Áp dụng công nghệ xây dựng nhà chống động đất đang trở thành ưu tiên hàng đầu do sự khó lường của các hoạt động địa chấn hiện nay. Đây là hiện tượng tự nhiên đột ngột, có khả năng gây ra biến dạng khủng khiếp, từ việc kéo giãn, đè ép cho tới đứt gãy hoàn toàn các kết cấu công trình xây dựng. Vậy đâu là giải pháp kỹ thuật tiên tiến để kiến tạo những công trình vững chãi trước thiên tai? Cùng Xây dựng Khải Minh tìm hiểu nhé.
Vì sao cần áp dụng công nghệ xây dựng nhà chống động đất - kể cả tại Việt Nam?
Động đất là hiện tượng rung chuyển mạnh mẽ trên bề mặt đất, xảy ra do sự dịch chuyển bất ngờ của những mảng kiến tạo hoặc tác động từ bên ngoài như trượt lở, thử hạt nhân, sụt hang,… Mỗi trận động đất đều là lời nhắc nhở về sự an toàn của tổ ấm bắt đầu từ nền móng vững chắc, chọn lựa vật liệu đúng đắn và công nghệ xây dựng nhà chống động đất.
Chủ đầu tư cần áp dụng công nghệ xây dựng nhà chống động đất cho dự án
Tại Việt Nam, dù không nằm ở vùng tâm chấn mạnh như Nhật Bản hay Thổ Nhĩ Kỳ, nhưng có một số khu vực như Điện Biên, Sơn La, Lai Châu,… vẫn thường xuyên ghi nhận mức rung chấn trên 4 độ richter.
Đặc biệt, trong bối cảnh các đô thị lớn của Việt Nam đang phát triển nhanh chóng với tốc độ đô thị hóa cao, kéo theo sự gia tăng của các công trình nhà cao tầng và mật độ dân cư đông đúc, rủi ro tiềm ẩn từ động đất đột ngột có thể trở nên nghiêm trọng hơn.
Minh chứng rõ nét nhất cho sự khó lường của địa chất gần đây là trận động đất tại Bangkok (Thái Lan). Đây là khu vực vốn ít xảy ra động đất mạnh, nhưng vẫn chịu ảnh hưởng với những rung chấn đáng kể. Do đó, việc chuẩn bị và áp dụng các phương án phòng ngừa động đất từ giai đoạn thiết kế và thi công ban đầu là điều mà chủ đầu tư cần quan tâm để đảm bảo an toàn tối đa cho cư dân và tài sản.
Tiêu chuẩn kiến trúc và kết cấu giúp công trình xây dựng đứng vững khi có động đất
Khi xây nhà chống động đất, chủ đầu tư cần áp dụng các tiêu chuẩn về cấu trúc - vật liệu - kỹ thuật thi công. Dưới đây là những tiêu chuẩn xây dựng nhà chịu động đất quan trọng:
- Thiết kế đối xứng, đơn giản: Giúp phân bổ lực rung đều khi xảy ra chấn động.
- Hệ móng vững chắc: Là nền tảng chịu lực chính, bảo đảm công trình không bị lật đổ.
- Kết cấu liên kết chặt chẽ: Mối nối giữa tường, cột, sàn, mái cần bền vững, giảm thiểu đứt gãy.
- Vật liệu nhẹ, linh hoạt: Giảm tải trọng và hạn chế được thương vong nếu công trình bị ảnh hưởng.
Nhật Bản là quốc gia hứng chịu hàng trăm trận động đất mỗi năm và cũng chính là minh chứng sống động cho hiệu quả của những mô hình nhà chống động đất hiện đại. Và Việt Nam cũng có thể học hỏi hoàn toàn từ đó.
Cần nắm được tiêu chuẩn kiến trúc và kết cấu giúp công trình xây dựng đứng vững khi có động đất
Các công nghệ xây dựng nhà chống động đất mới nhất hiện nay
Nhật Bản sử dụng các phương pháp xây dựng đột phá để đạt được khả năng chống động đất tối ưu. Các công nghệ xây dựng nhà chống động đất bao gồm:
Chống động đất bằng phương pháp cách ly cơ sở
Các công trình được xây dựng trên cơ sở cách ly linh hoạt để hấp thụ và giải tỏa năng lượng động đất, giảm tác động lên cấu trúc. Đây là phương pháp tách tòa nhà và các cấu trúc phụ bằng các vòng đệm cao su và thép.
Nguyên tắc cơ bản của phương pháp này là làm các cấu trúc phụ bên dưới tòa nhà có thể dịch chuyển khi có địa chấn mà không truyền các lực này lên trên. Điều này đạt được bằng các tách cấu trúc thượng tầng với cấu trúc bên dưới của nó, giúp tòa nhà di chuyển linh hoạt hơn để tránh tác động của động đất.
