Hỏi đáp về hiện tượng hóa lỏng

• Q1. "Hiện tượng hóa lỏng" nghĩa là gì?
• Q2. “Tôi phát hiện mảnh đất mình định xây rất dễ bị hóa lỏng, tôi phải làm sao?
• Q3. “Người ta nói nơi đất xấu có thể xây dựng an toàn với nền móng vững chắc, nhưng điều này có đúng không?
• Q4. “Việc xây dựng các tòa nhà từ trung bình đến cao tầng như chung cư trên đất dễ bị hóa lỏng như đất khai hoang có an toàn không?
• Q5. "Tôi nên thực hiện những biện pháp nào đối với nhà ở dành cho một gia đình?
• Q6. “Tôi thường nghe nói rằng đất khai hoang rất nguy hiểm vì mặt đất hóa lỏng khi xảy ra động đất, nhưng những biện pháp phòng chống động đất nào được thực hiện tại vùng đất khai hoang ở Yokohama?

A1.

Hiện tượng hóa lỏng được chú ý với trận động đất Niigata xảy ra vào năm 1964. Nhiều tòa nhà và cây cầu ở Niigata bị chìm hoặc sụp đổ vì lớp cát dày vốn được dùng làm nền móng cho các tòa nhà bị mềm đi ngay lập tức.

Hiện tượng hóa lỏng cũng được báo cáo rộng rãi trong trận động đất lớn ở phía Đông Nhật Bản, trận động đất lớn Hanshin-Awaji, trận động đất phía Tây tỉnh Tottori và trận động đất Geiyo.

Trong lòng đất, các hạt đất chồng lên nhau. Các hạt đất này lồng vào nhau và trong lòng đất bên dưới mực nước ngầm, nước ngầm tồn tại trong các khoảng trống giữa chúng. Tuy nhiên, khi đất bị rung chuyển bởi một trận động đất, sự liên kết của các hạt đất dần bị lỏng lẻo. Cuối cùng, các hạt đất vỡ ra và lơ lửng trong nước ngầm. Đây là hiện tượng hóa lỏng.

Thiệt hại do hóa lỏng chủ yếu được phân thành hai loại sau.

1. Lún hoặc nghiêng các tòa nhà, v.v. do khả năng chịu lực của mặt đất giảm
2. Thiệt hại do thổi cát (hiện tượng nước và cát thổi lên từ dưới lòng đất), v.v.

Mặt đất có nhiều khả năng hóa lỏng nhất là đất cát, đất cát rời và mặt đất nơi có nước ngầm tồn tại ở độ sâu nông gần mặt đất. Mặt khác, ngay cả khi mặt đất là cát, người ta cho rằng hiện tượng hóa lỏng ít xảy ra hơn nếu nó không chìm trong nước ngầm hoặc nếu mặt đất đã được cải tạo.

Sập chung cư do hóa lỏng
(Trận động đất Niigata năm 1964/Thị trấn Kawagishi, Thành phố Niigata)

Lỗ phun cát khổng lồ do hóa lỏng
(Trận động đất trung tâm biển Nhật Bản năm 1983/Làng Kururiki, tỉnh Aomori)

---

※Trích từ “Bản đồ hóa lỏng và phương pháp xây dựng biện pháp đối phó” (Gyosei)

A2.

Đừng bỏ cuộc ngay chỉ vì nền đất xấu. Các tòa nhà có thể được xây dựng một cách hợp lý bằng cách hiểu rõ mặt đất và thực hiện các biện pháp thích hợp.

Vui lòng tham khảo bản đồ hóa lỏng và tiến hành khảo sát mặt đất ở những khu vực có khả năng hóa lỏng cao để hiểu được điều kiện hình thành địa chất, mực nước ngầm, v.v.

Xin lưu ý rằng rất khó để xác định độ hóa lỏng bằng các phương pháp đơn giản như âm thanh tiếng Thụy Điển, vì vậy chúng tôi khuyên bạn nên tiến hành một cuộc khảo sát nhàm chán bất cứ khi nào có thể.

Thật khó để hiểu được đặc tính của đất chỉ bằng cách nhìn vào nó. Có thể giảm thiểu thiệt hại bằng cách trước tiên hiểu rõ đặc tính của mảnh đất bạn dự định mua hoặc nền đất mà bạn dự định xây dựng một tòa nhà, sau đó thực hiện các biện pháp để tăng cường khả năng chống động đất của nền đất và tòa nhà.

