทดสอบการรับน้าหนักในหลายๆแบบจะช่วยยืนยัน
การออกแบบและยังช่วยในการควบคุมงานเสาเข็มได้อย่างมีประสิทธิภาพ ในแง่ของ
การส่งเสริมการนาเสาเข็มท่อเหล็กไปประยุกต์ใช้ในประเทศแถบเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ สิ่งสาคัญคือการจัดหาวิธีการประเมินค่าทีม่ ีความแม่นยาในการคานวนความสามารถ
ในการรั บแรงแบกทาน แม้ ก ระทั่ ง ในกรณี ข องเสาเข็ ม ท่ อ เหล็ ก ที่ มี ข นาดเส้ น ผ่ า นศูนย์กลางที่มาก

ตารางที่ 1 เปรียบเทียบสมการสาหรับการประเมินหาค่าความสามารถในการรับแรง
แบกทานแบบสถิตของเสาเข็มท่อเหล็ก
รูปที่ 1 เปรียบเทียบค่าสัมประสิทธิ์ของความสามารถในการรับแรงแบกทานของเสาเข็ม
ระหว่าง Eurocode 7 กับ Army Corps of Engineers

13

Yoshiaki Kikuchi: After finishing the master’s course at the
University of Tokyo in 1983, he entered the Ministry of Transport (currently Ministry of Land, Infrastructure, Transport andTourism: MLIT). Then, he worked at MLIT’s Port and Airport
Research Institute. He assumed his current position as Professor, Faculty of Science and Technology of the Tokyo University of Science in 2012. His specialization is geotechnicalengineering and geo-environmental engineering.

Table 1 International Comparison of Static Bearing Capacity Estimation
Equations for Steel Pipe Piles
Technical Standards andEurocode 7 US Army Corps
Commentaries for Port and(EC7)of Engineers
Harbor Facilities in Japan (JSPH)(USACE)Toe resistance
Nqsσ' v0300N
Nqσ' v0
qp (kN/m2)
Sandy soil
groundShaft resistanceKs σ' v0 tan δ
Ks σ' v0 tan δ2N
qs (kN/m2)
Toe resistance
9cu + σ' v0
9cu
6cu
qp (kN/m2)
Cohesivesoil ground Shaft resistance
cu
αcu
αcu
qs (kN/m2)
Notes
N: SPT-N value; cu: shear strength of the ground; Nq: bearing capacity coefficient; σ'v0: effective
over burden pressure; Ks: earth pressure coefficient; α: adhesion factor; δ: shaft friction angle
between pile and groundFig. 1 Comparison of Bearing Capacity
Coefficients between Eurocode 7
and US Army Corps of Engineers

200

0
0

180

10

160
140
120
100

USACE-U

30

EC7

40

80
60

50
60

40

70

20

80

0
20

25

Unit bearing capacity q (kN/m2)
10000

20000

30

35

40

Internal friction angle (degree)

45

90
100

30000

40000

SPT-N=50
γ'=7 kN/m2

20

USACE-L

Depth (m)Coefficient of bearing capacity Nq(Both upper limit value USACE-U andlower limit value USACE-L are specified
in US Army Corps of Engineers)

Fig. 2 Comparison of Estimation
Results for Pile Toe Bearing
Capacity in the Case of N Valueof Ground=50

JSPH

USACE-L

USACE-U
EC7

Cavityexpansion
theory14

Fig. 3 Comparison between Measured Pile Toe Resistance andCalculated Pile Toe ResistancePile toe resistance per unit area (kN/m2)

Pile toe resistance per unit area (kN/m2)
005,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000

-10

-20

-20

-30

-30

Embedded depth (m)Embedded depth (m)0Calculated value (EC7)Calculated value (cavity expansion theory)
Calculated value (JSPH)
Measure value (pile toe)

-10

-40
-50

0

5,000 10,000 15,000 20,000 25,000 30,000

Calculated value (EC7)Calculated value (cavity expansion theory)
Calculated value (JSPH)
Measure value (pile toe)

RfI

-40
-50
-60

Rp

-70

-70

Ropen=Rp+RfI

-80

-80

-60

-90

-90

(a) Pile diameter: 1,000 mm or lower(b) Pile diameter: More than 1,000 mm

Fig. 5 Estimated μKh along Pile Axial
Direction (z=100 mm)
Distance from pile toe x (mm)Fig. 4 Pile Toe Resistance ofOpen-ended Piles125

Dr =80%, D=50 mm, z=100 mm

100

t=2 mm
t=3 mm
t=4 mm

75
50
25
0

0

2

4

µKh

6

8

10

Table 2 Ground Conditions and Loading Tests Applied
Project
numberStatic loading
test◯

Loading tests applied
Rapid loading
test

1
2
3
◯
◯
◯
4
◯
◯
5
◯
6
◯
7
◯
8
◯
Note: ◎: Plural tests, ◯: Singular test

Dynamic
loading test
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯
◯

Ground condition
Solid cohesive soil
Good
Bad
Cohesive soil
Soft
Sandy soil
Sandy soil
Hard cohesive soil/Soft rock15

(หน้า 12 ~ 14)หลังจากการทดสอบการกัดกร่อน พบการกัดกร่อนแบบรูเข็ม (pitting corrosion)บนพื้นผิวของตัวอย่างหลายชิ้นที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะ แต่กลับไม่พบการกัดกร่อนแบบรู
เข็มที่อ่าวซูรูกะ จากนั้นคานวณอัตราการกัดกร่อนโดยใช้ค่าจากผิวของตัวอย่างหลังจาก
ทดสอบการกัดกร่อนแล้ว พบว่าอัตราการกัดกร่อนที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะ มีค่าเท่ากับ
0.18 mm/a ส่วนที่อ่าวซูรูกะได้ค่าเท่ากับ 0.015 mm/a ซึ่งหมายความว่าอัตราการ
กัดกร่อนที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะมีค่าประมาณ 12 เท่าเมื่อเทียบกับที่อ่าวซูรูกะ

แนวโน้มของเทคโนโลยีล่าสุดสาหรับโครงสร้างท่าเรือและสิ่งปลูก
สร้างริมชายฝั่ง (5)การประเมินความทนทานระยะยาวของวัสดุก่อสร้างในกลุ่มโลหะ
ด้วยวิธีการทดสอบความคงทนต่อสภาพภูมิประเทศ ที่อ่าวโอกิโน
โตริชิมะ และอ่าวซูรูกะ
โดยTomonori Tomiyamaสถาบันวิจัยโยธาธิการ

• เหล็กกล้าไร้สนิม (Stainless Steel) กลุ่ม Bที่อ่าวซูรูกะพบการกัดกร่อนแบบรูเข็ม (pitting corrosion) เล็กน้อย และมีเกิด
การกัดกร่อนในที่อับ (crevice corrosion) ที่ช่องว่างระหว่างแหวนรองแบบยาง
(insulation washer) และที่ตัวอย่างชิ้นงานทดสอบยกเว้นตัวอย่างที่ B-07 ซึ่งการกัด
กร่อนทั้งสองประเภทได้รับการประเมินว่าเป็นการสูญเสียเนื้อเหล็กจากการถูกกัดกร่อน
ที่ไม่เด่นชัดนัก ในขณะเดียวกันที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะพบการกัดกร่อนแบบรูเข็มเล็กน้อย
และเกิ ด การกั ด กร่ อ นในที่ อั บบนวั ส ดุ เ หล็ ก กล้ า ไร้ ส นิ ม ทุ ก ประเภทซึ่ ง แสดงให้ เ ห็ นแนวโน้มของความลึกของการถูกกัดกร่อนที่มีมากกว่าที่อ่าวซูรูกะ
ความลึกสูงสุดของการกัดกร่อนแบบรูเข็มและความลึกสูงสุดของการกัดกร่อนในที่อั บที่ ช่ อ งว่ า งระหว่ า งแหวนรองถู ก จั ด เรี ยงโดยใช้ จ านวนสมมู ล หรื อ equivalent
number ของความต้านทานการกัดกร่อนแบบรูเข็ม
(PREN: [Cr (%)] + [3.3 × Mo (%)] + [16 × N (%)]) และจากผลของการจัดเรียง
พบว่าความลึกสูงสุดของการกัดกร่อนหรือความลึกสูงสุดของการกัดกร่อนแบบที่อับ
และ PREN มีความสัมพันธ์กันเพียงเล็กน้อย (รูปที่ 2 และ 3)ในการจัดเรียงผลการทดสอบที่อ่าวซูรูกะ เมื่อ PREN มีค่ามากกว่าหรือเท่ากับ 30ความลึกสูงสุดของการกัดกร่อนแบบรูเข็มและการกัดกร่อนในที่อับจะมีความลึกไม่เกิน
100 m เช่นเดียวกับที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะ เมื่อ PREN มีค่ามากกว่าหรือเท่ากับ 30ความลึกสูงสุดของการกัดกร่อนแบบรูเข็มที่หน้าตัดทั่วไปจะมีค่าสูงสุดไม่เกิน 100 mซึ่งเป็นผลเช่นเดียวกับที่อ่าวซูรูกะ แต่ในกรณีที่ค่า PREN มีค่ามากกว่าหรือเท่ากับ 40ความลึกการกัดกร่อนในที่อับสูงสุดสูงไม่เกิน 100 mในขณะที่ความแตกต่ างของความลึกสูง สุดของการกัดกร่อ นแบบรูเข็มระหว่ า งอ่าวซูรูกะและอ่าวโอกิโนโตริชิมะมีค่าต่างกันเพียงเล็กน้อย แต่ความลึกสูงสุดของการกัด
กร่อนในอับที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะ จะสูงกว่าที่อ่าวซูรูกะอย่างชัดเจน สืบเนื่องมาจากที่
อ่าวโอกิโนโตริชิมะ มีอุณหภูมิเฉลี่ยที่มากกว่าถึง 11 องศาเซลเซียสและมีในสภาพเปียก
ชื้นที่ยาวนานกว่าที่อ่าวซูรูกะ

