KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG KINH NGHIỆM CỦA PHILLIPNES ỨNG PHÓ VỚI SIÊU BÃO HAIYAN VÀ GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG BÃO CHO NHÀ THẤP TẦNG Ở NƯỚC TA TS NGUYỄN ĐẠI MINH, TS VŨ THÀNH TRUNG Viện KHCN Xây dựng Tóm tắt: Bài báo trình bày học kinh nghiệm Phillipnes ứng phó với siêu bão Haiyan hại nặng nề [5] Vì vậy, báo trình bày học kinh nghiệm ứng phó với siêu bão nhà thấp tầng Việt Nam Phillipines giải pháp chống bão cho nhà thấp tầng nước ta Mở đầu Siêu bão Haiyan thảm họa Philippines (Hải Yến) năm 2013 giải pháp phòng chống bão Bão lụt thiên tai có sức phá hoại lớn, làm tốc mái, đổ nhà, gây thiệt hại lớn người tài sản nhà nước nhân dân Ở nước ta mùa bão thường kéo dài từ tháng đến tháng 12 hàng năm Theo đạo Bộ Xây dựng, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng tập hợp giới thiệu số giải pháp phòng chống bão cho nhà thấp tầng, bao gồm nhà có, nhà xây phục hồi sau bão [1] Các giải pháp kỹ thuật đúc kết từ kinh nghiệm xây dựng nhà vùng bão lũ nhân dân ta kết nghiên cứu số đề tài, dự án phòng chống bão giảm nhẹ thiên tai nước [2-4] Các giải pháp thích hợp với bão có sức gió từ cấp 10 đến 12 Ngày nay, ảnh hưởng tượng biến đổi khí hậu, bão ngày xuất với tần suất cao trước, có hướng khó dự đoán cường độ ngày lớn Trong năm gần đây, nước ta ghi nhận bão có sức gió giật cấp 14 cấp 14 Năm 2013, siêu bão Haiyan đổ vào Phillipines gây thiệt hại nhiều người cho nhân dân nước Ngay sau đó, Bộ Xây dựng cử đoàn công tác khảo sát Tacloban (thủ phủ tỉnh Leyte thuộc Phillipines), nơi tâm bão qua, bị thiệt Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2014 Philippines quốc gia chịu nhiều thiên tai bão, lụt, động đất, núi lửa sóng thần Ngày 8/11/2013, siêu bão Haiyan với sức gió vượt 300 km/h (sức gió cấp 17) đổ vào Tacloban khu vực lân cận (hình 1) Siêu bão tác động mạnh đến khu vực rộng lớn gồm 10 tỉnh với 16 triệu dân Philippines, bao gồm: Samar, Leyte, Negros, Cebu, Bohol, Capiz, Aklan, Antique, Iloilo Palawan Đây bão mạnh giới vòng 100 năm qua, đặc biệt bão gây nước biển dâng (có nơi cao tới m, tràn vào bờ từ đến km) nên gây thiệt hại lớn người cho Philippines nơi tâm bão qua Với sức gió 300 km/h, siêu bão Hayan quật đổ nhiều xe công-te-nơ hạng nặng, thổi tung nhiều nhà kiên cố người dân biến chúng thành khu vực đổ nát bãi rác khổng lồ, xóa sổ số làng mạc ven biển đường bão qua (hình 2) Sự phá hoại siêu bão Haiyan ngoại trưởng Mỹ John Kerry ví hậu tổ hợp nhiều lốc xoáy (tornadoes) chập lại ông đến thăm trường Tacloban ngày 19/12/2013 (nguồn báo Nation, Phillipines) KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG Guian Antique Bohol Hình Đường vùng ảnh hưởng siêu bão Haiyan Philippines Chính quyền Philippines nhân dân khu vực chịu ảnh hưởng bão Haiyan cố gắng đối phó với siêu bão như: (i) thường xuyên cập nhật thông tin đường đi, cường độ bão, (ii) sơ tán người dân vào