Ask Arup: Giải pháp cát bột cho nhà trên nền đất có nguy cơ bị hóa lỏng

133

Bài viết này ban đầu xuất hiện trên Arup Connect với tên “Ask Arup: Giải pháp cát bột”
Khách hàng của kiến trúc sư Juan Esteban Correa Elejalde yêu cầu ông thiết kế một nơi nghỉ ngơi trên một khu đất ở nông thôn gần Medellín, Colombia. Sau khi hoàn thành các ý tưởng thiết kế ban đầu, Correa Elejald đã nghiên cứu trên khu đất của khách hàng.

Thật không may, kết quả cho thấy: mực nước ngầm cao và lớp đất xốp dày nên sẽ khó để đỡ các vật nặng bên trên.

54b07912e58ece528e00005b_ask-arup-how-to-build-on-a-site-that-is-pretty-much-a-pool-_eco_shelter0005_creditandcopyrightfabricadeideasjuanestebancorreae_resize

Định vị nơi trú ấn Eco, Refugio Nasua. Hình ảnh: © fabrica de ideas (Juan Esteban Correa Elejalde and Julián Felipe Villa)

54b07916e58ece982700004a_ask-arup-how-to-build-on-a-site-that-is-pretty-much-a-pool-_site1_creditandcopyrightfabricadeideasjuanestebancorreaelejaldejul_resize
Khu đất dự án. / Hình ảnh: © fabrica de ideas (Juan Esteban Correa Elejalde and Julián Felipe Villa)

Ở Colombia, Correa Elejalde nói với chúng tôi rằng các giải pháp điển hình cho trường hợp này là xây dựng một phiến nổi – một lớp bê tông phẳng trên đất, được hỗ trợ bởi những cái cọc bê tông thẳng đứng dưới các cạnh bên ngoài. Tuy nhiên, điều này sẽ làm thất bại các mục tiêu về môi trường của khách hàng và vượt quá ngân sách sẵn có, ông muốn biết nếu Arup có thể đề nghị bất kỳ lựa chọn thay thế nào khác.

Những nguy cơ tiềm ẩn:

Arash Erfani, một nhà tư vấn địa kỹ thuật trong văn phòng San Francisco của chúng tôi khuyên Correa Elejalde nên có được một sự hiểu biết tốt hơn về một số nguy cơ quan trọng trước khi tiếp tục thiết kế.

Thứ nhất, vì cuộc điều tra địa kỹ thuật ban đầu cho thấy mặt đất để được làm bằng cát bùn, dự án có thể gặp nguy hiểm do địa chấn gây ra. Nói cách khác, mặt đất về cơ bản có thể biến thành thạch trong một trận động đất, biến đổi theo chiều dọc và lan rộng theo chiều ngang.

Hơn nữa, đất sét chất béo có ở một số địa điểm trong vùng dự án vì vậy xác định đất sét rộng là một vấn đề tại khu đất. Nếu nước chảy vào đất sét trong mùa mưa và nở ra, chuyển động không mong muốn có thể xảy ra.

54b07910e58ecedabc00004a_ask-arup-how-to-build-on-a-site-that-is-pretty-much-a-pool-_settlement_creditandcopyrightoregonstateuniversity_resize
Hậu quả hoá lỏng tại một trận động đất ở Nhật Bản. Hình ảnh © người dùng Flickr, Oregon State University via Creative Commons

Chỉ dựa trên các kết quả nghiên cứu đất ban đầu, Erfani nói rằng ông không thể đề nghị một giải pháp khác hơn. Tuy nhiên, ông cảnh báo nếu hóa lỏng là một vấn đề quan trọng, các tấm nổi Correa Elejalde đã được xem xét sẽ không được khuyến khích.

Những lựa chọn thay thế tiềm năng:

Thay vào đó, ông đề nghị làm việc với một kỹ sư địa kỹ thuật địa phương để tìm hiểu hai lựa chọn thay thế. Việc đầu tiên, được gọi là móng sâu, liên quan đến việcđưa cọc dài vào mặt đất để tiếp cận với các lớp ổn định hơn của trái đất bên dưới

Về sau được gọi là cải tạo nền đất, giảm nhẹ hậu quả hóa lỏng và có thể có nhiều hình thức. Một là các kỹ thuật cột đá vibro-thay thế sử dụng một khối nặng rung để khoan sâu vào lòng đất và tạo ra các cột đá nén hỗ trợ đất xung quanh. Hai, trộn đất sâu, sử dụng thiết bị máy móc hạng nặng để kết hợp đất yếu với bùn xi măng. Các loại bơm vữa – nén chặt, thấm, trộn sâu, hóa chất, hoặc máy bay phản lực phun vữa. Trước khi lựa chọn bất kỳ giải pháp nào, Erfani cho biết sẽ rất quan trọng để hiểu biết nhiều hơn các điều kiện dưới bề mặt và đặc điểm đất đai tại khu đất.

Chi phí, tính bền vững, tính khả thi

Erfani đã cảnh báo cả hai phương án móng sâu và cải thiện đất đều có nhược điểm. Sau này có thể không khả thi nếu khu đất có nguy cơ cao của hóa lỏng, phương án cũ có thể sẽ rất tốn kém mà có thể là không thực tế với ngân sách hạn chế của dự án.

Tính toán cấu trúc

Armin Masroor, một kỹ sư kết cấu cũng có trụ sở tại San Francisco, nói thêm rằng khái niệm thiết kế ban đầu của Correa Elejalde cần phối hợp thêm với một chuyên gia về kết cấu địa phương, các kết cấu thẳng đứng trong sơ đồ hiện tại sẽ không đủ để chuyển các lực ngang từ tầng trên xuống mặt đất.

54b0790de58ece9827000049_ask-arup-how-to-build-on-a-site-that-is-pretty-much-a-pool-_creditandcopyrightfabricadeideasjuanestebancorreaelejaldejulianfel_resize
Mặt đứng. / Hình ảnh © fabrica de ideas (Juan Esteban Correa Elejalde and Julián Felipe Villa)

Những giai đoạn tiếp theo

Từ sau khi trao đổi với Arup, Correa Elejalde đã làm việc với kỹ sư địa phương để đẩy các bước thiết kế lên các giai đoạn tiếp theo.

DuongK – Kienviet.net
(Biên dịch từ Archdaily)