เกาะโอกิโนโตริชิมะเป็นเกาะที่อยู่ทางใต้ของประเทศญี่ปุ่นตั้งอยู่ในเขตร้อนชื้น ที่ไม่เพียงแต่มีปัจจัยด้านอุณหภูมิ ความชื้นและแสงแดด แต่ยังมีกระแสน้าขึ้นน้าลงและมี
คลื่นที่สูง ยิ่งไปกว่านั้นยังมีคลื่นที่เข้ามากระทบฝั่งที่รุนแรงอย่างต่อเนื่อง ด้วยเหตุนี้จึงมี
สภาพแวดล้อมที่ส่งผลให้เกิดการกัดกร่อนของโครงสร้างมากกว่าในพื้นที่ชายฝั่งทะเล
อื่นๆในประเทศญี่ปุ่น
ในการพัฒนาเทคโนโลยีป้องกันการกัดกร่อนและประเมินความทนทานในระยะ
ยาวของโครงสร้างเหล็กนอกชายฝั่ง สมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่นจึง
ได้ร่วมมือกันทดสอบการกัดกร่อนจากการสัมผัสกับบรรยากาศของวัสดุสาหรับการ
ก่อสร้างที่ทาจากโลหะมามากกว่า 19.5 ปี ที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะ (รูปที่ 1) ควบคู่ไปกับ
การศึกษาเรื่องความทนทานในระยะยาวของวัสดุที่ใช้เป็นโครงสร้างในพื้นที่ที่ติดกับ
ทะเล นอกจากนี้ยังด าเนิน การทดสอบการกัด กร่ อนจากการสัม ผัส กับบรรยากาศ
บริเวณนอกชายฝั่งเป็นระยะเวลากว่า 24 ปีโดยศูนย์วิจัยวิศวกรรมทางทะเลในอ่าวซูรูกะ (รูปที่ 1) ซึ่งอยู่นอกชายฝั่งของ Yaizu, Shizuoka Pref เป็นระยะ 250 เมตร ในบทความนี้ ผ ลการทดสอบการกั ด กร่ อ นจากการสั ม ผั ส กั บ บรรยากาศระหว่ า งสภาพแวดล้อมที่ทาให้เกิดการกัดกร่อน 2 รูปแบบ จะถูกนามาเปรียบเทียบและศึกษา
รูปที่ 1 ภาพรวมของพื้นที่ที่ใช้ในการทดสอบการกัดกร่อน
วีธีการทดสอบการกัดกร่อน
พื้นที่ที่ใช้ในการทดสอบทั้งสองแห่ง ได้มีการใช้วัสดุทั้งหมด 28 ประเภท ในกลุ่ม
A~D (ตารางที่ 1) โดยเตรียมชิ้นงานทดสอบรูปแผ่น หรือ Plate-shaped ที่มีขนาด
210 × 30 ~ 75 มิลลิเมตร และมีความหนา 1.2 ~ 9 มิลลิเมตร ตัวอย่างการทดสอบ
จะถูกเตรียมโดยวางทามุม 5o (60o) กับแนวราบ หันหน้าไปทางทิศใต้ ที่ความสูง 15เมตร (13 เมตร) จากระดับน้าทะเล (ค่าในวงเล็บแสดงค่าที่อ่าวซูรูกะ) ตารางที่ 2 แสดงเงื่อนไขด้านสภาพแวดล้อมของการทดสอบในพื้นที่ที่ใช้ทดสอบทั้งสองแห่ง และตาราง
ที่ 3 แสดงรายการของวัสดุที่ทาการสารวจ

รูปที่ 2 ความสัมพันธ์ระหว่างความลึกสูงสุดของการกัดกร่อนแบบรูเข็มที่ส่วนทั่วไปและ
PREN ของเหล็กกล้าไร้สนิม
รูปที่ 3 ความสัมพันธ์ระหว่างความลึกสูงสุดของการกัดกร่อนในอับที่ช่องแหวนรองและ
PREN ของเหล็กกล้าไร้สนิม

ตารางที่ 1 รายการตัวอย่างการทดสอบที่ใช้สาหรับการทดสอบการกัดกร่อน
ตารางที่ 2 เงื่อนไขด้านสภาพแวดล้อมของการทดสอบในพื้นที่ที่ใช้ในการทดสอบ (การดาเนินการทดสอบการกัดกร่อน: พื้นที่บริเวณที่มีน้าทะเลโดยรอบ หรือ Atmospheric
Zone)ตารางที่ 3 รายการสารวจที่ใช้ทดสอบความการกัดกร่อน

• โลหะนอกกลุ่มเหล็ก (กลุ่ม C)บนไทเทเนียมบริสุทธิ์ (C-01) ไม่พบการกัดกร่อนทั้งการกัดกร่อนแบบรูเข็มที่หน้า
ตัดทั่วไปและการกัดกร่อนในที่อับในช่องว่างระหว่างแหวนรองของชิ้นงาน ในส่วนของ
ทองแดง (C-02) และอลูมิเนียมอัลลอยด์ (C-03) ก็ไม่พบการสูญเสียมวลเนื่องจากการ
กัดกร่อนทั้งสองรูปแบบ จึงไม่สามารถที่จะเข้าใจแนวโน้มของระดับความแตกต่าง
ระหว่างการเกิดการกัดกร่อนแบบรูเข็มและการกัดกร่อนในที่อับอันเนื่องมาจากความ

การศึกษาและผลการทดสอบการกัดกร่อน
• เหล็กกล้าคาร์บอนธรรมดา (Ordinary Carbon Steel) กลุ่ม A

16แตกต่างของสภาพแวดล้อม
• เหล็กแผ่นเคลือบ (กลุ่ม D)- สารเคลือบประเภทโลหะ
ในขณะที่ การก่อ ตั วของสารเนื่ อ งจากการกั ด กร่ อ นที่ถู ก พบบนแผ่ นอลู มิเ นี ยมเหล็กกล้าไร้สนิม (D-01) ในพื้นที่ที่ใช้ในการทดสอบทั้งสองแห่ง ชั้นเคลือบอลูมิเนียม
ยังคงหลงเหลืออยู่ นับได้ว่ามีประสิทธิภาพในการป้องกันการกัดกร่อนได้ดีตลอดทั้ง
กระบวนการทดสอบ (รูปที่ 4 (a)) ในขณะที่ชั้นเคลือบของเหล็กแผ่นเคลือบสังกะสี
แบบจุ่มร้อน (Hot dip galvanized steel sheet) ยังคงหลงเหลือชั้นเคลือบอยู่ในการ
ทดสอบที่อ่าวซูรูกะ แต่ที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะชั้นเคลือบโดนกัดกร่อนจนเหลือปริมาณที่
น้อยมากจนเกือบหายไป (รูปที่ 4 (b))เหล็กแผ่นเคลือบอลูมิเนียมผสมสังกะสี (D-03) และเหล็กแผ่นเคลือบอลูมิเนียม
(D-04) ชั้นเคลือบยังคงอยู่และมีประสิทธิภาพในการป้องกันการกัดกร่อนได้ดีตลอดทั้ง
กระบวนการทดสอบ (รูปที่ 4 (c) และ (d)) ความหนาของชั้นเคลือบบนเหล็กแผ่น
เคลือบอลูมิเนียมผสมสังกะสีหลังจากทีผ่ ่านกระบวนการทดสอบแล้วจะมีค่าเพิ่มขึ้นจาก
ความหนาก่อนนาไปทดสอบเนือ่ งจากการก่อตัวของสารเนื่องจากการกัดกร่อน โดยการ
ทดลองที่อ่าวซูรูกะมีค่าที่สูงกว่าที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะ เช่นเดียวกับความหนาของชั้น
เคลือบของเหล็กแผ่นที่เคลือบด้วยอลูมิเนียม แต่ไม่พบความแตกต่างระหว่างความหนา
ของสารเคลือบที่เพิ่มขึ้นระหว่างการทดสอบที่อ่าวซูรูกะ และอ่าวโอกิโนโตริชิมะ