nơi trú ẩn an toàn, (iii) gia cố giằng chống nhà cửa, Tổng thống Philippines huy động quân đội, cảnh sát trực tiếp cử hai Bộ trưởng Quốc phòng Nội vụ đến khu vực tâm bão để huy việc đối phó với siêu bão Tuy nhiên, bão nhanh với cường độ cực mạnh đặc biệt kết hợp với nước biển dâng làm 6.000 người chết, 1.800 người tích 27.000 người bị thương, triệu nhà công trình bị hư hỏng hay phá hủy hoàn toàn Toàn hệ thống điện, nước, hạ tầng kỹ thuật giao thông đô thị, thông tin liên lạc, hệ thống cung cấp lượng bị hư hỏng nghiêm trọng dừng hoạt động Thiệt hại sở hạ tầng nông nghiệp ước tính 800 triệu USD Cần khoảng 5,7 tỷ USD năm để xây dựng lại khu vực bị ảnh hưởng siêu bão Siêu bão Haiyan đánh sập 01 nhà tù làm hàng trăm tù nhân sổng trại, gây an toàn an ninh cho người dân xã hội Ngoài ra, hệ thống cung cấp điện, nước lương thực, nhiều vùng bị cô lập khó tiếp cận, người dân bị thiếu đói nên xe ô tô, kể xe cứu trợ bị công, người dân bị cướp bóc, phụ nữ bị hãm hiếp, An ninh xã hội bị đe dọa nghiêm trọng, quân đội phải trực tiếp can thiệp chí phải thiết quân luật để đảm bảo an toàn Hình Siêu bão Haiyan thổi tung nhiều nhà dân xóa xổ số làng mạc Philippines tính mạng tài sản cho người dân, trì luật lệ trật tự xã hội Kết khảo sát Tacloban Trong hai ngày 18/12 19/12/2013, đoàn công tác Bộ Xây dựng khảo sát số khu vực bị thiệt hại nặng (gần bị xóa sổ hoàn toàn) Tacloban Đoàn khảo sát khu vực có nhà dân xây dựng kiên cố, trường học, bệnh viện, trường đại học, tòa thị chính, khu vực bố trí quan hành chính, trụ sở Sở, ban ngành tỉnh Leyte đặt thủ phủ Tacloban Có thể nói, Tacloban bị thiệt hại nặng nề siêu bão gây (hình – 6) Do điều kiện địa lý, tài nguyên, nguồn cung vật liệu tập quán xây dựng Philippines khác với nước ta, nhà công trình nước bạn chủ yếu có mái sử dụng kết cấu nhẹ (vì kèo gỗ, mái tôn), tường xây chèn gạch không nung Nhà dân không kiên cố sử dụng kết cấu chịu lực kết cấu nhẹ (kết cấu gỗ) Ngoài việc cung cấp xi măng gạch xây (không nung) đất nước toàn hải đảo đắt đỏ, nhà công trình Philippines phải xây dựng để chịu động đất (do nước nằm vành đai lửa Tây Thái Bình Dương), việc sử dụng kết cấu nhẹ phổ biến Tuy nhiên, kết cấu loại không thích hợp chịu bão mạnh siêu bão Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2014 KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG Hình Một khu vực Tacloban trước siêu bão Haiyan Hình Khu vực bị tàn phá sau siêu bão Haiyan Hình Nhà cửa cột điện, trẻ em lang thang tìm bố mẹ nơi trú ẩn sau bão Hình Xác người dân bị thiệt mạng bão Haiyan Về mặt kỹ thuật, khảo sát trường cho thấy: - Hầu hết nhà dân sử dụng kết cấu nhẹ bị sụp đổ hoàn toàn; quy hoạch, (3) Quy chuẩn địa kỹ thuật, (4) Quy chuẩn điện - nước phòng chống cháy, (5) Quy chuẩn nước thủy lợi - Các nhà dân công trình công cộng (trường học, bệnh viện, ) có kết cấu dầm, cột bê tông cốt thép nhà xây gạch tường 220 chịu siêu bão, số nhà bị tốc