Đại địa chấn 9 độ Richter gây chấn động toàn cầu, nhưng có 1 "kỳ quan" cao 330m vẫn đứng vững - Nhờ đâu?

Đại Địa Chấn Đông Nhật Bản năm 2011

Vào ngày 11/3/2011, một trận động đất với cường độ 9,1 Richter đã xảy ra ngoài khơi bờ biển Đông Bắc Nhật Bản (được gọi là Đại địa chấn Đông Nhật Bản), và trở thành một trong những thảm họa thiên nhiên khủng khiếp nhất mà con người từng chứng kiến.

Trước một trận siêu động đất 9,1 Richter, cả con người và tài sản đều bị tàn phá một cách đáng sợ nhất. Mặt đất bị xé toạc theo đúng nghĩa đen, các toà nhà rung lắc dữ dội. Cơn cuồng nộ của lòng đất đã gây sập đổ hàng loạt công trình kiến trúc, nứt gãy cầu đường, gây sóng thần, phá hủy hệ sinh thái và dẫn đến hàng ngàn người thương vong. 

Tuy nhiên, trong tình cảnh hoang tàn ấy, vẫn có những công trình đứng vững, trở thành biểu tượng cho khả năng chống chịu phi thường và hiệu quả của kỹ thuật xây dựng hiện đại.

Hai công trình nổi bật "sống sót" trong Đại địa chấn Đông Nhật Bản là Bệnh viện Chữ thập đỏ Ishinomaki và Tháp Mori JP. Cả hai đều minh chứng cho sức mạnh của kiến trúc chống động đất tiên tiến, không chỉ bảo vệ tính mạng con người mà còn góp phần xây dựng một tương lai bền vững.

Đằng sau sự "sống sót" phi thường của 2 công trình này là gì?

1. Bệnh viện Chữ thập đỏ Ishinomaki

Bệnh viện Chữ thập đỏ Ishinomaki - cao 7 tầng ở tỉnh Miyagi, phía Đông Bắc đảo Honshu - nổi bật với thiết kế dựa trên công nghệ "con nhún," đã vượt qua siêu động đất mạnh (megathrust earthquake) vào năm 2011 mà không bị hư hại. 

Dù rung lắc dữ dội, hoạt động phẫu thuật chỉ bị gián đoạn trong 10 giây nhờ hệ thống điện dự trữ tự động. Đây không chỉ là một công trình kiến trúc mà còn là nơi cứu trợ hàng ngàn người trong thảm họa.

Đặc điểm kỹ thuật chính là sức mạnh của Ishinomaki.

- Hệ thống cách ly nền móng: Tòa nhà Bệnh viện Chữ thập đỏ Ishinomaki đặt trên 126 thiết bị chống động đất, giúp hấp thụ và triệt tiêu lực rung chấn. Khi động đất xảy ra, thiết bị này hoạt động như một "con nhún," giúp tòa nhà đung đưa nhẹ nhàng thay vì bị sập đổ.

- Kết cấu vững chắc: Vật liệu xây dựng được chọn lọc kỹ lưỡng, bao gồm bê-tông cường độ cao và thép chịu lực, đảm bảo độ bền và an toàn tối đa.

2. Tháp Mori JP

Tháp Mori JP, nằm trong khu phức hợp Azabudai Hills ở Tokyo, Nhật Bản, có 64 tầng nổi và 5 tầng hầm. Đây là một trong những tòa nhà cao nhất Nhật Bản, với chiều cao ấn tượng 330 mét.

Tháp Mori JP cũng là công trình sống sót thần kỳ sau thảm họa động đất năm 2011 tại đất nước Mặt trời mọc. Để đạt được điều này, Mori JP Tower sử dụng các công nghệ tiên tiến như:

- Cột thép và bê-tông cường độ cao: Các cột thép được lấp đầy bằng bê-tông cường độ cao, giúp tăng khả năng chịu lực và giảm biến dạng.

- Hệ thống giảm chấn: Hệ thống giảm chấn được lắp đặt ở các khu vực trọng yếu để giảm rung lắc và hấp thụ năng lượng từ động đất.

