ตลอดปีที่ผ่านมา สังคมได้รับคำอธิบายหลากหลาย ทั้งข้อสังเกตเฉพาะจุด ความเห็นทางเทคนิคบางส่วน การชี้เป้าข้อบกพร่องเฉพาะส่วน การจับผิดมาตรฐานการออกแบบบางประเด็น ตลอดจนทฤษฎีสมคบคิด ซึ่งหลายเรื่องมิใช่สาระหลักของโจทย์เชิงนิติวิศวกรรมในการตอบคำถามสำคัญ 2 ข้อต่อไปนี้อย่างชัดเจน
(1) อาคารพังลงมาอย่างไร — How?
(2) อาคารพังลงมาเพราะสาเหตุอะไร — Why?
ในสองคำถามนี้ ข้อที่สองสำคัญที่สุด เพราะตราบใดที่เรายังไม่ทราบสาเหตุที่แท้จริงของการถล่ม เราก็ยังไม่อาจนำกรณีนี้มาเป็นบทเรียนเพื่อป้องกันไม่ให้เกิดซ้ำได้
จากข้อมูลใหม่ที่ผมได้จากการวิเคราะห์เชิงวิศวกรรม ผมเชื่อว่าเราสามารถชี้เป้าสาเหตุที่ทำให้อาคาร สตง. ถล่มได้แล้ว อย่างน้อยในเชิงคุณภาพ (qualitative) ซึ่งน่าจะเป็นประโยชน์ โดยเฉพาะในหมู่วิศวกรและสถาปนิก และผมจะทยอยนำมาแบ่งปันเป็นลำดับตามความเหมาะสม
สำหรับโพสต์แรกนี้ ผมขอสรุป กลไกการวิบัติ ของอาคาร สตง. ให้สมบูรณ์ชัดเจนขึ้นจากหลักฐานเชิงประจักษ์ ซึ่งเปรียบเสมือนชิ้นส่วนของภาพต่อ (puzzle) ที่เมื่อค่อย ๆ นำมาวางเรียงประกอบเข้าด้วยกัน ก็ทำให้เห็นภาพใหญ่ได้ชัดเจนว่า อาคาร สตง. ถล่มลงมาอย่างไร
ก่อนอื่นต้องกล่าวว่า ข้อสันนิษฐานใด ๆ เกี่ยวกับการถล่มครั้งนี้จะยืนอยู่ได้ ก็ต่อเมื่อสามารถอธิบายข้อเท็จจริงเชิงประจักษ์ 3 ประการได้ครบถ้วน นั่นคือ 1. อาคารวิบัติทั้งระบบ 2. อาคารถล่มเกือบในแนวดิ่งโดยมีการเอียงน้อยมาก และ 3. กระบวนการทั้งหมดกินเวลาเพียงประมาณ 8 วินาทีเท่านั้น
(1) ซากปรักหักพัง: หลักฐานแรกของกลไกการวิบัติ
การจะเข้าใจกลไกการวิบัติของอาคาร สตง. ต้องเริ่มจากผังอ้างอิงขององค์อาคารในภาพที่ 1 ซึ่งระบุ “ขา” รับน้ำหนักในแนวดิ่งหลัก ได้แก่ กลุ่มกำแพงรับแรงเฉือน SW1-SW6 และบรรดาเสาที่รายล้อมอาคาร โดยเฉพาะเสาด้านหน้า C1, C3B และ C3A เมื่อเทียบเคียงกับภาพซากปรักหักพังในภาพเดียวกัน จะเห็นว่า ซากอาคารกองตัวอยู่เกือบทั้งหมดภายในแนวฐานเดิม และอัดทับซ้อนกันเป็นชั้น ๆ อย่างหนาแน่น ลักษณะนี้ชัดเจนว่า ตรงกับซิกเนเจอร์ของการถล่มแบบแพนเค้ก (Pancake Collapse) อย่างไรก็ดี ภาพจากมุมสูงชี้ให้เห็นว่า ซากอาคารเอนเอียงเล็กน้อยไปทางด้าน SW1-SW2 ซึ่งในทางวิศวกรรมมักหมายความว่า ด้านนั้นน่าจะเป็นส่วนที่อ่อนแอและยุบตัวก่อน
ภาพ 1
(2) หลักฐานของการทรุดตัวแบบคงรูป (Rigid Body Fall)
หลักฐานสำคัญอีกประการหนึ่งปรากฏในภาพที่ 2 ซึ่งแสดงให้เห็นว่า SW1 และ SW2 ที่เชื่อมกันด้วยผนังสำเร็จรูปสีขาว เคลื่อนตัวลงพร้อมกัน โดยแทบไม่ปรากฏการบิดเบี้ยวเสียรูปหรือการแตกร้าวของผนังสำเร็จรูป โดย กำแพงทั้งสองเสมือนกำลังทรุดตัวลงเพราะ “ขา” ที่อ่อนแรง และพลอยประคองผนังสำเร็จรูปลงมาพร้อมกัน