mái hư hỏng cục bộ; Các hoạt động xây dựng Philippines nguyên tắc bắt buộc phải tuân thủ quy chuẩn - Toàn trụ sở quan nhà nước tỉnh Leyte xây dựng vị trí quy hoạch đẹp trống trải bị tốc mái, hư hỏng nhẹ, riêng Trung tâm hội nghị tỉnh kết cấu hội trường nhịp lớn bị sập đổ hoàn toàn việc xây dựng kiểm soát chặt chẽ từ khâu thiết thi công; Các quy định thiết kế nhà công trình chịu gió bão phải tuân theo Quy chuẩn kết cấu Trong đó, Philippines chia làm ba vùng gió: Vùng I (v = 250km/h), vùng II (v = 200km/h) vùng III (v = 150km/h) Hình phân vùng gió quy chuẩn kết cấu Philippines - Toàn hệ thống cột điện bê tông cốt thép bị gãy Khu vực bị siêu bão Haiyan đổ tràn qua thuộc vùng II (gió 200km/h) Như vậy, siêu bão Haiyan có vận tốc gió lớn hẳn so với quy định phân vùng gió quy chuẩn xây dựng quốc gia đổ; - Các tháp viễn thông cao đứng vững thiết bị viễn thông gắn tháp bị hư hỏng nặng Quy chuẩn xây dựng phòng chống bão lụt Phillipines Philippines có quy chuẩn xây dựng [6], là: (1) Quy chuẩn kết cấu, (2) Quy chuẩn kiến trúc Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2014 Các quy chuẩn xây dựng Philippines phần lớn dựa quy chuẩn Mỹ (International Building Codes) Việc tính toán kết cấu chịu tải trọng gió theo tiêu chuẩn Philippines giống tiêu chuẩn Mỹ ASCE 705 [7] Tiêu chuẩn Philippines phân cấp công KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG trình: I - thiết yếu, II – thảm họa, III – cư trú đặc biệt, IV – cư trú tiêu chuẩn, V – loại công trình khác Ứng với cấp công trình hệ số tầm quan Hình Phân vùng vận tốc gió Philippines (Chấm  vị trí thành phố Tacloban) trọng tải trọng gió Iw : Iw=1,15 công trình cấp I, II III, Iw=1 công trình cấp IV Iw=0,87 công trình cấp V Hình Phân vùng gió Việt Nam (TCVN 2737:1995) Khác với Philippines, phân vùng gió nước ta chia làm vùng: IA, IIA IIB, IIIA IIIB, IVB, VB (A không ảnh hưởng bão, B - có ảnh hưởng bão) Áp lực gió, vận tốc gió tiêu chuẩn cấp gió Beoaufort vùng gió nước ta cho bảng Hình đồ phân vùng gió Việt Nam (theo TCVN 2737:1995 [8]) Bảng Áp lực gió, vận tốc gió cấp bão vùng gió theo phân vùng áp lực gió nước ta Vùng gió W o (daN/m ) V(km/h) Cấp bão Beaufort I 65 117 11 II 95 142 13 Như vậy, nước ta có khu vực quần đảo Hoàng Sa thuộc vùng VB với vận tốc gió 198 km/h, gió cấp 16 Khu vực quần đảo Trường Sa thuộc vùng IIIB với vận tốc gió 163km/h, gió cấp 14 Vùng duyên hải Bắc Bộ Bắc Trung Bộ thuộc vùng IVB với vận tốc gió 181km/h, gió cấp 15 Vùng bờ biển Trung Bộ từ Nghệ An đến Khánh Hòa thuộc vùng IIIB, với vận tốc gió 163km/h, gió cấp 14, riêng thành phố Đà Nẵng (nơi bão Xangsane năm 2006 đổ bộ) thuộc vùng IIB với vận tốc gió 142km/h, cấp gió 13 Vùng duyên hải Nam Trung Bộ, Đông Nam Bộ, Nam Bộ Tây Nam Bộ thuộc vùng IIA, vận tốc gió 132km/h, bão cấp 12 III 125 163 14 IV 155 181 15 V 185 198 16 So với Philippines vận tốc gió nước ta thấp hẳn Trên đất liền, vùng I nước bạn có vận tốc