Live Science: Vì sao tòa nhà Surfside ở Miami đổ sập?

Ảnh chụp từ trên không của Tòa tháp Champlain bị sập một phần Nam, phía bắc Bãi biển Miami, cho thấy các nhân viên tìm kiếm và cứu hộ tại địa điểm. (@ Chandan Khanna / AFP qua Getty Images)

Allyn Kilsheimer, một kỹ sư kỳ cựu đã điều tra vụ đánh bom tòa nhà liên bang ở Thành phố Oklahoma năm 1995 và vụ đánh bom vào Trung tâm Thương mại Thế giới năm 1993, đang kiểm tra phần móng của tòa nhà và tìm kiếm các vết nứt, rò rỉ và bất kỳ sự xâm nhập nào của nước ngầm hoặc nước mặn, The Washington Post đưa tin. Ông lưu ý rằng các vụ sập tòa nhà thường do một số yếu tố tác động cùng nhau.

Ví dụ, vào tháng 10 năm 2018, kỹ sư Frank Morabito đã mô tả nhiều mối quan tâm khác nhau về căn hộ Surfside, được gọi là Champlain Towers South Condo, trong một báo cáo mà ông đã chuẩn bị cho hiệp hội căn hộ, The Miami Herald đưa tin. Ông lưu ý rằng sàn hồ bơi và bồn trồng cây ngoài trời của tòa nhà không được làm dốc để tạo điều kiện thoát nước thích hợp, điều này sẽ dẫn đến "thiệt hại lớn về cấu trúc" theo thời gian.

Lỗ hổng thiết kế này có thể bắt nguồn từ các tài liệu hợp đồng ban đầu được vẽ cho tòa nhà cách đây 40 năm, Morabito viết trong báo cáo.

Nước đọng trên sàn hồ bơi đã làm hỏng lớp bê tông bên dưới, và đặc biệt, nhà để xe bên dưới sàn hồ bơi có dấu hiệu ứng suất kết cấu, dưới dạng các vết nứt "khá lớn" và cốt thép bị ăn mòn ở nhiều vị trí khác nhau.

Morabito viết: “Mặc dù một số hư hỏng này là nhỏ, nhưng hầu hết các hư hỏng của bê tông đều cần được sửa chữa kịp thời. Việc không thay thế chống thấm trong tương lai gần sẽ khiến mức độ hư hỏng của bê tông ngày càng mở rộng theo cấp số nhân".

Tuy nhiên, với tuổi của tòa nhà, thiệt hại được báo cáo là "khá điển hình", Kenneth Direktor, luật sư của hiệp hội nhà chung cư của tòa nhà, nói với The Washington Post. “Một điều gì đó kinh khủng đã xảy ra,” Direktor nói. "Đây không phải là kết quả của những vết nứt chân chim trên bê tông."

Báo cáo năm 2018 không báo hiệu rằng tòa nhà có thể có nguy cơ sụp đổ và nói chung, các chuyên gia vẫn chưa chắc chắn rằng sự xuống cấp và ăn mòn của bê tông là nguyên nhân duy nhất dẫn đến sự cố kết cấu, The New York Times đưa tin.

Tuy nhiên, các video về thảm họa hôm thứ Năm "cho thấy một vấn đề liên quan đến nền móng - có khả năng bị ăn mòn hoặc các thiệt hại khác ở mức độ thấp hơn", Donald Dusenberry, một kỹ sư tư vấn, nói với Times.

Một người dân cũng cho biết đã nhìn thấy một số lỗ mở rộng ra gần hồ bơi ngay trước khi vụ sập, điều này ủng hộ ý kiến cho rằng vụ sập bắt đầu dưới lòng đất, tờ Times đưa tin. Trong một cuộc gọi với chồng Michael, cư dân chung cư Cassie Stratton nói rằng cô có thể nhìn thấy lỗ hổng từ căn hộ tầng 4 của mình trước khi cuộc gọi đột ngột bị ngắt.

