Từ nhiều năm nay, vấn đề xây dựng nhà, công trình trong vùng động đất đã được nghiên cứu và được sự quan tâm đặc biệt của các nhà xây dựng Việt Nam. Điều đó xuất phát từ thực tế là trong quá khứ đã từng xảy ra những trận động đất hoặc chịu ảnh hưởng của dư chấn tại một số nơi trên lãnh thổ nước ta. Ví dụ: tại Hà Nội năm 1277 và 1285 cấp VII; Điện Biên Phủ năm 1935 và 2001 6,25 độ Richter; Tuần Giáo Lai Châu năm 19896,7 độ Richter; ngoài khơi cách Vũng Tàu 100km vảo ngày 8/11/2005 5,2 độ Richter…
Động đất là hiện tượng phát sinh do sự chuyển dịch của các mảng thạch quyển hoặc đứt gãy trong vỏ trái đất. Vì thế việc xác định đúng vị trí, cấu trúc và hoạt động của các đứt gãy có ý nghĩa quan trọng trong việc xác định các vùng phát sinh động đất. Theo các kết quả nghiên cứu, 4 vùng tiềm ẩn nguy cơ động đất ở Việt Nam là: 1 Tây Bắc, nơi đã từng xảy ra động đất mạnh 6,8 độ Richter; 2 Vùng dọc theo đứt gãy sông Hồng và sông Chảy, hai đứt gãy chạy song song và cách nhau khoảng 20km, kéo dài từ Lào Cai đến Vịnh Bắc bộ; 3 Vùng đứt gãy sông Cả, kéo dài từ biên giới Việt –Lào đến Cửa Lò Nghệ An, Thạch Khê Hà Tĩnh; 4 Vùng ven biển Trung bộ và Nam bộ, từ Quảng Ngãi đến Vũng Tàu.
Trên cơ sở đề tài độc lập cấp Nhà nước Nghiên cứu dự báo động đất và dao động nền ở Việt Nam 2004, Viện Vật lý địa cầu Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam đã hình thành bản đồ nguồn các vùng phát sinh động đất ở Việt Nam. Theo đó, bản đồ phân vùng gia tốc nền chu kỳ lặp lại 500 năm trên lãnh thổ Việt Nam cũng được thiết lập và đã được đưa vào Phụ lục của tiêu chuẩn xây dựng Thiết kế công trình chịu động đất. Đây là dữ liệu cơ sở cho việc tính toán và thiết kế các công trình xây dựng trong vùng động đất ở nước ta.
Trong những năm qua, Bộ Xây dựng đã chỉ đạo việc nghiên cứu và ban hành một số các văn bản kỹ thuật có liên quan đến xây dựng trong vùng động đất. Ví dụ: Quy chuẩn xây dựng Việt Nam 1997 với bản đồ phân vùng động đất theo cấp, thang MSK 64 và những quy định có tính nguyên tắc về thiết kế và xây dựng công trình chịu động đất; Tiêu chuẩn TCXD 198: 1997 Nhà cao tầng – Thiết kế kết cấu bê tông cốt thép toàn khối; Hướng dẫn xây dựng chống động đất cho vùng Điện Biên; Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam Thiết kế công trình chịu động đất. Đây là những văn bản kỹ thuật hết sức cần thiết cho công tác quản lý, thiết kế và xây dựng công trình nằm trong vùng có hoạt động động đất, nhất là những công trình quan trọng của đất nước.
Nhìn trên bản đồ động đất toàn cầu, có thể thấy rằng Việt Nam không thuộc các quốc gia nằm trong vành đai lửa với hoạt động mạnh và thường xuyên của động đất. Nói chung, hoạt động động đất ở nước ta thuộc loại trung bình và yếu. Bản đồ động đất toàn cầu và bản đồ phân vùng gia tốc nền lãnh thổ Việt Nam cũng cho thấy điều đó.
Theo Quy chuẩn xây dựng Việt Nam Điều 3.6, khi thiết kế và xây dựng công trình, chúng ta phải xem xét đến các yếu tố tác động đến công trình, trong đó có tác động của động đất nếu xây dựng trong vùng động đất. Theo Quy chuẩn xây dựng Việt Nam Phụ lục 2.8, phân vùng động đất lãnh thổ Việt Nam được thể hiện qua các bản đồ các vùng có khả năng phát sinh động đất mạnh Ms ≥ 5,1 độ Richter và phân vùng cấp động đất thang MSK – 64 với chu kỳ lặp lại 200, 500 và 1000 năm. Trên cơ sở yêu cầu của Quy chuẩn xây dựng Việt Nam, các kỹ sư tư vấn xây dựng có thể xác định sự cần thiết hoặc không cần thiết xem xét yếu tố kháng chấn trong thiết kế công trình tại một địa điểm cụ thể.
Hiện nay, chúng ta chưa có nhiều kinh nghiệm về thiết kế và xây dựng công trình kháng chấn. Tuy nhiên, dưới sự chỉ đạo trực tiếp của lãnh đạo Bộ Xây dựng, nhóm chuyên gia của Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Bộ Xây dựng và các chuyên gia đầu ngành khác thuộc các trường đại học chuyên ngành kiến trúc và xây dựng đã hoàn thành Tiêu chuẩn Thiết kế công trình chịu động đất. Đây là tài liệu tiêu chuẩn kỹ thuật được nghiên cứu, biên soạn trên cơ sở tiêu chuẩn châu Âu Eurocode 1998. Design of structures for earthquake resistance, phù hợp với định hướng của Bộ Xây dựng về việc đồng bộ hoá hệ thống tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam trong giai đoạn hội nhập quốc tế. Tài liệu tiêu chuẩn kỹ thuật này đưa ra những hướng dẫn chi tiết cho việc thiết kế và xây dựng nhà và công trình trong vùng động đất.
Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam Thiết kế công trình chịu động đất đã hướng dẫn cụ thể các trường hợp phải xét đến tác động của động đất và các biện pháp thiết kế kháng chấn cho công trình xây dựng. Theo đó, những công trình xây dựng trong vùng động đất rất yếu với gia tốc nền thiết kế ag trên nền loại A đá gốc nhỏ hơn 0,39m/s2 tương đương cấp VI, theo thang MSK –64 thì không phải xét đến yếu tố động đất. Đối với những vùng động đất yếu với gia tốc nền thiết kế 0,39m/s2
Khi có yêu cầu xây dựng nhà và công trình trong vùng động đất, cần phải thoả mãn các tiêu chí do tiêu chuẩn đặt ra cho kết cấu công trình: phải thoả mãn yêu cầu theo các trạng thái giới hạn độ bền và sử dụng không sụp đổ, hạn chế hư hỏng, hạn chế biến dạng; kiểm soát chặt chẽ chất lượng trong quá trình thi công xây dựng. Khi thiết kế công trình theo tiêu chuẩn Thiết kế công trình chịu động đất, chủ đầu tư và các kỹ sư tư vấn cần quan tâm đến các vấn đề quan trọng sau đây:
1. Xác định đúng các thông số động đất của khu vực xây dựng: gia tốc nền Phụ lục H và i của tiêu chuẩn Thiết kế công trình chịu động đất, điều kiện đất nền loại đất nền, mái dốc, khả năng hoá lỏng của đất nền. Với những công trình có tầm quan trọng đặc biệt, thiết kế cần được tiến hành với gia tốc lớn nhất có thể xảy ra.
2. Để đảm bảo an toàn và hạn chế hư hỏng, công trình thiết kế và thi công phải chịu được tác động động đất với xác xuất lớn hơn so với động đất thiết kế. Khi đó, cần xác định mức độ quan trọng của công trình và hệ số tầm quan trọng để điều chỉnh tải trọng động đất cho phù hợp.
3. Giải pháp kiến trúc và kết cấu công trình cần nghiên cứu, phân tích và so sánh nhằm lựa chọn ra những phương án tốt nhất trên quan điểm thiết kế kháng chấn cho công trình. Khi đó, cần ưu tiên cho những phương án thoả mãn các tiêu chí về tính đều đặn trên mặt bằng và theo chiều cao công trình.
4. Ngoài yêu cầu đảm bảo độ bền và độ cứng, giải pháp kết cấu công trình phải đảm bảo phát huy tính dẻo của vật liệu và kết cấu nhằm thoả mãn yêu cầu tiêu tán năng lượng khi xảy ra động đất. Việc sử dụng vật liệu và giải pháp cấu tạo cho kết cấu cần phải tuân theo các hướng dẫn cụ thể đã nêu trong tiêu chuẩn.
Trong tính toán và thiết kế, cần xem xét tất cả các tác động lên công trình, trong đó có tác động của gió và động đất nếu có. Tuy nhiên, do nước ta nằm trong vùng có tác động mạnh của gió bão nên việc này cần thực hiện trên cơ sở tính toán kết cấu công trình cụ thể. Theo yêu cầu của tiêu chuẩn, phải lựa chọn tổ hợp các tác động nguy hiểm nhất để thiết kế công trình. Khi đó, các kỹ sư tư vấn xác định và lựa chọn tổ hợp các tác động với tải trọng gió hoặc tổ hợp các tác động với tải trọng động đất. Thực tế tính toán và thiết kế các công trình cao tầng trong vùng động đất cho thấy không phải lúc nào tổ hợp với tải trọng động đất cũng lớn hơn tổ hợp với tải trọng gió, nhất là những vùng động đất trung bình yếu. Điều đó cho thấy qua một số trận động đất gần đây ở nước ta, các công trình xây dựng được thiết kế và xây dựng theo tiêu chuẩn đều không xảy ra hư hỏng, nhất là các công trình nhà và nhà ở nhiều tầng tại TP. HCM, Vũng Tàu….
Theo Quy chuẩn xây dựng Việt Nam, đảm bảo an toàn cho người và tài sản trong các công trình xây dựng, nhất là công trình nằm trong vùng động đất, là yêu cầu bắt buộc đối với mọi công trình xây dựng. Tuy nhiên, không vì thế mà cường điệu hoá quá mức tác động của động đất mà phải dựa trên cơ sở khoa học về xây dựng kháng chấn cho các công trình xây dựng, nhất là giải pháp xây dựng công trình trong vùng động đất mạnh và trung bình khá tốn kém. Tiêu chuẩn Thiết kế công trình chịu động đất là tài liệu kỹ thuật sẽ cung cấp cho các chủ đầu tư, các kỹ sư tư vấn cơ sở khoa học và biện pháp cụ thể để thiết kế và xây dựng công trình trong vùng động đất.
Nhằm phổ biến rộng rãi hơn nữa những kiến thức cơ bản và giải pháp xây dựng phù hợp với điều kiện Việt Nam, Bộ Xây dựng đang cho nghiên cứu và ban hành các hướng dẫn cần thiết về xây dựng trong vùng động đất, trong đó có những giải pháp thiết kế và xây dựng đơn giản dùng cho các công trình nhà ở riêng lẻ, nhà thấp tầng.
Nguồn : TCXD số 9 /2006