gió 250km/h (gió cấp 19), vùng II có vận tốc gió 200km/h (gió cấp 16) vùng III vận tốc gió 150km/h (gió cấp 14) Trong đó, vùng ven biển phía Bắc nước ta gió cấp 15 vùng gió mạnh nhất, vùng ven biển phía Nam Trung Bộ, Nam Bộ Tây Nam Bộ gió cấp 12 Cần lưu ý rằng, năm 1997, bão dị thường Linda với sức gió giật cấp 13 qua tỉnh Nam Tây Nam Bộ làm 3000 người chết tích, 100.000 nhà bị đổ sập, 200.000 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2014 KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG nhà bị hư hỏng, thiệt hại ước tính 7.200 tỷ đồng (khoảng 600 triệu đôla thời giá lúc giờ) đến mực nước dâng 20 m tính từ bờ sông hay Về phòng chống lũ lụt, cao độ bố trí xây dựng nhà lũ Khoảng cách 20 m tính từ mép nước xem Philippines phải lấy vào quy chuẩn nước vùng nguy hiểm cao, 20 m tính vùng thủy lợi Quy chuẩn quy định rõ khoảng cách nguy hiểm trung bình đến thấp (hình 9) bờ biển xây dựng nhà để tránh bị ngập lụt bão, Khu vực không nguy hiểm Nguy thấp đến trung bình Khu vực không nguy hiểm Nguy thấp đến trung bình 20 m Khu vực nguy hiểm Nguy cao 20 m Sông Khu vực nguy hiểm Nguy cao KHÔNG XÂY DỰNG KHÔNG XÂY DỰNG Hình Mức độ nguy hiểm thể mặt cắt ngang sông [6] Ngoài ra, để hướng dẫn người dân xây dựng nhà cửa phòng chống bão, có sổ tay thiết kế xây - Các siêu bão Haiyan có khả gây hư hỏng nghiêm trọng hệ thống thông tin liên lạc, dựng nhà tốt cho người dân Philippines Sổ tay hướng dẫn giải pháp, kỹ thuật vật liệu sử dụng xây dựng nhà nhằm giảm thiểu thiệt hại thiên tai động đất, bão, lụt, bệnh viện, trụ sở quan công quyền, hệ thống điện, nước, cảng, phà biển sân bay Vì vậy, việc tiếp cận khu vực cần cứu trợ khẩn cấp khó khăn Việc tái thiết, xây dựng lại tốn Các học kinh nghiệm Philippines ứng phó với siêu bão Haiyan Các kinh nghiệm học: - Rất nhiều người chết tích nước biển dâng siêu bão Mặc dù quyền ý thức tượng nước biển dâng siêu bão gây nhiều người chết tích giống bão Katrina năm 2005 Mỹ người dân chủ quan quyền không dùng biện pháp mạnh để sơ tán Ngoài ra, đồ dự báo nước biển dâng khu vực Tacloban khác hẳn so với thực tế xảy nên việc tổ chức di dời dân chọn chỗ trú ẩn bão không xác; nhiều thời gian; - Siêu bão gây rối loạn, an ninh trật tự xã hội, dẫn đến kiểm soát quyền địa phương, cản trở công tác cứu trợ, cứu nạn phục hồi hoạt động bình thường hệ thống hạ tầng trị xã hội; - Nâng cao hệ thống quy chuẩn, tiêu chuẩn hạ tầng cấp thoát nước xây dựng, cho việc quy hoạch tránh ngập nước siêu bão (quy chuẩn phòng chống lũ, lụt), tăng tính bắt buộc thực thi quy chuẩn tiêu chuẩn xây dựng cho nhà công trình an toàn siêu bão Các kiến nghị cần thực thi ngay: - Đối với siêu bão quyền địa phương chưa có nhiều kinh nghiệm, không tính đến trường hợp thông tin liên lạc, dẫn đến bị động người - Soát xét cập nhật quy chuẩn phòng chống lũ, lụt quy chuẩn xây dựng, ví dụ: quy định người dân không làm nhà khu vực 40 m từ bờ biển dân phải