Giải mã hiện tượng sụp đổ kiểu 'bánh kếp' trong động đất

Trong khi người dân Venezuela tiếp tục tìm kiếm người thân mất tích sau hai trận động đất liên tiếp, số người thiệt mạng đã tăng lên ít nhất 920 người, hơn 51.000 người vẫn chưa được xác định tung tích tính đến ngày 26/6.

 Các lực lượng cứu hộ Venezuela tìm kiếm những người mất tích và mắc kẹt dưới đống đổ nát. Ảnh: Phi Hùng - P/v TTXVN tại Venezuela.

Trong bối cảnh nhiều công trình bị phá hủy hoàn toàn, các chuyên gia đặc biệt lưu ý đến hiện tượng sụp đổ kiểu "bánh kếp" - một trong những dạng hư hỏng kết cấu nguy hiểm nhất trong động đất, khiến cơ hội sống sót của những người mắc kẹt giảm đáng kể và gây nhiều khó khăn cho công tác cứu hộ.

Hiện tượng này xảy ra khi các tầng của một công trình lần lượt sụp xuống theo phương thẳng đứng, chồng chất lên nhau do các cột hoặc bộ phận chịu lực chính bị phá hủy.

Theo các kỹ sư kết cấu, khi xảy ra sụp đổ kiểu "bánh kếp", tải trọng từ các tầng phía trên liên tục dồn xuống các tầng bên dưới theo phản ứng dây chuyền, khiến toàn bộ công trình nhanh chóng bị nén chặt như một chồng bánh kếp. Đây được coi là một trong những dạng sụp đổ nguy hiểm nhất bởi áp lực rất lớn tác động lên từng tầng.

Ông Gregg Favre, Giám đốc điều hành Hệ thống Ứng phó Khu vực St. Louis (Mỹ), cựu Chỉ huy trưởng Sở Cứu hỏa St. Louis và thành viên nhiều kinh nghiệm của lực lượng cứu hộ đặc biệt, cho biết hiện tượng này được gọi là "sụp đổ kiểu bánh kếp" vì các tầng nhà lần lượt đổ xuống và chồng lên nhau. Theo ông, khi một tầng sụp xuống, toàn bộ trọng lượng của nó gần như dồn vuông góc lên tầng phía dưới, khiến quá trình sụp đổ tiếp tục lan truyền và áp lực ngày càng gia tăng.

Đồng quan điểm, Giáo sư Necati Catbas thuộc Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Môi trường và Dân dụng, Đại học Trung Florida, cho biết đây là một dạng "sự cố lan truyền", thường bắt đầu khi một bộ phận chịu lực ở tầng dưới hoặc móng công trình bị hư hại. Khi hệ thống chịu lực không còn khả năng nâng đỡ, các tầng phía trên sẽ lần lượt sụp xuống theo chiều thẳng đứng.

Hiện tượng này thường xảy ra sau các trận động đất mạnh làm hư hỏng các cấu kiện chịu lực của tòa nhà hoặc cầu. Ngoài ra, nguyên nhân còn có thể xuất phát từ lỗi thiết kế kết cấu, sử dụng vật liệu kém chất lượng, công trình không đáp ứng tiêu chuẩn kháng chấn hoặc các vụ nổ gây hư hại nghiêm trọng hệ thống chịu lực.

Một số vụ sụp đổ nổi tiếng mang đặc điểm của hiện tượng này từng được ghi nhận trên thế giới. Trận động đất năm 1989 tại Oakland (bang California, Mỹ) đã khiến tầng trên của một tuyến đường cao tốc đổ xuống tầng dưới, đè lên các phương tiện đang lưu thông. Một ví dụ khác là sự sụp đổ của hai tòa tháp Trung tâm Thương mại Thế giới trong vụ tấn công khủng bố ngày 11/9/2001, khi hệ thống chịu lực theo phương thẳng đứng bị phá hủy sau va chạm, dẫn đến các tầng phía trên lần lượt sụp xuống.

Theo ông Favre, sụp đổ kiểu "bánh kếp" đặc biệt nguy hiểm vì thường chỉ tạo ra rất ít khoảng trống trong đống đổ nát - những không gian có thể giúp nạn nhân sống sót. Khối lượng vật liệu lớn cũng khiến công tác tìm kiếm và cứu hộ trở nên phức tạp hơn do các kết cấu còn lại có nguy cơ tiếp tục sụp đổ trong quá trình tiếp cận hiện trường.

Tuy nhiên, các chuyên gia cho rằng khả năng tồn tại khoảng trống vẫn có thể xảy ra nếu công trình xuất hiện đồng thời nhiều dạng sụp đổ khác nhau. Theo ông Goldstein, Trưởng đội cứu hỏa hạt Montgomery (bang Maryland, Mỹ), ngoài sụp đổ kiểu "bánh kếp", còn có các dạng sụp đổ hình chữ V, sụp đổ kiểu mái hiên và sụp đổ dạng công xôn. Những dạng này thường tạo ra nhiều khoảng trống hơn trong đống đổ nát, qua đó nâng cao khả năng sống sót của các nạn nhân.

Bảo Hà