Hệ thống giảm chấn
Lắp đặt hệ thống giảm chấn, như giảm chấn viscous hay giảm chấn nhờ chất lỏng, giúp hấp thụ và giải tỏa năng lượng động đất, giảm độ rung của cấu trúc.
Kết cấu khung thép
Sức mạnh và tính linh hoạt của thép làm cho nó trở thành vật liệu lý tưởng cho xây dựng chống động đất. Các kết cấu khung thép cung cấp sự bền và tính dẻo tốt hơn trong trường hợp động đất.
Kết cấu khung thép chắc chắn linh hoạt
Bạn có thể sử dụng vật liệu sợi các bon tổng hợp có thể bện lại để tạo thành dây cáp vừa bền vừa linh hoạt. Dây cáp này cứng chắc như sắt nhưng nhẹ hơn tới 90%. Các dây cáp được chằng bên ngoài tòa nhà và cố định phần mái với mặt đất. Khi có động đất, dây cáp sẽ kéo tòa nhà theo các hướng khác nhau giúp giảm rung lắc.
Kết cấu khung thép mang đến độ bền cao cho công trình khi thi công xây dựng
Dụng cụ khống chế khối lượng hoạt động (con lắc triệt tiêu chuyển động)
Các tòa nhà lớn có thể dùng dụng cụ khống chế khối lượng hoạt động. Giải pháp xây dựng nhà chống động đất này là các trọng lượng cân bằng tự động di chuyển để cân bằng các chuyển động gây ra bởi động đất, giảm thiểu chuyển động lung lay.
Nguyên tắc cơ bản của con lắc này là khi tòa nhà chịu tác động của động đất và bị rung lắc, con lắc sẽ chuyển động theo hướng ngược lại để triệt tiêu các lực do địa chấn giúp tòa nhà ổn định nhanh hơn.
Các tòa nhà cao tầng chịu tác động rất nhiều từ gió và các chuyện động khác vì thế con lắc được trang bị các cảm biến giúp phát hiện chuyển động từ đó điều chỉnh cho phù hợp với sự rung động của công trình. Nó có thể dịch chuyển 1.5 mét theo bất cứ hướng nào làm giảm 30-40% tác động giúp công trình vẫn đứng vững khi có động đất.
5 loại vật liệu xây nhà chống động đất hiệu quả nhất hiện nay
Khi thi công xây dựng, chủ đầu tư cần nghiên cứu, ứng dụng các vật liệu mới nhằm tăng cường khả năng chịu lực của công trình trước các rung chấn động đất. Dưới đây là 5 vật liệu xây nhà chống động đất mà bạn có thể tham khảo:
Bê tông uốn cong
Đây là loại bê tông cải tiến chứa sợi polymer siêu nhỏ và tro bay, cho phép cong vênh nhẹ thay vì nứt vỡ khi chịu lực lớn. Bê tông này tạo ra các vết nứt siêu nhỏ có thể tự phục hồi, nhờ vậy tăng khả năng đàn hồi và giảm thiểu rạn nứt nghiêm trọng trong động đất.
Bê tông uốn cong giảm thiểu rạn nứt nghiêm trọng trong động đất
Ngoài khả năng chịu chấn tốt, bê tông uốn cong còn thân thiện môi trường, giảm đến 76% khí thải CO2 trong quá trình sản xuất. Bê tông không còn là vật liệu cứng đầu, mà đã biết linh hoạt để bảo vệ công trình khỏi lực rung cực mạnh.
Bê tông EDCC
Được phát triển tại Đại học British Columbia (Canada), EDCC là xi măng composite dễ uốn dẻo, có thể phun trực tiếp lên bề mặt tường công trình cũ để gia cố.
Chỉ cần một lớp vài cm, EDCC đã giúp các trường học tại Ấn Độ chống lại rung chấn 7 độ richter, chứng minh hiệu quả vượt trội trong việc nâng cấp nhà ở hiện có tại vùng nguy cơ địa chấn.
Bê tông đúc sẵn tích hợp cảm biến
Không chỉ mạnh, các khối bê tông đúc sẵn hiện đại còn được gắn cảm biến đo rung chấn, áp lực, chuyển động. Khi có dấu hiệu địa chấn, hệ thống sẽ cảnh báo sớm để sơ tán hoặc tự động kích hoạt gia cố. Ngoài ra, phương pháp đúc sẵn còn giúp đảm bảo đồng nhất chất lượng, rút ngắn thời gian thi công và tăng tính chính xác của liên kết kết cấu.
Gạch chống địa chấn Sisbrick
Khác với gạch nung truyền thống, Sisbrick có thiết kế đặc biệt cho phép hấp thụ chuyển động ngang, nhờ đó ngăn rung chấn lan vào cấu trúc chính. Đây là giải pháp lý tưởng cho các công trình dân dụng, nhà cấp 4, cải tạo nhà cũ… Sisbrick dễ lắp đặt, không cần máy móc phức tạp, phù hợp với điều kiện thi công tại Việt Nam.