โพลิเมอร์และสีอุตสาหกรรมหนัก
รูปที่ 6 การสูญเสียความหนาของผิวเคลือบแบบพอลิเมอร์ (ตารางด้านล่าง: การสูญเสีย
ทั้งหมด/สถานที่)ผลการทดสอบการกัดกร่อนจากบรรยากาศ
การทดสอบการกัดกร่อนจากบรรยากาศบริเวณนอกชายฝั่งที่ดาเนินการในสอง
สถานที่ที่มีสภาพของการกัดกร่อนที่แตกต่างกัน โดยผลการทดสอบอัตราการกัดกร่อน
บนเหล็กกล้าคาร์บอนทั่วไปที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะจะพบค่าที่รุ นแรงกว่าที่อ่าวซูรูกะ ผลการทดสอบกับเหล็กกล้าไร้สนิม , โลหะนอกกลุ่มเหล็กและวัสดุเคลือบโลหะที่ไม่รวม
วัสดุชุบสังกะสีไม่พบความแตกต่างอย่างชัดเจนในการกัดกร่อนโดยเหล็กในกลุ่มเหล่านี้
แสดงค่า ความต้ านทานการกัดกร่อ นที่สู ง ส่ วนการเคลื อบด้วยสารอิน ทรีย์และการ
เคลือบด้วยสีอุตสาหกรรมหนัก พิจารณาจากความต้านทานของฉนวนไฟฟ้า (สภาพต้านทานไฟฟ้า) พบว่าความต้านทานต่อการกัดกร่อนยังคงมีอยู่ โดยค่าความต้านทาน
ของฉนวนไฟฟ้าจะลดมากที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะ

- สารเคลือบโพลิเมอร์และสีอุตสาหกรรมหนัก
ในพื้นที่ที่ใช้ในการทดสอบทั้งสองแห่ง พบการลอกออกของผิวโพลีเอธีลีนที่ปลาย
แผ่น (D-05) เนื่องจากวัสดุเคลือบผิวที่ปลายของแผ่นมีคุณภาพต่า ส่วนเหล็กแผ่นที่
เคลือบด้วยโพลิเมอร์ (D6 ~ D10) ชั้นเคลือบผิวยังคงอยู่บนเหล็กแผ่นทัง้ หมด ในขณะที่
ความต้านทานของฉนวนไฟฟ้า หรือ insulation resistance (สภาพความต้านทาน
ไฟฟ้ า ) ของชั้ น เคลื อ บผิ ว ลดลงเนื่ อ งจากการการกั ด กร่ อ น ความต้ า นทานของ
ฉนวนไฟฟ้ามากกว่าหรือเท่ากับ 1010 /cm โดยพบว่าไม่มีการกัดกร่อนเกิดขึ้นที่ผิว
เหล็กภายใต้การเคลือบผิวประเภทนี้ที่พื้นที่ที่ใช้ในการทดสอบทั้งสองแห่ง ดังนั้นถือได้
ว่าการเคลือบประเภทนี้มี ประสิทธิภาพสาหรับการป้องกันการกัดกร่อนได้ดี (รูปที่ 5)เนื่องจากการลดลงของความต้านทานของฉนวนไฟฟ้าที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะ มากกว่าที่อ่า วซู รูก ะ จึง สัน นิษฐานว่า อ่า วโอกิ โนโตริ ชิม ะอยู่ในสภาพแวดล้ อมที่มี ระดับความ
รุนแรงในการกัดกร่อนมากกว่าทาให้เกิดการเสื่อมสภาพของชั้นเคลือบผิวที่มาก
เหล็ก แผ่ น ที่เ คลื อ บผิ วด้ ว ยโพลี ยูรีเ ทนแสดงถึ ง ประสิ ท ธิภ าพที่ ดีที่ สุด ในแง่ข องค่าเฉลี่ยรายปีของการสูญเสียพื้นผิวการเคลือบ (ความแตกต่างของความหนาของผิว
เคลือบก่อนและหลังรับการทดสอบการกัดกร่อนหารด้วยจานวนปีที่ทาการทดสอบการ
กัดกร่อน) และอัตราการสูญเสียพื้นผิวการเคลือบที่อ่าวโอกิโนโตริชิมะคิดเป็น 1.5 เท่าของที่อ่าวซูรูกะ ซึ่งใกล้เคียงกับอัตราส่วนของการแผ่รงั สีแสงอาทิตย์ที่ 1.3 (รูปที่ 6) ในเหล็กแผ่นที่เคลือบผิวด้วยสารชนิดอื่นๆ พบว่าอัตราการสูญเสียพื้นผิวการเคลือบที่อ่าว
โอกิโนโตริชิมะมีมากกว่าทีอ่ ่าวซูรูกะ แต่จากผลการทดสอบ การเคลือบเหล็กแผ่นด้วยอี
พอกซี เรซิน/อะคริลิค ซิลิโคนเรซิน นั้นพบการสูญเสียผิวพื้นผิวการเคลือบที่อ่าวซูรูกะ
มากกว่าที่โอกิโนโตริชิมะ
รูปที่ 4 ภาพขยายจากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน แสดงส่วนต่าง ๆ ของเหล็กแผ่นที่
เคลือบผิวด้วยสารเคลือบประเภทโลหะ
รูปที่ 5 ความต้านทานของฉนวนไฟฟ้า (สภาพต้านทานไฟฟ้า) ของการเคลือบผิวด้วย

17

Tomonori Tomiyama: After receiving Dr. Eng. from the Tokyo
Institute of Technology, he entered the Public Works ResearchInstitute (PWRI) in 2003 and served as Senior Researcher at
PWRI‘s Advanced Materials Research Team in 2007. He assumed his current position as Senior Researcher at PWRI‘sMaterials and Resources Research Group in 2015. His main
research fields cover durability of polymeric materials and anticorrosion engineering for steel structures.

Table 1 A List of Test Specimens Used for Exposure Tests

Group
Type of materials
A: Ordinary carbon steel
Ordinary carbon steel (SS400)
B: Stainless steel
18Cr-8Ni (SUS304)
17Cr-12Ni-2.5Mo (SUS316L)
19Cr-13Ni-3.5Mo (SUS317L)
18Cr-13Ni-3Mo-0.15N
20Cr-25Ni-5Mo-Ti
Austenitic type20Cr-17Ni-4.5Mo-N-L.C
20Cr-18Ni-6Mo-0.7Cu-0.2N (SUS312L)
25Cr-13Ni-0.9Mo-0.3N (SUS317J2)
25Cr-22Ni-4.5Mo-0.2N
22Cr-23Ni-5Mo-1.5Cu-0.2N
25Cr-6Ni-3.5Mo-0.2N (SUS329J4L)
Dual-phase type25Cr-7Ni-3.5Mo-0.5Cu-0.16N (SUS329J4L)
19Cr-2Mo-Ti-Nb-Zr (SUS444)
Ferritic type26Cr-4Mo
C: Nonferrous metal
Titanium
Titanium [JIS H 4600 TP35H(KS50)]
CopperCopper [C-1220]
Aluminum alloy
Aluminum alloy [5083]
D: Coated/lined steel plate
Aluminized stainless steel plateHot-dip galvanized steel plate
Metallic coating
Zinc-aluminum alloy-sprayed steel plate
Aluminum-sprayed steel plate
Polyethylene-lined steel plate
Polyurethane-lined steel plate
Polymer lining
Ultra high build epoxy resin-lined steel plate(Epoxy resin/polyurethane resin)-coated steel plate
Heavy-duty(Epoxy/fluororesin)-coated steel plate
corrosionprotection coating(Epoxy resin/acrylic silicone resin)-coated steel plate

Specimen No.
A-01
B-01
B-02
B-03
B-04
B-05
B-06
B-07
B-08
B-09
B-10
B-11
B-12
B-13
B-14
C-01
C-02
C-03
D-01
D-02
D-03
D-04
D-05
D-06
D-07
D-08
D-09
D-10

Table 2 Main Environmental Conditions at Exposure Test Sites(Implementation of Exposure Test: Marine Atmospheric Zone)

Annual average
Annual time of
Sunlight radiation index
Location Temp. Seawater Humidity
wetness(setting Suruga Bay as 1.0)
(ISO 9223)(°C) temp.(°C)(%)
Okino20°25’N 27.2*
28*73*4476 hrs
1.3
torishima 136°5’E
Suruga34°47’N21**
67**1392 hrs
1.0
Bay
138°19’E 16.6**
Note: Data *JAMSTEC (2001) ** Japan Meteorological Agency (2001)
Exposure
test site

Table 3 Major Survey Items at Exposure Tests
Survey item
Appearance observation
Mass loss
Local corrosion depthFilm thickness
Insulation resistance(volume resistivity)
Coating section
observation (SEM)

Ordinary
carbonsteel (A)◯◯◯Stainlesssteel (B)◯◯◯

Nonferrous
metal (C)◯◯◯Coated/lined steel plate (D)Metallic Polymer Heavy-duty
coating
coatinglining
◯
◯
◯
◯
◯