"Bạn chắc chắn không thể loại trừ lỗi thiết kế hoặc xây dựng đã tồn tại trong 40 năm", mặc dù một lần nữa, vẫn chưa thể chắc chắn liệu sự ăn mòn liên quan đến nước có gây ra sập hay không, Dusenberry nói.

Ngoài sự ăn mòn, tòa nhà có thể bị xâm hại do thiết kế kém, vật liệu xây dựng không đạt tiêu chuẩn hoặc đường ống lắp đặt không đúng cách, tờ Times đưa tin.

Quá trình xây dựng nặng cũng diễn ra gần tòa nhà vào năm 2019 và một thành viên Hội đồng quản trị chung cư đã liên hệ thành phố với lý do "lo ngại về cấu trúc của tòa nhà của chúng tôi," do mặt đất rung chuyển; thành phố đã không can thiệp vào vấn đề này.

David Peraza, một kỹ sư kết cấu tại Exponent, một kỹ sư và khoa học, giải thích khác cho sự sụp đổ đó là một khoảng trống hoặc một hố sụt được mở ra dưới các khung bê tông cốt thép nằm bên dưới tòa nhà, khiến một số lỗ thông hơi dịch chuyển xuống phía dưới trong khi những lỗ khác vẫn giữ nguyên vị trí. Công ty tư vấn nói với Times: "Cho dù có điều gì đó về mặt địa chất dưới tòa nhà đã gây ra điều này, đó chắc chắn là điều cần được điều tra".

Trong bối cảnh đó, một nghiên cứu năm 2020, được công bố trên tạp chí Ocean & Coastal Management, cho rằng vùng đất bên dưới Champlain Towers South đã dần dần chìm xuống kể từ những năm 1990 thông qua một quá trình được gọi là "sụt lún".

Theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ, sụt lún xảy ra khi một lượng lớn nước ngầm bị hút ra khỏi trầm tích và không còn giúp nâng đỡ vùng đất phía trên, theo Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ; sụt lún thường do các hoạt động của con người, chẳng hạn như làm cạn các hồ chứa nước dưới lòng đất.

Thị trấn Surfside nằm trên một hòn đảo chắn ở Đại Tây Dương, ngăn cách với đất liền Miami bởi Vịnh Biscayne; Theo dữ liệu radar dựa trên không gian, hòn đảo đã bị sụt lún với tốc độ khoảng 0,04 đến 0,1 inch (1-3 mm) mỗi năm từ năm 1993 đến năm 1999, mặc dù sự sụt lún đó không được phân bổ đều trên toàn bộ đất liền.

Hầu hết các hố sụt lún xuất hiện ở phía Tây của hòn đảo, nơi các tòa nhà được xây dựng trên vùng đất ngập nước được khai hoang, nhưng một số hố sụt cũng xuất hiện ở phía Đông, nơi có Surfside.

Tỷ lệ sụt lún quan sát được là khá thấp so với những nơi như Thành phố Mexico, nơi đang sụt lún với tốc độ khoảng 15 inch (38 cm) mỗi năm, theo tuyên bố của FIU, mặc dù một nghiên cứu năm 2021 cho thấy tốc độ thậm chí còn nhanh hơn 20 inch (50 cm) mỗi năm, theo Tạp chí Eos.

Điều đó nói rằng, những thay đổi nhỏ như ở Surfside tích lũy theo thời gian và có thể chìm xuống vài inch trong suốt nhiều thập kỷ, Wdowinski lưu ý.

Tuy nhiên, dựa trên các nghiên cứu trước đó của Wdowinski và các đồng nghiệp của ông, "trong hầu hết các trường hợp, những tòa nhà này chỉ di chuyển ... không có sự sụp đổ thảm khốc như trường hợp ở Surfside ở đây, điều rất đáng tiếc," ông nói.

Nói cách khác, không chắc chỉ riêng sự sụt lún đã khiến cấu trúc bị hỏng. Về lý thuyết, các khoang sâu bên dưới chung cư sẽ mang lại sự ổn định mặc dù đang dần chìm xuống, vì vậy các yếu tố khác có thể là nguyên nhân, Peraza nói với Times.

Ánh Vân