อีกหลักฐานที่ชัดเจนยิ่งขึ้นปรากฏในภาพที่ 3 ซึ่งแสดงให้เห็นได้ด้วยสายตาว่า SW1 และ SW3 ทรุดตัวลงพร้อมกัน โดยที่ช่องเปิดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าระหว่างกำแพงทั้งสองยังคงรูปอยู่เกือบเดิม หากกำแพงด้านหนึ่งทรุดก่อนอีกด้านหนึ่งอย่างมีนัยสำคัญ ช่องเปิดดังกล่าวย่อมต้องบิดเบี้ยวเปลี่ยนรูปอย่างเห็นได้ชัด การที่รูปทรงยังคงอยู่ได้ จึงเป็นหลักฐานเชิงเรขาคณิตที่มีน้ำหนักว่า SW1 และ SW3 เคลื่อนตัวลงพร้อมกัน
ภาพที่ 2
ภาพเชิงประจักษ์ทั้งสองนี้ มีนัยสำคัญอย่างยิ่ง เพราะชี้ว่ากำแพงรับแรงเฉือน 4 ตัวด้านหลัง มิได้แตกสลายเป็นชั้น ๆ ตั้งแต่ต้น หากแต่ทรุดตัวลงมาในลักษณะค่อนข้างคงรูป ราวกับเป็นมวลก้อนเดียว ที่ในภาษาวิศวกรรมเรียกว่า rigid-body fall พฤติกรรมเช่นนี้ย่อมสอดคล้องกับกรณีที่ระบบรองรับด้านล่างสูญเสียกำลังก่อน มากกว่ากรณีที่การพังเริ่มจากชั้นบนแล้วลามลงมาแบบโดมิโน กล่าวอย่างง่าย เมื่อฐานรองรับหายไป มวลอาคารที่เหลือก็เหมือนลอยอยู่ในอากาศ แล้วจึงตกลงมาด้วยแรงโน้มถ่วงของโลก ก่อนที่จะกระแทกพื้น แตกยุ่ยป่นกระจายเหมือนถูกบดอัดอย่างรุนแรง
ภาพที่ 3
(3) เสาด้านหน้าในฐานะ “ขา” ชุดสุดท้ายที่ยังรับน้ำหนักอยู่
ข้อสังเกตสำคัญอีกประการหนึ่งปรากฏในภาพที่ 4 ซึ่งแสดงให้เห็นว่า แผ่นพื้นบริเวณแนวเสาด้านหน้ายังอยู่ในระดับเดิมเป็นส่วนใหญ่ เพียงแต่ถูกฉุดให้เอียงลงตามการทรุดตัวของกำแพงด้านท้าย ขณะเดียวกัน แผ่นพื้นในโซนด้านหลังยังเกาะกันเป็นระนาบ โดยถูกฉุดให้ทรุดลงมาพร้อมกับกำแพง SW1-SW6 ภาพนี้จึงชี้ชัดว่า ในขณะที่โซนกำแพงหลักได้เคลื่อนตัวลงมาเป็นก้อนอย่างเสรี (Rigid Body Free Fall) เป็นระยะเท่ากับหนึ่งชั้นอาคาร แนวเสาด้านหน้ายังยืนหยัดอยู่กับที่
(4) เวลาและลำดับการถล่ม
ลำดับเวลาในภาพที่ 5 ชี้ชัดว่า อาคาร สตง. ใช้เวลาตั้งแต่สัญญาณสั่นไหวแรกที่สังเกตได้ จนถึงจุดที่อาคารทั้งหมดกองราบอยู่กับพื้น เพียงประมาณ 8 วินาทีเท่านั้น กระบวนการนี้แท้จริงแบ่งออกได้เป็นสองช่วงที่ชัดเจน
ใน 3 วินาทีแรก เป็นช่วงที่ประมาณสี่ชั้นล่างของกำแพงและเสา ซึ่งเราเรียกรวมกันว่า “ขา” ถูกทำลายลงต่อเนื่องอย่างรวดเร็ว จนระบบรองรับหลักทั้งระบบล้มครืนลงแทบพร้อมกัน จากนั้นใน 5 วินาทีที่เหลือ เมื่อระบบรองรับหมดสภาพไปแล้ว อาคารจึงเสมือนลอยอยู่ในอากาศ และตกลงมาภายใต้แรงโน้มถ่วงของมวลตัวเอง พลังงานที่ใช้ในการทำลาย คือ พลังงานศักย์ที่เปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์