◯

◯

◯

◯

◯

◯

18

◯

Fig. 1 Overview of Exposure Test Sites

Okinotorishima

Marine Engineering
Research Facility
in Suruga Bay
Source: "GSI Maps"( Geospatial Information
Authority of Japan)

Okinotorishima: Austenitic typeFig. 3 Relation between Maximum Crevice Corrosion
Depth at Washer-Specimen Gap and PREN
of Stainless SteelOkinotorishima: Dual-phase type
Okinotorishima: Ferritic type
Suruga Bay: Austenitic type

Suruga Bay: Dual-phase type
Suruga Bay: Ferritic type

Maximum crevice corrosion depth (μm)

Maximum pitting corrosion depth (μm)

Fig.2 Relation between Maximum Pitting Corrosion Depth
at General Section and PREN of Stainless Steel

19

Okinotorishima: Austenitic type

Okinotorishima: Dual-phase type
Okinotorishima: Ferritic type
Suruga Bay: Austenitic type

Suruga Bay: Dual-phase type
Suruga Bay: Ferritic type

Fig. 4 SEM Images of Sections of Metallic-coated Steel Plates

Stainlesssteel

Coating
Stainlesssteel

Coating film thickness
at section: 27 μm(Measured value bycoating thickness
gauge: 36 μm)

Coating film thickness at
section: 40 μm(Measured value by coating
thickness gauge: 57 μm)(a) Aluminized stainless steel plate

Spraying
Steel
plate

Spraying

× 1000

Average coating
loss rate=2 μm/a

Corrosion Coatproduct
ing
Steel
plate
Coating(incl.
corrosion
product)
Steel
plate

Coating film thickness at
section: 97 μm(Measured value bycoating thickness gauge:
153 μm; initial value: 88 μm)

Coating film thickness at
section: 57 μm(Measured value by coating
thickness gauge: 79 μm; initialvalue: 81 μm)

Okinotorishima(19 years)

Suruga Bay(24 years)(b) Hot-dip galvanized steel plate

Suruga Bay(24 years)
Corrosion
product

× 100

Okinotorishima(19 years)

Average coating
loss rate=4 μm/a

Corrosion
product

Steel
plate
Spraying film thickness
Spraying film thickness at
at section: 161 μm
section: 242 μm(Measured value by coating(Measured value by coating
thickness gauge: 179 μm; thickness gauge: 290 μm; initial
initial value: 173 μm)
value: 168 μm)

Spraying

× 100

× 1000Corrosion
product

Suruga Bay(24 years)

× 1000× 100

Coating

Okinotorishima(19 years)

× 100

Suruga Bay(24 years)

Steel
plate

Spraying

× 1000Okinotorishima(19 years)

Steel
plate
Spraying film thickness
Spraying film thickness at
at section: 290 μm
section: 194 μm(Measured value by coating(Measured value by coating
thickness gauge: 320 μm; thickness gauge: 256 μm; initial
initial value: 299 μm)
value: 220 μm)

Fig. 5 Insulation Resistance(Volume Resistivity) of Polymer
Lining and Heavy-duty Coating

Fig. 6 Film Thickness Loss of Polymer Lining and Coating(Lower Table: Total Loss/Site)

Initial value
Okinotorishima (19 years)
Suruga Bay (24 years)

D-06
Polyurethane
lining

D-07
D-08
D-09
Ultra high Epoxy+ Epoxy+build
UreFluoepoxy thane
roresinliningcoating coating

D-10
Epoxy+
Acrylic
siliconcoatingAnnual film thickness loss (μm/a)(d) Aluminum-sprayed steel plate

Volume resistivity rate (Ω.cm)(c) Zinc-aluminum alloy-sprayed steel plate

1.5 times

No clear trend is observed

D-06
Polyurethane
liningOkinotorishima(after 19 years)
Suruga Bay(after 24 years)

20

D-07
Ultra highbuild epoxy
liningD-08
Epoxy+Urethanecoating

D-09
D-10
Epoxy+
Epoxy+
Fluororesin Acrylic
coatingsiliconcoating(หน้า 15~ปกหลัง)Earthquakes และรวมไปถึงน้าท่วมครั้งใหญ่
• สนับสนุนการปรับปรุงโครงสร้างสาธารณะ (ขอบคันทาง สะพาน ทางหลวง ท่าเรือ
สนามบิ น รถไฟ แม่ น้ า บ้ า น อาคาร) ให้ ส ามารถต้ า นทานต่ อ แผ่ น ดิ น ไหวและลด
ผลกระทบจากคลื่นสึนามิ
• เสริมกาลังเชิงป้องกันและปรับปรุงระบบป้องกันน้าท่วม (ในเขตพื้นที่มหานครโตเกียว
โอซาก้า และนาโกย่า ตลอดจนเมืองสาคัญๆ ในเขที่เสี่ยงภัยต่อน้าท่วม)• การเสริมกาลังเชิงป้องกันต่อภัยในพื้นที่ทเี่ สีย่ งภัยต่อการเกิดน้าท่วมและความเสียหาย
จากดินถล่ม
• การปรับปรุงระดับความปลอดภัยทางโครงสร้างของบ้านและอาคาร (ส่งเสริมให้มีการ
ความทานทานต่อแผ่นดินไหว และการก่อสร้างอาคารสาหรับผู้อพยพจากคลื่นยักษ์สึนา
มิ)หัวข้อพิเศษ

ข้อเสนอ แนะเพื่อมุ่งไป สู่ “แผนการสร้างความปลอดภัยอาคาร
แห่งชาติ” ด้วยการใช้โครงสร้างเหล็ก
สมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น
จากเหตุการณ์แผ่นดินไหว Great East Japan Earthquake ในเดือนมีนาคม
2011 ก็ได้ส่งผลให้มี “กฎเกณฑ์พื้นฐานเพื่อป้องกันและลดความรุนแรงจากภัยพิบัติต่อ
ความปลอดภัยของประชาชน” ในเดือนธันวาคม 2013 และภายหลังจากนั้นในเดือน
มิถุนายน 2014 คณะรัฐบาลของประเทศญี่ปุ่นก็ได้อนุมัติ “แผนปฏิบัติการพื้นฐานเพื่อ
ความปลอดภัยแห่งชาติ” ที่สอดคล้องกับกฎเกณฑ์พื้นฐานที่กล่าวถึงในข้างต้น
เพื่อให้สามารถก้าวทันกับนโยบายภาครัฐ อุตสาหกรรมเหล็กของประเทศญีป่ ุ่นก็ได้มีก ารแต่ ง ตั้ง คณะกรรมการความปลอดภั ยแห่ ง ชาติ ขึ้ น ในเดื อนเมษายน 2014 ซึ่ งคณะกรรมการชุ ด นี้อ ยู่ ภายใต้ ส มาพันธ์ เ หล็ ก และเหล็ กกล้ าแห่ งประเทศญี่ ปุ่น โดยมุ่ ง หวั ง ให้ เ ป็ น หน่ ว ยงานที่ ม าช่ ว ยหาแนวทางในการพั ฒ นาให้ กั บ กระทรวงที่ ดิ นโครงสร้ า งพื้ น ฐาน การคมนาคม และการท่ อ งเที่ ย วตลอดจนรั ฐ บาลท้ อ งถิ่ น ซึ่ งคณะกรรมการชุดนี้กไ็ ด้ส่งเสริมกิจกรรมต่างๆ มากมายทั้งการนาเสนอถึงเทคโนโลยีงาน
โครงสร้างเหล็ก และวิธีการที่ช่วยป้องกันและลดผลกระทบจากภัยธรรมชาติต่างๆ
ด้วยเหตุที่ภัยธรรมชาติต่างๆ ได้เกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องในประเทศญี่ปุ่น หน่วยงาน
ภาครัฐก็ ได้แ ก้ไขปรับปรุง แผนการขั้น พื้นฐานในเดื อนธั นวาคม 2018 และได้มี การตรวจสอบโครงสร้างพื้นฐานที่สาคัญอย่างเร่งด่วนในเดือ นพฤศจิก ายน 2018 คณะรัฐบาลญี่ปุ่นก็ได้อนุมัติ “มาตรการเร่งด่วนระยะสามปีเพื่อป้องกันและลดผลกระทบ
จากภัยพิบัติตลอดจนส่งเสริมความปลอดภัยของอาคาร” เพือ่ เร่งรัดให้เกิดการเสริม
ความมั่นคงแข็งแรงให้กับระบบโครงสร้างพื้นฐานที่สาคัญๆ ที่ใช้ในการป้องกันภัยพิบัติ
ทั่วประเทศญี่ปุ่น โดยใช้งบประมาณทั้งสิ้น 7,000,000 ล้านเยน (62,500 ล้านเหรียญ
อเมริกา) ตลอดระยะเวลาโครงการจานวนทั้งสิ้นสามปี
ด้วยความมุ่งมั่นที่จะเสริม สร้างความมั่นคงแข็งแรงให้กับอาคารเพื่อต้านทานภัย
พิบัติด้วยการใช้เทคโนโลยีหรือวิธีการต่างๆ จากโครงสร้างเหล็ก เช่น การเสนอแนะ
วิธีการและเทคโนโลยีต่างๆ ให้กับหน่วยงานพัฒนาท้องที่และรัฐบาลท้องถิ่นเพื่อสร้าง
ความเข้ าใจถึงสมรรถนะที่เพิ่มขึ้น จากการใช้โครงสร้างเหล็ก และสามารถน าเข้ามา
ประยุกต์ใช้เมื่อมีความจาเป็นเร่งด่วน นอกจากนี้ความรู้ที่ได้รับจากกิจกรรมมากมาย
จากคณะกรรมการวิจัยและจากกิจกรรมสนับสนุนผ่านงานวิจัยและการฝึกอบรมต่างๆ
ของสมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น คณะกรรมการมีความพยายามที่จะ
ศึกษารายละเอียดข้อ เสนอกิจกรรมที่หลากหลายเพื่อจัดแผนงานและจัดการข้อมูลที่
ได้รับเป็นจานวนมาก โดยรายละเอียดของข้อเสนอที่กล่าวถึงได้มีการนามาแสดงดัง
ด้านล่าง