- Nền móng vững chắc: Nền móng được thiết kế đặc biệt để đảm bảo sự ổn định của tòa nhà ngay cả khi xảy ra động đất mạnh.

Ngoài ra, tòa nhà còn được trang bị nơi trú ẩn khẩn cấp cho 3.600 người và lưu trữ các vật dụng cứu trợ thiên tai, thể hiện sự chuẩn bị toàn diện cho các tình huống khẩn cấp.

3. Còn một công trình đặc biệt nữa

Bệnh viện Chữ thập đỏ Ishinomaki và Tháp Mori JP. là hai tòa nhà cao tầng có khả năng chống chịu siêu động đất 9 Richter. Trên thế giới cũng có 1 ngôi nhà có khả năng sống sót được một trận động đất cường độ tương tự.

Điểm đặc biệt là đây là ngôi nhà 3D, 1 tầng ở Guatemala. Ngôi nhà 3D rộng 49 mét vuông, cao 3 mét này được xây dựng chỉ trong 26 giờ. Nhờ sử dụng công nghệ in 3D tiên tiến kết hợp với các yếu tố truyền thống như mái lá nhẹ và linh hoạt, ngôi nhà nhỏ 3D ở Guatemala tuy "nhỏ nhưng có võ". 

Không chỉ chống chịu siêu động đất, nhà 3D còn là một giải pháp hữu hiện để giảm phát thải khí nhà kính (ngành xây dựng được coi là ngành phát thải khí nhà kính lớn của thế giới) khi có thể cắt giảm một nửa dấu chân môi trường chủ yếu thông qua việc giảm chất thải.

 Công nghệ tiên tiến cho an toàn động đất: Vì tương lai bền vững hơn

Câu chuyện về 3 công trình chống động đất này làm nổi bật lên vai trò của kỹ thuật xây dựng tiên tiến chống động đất trong phát triển bền vững, an toàn hơn cho con người; đồng thời giúp định hình tương lai của bất động sản toàn cầu.

Những nỗ lực này mở rộng đến nhiều loại công trình khác nhau, bao gồm nhà ở, tòa nhà thương mại và thậm chí là nhà chọc trời hình nón.

Việc áp dụng các công nghệ/kỹ thuật tiên tiến tại Nhật Bản này có thể mở ra tương lai an toàn hơn cho con người trước thảm họa tự nhiên:

- Vòng bi cách ly địa chấn: Một bước ngoặt mới

Một trong những đặc điểm chính của các tòa nhà Nhật Bản là sử dụng ổ trục cách ly địa chấn. Các ổ trục này cho phép tòa nhà di chuyển theo chiều ngang trong khi xảy ra động đất, giảm ứng suất lên kết cấu và giảm thiểu thiệt hại. 

Ngoài ra, nhiều tòa nhà ở Nhật Bản có khung bê-tông cốt thép cường độ cao, mang lại sự ổn định và bảo vệ tòa nhà khỏi sụp đổ.

- Hệ thống giảm chấn tiên tiến

Hệ thống giảm chấn tiên tiến đóng vai trò quan trọng trong việc giảm thiểu tác động của động đất lên các tòa nhà. 

Các công nghệ như bộ giảm chấn dầu và hệ thống con lắc được thiết kế để hấp thụ các cú sốc địa chấn và giảm độ lắc của tòa nhà. Các hệ thống này hoạt động bằng cách chuyển đổi năng lượng động học từ động đất thành nhiệt, làm tiêu tan lực có thể làm mất ổn định cấu trúc.

- Kỹ thuật trong xây dựng chống động đất

Các kỹ thuật được sử dụng, chẳng hạn như cách ly cơ sở (Menshin) và kiểm soát rung động (Seishin), không chỉ nhằm mục đích chống lại lực địa chấn; chúng còn tập trung vào việc giảm thiểu thiệt hại và đảm bảo an toàn cho người ở. 

Tất nhiên, để những kỹ thuật/công nghệ này có thể bảo vệ con người khỏi thảm họa động đất thì cần phải trải qua loạt kiểm tra nghiêm ngặt, bao gồm các cuộc kiểm tra an toàn. Điều này càng nhấn mạnh thêm cam kết trong việc duy trì các tiêu chuẩn cao nhất trong xây dựng chống động đất.