ภาพที่ 4
เพื่อทดสอบข้อสังเกตนี้ด้วยฟิสิกส์เบื้องต้น หากพิจารณาปล่อยวัตถุจากระดับดาดฟ้าที่ความสูง 137 เมตร ลงมายังยอดของซากตึกที่ความสูงประมาณ 20 เมตร จะได้ระยะตกสุทธิ 117 เมตร การคำนวณเวลาตกเสรีของวัตถุสำหรับระยะทางดังกล่าวให้ค่าประมาณ 4.88 วินาที ซึ่งใกล้เคียงกับระยะเวลา 5 วินาทีที่สังเกตได้จริงอย่างมีนัยสำคัญ ความสอดคล้องนี้สนับสนุนอย่างหนักแน่นว่า ช่วงสุดท้ายของการถล่ม คือ การตกในแนวดิ่งที่ใกล้เคียงกับการตกแบบเสรี
อนึ่ง การที่ “ขา” สูญเสียกำลังภายในเวลาเพียงราว 3 วินาทีนั้น อธิบายได้ชัดว่า ทำไมอาคารจึงไม่โค่นล้มไปด้านข้างอย่างมีนัยสำคัญ เพราะระบบรองรับทั้งหลายเกิดวิบัติต่อเนื่องกันต่างกันเพียงเสี้ยววินาที เวลาจึงสั้นเกินกว่าที่อาคารส่วนบนจะเอียงตัวทัน
(5) เกิดอะไรขึ้นกับกำแพงรับแรงเฉือน
หลักฐานเชิงประจักษ์ที่เกี่ยวกับกำแพงรับแรงเฉือน ได้แก่ ภาพการแตกระเบิดของกำแพง SW5-SW6 ที่ปรากฏในภาพกลางของภาพที่ 5 ซึ่งเป็นปรากฏการณ์คล้ายกรณีการทดสอบลูกปูนซีเมนต์ที่ถูกกดจนระเบิดแตกในห้องปฏิบัติการ ในเชิงกลไกทางวิศวกรรมศาสตร์ เมื่อกำแพงรับแรงเฉือนถูกแรงโยกและแรงบิดสลับไปมา โดยเฉพาะแรงบิดของอาคารที่เกิดจากความไม่สมมาตรของโครงสร้าง ทำให้เกิกรอยร้าวเฉียงไขว้รูป X ค่อยๆพัฒนาและกระจายตัวในเนื้อกำแพง โดยเฉพาะในทิศทางทะลุความหนาของกำแพงซึ่งมีขนาดค่อนข้างบาง เมื่อกำแพงที่แตกร้าวลามไปทั่วเช่นนั้น ยังต้องมารับแรงกดในแนวดิ่งจากน้ำหนักของอาคาร ส่วนล่างของกำแพงจะแตกระเบิดออกฉับพลัน สอดคล้องกับภาพการแตกระเบิดของกำแพง SW5-SW6 ดังกล่าว และยังสอดคล้องกับคำบอกเล่าของพยานในเหตุการณ์หลายรายที่ระบุว่า ได้ยินเสียงดังคล้ายระเบิดในช่วงที่อาคารกำลังวิบัติ
ภาพที่ 5
(6) บทสรุปลำดับเวลาของการวิบัติ
จากหลักฐานเชิงประจักษ์เหล่านี้ เป็นส่วนต่างของกระดาน puzzle เมื่อนำมาพิจารณาประกอบเรียงตามลำดับเวลา ก็จะเห็นภาพทั้งหมดอย่างชัดเจน ดังแสดงในภาพที่ 5 ซึ่งแสดงว่าในช่วง 8 นาทีวิกฤติ ประกอบด้วยหลักฐานเชิงประจักษ์ โดยสรุปแล้ว ลำดับการวิบัติของ “ขา” อาคารนี้ น่าจะเริ่มต้นที่กำแพง SW1-SW2 พิจารณาจากซากปรักหักพังที่มองจากมุมสูง ซึ่งเอนเอียงไปทาง SW1-SW2 ตามมาด้วย SW3-SW4 ในเสี้ยววินาทีถัดมา และสุดท้ายที่ SW5-SW6 ตามหลักฐานที่ปรากฏในภาพกลางของภาพที่ 5 เมื่อกำแพงหลักด้านหลังหมดสภาพลงทั้งหมด น้ำหนักของอาคารจึงถ่ายมายังเสาด้านหน้า โดยเฉพาะ C1 และ C3B ซึ่งทำหน้าที่เป็น “ขา” ชุดสุดท้าย ก่อนที่อาคารทั้งหลังจะทรุดตัวลงอย่างสมบูรณ์