เทคโนโลยีโครงสร้างเหล็กและวิธีที่ใช้ในการพัฒนาปรับปรุงระบบโครงสร้างพื้นฐาน
เพื่อต้านทานภัยพิบัติ
ผลิตภัณฑ์โครงสร้างเหล็กมีสมรรถนะที่สูงที่สามารถสนองตอบต่อความต้องการใน
ด้านคุณภาพที่เสถียร ที่นอกเหนือจากสมรรถนะพื้นฐานที่ต้องมีความทนทานต่อการ
กระแทกหรือการที่สามารถทางานก่อสร้างได้ง่าย โครงสร้างเหล็กที่ใช้ผลิตภัณฑ์เหล็ก
สมรรถนะสูงยังมีประโยชน์ในด้านการใช้งานมากมายดังต่อไปนี้:• ความสามารถในการลดระยะเวลาที่ใช้ในการก่อสร้างลง
• ความสามารถในการก่อสร้างในพื้นที่คับแคบและบนสภาพดินที่มีความอ่อนนุ่มซึ่ง
โครงสร้างเหล็กจะมีประโยชน์มากเนื่องจากมีน้าหนักที่เบากว่า
• ความยืดหยุ่นในการออกแบบเช่นการทาให้ส่วนของโครงสร้างมีลักษณะที่โค้ง
• ความยืดหยุ่นและความง่ายในการใช้งานร่ว มกับคอนกรีต ไม้ กระจก และวัส ดุก่อสร้างอื่นๆ
• ความสามารถในการจัดสรรพื้นที่ใช้สอยและการจัดภูมิทัศน์ได้อย่างหลากหลาย
ด้วยประโยชน์ในเชิงสมรรถนะที่มากมายจากการใช้โครงสร้างเหล็ก สมาพันธ์เหล็ก
และเหล็กกล้าแห่งประเทศญีป่ ุ่นก็ได้มีการนาเสนอแนวทางการพัฒนาปรับปรุง และการ
ก่อสร้างโครงสร้างพื้นฐานเพื่อต้านทานต่อภัยพิบัติโดยมีการนาเทคโนโลยีการก่อสร้าง
ด้วยโครงสร้างเหล็กเข้ามาใช้ อันส่งผลต่อประโยชน์ทางสังคมและสิ่งแวดล้อมที่เพิ่มมาก
ยิ่งขึ้น ตัวอย่างของแนวทางต่างๆ ประกอบไปด้วย
การใช้ เ ทคโนโลยี โ ครงสร้า งเหล็ ก และวิ ธี ก ารต่า งๆ เพื่ อพั ฒ นาปรับ ปรุงอาคาร
สาธารณะที่ใช้ต้านทานภัยธรรมชาติ
ตารางที่ 1 และรูปที่ 1 แสดงให้เห็นถึงเทคโนโลยีที่ใช้ในการป้องกันภัยธรรมชาติ
รวมถึงวิธีการต่างๆ ที่มีการนาโครงสร้างเหล็กเข้ามาใช้ ที่ได้มีการนาเสนอโดยสมาพันธ์
เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่น ซึ่งประกอบไปด้วย
• การปรั บ ปรุ ง อาคารสาธารณะที่ ใช้ ส าหรั บ ต้ า นภั ย ภั ยธรรมชาติ แ ละ disasterpreventive bases (อาคารที่ก่อสร้างใหม่ ได้มีการใช้วัสดุนวัตกรรมรวมถึงระบบ
โครงสร้ า งเหล็ ก ภายในอาคารที่ ใ ช้ ใ นการต้ า นภั ย ธรรมชาติ อาคารต้ า นภั ย จากแผ่นดินไหวและคลื่นยักษ์สึนามิ อาคารเพื่อการศึกษาที่ใช้ระบบโครงสร้างเหล็ก)• บ้านต้านทานแผ่นดินไหว (บ้านโครงสร้างเหล็ก ฯลฯ)• การฟื้นฟูและปรับปรุงท่าเรือและอาคารตามแนวชายฝั่งตลอดจนมาตรการต่างๆเพื่อ
รองรั บเหตุ ก ารณ์ แ ผ่ น ดิ น ไหวหรื อ คลื่ น ยั ก ษ์ สึ น ามิ (การปรั บปรุ ง ท่ า เรื อ โดยการใช้
ผลิตภัณฑ์โครงสร้างเหล็ก การเสริมกาลังให้กับท่าเรือ การปรับปรุงแนวตลิ่งและระบบ

มาตรการหลั ก ของประเทศในการเพิ่ ม ความสามารถต้า นทานต่ อ ภั ย พิ บั ติ ข องโครงสร้างพื้นฐาน
กระทรวงที่ดิน โครงสร้างพื้นฐาน การคมนาคม และการท่องเที่ยว ได้ส่งเสริม
มาตรการไม่เฉพาะการฟื้นฟูและการก่อสร้างอาคารต่างๆ ขึ้นมาใหม่ในพื้นที่ที่ได้รับ
ผลกระทบจากเหตุการณ์แผ่นดินไหว Great East Japan Earthquake แต่รวมไป
จนถึงการเตรียมการรับมือกับภัยพิบัติทางธรรมชาติขั้นรุนแรงที่คาดการณ์ว่าจะเกิดขึ้น
ในอนาคตอั น ใกล้ เ ช่ น แผ่ น ดิ น ไหว Tokai, Tonankai and Nankai Great21

ต้านทานคลื่น มีการใช้เสาเข็มท่อเหล็กและเสาเข็มพืด รวมถึงวิธีการในการต้านทาน
คลื่นขนาดใหญ่ด้วยการใช้ผลิตภัณฑ์เหล็ก)• การฟื้นฟูปรับปรุงสะพานเพื่อต้านทานแผ่นดินไหว (ด้วยการเสริมกาลังให้กับฐานราก
สะพานด้วยเหล็กสมรรถนะสูงที่นามาใช้เป็นเสาเข็มพืดท่อเล็กและเสาเข็มท่อเหล็ก)• มาตรการเพื่อรับมือกับการไหลของดิน (มาตรการสาหรับการไหลออกทางด้านข้าง
ของดินตามแนวตลิง่ ในพื้นทีร่ ิมชายฝั่ง และมาตรการสาหรับป้องกันการไหลของดินและ
แผ่นดินไหวโดยการใช้เข็มพืดเหล็ก)• การปลุกปั่นและมาตรการป้องกันน้าท่วม (การใช้ผลิตภัณฑ์ที่ทาจากเหล็กที่มีลักษณะ
เป็นโครงตะแกรงเพื่อป้องกันสิ่งที่ลอยมากับน้า และมาตรการป้องกันดินสไลด์โดยใช้
ผลิตภัณฑ์เหล็ก)จากความสั ม พั น ธ์ อั น ดี กั บ สมาคมเหล็ ก ก่ อ สร้ า งแห่ ง ประเทศญี่ ปุ่น ตลอดจน
หน่วยงานอื่น ๆ ทั้งภาครัฐ และภาคอุตสาหกรรม สมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่ง
ประเทศญี่ปุ่นก็ได้ส่งเสริมเทคโนโลยีการใช้โครงสร้างเหล็กเพื่อเข้ามาช่วยป้องกันและ
บรรเทาผลกระทบที่เกิดขึ้นจากภัยธรรมชาติในรูปแบบต่างๆ ในท้ายที่สุดนี้สมาพันธ์
เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่นก็ได้เล็ งเห็นว่าเทคโนโลยีและวิธีการต่างๆ ที่ได้น าเสนอไม่ ไ ด้ เ พี ย งเข้ า มาช่ ว ยต้ า นทานภั ย พิ บั ติ อั น ส่ ง ผลต่ อ พั ฒ นาการของ
ภาคอุตสาหกรรมเท่านั้นแต่ยังช่วยอานวยให้เกิดความปลอดภัยในชีวิตและทรัพย์สิน
ของประชาชนชาวญี่ปุ่นอย่างยั่งยืนสืบไป
ตารางที่1 เทคโนโลยีการใช้โครงสร้างเหล็กและวิธีการต้านทานภัยธรรมชาติ
รูปที่ 1 การประยุกต์ใช้เทคโนโลยีโครงสร้างเหล็กและวิธีการต้านทานภัยธรรมชาติ

