Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu động đất của công trình có lẽ là điều ít chủ đầu tư nào nghĩ đến, nhưng lại là khía cạnh then chốt quyết định sự an toàn và bền vững của tài sản hàng tỷ đồng. Chủ đầu tư không muốn đối mặt với viễn cảnh tài sản bị hư hại nặng nề hoặc sẽ có tổn hại về người chỉ vì thiếu kiến thức hoặc chủ quan trong khâu thiết kế và thi công. Vây đâu là cách tăng cường khả năng kháng chấn cho công trình?
Những yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu động đất của công trình
Khả năng chịu động đất của công trình luôn là một trong những tiêu chí quan trọng hàng đầu trong thiết kế và xây dựng, đặc biệt tại những khu vực thường xuyên xảy ra hoạt động địa chấn.
Công trình xây dựng kiên cố, đảm bảo khả năng chịu động đất
Địa chất nền móng
Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu động đất của công trình đầu tiên phải kể đến là điều kiện địa chất nơi công trình được xây dựng. Kết cấu đất yếu, đất bùn, đất sét hay đất bị bão hòa nước sẽ khiến công trình dễ bị lún, nghiêng hoặc thậm chí sụp đổ khi xảy ra động đất. Ngược lại, các khu vực có nền đá ổn định, đất chặt sẽ giúp giảm đáng kể rung động truyền đến móng nhà.
Việc khảo sát địa chất kỹ lưỡng trước khi thi công là điều kiện bắt buộc. Dữ liệu địa chất không chỉ phục vụ cho thiết kế móng mà còn giúp xác định chiều sâu và hình dạng móng phù hợp để tăng khả năng kháng chấn.
Hình dạng và quy mô công trình
Thiết kế hình học của công trình đóng vai trò quan trọng trong việc phân bổ lực địa chấn. Những công trình có hình dạng đối xứng, đơn giản như hình vuông, hình chữ nhật sẽ có khả năng phân bố lực đều hơn, từ đó giảm thiểu nguy cơ biến dạng nghiêm trọng.
Ngược lại, các công trình có thiết kế phức tạp, lồi lõm hoặc có phần nhô ra dễ tạo ra các điểm yếu về kết cấu. Đây là một trong những yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu động đất của công trình thường bị bỏ qua trong quá trình thiết kế kiến trúc.
Chiều cao và trọng lượng của công trình
Chiều cao lớn và khối lượng nặng sẽ làm tăng mô men quán tính khi động đất xảy ra. Các tòa nhà cao tầng thường chịu ảnh hưởng mạnh bởi dao động ngang, khiến chúng dễ bị nghiêng hoặc mất ổn định nếu thiết kế không chuẩn.
Vì thế, lựa chọn kết cấu phù hợp cho nhà cao tầng ví dụ như khung cứng, kết hợp vách cứng, hoặc sử dụng hệ thống giảm chấn là điều kiện cần thiết để tăng cường độ ổn định của công trình.
Thi công công trình tòa nhà cao tầng có khả năng chịu động đất
Kết cấu công trình
Kết cấu công trình và khả năng chịu động đất có mối quan hệ mật thiết. Kết cấu càng ổn định, khả năng chịu động đất càng cao. Một số hệ kết cấu phổ biến trong xây dựng kháng chấn gồm:
- Khung bê tông cốt thép: Phân tán lực đều giữa các cột và dầm, phù hợp với các tòa nhà trung bình và cao tầng.
- Tường chịu lực kết hợp vách cứng: Tăng cường sự ổn định theo phương ngang.
- Hệ kết cấu thép: Nhẹ, linh hoạt, có khả năng đàn hồi tốt, giúp hấp thụ lực địa chấn hiệu quả.
Do đó, khi thiết kế và thi công các hệ kết cấu này cần tuân thủ nghiêm ngặt tiêu chuẩn xây dựng và tính toán tải trọng động đất theo quy định hiện hành.
