"Đòn kép" địa chấn tại Venezuela: Giải mã nguyên nhân loạt cao ốc sụp đổ như "bánh kếp"

Tính đến nay, thảm họa đã cướp đi sinh mạng của ít nhất 235 người và làm hàng nghìn người khác bị thương. Tuy nhiên, theo mô hình dự báo từ Cơ quan Khảo sát Địa chất Mỹ (USGS), con số tử vong thực tế có xác suất rất cao sẽ vượt quá 10.000 người.

Khi các video quay lại cảnh tượng tàn khốc này lan truyền, câu hỏi lớn nhất được đặt ra là: Tại sao các công trình cao tầng lại có thể đổ sập một cách dễ dàng và nhanh chóng đến như vậy?

Điểm yếu chết người của những khối bê tông "thiếu xương"

Phân tích hình ảnh thiệt hại từ truyền thông, bà Maria Mohammed, Chủ tịch Hiệp hội Kỹ sư Kết cấu Nam California, nhận định phần lớn các tòa nhà bị sập đều thuộc dạng công trình bê tông không có khả năng biến dạng dẻo. Đây là thuật ngữ chuyên ngành ám chỉ các công trình thiếu hụt lượng cốt thép cần thiết, khiến phần bê tông giòn trong các cột chịu lực dễ dàng bị phá hủy hoàn toàn khi chịu áp lực từ các đợt rung lắc mạnh. Theo USGS, loại kiến trúc này luôn nằm trong nhóm "có nguy cơ gây thương vong cao nhất trong động đất".

Giáo sư Necati Catbas, chuyên gia xây dựng dân dụng tại Đại học Trung Florida (Mỹ), giải thích cụ thể về cơ chế sụp đổ này: "Khi rung chấn mạnh xảy ra, các trụ chịu lực tại tầng dưới cùng của tòa nhà vỡ vụn, rồi lần lượt các tầng tiếp theo sụp xuống, xếp chồng lên nhau, khiến những nạn nhân mắc kẹt bên trong".

Hầu hết các cao ốc bị tàn phá nặng nề tại Venezuela đều được xây dựng từ trước thập niên 1970 theo các tiêu chuẩn cũ. Điểm yếu cốt lõi của chúng là không được bố trí đủ cốt thép, đặc biệt là thiếu các vòng cốt thép đai quấn quanh cột chịu lực.

Đối với các tòa nhà hiện đại sở hữu kết cấu bê tông biến dạng dẻo, chúng có thể "lắc lư", uốn cong và nứt từ từ để hấp thụ năng lượng địa chấn. Ngược lại, các công trình đời cũ tại Venezuela không có khả năng này. Khi rung chấn vượt quá giới hạn, phần bê tông giòn ở cột trụ sẽ lập tức vỡ vụn và nổ bung, khiến lõi thép bên trong bị uốn cong hoặc gãy gục. Tòa nhà liền mất hoàn toàn lực đỡ, đổ sụp theo phương thẳng đứng khiến người dân bên trong không có bất kỳ cơ hội nào để sơ tán.

Thách thức nghẹt thở cho công tác cứu hộ và bài học lịch sử

Kiểu sụp đổ "xếp bánh kếp" này còn dựng lên một bức tường thách thức khổng lồ cho lực lượng cứu nạn. Do các tầng nhà đè chặt lên nhau, bất kỳ động thái tháo dỡ thô bạo nào bằng máy móc cũng có nguy cơ làm dịch chuyển cấu trúc, khiến các khối bê tông phía trên tiếp tục đổ sập xuống, trực tiếp đe dọa đến tính mạng của cả người bị nạn lẫn nhân viên cứu hộ. Giáo sư Catbas nhấn mạnh, hoạt động cứu nạn tại đây đòi hỏi những kỹ thuật và chuyên môn cực kỳ cao để tránh đẩy các đội cứu hộ vào tình thế nguy hiểm.

Thực tế, lỗ hổng chết người của dạng công trình này không mới. Giới chức Mỹ từng phát hiện ra nó sau trận động đất 6,6 độ ở Sylmar (bang California) vào năm 1971, nơi một bệnh viện cựu binh có tuổi đời 46 năm bị sập khiến 49 người tử vong. Đến năm 1994, trận động đất Northridge 6,7 độ tại bang này tiếp tục làm đổ sập một phần tòa nhà của tập đoàn y tế Kaiser Permanente và trung tâm thương mại Bullock’s.

Kể từ thập niên 1970, nhiều quốc gia bao gồm cả Venezuela đã thay đổi quy chuẩn xây dựng, nghiêm cấm sử dụng bê tông không biến dạng dẻo và yêu cầu tăng cường cấu hình cốt thép chống chịu động đất. Dù vậy, các công trình cũ vẫn là "quả bom nổ chậm" trên toàn cầu khi liên tục đổ sập trong các trận địa chấn tại Đài Loan (1999), New Zealand (2011), Mexico (2017), Thổ Nhĩ Kỳ, Syria (2023) và gần đây nhất là tại Philippines.

Một nghiên cứu vào năm 2020 từng đề xuất việc gia cố các công trình rủi ro cao tại Venezuela, và một báo cáo năm 2023 cũng từng kiến nghị đưa các tiêu chuẩn an toàn mới vào quy chuẩn động đất của quốc gia này nhằm nâng cao độ an toàn.

Sức tàn phá từ "đòn kép" mạnh nhất trong vòng hơn một thế kỷ

Thảm họa lần này tại Venezuela trở nên tồi tệ hơn gấp bội bởi quy mô và đặc tính cơ học của chính trận động đất. Theo USGS, đây là một "đòn kép" khi hai trận địa chấn lớn có cường độ lần lượt là 7,2 và 7,5 độ xảy ra liên tiếp, cách nhau vỏn vẹn 39 giây. Khoảng 20.000 người đã phải hứng chịu mức rung chấn "dữ dội" – mức lực đủ mạnh để làm dịch chuyển móng và phá hủy nghiêm trọng các công trình.

Tâm chấn của trận động đất lớn hơn nằm tại bang Yaracuy, cách thủ đô Caracas khoảng 160 km về phía tây. Tuy nhiên, đường đứt gãy sau đó đã lan dài về phía đông, dẫn truyền trực tiếp năng lượng địa chấn về thủ đô. Dù Caracas chỉ chịu mức rung chấn ở mức "trung bình", nhưng nó vẫn đủ sức gây tổn thất nặng nề cho một đô thị có mật độ dân cư cao và chưa từng đối diện với rung lắc mạnh trong thời hiện đại.

Nhà địa chấn học Lucy Jones từ Viện Công nghệ California (Caltech) nhận định: "Đây là một trong những trận động đất gây thiệt hại nghiêm trọng bởi nó kết hợp giữa cường độ rất lớn và mật độ dân cư cao".

Đây được xem là cơn địa chấn mạnh nhất mà Venezuela phải gánh chịu trong vòng 125 năm qua, kể từ sau trận động đất 7,7 độ ngoài khơi vào năm 1900. Trước đó vào năm 1967, một trận động đất 6,6 độ gần Caracas cũng từng khiến 240 người tử vong và phơi bày sự yếu ớt của đô thị này. Kết luận về thảm kịch, USGS đưa ra lời cảnh báo đầy chua xót: "Nhìn chung, người dân trong khu vực này đang sống trong các công trình dễ tổn hại trước động đất".