กัดกร่อนให้ กับผลิตภัณฑ์โครงสร้างเหล็กสามารถใช้การทาสีและการเคลือบผิวเพื่ อป้องกั นและลดผลกระทบจากการกัด กร่ อ นได้อ ย่างมีประสิทธิ ภาพ วิธีก ารดัง กล่า วสามารถจาแนกได้หลายประเภททั้งการทาสี การเคลือบผิวด้วยวัสดุอินทรีย์และอนินท
รีย์ การเคลือบผิวด้วยปิโตรลาทั่ม (petrolatum) ซึ่งทั้งหมดนี้มักจะใช้ในบริเวณที่เป็น
ระดับน้าทะเลช่วงต่า หรือ Low tidal level (L.W.L)การป้องกันการกัดกร่อนด้วยวิธีแคโทดิก หรือ Cathodic Protection: วิธีการป้องกัน
การกั ด กร่ อ นโดยใช้ ก ระแสไฟฟ้ า จากแหล่ ง ก าเนิ ด ไฟฟ้ า ภายนอก จ่ า ยส่ ง ต่ อ ไปยั งผลิตภัณฑ์เหล็กอย่างต่อเนื่อง สามารถทาได้ 2 วิธีคือ: วิธีแอโนดิก (Anodic) และวิธี
แหล่งกาเนิดกาลังไฟฟ้าจากภายนอก โดยมากจะถูกนามาใช้ในบริเวณที่จมอยู่ใต้น้าและ
ก้นทะเล
- วิธีการซ่อมบารุงและการเสริมกาลังให้กับโครงสร้าง
ในกรณีของการเสริมกาลังให้องค์อาคารในโครงสร้างเหล็ก: ในการเสริมกาลังให้แก่
โครงสร้างที่สูญเสียพื้นที่หน้าตัดไปจากการกัดกร่อนสามารถทาได้โดยการใช้เหล็กแผ่น
หรือคอนกรีตเสริมเหล็ก
ในกรณี ข องการซ่ อ มแซมโครงสร้า งทั้ ง หมดเพื่ อ ป้ อ งกั นการกั ด กร่ อน: วิ ธี ก ารซ่อมแซมโครงสร้างที่หน้างานสามารถทาได้โดยการใช้ปูนมอตาร์มาหุ้มตัวโครงสร้างไว้
การดาดผิวด้วยสารขี้ ผึ้ง (petrolatum lining) และการเคลือบผิวด้วยวัสดุที่แข็งตัวใต้
น้า (underwater hardening-type coating)ในกรณีของการซ่อมแซมโครงสร้างบางส่วนเพื่อป้องกันการกัดกร่อน: ใช้วิธีการ
เคลือบผิวใหม่ในส่วนที่โพลียูรีเทนเสื่อมสภาพ

ตัวอย่างของเทคโนโลยีในการต้านทานภัยพิบัติและวิธีในการสร้างจุดสนใจณ หน่วยพัฒนาพื้นที่ และองค์กรภาครัฐในพื้นที่ซึ่งมีคณะกรรมการเพิ่มขีดความ
ปลอดภัยแห่งชาติได้ร่วมสนับสนุนผลักดันมาตรการต่างๆ นั้น คณะกรรมการมีความ
เป็นกังวลไม่เฉพาะต่อความปลอดภัยของสิ่งปลูกสร้างที่สร้างขึ้นใหม่เท่านั้นแต่ยังรวมถึง
วิธีที่ใช้ในการบารุงรักษาสิ่งปลูกสร้างที่มีอยู่เดิมตลอดจนการซ่อมแซมและการเสริม
กาลัง และนอกจากนี้ ด้ วยเหตุที่ ได้ เ กิด มี ปัญหาอุท กภั ยน้ าท่ ว มเกิด ขึ้น บ่ อยครั้ งซึ่ ง มีแนวโน้ ม จะทวี ความรุ น แรงเพิ่ม มากขึ้ น ยิ่ง ขึ้ น ในประเทศญี่ ปุ่น อั น ส่ ง ผลต่ อ การให้
ความส าคั ญ ของภาครั ฐ ที่ จ ะระงั บหรื อ บรรเทาปั ญ หาดั งกล่ า วนี้ โดยเทคโนโลยี ในปัจจุบันที่ได้มีการนามาใช้มีรายละเอียดดังที่จะนาเสนอต่อไป

รูปที่ 2 ประเภทของมาตรการป้องกั นการกัดกร่อนในโครงสร้างเหล็กท่าเรือ /สิ่งปลูก
สร้างริมชายฝั่ง
รูปที่ 3 ตัวอย่างการประเมินความแข็งแรงของโครงสร้างท่าเรือ/สิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง
รูปที่ 4 ตัวอย่างของการซ่อมแซมและการเสริมกาลังให้กับโครงสร้างเหล็กของท่าเรือ /สิ่งปลูกสร้างริมชายฝั่ง
การเสริมกาลังให้กับเสาเข็มเหล็ก
• มาตรการควบคุมสิ่งที่ลอยมากับน้าโดยการใช้ท่อเหล็ก
มาตรการควบคุ ม สิ่ ง ที่ ล อยมากั บ น้ าโดยการใช้ ท่ อ เหล็ ก สภาพแวดล้ อ มของกระแสน้าจากภูเขา (ความลาดชันที่ต่อเนื่องของเส้นทางน้าไหลผ่าน) ได้รับการป้องกัน
ในกรณีที่พื้นที่ได้มีการจัดตั้งการดักจับการไหลผ่านของดินและกระแสน้าผ่านโครงสร้าง
เหล็กที่ใช้ควบคุมสิ่งที่ลอยมากับน้าในช่วงเวลาปกตินั้นๆ และในช่วงที่มีสิ่งที่ลอยมากับ
น้าและเศษไม้ก็จะถูกดักจับโดยการแยกสิ่งที่ลอยมาออกจากทางน้าไหล และดิน หินและเศษไม้ ซึ่งแสดงในรูปที่ 1 คุณสมบัติที่สาคัญ คือ• เทคโนโลยีการบารุงรักษาท่าเรือและโครงสร้างเหล็กที่ใช้สาหรับสิ่งปลูกสร้างริม
ชายฝั่ง
โครงสร้างเหล็กที่ใช้กับท่าเรือและสิ่งปลูกสร้างเป็นชายฝั่งมักจะได้รับผลกระทบ
จากการกัดกร่อนจากสภาพแวดล้อมที่รุนแรง ซึ่งหากต้องการสมรรถนะในด้านความ
ทนทานต่อ การกัดกร่ อนที่สูงมากยิ่งขึ้นกว่ าเกณฑ์สมรรถนะปกติ ก็มีความจาเป็น ที่จะต้องนาเทคโนโลยีพิเศษเข้ามาใช้ในการที่จะช่วยระงับการเกิดสนิมของผลิตภัณฑ์
เหล็ก ตลอดจนเทคโนโลยีที่ใช้ในการประเมินความสมบูรณ์รวมไปจนถึงเทคโนโลยีใน
การบู ร ณะบารุ ง ที่ เ หมาะสมในการที่ จ ะฟื้ น ฟูโ ครงสร้ า งเหล็ ก ที่ เ สื่ อ มสภาพลงและ
เทคโนโลยีในการเคลือบป้องกันเพื่อให้โครงสร้างเหล็กกลับมาสู่สมรรถนะที่ต้องการ
เช่นเดิม ตัวอย่างแสดงดังรูปที่ 2 3 และ 4 โดยมีรายละเอียดดังต่อไปนี้

- การดักจับสิ่งที่ลอยมากับน้าอย่างมีประสิทธิภาพ
ในการจัดเรียงท่อเหล็กในแนวตั้งและแนวขวาง พื้นที่การดักจับจะถูกตั้งค่าไว้ที่ 1.5
เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางสูงสุดของหินกรวดมน (conglomerate) ในพื้นที่ โดยแสดง
ให้เห็นถึงความสามารถในการรับแรงกระแทกในกรณีทไี่ ด้รับแรงกระทบโดยตรงกับสิ่งที่
ลอยมากับน้า; และความสามารถในการดักจับสิ่งที่ลอยมากับน้าได้อย่างมีประสิทธิภาพ

- วิธีการป้องกันการกัดกร่อน
การป้องกันการกัดกร่อนด้วยการทาสีและการเคลือบผิว: วิธีการในการป้องกันการ