Vật liệu xây dựng
Bên cạnh kết cấu, vật liệu xây dựng và khả năng chịu động đất cũng là mối quan tâm lớn trong thi công công trình. Không phải ngẫu nhiên mà các tiêu chuẩn thiết kế kháng chấn luôn đặt ra những yêu cầu khắt khe về chủng loại, cường độ và đặc tính của vật liệu.
Khi động đất xảy ra, công trình phải chịu những lực ngang và rung chấn mạnh mẽ, khiến các cấu kiện bị biến dạng, uốn, cắt và nén đột ngột. Tại thời điểm đó, chính đặc tính của vật liệu sẽ quyết định công trình có thể hấp thụ và tiêu tán năng lượng địa chấn một cách dẻo dai hay sẽ bị phá hoại giòn.
Do đó, chủ đầu tư cần lựa chọn vật liệu có tính đàn hồi tốt, trọng lượng nhẹ và khả năng chịu lực cao như thép, bê tông chất lượng cao, gạch block nhẹ... để tăng khả năng hấp thụ và phân tán năng lượng khi có chấn động.
Ngoài ra, sử dụng vật liệu có kiểm định và xuất xứ rõ ràng, đáp ứng đúng tiêu chuẩn kỹ thuật là điều kiện tiên quyết để bảo đảm chất lượng toàn diện cho công trình.
Công trình sử dụng vật liệu xây dựng đáp ứng những yêu cầu khắt khe
Chất lượng thi công và kiểm soát kỹ thuật
Yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu động đất của công trình còn nằm ở quy trình kiểm tra, giám sát và nghiệm thu từng giai đoạn xây dựng. Các lỗi như hàn nối kém, bố trí thép không đúng vị trí, bê tông không đạt mác thiết kế... sẽ làm giảm khả năng chống chịu của công trình khi có rung lắc xảy ra. Đó là lý do vì sao các đơn vị thi công cần có năng lực chuyên môn và tuân thủ tuyệt đối quy trình kỹ thuật.
Giải pháp gia cố công trình để chịu động đất
Hiện nay, nhiều công trình cũ hoặc nằm ở vùng có nguy cơ động đất cao đang được cải tạo bằng các giải pháp gia cố công trình để chịu động đất. Một số phương pháp phổ biến có thể kể đến:
Tăng cường cấu kiện chịu lực chính
Có thể nói hệ thống cột, dầm và móng là yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu động đất của công trình Khi gia cố để chịu động đất, thợ thi công cần tăng cường sức mạnh và độ dẻo của những cấu kiện này. Đối với cột và dầm, giải pháp phổ biến là bọc thêm lớp bê tông cốt thép bên ngoài (jacketing) để tăng tiết diện và bổ sung cốt thép dọc, cốt đai. Cách làm này sẽ làm tăng khả năng chịu nén và chịu uốn, đồng thời giúp chúng hấp thụ năng lượng động đất tốt hơn mà không bị phá hủy giòn.
Đối với móng, bạn có thể gia cố bằng cách mở rộng diện tích móng, bổ sung cọc hoặc liên kết các móng đơn hiện có bằng dầm móng. Mục tiêu là phân tán tải trọng một cách hiệu quả hơn xuống nền đất và đảm bảo toàn bộ công trình di chuyển như một khối thống nhất khi có động đất, tránh hiện tượng lún lệch hoặc trượt. Sự liên kết vững chắc từ móng lên các tầng trên là yếu tố quan trọng để truyền tải lực địa chấn một cách an toàn.
Tăng cường cấu kiện chịu lực chính cho công trình
Bổ sung tường cứng và lõi cứng
Khi thi công, chủ đầu tư cần chú ý đến yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu động đất của công trình như tường cứng và lõi cứng. Đây là những cấu kiện cần thiết để tăng cường độ cứng tổng thể và khả năng chịu lực ngang của công trình.Thợ thi công có thể gia cố bao bằng cách xây dựng thêm các tường bê tông cốt thép mới tại những vị trí chiến lược trong công trình, hoặc bọc gia cố các tường hiện có bằng lớp bê tông cốt thép hoặc vật liệu polyme cốt sợi.