Gạch chống địa chấn Sisbrick ngăn rung chấn lan
Gỗ kỹ thuật
Gỗ tự nhiên, đặc biệt là gỗ kỹ thuật như CLT, không chỉ nhẹ mà còn có độ dẻo nhất định, hấp thụ năng lượng tốt trong động đất. Đây là vật liệu được khuyến khích trong xây nhà thấp tầng, homestay hoặc villa ở vùng núi. Tại Nhật Bản, Mỹ và New Zealand, gỗ kỹ thuật đang trở thành xu hướng trong kiến trúc bền vững và nhà ở thân thiện môi trường.
Quy trình xây dựng nhà chống động đất
Việc xây dựng ngôi nhà có khả năng chống chịu động đất đòi hỏi quy trình chặt chẽ với nhiều bước quan trọng nhằm đảm bảo kết cấu vững chắc, giảm thiểu tối đa tác động của rung chấn. Dưới đây là các bước cơ bản cần tuân thủ khi áp dụng công nghệ xây dựng nhà chống động đất:
Bước 1: Chuẩn bị và xử lý nền đất
Trước khi tiến hành xây dựng, bạn cần khảo sát địa chất khu vực để đánh giá mức độ ổn định của nền đất. Nếu khu vực xây dựng nằm trên đất yếu, cần có các biện pháp gia cố như sử dụng cọc bê tông, cọc nhồi hoặc cọc cát để tăng cường độ chắc chắn. Nền đất được xử lý tốt sẽ giúp hạn chế hiện tượng sụt lún và bảo đảm sự ổn định của công trình khi xảy ra rung chấn.
Xử lý nền đất trước khi thi công công trình
Bước 2: Xây dựng và xử lý kết cấu tầng trệt
Tầng trệt đóng vai trò quan trọng trong việc phân tán lực tác động từ động đất. Khi thiết kế phần móng và tầng trệt, các kỹ sư cần tính toán để sử dụng những vật liệu có độ đàn hồi cao, giúp giảm thiểu sự truyền động của rung chấn lên toàn bộ công trình.
Các biện pháp như sử dụng móng băng hoặc móng cọc với khả năng chịu lực tốt có thể giúp công trình trở nên vững chắc hơn. Ngoài ra, cần bố trí thêm các lớp cách chấn bằng cao su hoặc vật liệu hấp thụ rung động để giảm tác động của động đất lên phần thân nhà.
Bước 3: Gia cố kết cấu khung và cột chịu lực
Hệ thống khung nhà và cột chống là bộ phận chịu lực chính của công trình. Bạn có thể áp dụng biện pháp gia cố nhà ở chống động đất như gia cố cột bằng bê tông cốt thép chất lượng cao hoặc các vật liệu có độ đàn hồi tốt như thép hợp kim.
Ngoài ra, bạn cần bố trí dầm giằng ngang giữa các cột để phân bổ đều lực tác động, tránh tình trạng công trình bị vặn xoắn hoặc sụp đổ khi có động đất. Các công nghệ xây dựng nhà chống động đất hiện đại như sử dụng kết cấu khung thép linh hoạt cũng có thể được áp dụng để tăng cường khả năng chịu lực của ngôi nhà.
Gia cố kết cấu khung và cột chịu lực
Bước 4: Hoàn thiện phần mái và các chi tiết chịu lực
Mái nhà có công dụng ổn định kết cấu tổng thể của công trình. Khi xây dựng nhà chống động đất, mái nhà nên được thiết kế bằng các vật liệu nhẹ nhưng có độ bền cao như tấm lợp composite, tôn lạnh hoặc các loại mái có kết cấu linh hoạt giúp giảm tải trọng lên khung nhà.
Nếu sử dụng mái bê tông, cần có các biện pháp gia cố để tránh nứt gãy khi có rung chấn. Ngoài ra, các mối nối giữa tường, mái và cột cần được gia cố chắc chắn để đảm bảo chúng không bị tách rời khi xảy ra động đất.
Hy vọng rằng bài viết đã mang lại cho bạn những kiến thức bổ ích cũng như góc nhìn mới về tầm quan trọng của công nghệ xây dựng nhà chống động đất. Nếu bạn quan tâm đến những giải pháp kiến trúc hiện đại và mong muốn tìm hiểu thêm về các xu hướng xây dựng bền vững, hãy liên hệ Xây dựng Khải Minh theo hotline để nhận tư vấn chi tiết.
CÔNG TY CỔ PHẦN TVGS THIẾT KẾ XÂY DỰNG KHẢI MINH
- Website: https://xaydungkhaiminh.vn/
- Fanpage: https://www.facebook.com/xaydungkhaiminh
- Tiktok: https://www.tiktok.com/@xd_khaiminh.jsc
- Youtube: https://www.youtube.com/@xaydungkhaiminh2157
- HOTLINE: 0901 999 998
- Email: hungthinhkhaiminhgroup@gmail.com