tự chống chọi siêu bão ngập nước; thay 20 m quy định thời, cập nhật đồ ngập nước (có thể lấy đồ sóng thần khu vực Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2014 KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG Tacloban) quy hoạch đô thị, nâng vận tốc gió từ 200 km/h lên 250 km/h khu vực Leyte ; Trung Bộ, Nam Bộ, đặc biệt quan tâm đến người nghèo; - Xây dựng nơi trú ẩn an toàn, không ngập lụt siêu bão để đảm bảo tính mạng cho người dân sơ tán; - Cần có quy định cụ thể xây dựng công trình nhà ở, công trình công cộng để có đủ khả chống đỡ thiên tai cho khu vực; - Tăng cường, đảm bảo hệ thống thông tin liên lạc thông suốt nhằm huy, điều hành, ứng phó trước, sau siêu bão; - Lưu ý, tăng cường công tác diễn tập cứu hộ, cứu nạn có siêu bão; - Tăng cường khả tiếp cận đường không, đường biển đường để cứu trợ, cứu nạn khu vực bị ảnh hưởng có siêu bão; - Thành lập ba nhóm phản ứng nhanh cấp quốc gia ba đảo Philippines cứu nạn (do sập đổ nhà công trình) biển (do tàu, thuyền phà bị chìm) Các kiến nghị cho Việt Nam - Rà soát lại an toàn công trình quan trọng vùng có ảnh hưởng mạnh bão, lũ, có xét đến tác động siêu bão như: công trình thông tin liên lạc (tháp viễn thông, ), cứu hộ, cứu nạn (bệnh viện, nơi trú ẩn, sân bay, bến cảng, ), công trình thiết yếu cung cấp lượng, lương thực nhu yếu phẩm (xăng dầu, lúa gạo, ), hồ chứa công trình giao thông, thủy lợi, thủy điện quan trọng; - Rà soát lại đồ ngập lụt (có kể đến trường hợp xả lũ), nước biển dâng, phân vùng gió bão Cập nhật lại Quy chuẩn, tiêu chuẩn xây dựng có xét đến ảnh hưởng siêu bão Soát xét cập nhật phân vùng gió bão phục vụ xây dựng toàn lãnh thổ Việt Nam; - Tăng cường hợp tác quốc tế, đánh giá, xây dựng kịch kế hoạch ứng phó với siêu bão; - Hướng dẫn kỹ thuật xây dựng, gia cường nhà công trình giảm thiểu thiệt hại siêu bão (địa điểm xây dựng có địa chất ổn định, không ngập lụt, nhà phải kiên cố, tường xây, sàn mái bê tông cốt thép, có chỗ trú ẩn ngập lụt, nơi sơ tán dân siêu bão phải đảm bảo an toàn tối đa ); - Đánh giá xem xét hệ thống cột - đường truyền tải điện quốc gia, hệ thống cột – truyền tải điện đô thị có xét đến ảnh hưởng siêu bão, nước dâng để tránh hệ thống hạ tầng bị tê liệt hoàn toàn Tacloban có siêu bão; - Cuối cùng, quan trọng công tác dự báo bão, lụt phải kịp thời hợp lý Giải pháp phòng chống bão cho nhà thấp tầng nước ta Các giải pháp chống bão cho nhà công trình thấp tầng nước ta tham khảo tài liệu [1], [2] tài liệu khác, cần ý tác động chế phá hoại bão nhà ở, biện pháp phòng chống tốc mái, nhà xây chống bão trú ẩn công trình kiên cố có bão lớn Để giúp người dân tự giằng chống nhà cửa có bão kiến thức tối thiểu bão cấp gió Beaufort hay chế phá hoại nhà chịu tác động tải trọng gió cần thiết Việc xây nhà có gian hay khu vực kiên cố để trú ẩn có bão lụt hay biện pháp đảm bảo an toàn cho người dân, đặc biệt người già trẻ em cần thiết Đối với siêu bão, tạm