Đối với các công trình cao tầng, bạn có thể thêm lõi cứng để cung cấp khả năng chống xoắn và tăng độ cứng tổng thể hiệu quả. Các tường cứng này hoạt động như những vách ngăn vững chắc, hấp thụ phần lớn lực ngang do động đất gây ra và truyền chúng xuống móng một cách an toàn, bảo vệ các cấu kiện khung khỏi bị quá tải.
Áp dụng hệ thống giằng và thanh chống
Giằng và thanh chống là giải pháp hiệu quả để tăng cường khả năng chịu lực ngang cho các hệ khung. Khi gia cố, có thể bổ sung các hệ giằng thép vào các ô khung. Những hệ giằng này có thể là giằng chịu kéo, chịu nén hoặc cả hai, tùy thuộc vào thiết kế và yêu cầu cụ thể.
Khi lắp đặt giằng thép vững chắc, hệ khung dẻo sẽ cứng hơn, giúp phân tán lực ngang hiệu quả và giảm biến dạng của kết cấu. Giải pháp này đặc biệt phù hợp với các công trình có không gian hạn chế hoặc cần tăng cường nhanh chóng khả năng chịu lực ngang.
Áp dụng hệ thống giằng và thanh chống khi xây dựng nhà cao tầng
Sử dụng công nghệ giảm chấn tiên tiến
Sau khi tìm hiểu yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu động đất của công trình, chủ đầu tư có thể lựa chọn các giải pháp gia cố tiên tiến như cách chấn nền và thiết bị giảm chấn. Cách chấn nền là khi công trình được tách rời khỏi nền móng bằng các lớp vật liệu đàn hồi. Khi động đất xảy ra, các lớp đệm này sẽ biến dạng và hấp thụ năng lượng, khiến công trình dao động với tần số thấp hơn, giảm đáng kể lực quán tính truyền lên cấu trúc.
Thiết bị giảm chấn được ví như bộ phận giảm xóc cho công trình, được lắp đặt tại các vị trí chiến lược để hấp thụ và tiêu tán năng lượng dao động, làm giảm biên độ rung lắc và ứng suất trong kết cấu. Mặc dù chi phí ban đầu cho các công nghệ này có thể cao hơn, nhưng chúng mang lại mức độ an toàn gần như tuyệt đối và bảo vệ tối đa cho toàn bộ công trình.
Nâng cấp hệ thống liên kết và vật liệu phụ
Ngoài các cấu kiện chính, chủ đầu tư có thể cân nhắc giải pháp gia cố các chi tiết liên kết và sử dụng vật liệu phụ. Các mối nối giữa tường và cột, giữa sàn và dầm, giữa các cấu kiện đúc sẵn cần được kiểm tra và tăng cường bằng cách bổ sung thép neo, bu lông hoặc keo epoxy cường độ cao.
Thi công công trình cao tầng kiên cố, có khả năng chịu động đất
Đối với tường xây bằng gạch, cần tiến hành gia cố lưới thép hoặc FRP trên bề mặt, kết hợp với các dầm và cột giằng để tăng cường khả năng chịu cắt và chống nứt.
Chủ đầu tư cũng có thể sử dụng vật liệu có trọng lượng nhẹ cho các lớp hoàn thiện để giảm tổng tải trọng của công trình, từ đó giảm lực quán tính tác động khi động đất. Những chi tiết nhỏ này dù không trực tiếp chịu lực chính nhưng lại góp phần đảm bảo sự bền vững của công trình và ngăn ngừa các hư hỏng cục bộ có thể dẫn đến sụp đổ dây chuyền.
Trên đây là các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng chịu động đất của công trình. Nếu bạn đang tìm kiếm giải pháp tối ưu để xây dựng hoặc cải tạo công trình chịu động đất, hãy liên hệ đến với Xây dựng Khải Minh để được tư vấn hỗ trợ. Chúng tôi là đơn vị đã có nhiều năm kinh nghiệm thi công, xử lý hàng trăm công trình kháng chấn trên toàn quốc, đảm bảo giúp bạn sở hữu được công trình có khả năng chống chịu động đất tốt.
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