- การดักจับเศษไม้ที่ลอยมารวมกับทราย หินการดักจับเศษไม้อย่างมีประสิทธิภาพโดยการแยกสิ่งที่ลอยมากับน้าและเศษไม้

22

- การกันพื้นที่ดักจับ
การกันพื้นที่ที่มีการดักจับการไหลของดินในช่วงเวลาปกติเนื่องจากการยอมรับใน
เรื่องโครงสร้างชนิดที่ดูดซึมน้าได้

อย่างต่อเนื่องจะทาให้เกิดการพังทลายของคันดินเนื่องจากการรั่วซึมของน้าเข้าสู่ฐาน
คันดินได้ โดยเหล็กเข็มพืดที่ปักอยู่บริเวณทางลาดของคันดินจะช่วยสกัดกัน้ การไหลของน้า ซึ่งจะช่วยป้องกันการพังทลายของคันดิน
- มาตรการการแก้ไขน้าล้นสันเขื่อนและการรั่วซึมของคันดิน
เพื่อที่จะหยุดวงจรการพังทลายของคันดิน – การกัดเซาะในบริเวณทางลาดของคัน
ดินเนื่องจากน้าล้นสันเขื่อน → การลดลงของความสูงคันดิน → การเพิ่มขึ้นของน้า
ล้นสันเขื่อน → โอกาสการพังทลายที่มากขึ้น การลดลงของความสูงคันดินเนื่องจาก
น้าล้นสันเขื่อน ป้องกันได้ด้วยการวางเหล็กเข็มพืด ทั้งสองด้านของคันดิน การตอก
เสาเข็มเข้าไปในคันดินก็ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการป้องกันการรั่วซึมของน้าในคันดิน
เช่นกัน
- มาตรการการรับมือกับสภาวะที่ชั้นดินทรายอิ่มตัวด้วยน้าและเปลี่ยนสภาพเสมือน
ของเหลว (Liquefaction) เมื่อเกิดแผ่นดินไหว
การเปลี่ยนสภาพของพื้นดินในชั้นของเหลวในคันดินนั้นสามารถป้องกันได้อย่างมี
ประสิทธิภาพ โดยการใช้เหล็กเข็มพืดที่ฝังลงในชั้นดินที่มีสภาพไม่เป็นของเหลว หรือnon-liquefying layer ในบริเวณใกล้เคียงของทางลาดของคันดิน ซึ่งแสดงให้เห็นถึง
ความสามารถในการหยุดยั้ งการพังทลายของคันดิ นที่จ ะเกิด ขึ้น ในระหว่า งการเกิ ดแผ่นดินไหวได้

- การอนุรักษ์สภาพแวดล้อมของทางน้าไหลบนภูเขา
โครงสร้ างที่เป็ นมิ ตรกั บสิ่ งแวดล้ อมจะช่ วยรั กษาความลาดชัน อันต่ อเนื่องของ
เส้นทางน้าโดยไม่มีการแบ่งแยกเส้นทางการไหลของน้า
หลังจากกาจัดสิ่งที่ลอยมากับน้าได้แล้วมีความจาเป็นต้องกู้คืนประสิทธิภาพของ
โครงสร้างเหล็กให้กลับสู่สภาพเดิม ดังนั้นจึงมีการใช้มาตรการซ่อมแซมและเสริมกาลัง
ขึ้นอยู่กับระดับความเสียหายของแผงท่อเหล็ก รูปที่ 5 แสดงการประเมินความสมบูรณ์
ของโครงสร้างเหล็กที่ใช้ควบคุมสิ่งที่ลอยมากับน้าและมาตรการการซ่อมแซม
ภาพที่ 1 ตัวอย่างของมาตรการควบคุมสิ่งที่ลอยมากับน้าโดยการใช้ท่อเหล็ก
รูปที่ 5 การประเมินความสมบูรณ์และวิธีการซ่อมแซมสาหรับมาตรการควบคุมสิ่งที่
ลอยมากับน้าโดยการใช้ท่อเหล็ก
• การใช้ Weathering Steel ในการก่อสร้างสะพาน
ในเหล็ก Weathering Steel ชั้นสนิมจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวในช่วงเริ่มต้นของการใช้งาน ต่อมาชั้นป้ องกัน ดังกล่าวนี้ จะช่ วยยับยั้งการกัด กร่อนไปเอง ประโยชน์ข องชั้ นป้องกันสนิมของ Weathering Steel คือ มีความต้านทานการกัดกร่อนที่สูงโดยไม่ต้อง
ใช้สารเคลือบผิวใดๆ ภาพที่ 2 แสดงตัวอย่างของการใช้งาน Weathering Steel ในโครงสร้างสะพาน ข้อดีด้านการใช้งานคือ:- การลดต้นทุนตลอดวัฏจักรของโครงสร้าง: การตัดขั้นตอนการใช้สารเคลือบทับ
- การลดปัญหาด้านสิ่งแวดล้อม: การใช้งานโดยไม่ต้องใช้สารเคลือบทับ
- การปรับสภาพให้เข้ากับสภาพแวดล้อม: เมื่อเวลาผ่านไปชั้นป้องกันสนิมจะสร้ างรูปลักษณ์ที่กลมกลืนกับธรรมชาติ
ด้วยคุณสมบัติที่ ผิดแปลกของเหล็ ก Weathering Steel จาเป็นต้ องท าการตรวจสอบชั้นสนิม และ ทาการประเมินความแข็งแรงอย่างสม่าเสมอ เพื่อรักษาสภาพ
ของโครงสร้างไว้ การประเมินความสมบูรณ์ของชั้นป้องกันสนิมจะวัด ระดับตั้งแต่ 1 ถึง
5 ขึ้นอยู่กับสภาพของสนิม โดยที่ระดับ 3 ~ 5 สภาพของสนิมจะถูกประเมินว่ายังอยู่ใน
ระดับที่น่าพอใจ ในระดับ 2 จาเป็นที่จะต้องมีการเฝ้าสังเกตอย่างต่อเนื่อง และ ในระดับ 1 จาเป็น ต้องทาการตรวจสอบโดยละเอียด และ ต้องมีการซ่อมแซม รูปที่ 6แสดงตัวอย่างของการประเมินความแข็งแรงของเหล็ก Weathering Steelรูปที่ 7 ตัวอย่างของการเสริมกาลังของคันดินโดยการใช้เหล็กเข็มพืด

ภาพที่ 2 โครงสร้างเหล็กเหล็กที่ใช้ Weathering Steel ในพื้นที่สูงที่และห่างไกล
รูปที่ 6 ตัวอย่างการประเมินความสมบูรณ์ของเหล็ก Weathering Steel• วิธีการเสริมกาลังของคันดินโดยการใช้เหล็กเข็มพืด (Steel Sheet Piles)ด้ว ยวิ ธีนี้ ก ารพัง ทลายของคัน ดิน ในช่ วงน้าท่ว ม และ แผ่ นดิ นไหวจะได้รั บการป้องกันเนื่องจากเหล็กเข็มพืดที่ปักอยู่ในบริเวณที่มีความลาดชันของคันดิน หรือ ในคันดิ น รู ปที่ 7 แสดงตั ว อย่ า งของการเสริ ม ก าลั ง ให้ กั บคัน ดิ น โดยการใช้ เ หล็ ก เข็ ม พื ดมาตรการเฉพาะคือ:- มาตรการการป้องกันการรั่วซึมที่ฐานคันดิน
ในกรณีที่ชั้นดิน ด้านใต้ของคันดินเป็นชั้นดินทรายและกรวด เมื่อระดับน้าสูงขึ้น

23

Proposed technologies
and methods

Restoration of ground sunken/flooded
area
Measure for flooding/earthquakeinduced collapse of river embankment
Slope stabilization and measure fordebris flow

Application fields

Improvement and seismic retrofitting ofbridgeMeasure for liquefaction

Tsunami evacuation building, disasterprevention base during damaging
Seismic retrofitting and multi-purpose
application of public facility
Reconstruction and seismic retrofittingof house
Repair and improvement of breakwaterand tide embankment
Tsunami measure for coastal facility

Table 1 Proposed Steel-structure Technologies and Methods Resistant to Disasters

1 -1 New structural system building

using innovative steel materials

1 -2 Steel-structure disaster-preventionbase

1 -3 Seismic/tsunami resistant2manmade platform
Steel-structure school facility

3

Steel-framed house

Port renewal method using steel
product
5 Seismic reinforcing of pier, revetment
and breakwater using steel product6 Reinforcing of existing bridge foundation
using steel pipe sheet pile and pipe pile
7 Embankment reinforcement using
steel sheet pile
8 Permeable debris flow-control dam
using steel pipe
9 Land slide-prevention method using
steel product10 Bridge applying bridge
high-performance steel
11 Cut-off revetment using steel sheet
pile and steel pipe sheet pile
12 Measure for side liquefaction ofrevetment in coastal area
13 Floating disaster-prevention base
4