thời kiến nghị sau: - Lựa chọn công trình kiên cố trụ sở quan nhà nước, trường học, trạm y tế, nhà văn hóa để trú ẩn; - Các công trình công cộng vùng bão cần xây dựng kiên cố theo tiêu chuẩn xây dựng hành số yêu cầu phòng chống bão như: + Ưu tiên giải pháp nhà khung, sàn kể sàn mái bê tông cốt thép, mái lợp tôn chống nóng, hiên có tường chắn (hình 10); + Đảm bảo liên kết kèo với hệ kết cấu chịu lực (hệ khung cột, tường chịu lực), xà gồ với kèo, mái lợp với xà gồ thật chắn (hình 11); - Tuyên truyền phổ biến kiến thức cho người dân ứng phó có siêu bão; + Xem xét hệ số tầm quan trọng 1.15 tính toán tải trọng gió, hệ số độ tin cậy tải trọng gió lấy 1.2*1.15 = 1.38 - Cần có sách xây dựng chương trình nhà an toàn cho người dân vùng bão, lũ thuộc duyên hải - Tuân thủ tuyệt đối lệnh sơ tán, trú ẩn quyền quan chức Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2014 KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG Hình 10 Giải pháp nhà khung, sàn bê tông cốt thép có mái chống nóng [1] Lời kết Hình 11 Liên kết mái tôn (chống nóng) với xà gồ [1] VIE/01/014 Tăng cường lực giảm nhẹ thiên tai, Do tình hình biến đổi khí hậu ngày phức tạp, Viện KHCN Xây dựng thực hiện, Hà Nội, 2007 có nhiều tượng thời tiết cực đoan, nước ta nước có bờ biển dài, thường xuyên có bão, lụt, có TÀI LIỆU THAM KHẢO NGUYỄN XUÂN CHÍNH Hướng dẫn kỹ thuật – Phòng giảm thiểu thiệt hại bão cho nhà Bộ Xây dựng Viện KHCN Xây dựng, Hà Nội, 2008 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2014 Báo cáo kết khảo sát sau bão Phillipines trình Bộ Xây dựng, 12/2013 người dân giảm thiểu tối đa thiệt hại người vật chất cho nhà nước nhân dân Các hướng dẫn kỹ thuật phòng chống bão lũ dự án nước quốc tế khác chủ quan xây dựng nhà cửa ứng phó với bão, lũ kể siêu bão nhằm đảm bảo an toàn cho UNDP: A global report reducing disaster risk, USA 2004 khả xuất siêu bão với cường độ lớn cấp 17 tương lai nên phải chủ động, không NGUYỄN XUÂN CHÍNH Hợp phần dự án UNDP Quy chuẩn Xây dựng Phillipines ASCE/SEI 7-05 Tiêu chuẩn tải trọng tác động Mỹ TCVN 2737:1995 Tải trọng tác động – Tiêu chuẩn thiết kế Ngày nhận bài:4/6/2014 KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG 10 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2014 ... bão cho nhà thấp tầng nước ta Các giải pháp chống bão cho nhà công trình thấp tầng nước ta tham khảo tài liệu [1], [2] tài liệu khác, cần ý tác động chế phá hoại bão nhà ở, biện pháp phòng chống. .. hưởng siêu bão, nước dâng để tránh hệ thống hạ tầng bị tê liệt hoàn toàn Tacloban có siêu bão; - Cuối cùng, quan trọng công tác dự báo bão, lụt phải kịp thời hợp lý Giải pháp phòng chống bão cho. .. phổ biến Tuy nhiên, kết cấu loại không thích hợp chịu bão mạnh siêu bão Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2014 KẾT CẤU - CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG Hình Một khu vực Tacloban trước siêu bão Haiyan Hình Khu vực