※Âm thanh tiếng Thụy Điển là gì?

Một phương pháp khảo sát đơn giản để kiểm tra sức bền của nền đất. Một thanh hình vít được cắm vào đất và quay để xác định cường độ của lớp đất.

A3.

``Nền vững chắc'' là nền móng toàn bộ, hình tấm, được làm bằng bê tông cốt thép và được sử dụng để phân biệt với ``nền vải'', trong đó một dải bê tông cốt thép chỉ được lắp đặt ở phần chính phần ở dưới cùng của một tòa nhà.
Nói cách khác, trong khi nền móng vững chắc hỗ trợ tòa nhà bằng một bề mặt thì nền vải đỡ tải trọng bằng các đường nét. Vì vậy, nền móng vững chắc có thể nói là chắc chắn hơn móng vải vì chúng có các thanh cốt thép dạng lưới theo cả chiều dọc và chiều ngang, đồng thời do đặc điểm kết cấu là ít bị võng nên xảy ra hiện tượng lún không đều. dự kiến sẽ có tác dụng cân bằng độ lún (gọi là độ lún).
Nền móng vững chắc là biện pháp chống lún không đều rất hiệu quả nên thường được sử dụng trên nền đất yếu. Điều đó không có nghĩa là nền tảng vững chắc là hoàn hảo.

• Bản thân trọng lượng của nền móng trở nên nặng nề, gây khó chịu cho nền đất yếu.
• Những khu vực có nền đất không cân bằng có thể dẫn đến sụt lún không đều.

Có những nhược điểm như cần phải có sự đánh giá của chuyên gia khi áp dụng nó.
Ngoài ra, việc sử dụng nền móng vững chắc có phù hợp hay không còn được xác định bởi khu vực xung quanh bằng phẳng, không có thăng trầm, địa tầng không thay đổi, không có vật lạ trong nền đắp, hoặc nó được cân bằng tốt dựa trên kết quả khảo sát mặt đất. Các điều kiện tiên quyết là bắt buộc, chẳng hạn như biết trước rằng mặt đất đã sẵn sàng.
Hơn nữa, trong trận động đất lớn ở phía Đông Nhật Bản xảy ra vào ngày 11 tháng 3 năm 2011, ngay cả những ngôi nhà có nền móng vững chắc cũng bị sụt lún do hóa lỏng. Bởi vì nền móng vững chắc có bê tông nặng nên có những thách thức khi thực hiện các biện pháp đối phó với hiện tượng hóa lỏng.

A4.

Khi xảy ra hiện tượng hóa lỏng, nền đất trước đây đã đỡ tải trọng của tòa nhà trở nên giống chất lỏng, khiến móng chìm xuống đất và khiến tòa nhà bị nghiêng hoặc ngược lại khiến chất lỏng bốc lên khỏi mặt đất. nền được nâng lên nhờ dòng nước chảy và cát (thổi cát). Nếu một tòa nhà mất đi sự hỗ trợ từ mặt đất, nó sẽ nghiêng do bị lún hoặc bị nâng lên.
Trong trận động đất lớn Hanshin-Awaji, hiện tượng hóa lỏng xảy ra ở quy mô chưa từng có, gây ra thiệt hại như làm nghiêng các tòa nhà trên các đảo nhân tạo Đảo Port và Đảo Rokko, cũng như trên đất cải tạo ở các khu vực ven biển, nhưng có mức độ từ trung bình đến cao. các tòa nhà cao tầng như chung cư bị thiệt hại do hóa lỏng tương đối nhỏ.

Người ta nói rằng tòa nhà có thể tiếp đất vững chắc bằng cách sử dụng các cọc đỡ, và vì các cọc và tòa nhà được cố định chặt chẽ nên có thể tránh được biến động hoặc sụt lún.
Tuy nhiên, ngay cả khi các tòa nhà từ trung bình đến cao tầng như chung cư không bị lún hoặc nhô lên do kết cấu móng cọc, nếu mặt đất xung quanh sụt lún do hóa lỏng thì các công trình huyết mạch như nước, ga, nước thải sẽ bị chôn vùi dưới lòng đất. Vì vậy, nếu các cơ sở này bị thiên tai làm hư hại thì không nguy hiểm đến tính mạng nhưng sẽ gây khó khăn cho cuộc sống nên cần phải có biện pháp chống hóa lỏng cho các cơ sở đó.
Chúng tôi khuyên bạn nên tham khảo ý kiến của nhà thầu hoặc chuyên gia để tìm hiểu loại thiết kế và cấu trúc mà tòa nhà bạn đang ở được xây dựng theo kiểu nào.