A Measure for liquefaction andearthquake using steel sheet pile

B Measure for high tide and tsunamis

using steel product

C Measure for high tide using steel product(double wall-cofferdam sheet pile method)

Fig. 1 Application of Steel-structure Technologies and Methods Resistant toDisasters
8
2

3

9

7

C

A
A

11

1
B
A

10
12

1

6

1
13
4

5

24

Fig. 2 Type of Corrosion-protection Measures for Port/Harbor Steel Structures
Cathodic
protection

Coating, lining, cladding
Coating

Organic lining

Metal cladding
Titanium cover

Polyurethane lining

Coating

Highly corrosion-resistant
stainless steel cover

Anodic system

Fig. 3 Examples of Assessment of Soundness of Port/Harbor Steel Structures
Loss of function

Cathodic corrosionprotection (example
of anodic system)

Lining corrosion-protection(example of urethane-lined
steel sheet pile)

Application condition of corrosion-protection measures

Entire repair

Deterioration level
Partial repair

Maintaining of function

No need for repair

No need for repair
Coated/lined section

1/2 ormoreof theflangePeeling-off and lossof lined material arenotable, steel
product is exposed,
and rusting occurs

Example in which
anode completely
disappears

Web
FlangeDamage that reaches
steel product occurs
in part of corrosionprotection measure,and occurrence ofrusting is judged

Many damages that
do not reach steel
product are
observed

Whether or not the corrosion-protection
electric potential (-800 mV) is maintained

Nearly no change
from initialcondition is seen,
and lined section
shows soundcondition

Anode in initialconditions

Fig. 4 Examples of Repair and Reinforcement of Port/Harbor Steel Structures
In the case of reinforcementof steel member
Reinforcement using
steel plate
Steel sheet pile
Side surface
fillet welding

Front
surfacefilletwelding

Slitting

Corrosionprotection
coating

In the case of entire repair of corrosion-protection measure
Mortar coating method
Surfacepreparation

Petrolatum coating method

Top-end sealing(underwater hardening-type epoxy resin)
Surface preparation

Corrosion-protection
treatment ofreinforced section

Repair method using
repairing polyurethane

Surface preparation

Stud bolt-attached hoop
Mortar(concrete)

Petrolatum corrosionprotection thick tapeContinuously-foamed
polyethylene sheet
FRP protection cover(convex)

Steel plate
Welding ofsteel plate

Underwater hardeningtype coating method

In the case of partial
repair of corrosionprotection measure

FRP protection
cover

Corrosion-protection cap
Top-end sealing (underwater
hardening-type epoxy resin)
FRP protection cover (dent)

Mortar is filled inside
FRP protective coverSteel member is coated withpetrolatum and covered with
FRP buffer material

Underwater hardeningtype epoxy resin

Steel member is coatedwith underwater hardening-type epoxy resin

Repairing polyurethane
is coated on polyurethane coating-deteriorated section

Note: Source of information on Figs. 2, 3 and 4-Extraction and compilation of data from:
1) Manual for Corrosion Protection and Repair of Port and Harbor Steel Structures (1999, 2009), Costal Development Institute of Technology
2) Handbook on Practical Applications of Port and Harbor Steel Structures, Research Working Group on Corrosion Protection and Repair25During ordinary time: Passing of earth and sand and running water

Condition of capturing of debris flow

Photo 2 Application of weathering steel bridge inremote mountainous area

Photo 1 Examples of debris flow-control measures using steel pipes

Fig. 5 Soundness Assessment of and Repair Methods for Debris Flow-control Measures Using Steel Pipes
Inspection and Soundness Assessment

Damage level Performance-deteriorated level and definition
Repair measure
Judgement (hollow pipe)
Level 1:
No lowering of performance compared to the level
Deformation rate of steel pipe: lessNo need for repairSoundat completion and no obstacle in use
than10% of steel pipe diameter
Level 2:Lowering of member durability and fears for lowering Examination of need for repair by Deformation rate of steel pipe: 10% or more
Damagedof performance compared to the level at completion means of structural verification
to less than 40% of steel pipe diameter
Level 3:
Loss of performance and impossible to demonstrate Sure implementation of repair
Deformation rate of steel pipe: 40% or more
Collapsed
performance when design load subsequently worksof steel pipe diameter*Extraction from Design Handbook on Steel Erosion-control Structures, Sabo & Landslide Technical Center
Before debris removal

After debris removal

Level 1
Deformationrate:
D0/D<10%

Level 2
Deformationrate:
10%≤D0/D<40%

Level 3
Deformationrate:
D0/D≥40%

Because of no damage, service
is continued without repair*Extraction from the website of Research Group on Erosion-control Steel Structure
Structural verification is conducted, and the section in which
occurrence stress surpasses
yield stress is repaired bywelding two semicircular-divided
steel pipes on damaged section*Extraction from Design Handbook on Steel Erosion-control Structures, Sabo & Landslide Technical Center
Damaged section is on-site cut
and repaired by on-site welding
factory-manufactured newmembers26

Fig. 6 Examples of Assessment of Soundness of Weathering Steel (Examplesof bridge with lapse of more than 10 years after erection)

Appearance rating 5

Appearance rating 4

Appearance rating 3

Rust amount is less, and appearance
presents comparatively bright color(Standard for future treatment: noneed) (Less than about 200 μm)*

Rust particle size is about 1 mm or
lower, and rust is fine and uniform(Standard for future treatment: noneed) (Less than about 400 μm)*

Rust particle size is 1~5 mm,
and rust is coarse (Standard for
future treatment: no need) (Lessthan about 400 μm)*

Appearance rating 2

Rust particle size is 5~25 mm, and rustis scale-shaped (Standard for future
treatment: need for follow-up
observation) (Less than about 800 μm)*

Appearance rating 1

Layered peeling off of rust occurs(Standard for future treatment:
measurement of plate thickness)(More than about 800 μm)*

*Figures in parenthesis show
standard rust thickness
measured as a supplementarymeans for assessing rustappearance.

Fig. 7 Examples of Embankment Reinforcement Using Steel Sheet Piles

Overtopping, seepage
into bank structure

Seepage atfoundation

No provision of measure

Seepage
Sand/gravel ground
Penetrating water
Slope collapse due to overtopping

Shut off ofpenetrating
water
Steel sheet pile
Securement of embankment height

Seepage inside embankment

Sinking of embankment
Liquefaction

After provision of measure

Liquefied ground

Steel sheet pile
Securement of embankment height

Steel sheet pile or drainage function-attached pile27

(ปกหลัง)การดาเนินงานของสมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้า

การนาเสนอหัวข้อการบรรยายในงานสัมมนา SEAISIสถาบั น เหล็ ก และเหล็ ก กล้ า แห่ ง เอเชี ยตะวั น ออกเฉี ย งใต้ (SEAISI) ได้ จั ด งานสัมมนา 2018 ASEAN Iron and Steel Sustainability Forum ที่นครโฮจิมินห์
ประเทศเวียดนาม ในวันที่ 26 พฤศจิกายน ค.ศ. 2018 โดยสมาพันธ์เหล็กและ
เหล็กกล้าแห่งประเทศญี่ปุ่นได้ส่ง Dr. Masahide Takagi จาก Nippon SteelCorperation (เดิมเรียกว่า Nippon Steel & Sumitomo Metal Corperation) มาให้ ก ารบรรยายหั ว ข้อ “การใช้เ หล็ ก ต้ า นทานกั ด กร่อ นในโครงสร้ า งสะพาน” หรื อ“Introduction of Weathering Steel & Actual Application for Bridge
Structure”
เนื้ อ หาส าหรั บ การบรรยายในงานสั ม มนาครั้ ง นี้ ไ ด้ ส อดคล้ อ งกั บ เนื้ อ หาที่
คณะอนุกรรมการด้านงานก่อสร้างด้วยโครงสร้างเหล็กของสถาบันเหล็กและเหล็กกล้า
แห่งเอเชียะวันออกเฉียงไต้ได้ขอให้พิจารณา โดยหนึ่งในหัวข้อที่มีการนาเสนอที่มีชื่อว่า
“การก่อสร้างด้วยโครงสร้างเหล็ก พัฒนาการ และการประยุกต์ใช้งาน” ซึ่งมีเนื้อหา
ส่วนหนึ่งเกี่ยวกับการนาเหล็กกล้าไร้สนิมมาใช้ในงานก่อสร้าง – คุณสมบัติ แนวโน้มใน
ด้านงานก่ อสร้า งสะพานในประเทศญี่ปุ่น ตลอดจนข้อ ควรระวั งในการใช้ งาน การตรวจสอบสภาพการกัดกร่อน และวิธีการในการซ่อมแซมหน้าตัดที่เกิดการกัด กร่อน
ตลอดจนตัวอย่างกรณีศึกษาทีเ่ กิดขึ้นจริง โดยสมาพันธ์เหล็กและเหล็กกล้าแห่งประเทศ
ญี่ปุ่นได้มีส่วนร่วมในคณะอนุกรรมการนี้ในฐานะผู้สังเกตการณ์

28