A5.

Đối với nhà ở riêng lẻ, việc thực hiện các biện pháp chống hóa lỏng bằng cách đóng các cọc đỡ dài hàng chục mét như ở các tòa nhà trung bình và cao tầng là điều không phổ biến. Nguyên nhân là do chi phí xây dựng tăng lên đáng kể nhưng cũng đòi hỏi không gian thi công khá rộng để đóng các cọc đỡ chắc chắn.
Ngoài cọc đỡ, chỉ có một số phương pháp có thể áp dụng trực tiếp cho nhà ở riêng lẻ, chẳng hạn như các phương pháp cải tạo mặt bằng khác nhau mà hiệu quả tại các công trường, công trình dân dụng quy mô lớn là không có.
Là một biện pháp chống hiện tượng hóa lỏng trong các ngôi nhà biệt lập, “phương pháp cải tạo đất bề mặt” nhìn chung được áp dụng rộng rãi như một biện pháp khả thi. Dựa trên kinh nghiệm thiệt hại do động đất trong quá khứ, nghiên cứu đã chỉ ra rằng thiệt hại sẽ giảm nếu có tầng không hóa lỏng ở độ sâu khoảng 2 mét tính từ mặt đất. Do đó, việc cải thiện nền đất, chẳng hạn như nén đất đến độ sâu này hoặc thay thế bằng loại đất ít có khả năng hóa lỏng hơn, được cho là một cách hiệu quả để chống lại hiện tượng hóa lỏng.
Một biện pháp giảm thiểu thiệt hại khác là “phương pháp ống thoát nước”, trong đó các ống thoát nước (ống có nhiều lỗ nhỏ) có đường kính từ 5 đến 10 cm được chôn xuống đất với khoảng cách từ 50 đến 120 cm. Đây là phương pháp xây dựng do Thành phố Yokohama và một công ty cùng phát triển, cho phép áp lực nước trong lòng đất tăng lên khi có trận động đất lớn chảy vào đường ống này, từ đó ngăn chặn sự gia tăng áp lực nước ngầm gây ra hiện tượng hóa lỏng.
Trong mọi trường hợp, nếu bạn đang xây một ngôi nhà mới, bạn có thể xây móng cọc hoặc cải tạo nền đất trước khi xây nhà, còn nếu bạn đang xây một ngôi nhà hiện có, bạn có thể cân nhắc việc cải tạo nền bằng các phương pháp như phun hóa chất.

---

Phương pháp ống thoát nước

A6.

Ở những khu vực có khả năng hóa lỏng mặt đất cao, chúng tôi thực hiện các biện pháp dựa trên ''cơ chế ngăn chặn hóa lỏng''. Có ba loại "cơ chế" chính này và các phương pháp xây dựng biện pháp đối phó sau đây được áp dụng cho từng loại.

Hơn nữa, tại vùng đất khai hoang của Yokohama, đất xây dựng, loại đất tương đối khó bị hóa lỏng, được sử dụng và tại khu vực Minato Mirai 21, ngoài các biện pháp đối phó với hiện tượng sụt lún mặt đất, chúng tôi đang thực hiện thêm các biện pháp đối phó với hiện tượng hóa lỏng. Do đó, hiện tượng thổi cát (hiện tượng nước và cát thổi lên từ dưới lòng đất) dự kiến sẽ xảy ra cùng với một trận động đất quy mô lớn, nhưng người ta cho rằng thiệt hại sẽ vẫn đủ nhỏ để có thể sớm phục hồi.

“Cơ chế chống hóa lỏng” và biện pháp thi công

Cơ chế ngăn chặn sự hóa lỏng	Biện pháp thi công biện pháp chủ yếu
Hệ thống thoát nước (ống có độ thấm cao) được tạo ra trong lòng đất để nhanh chóng giảm áp lực nước trong lòng đất do động đất gây ra.	Phương pháp xả giấy Phương pháp thoát nước bằng đá dăm Phương pháp thoát nước xơ mướp, v.v.
Nén chặt mặt đất rời bằng cách đẩy cọc cát xuống đất hoặc thả vật nặng xuống đất.	Phương pháp ép cọc cát Phương pháp giảm cân
Trộn các vật liệu làm cứng như xi măng vào đất để làm cứng mặt đất rời.	Phương pháp trộn sâu