Tại sao nền móng của tháp cao nhất thế giới Burj Khalifa phải được truyền điện 24/7

Phần móng đặc biệt với thời gian xây dựng lên tới 2 năm giúp tháp Burj Khalifa cao hơn 800m ở Dubai chịu được sức gió 240 km/h.

Móng của tháp Burj Khalifa là một cấu trúc với độ sâu ấn tượng bằng tòa nhà 10 tầng với phần móng bè dày khoảng 3,7m. Phần móng bè này là một nhiệm vụ khó chủ yếu do lượng bê tông lớn phải đổ trong một khối. Đầu tiên, các kỹ sư sẽ đặt các thanh cốt thép, rồi đổ bê tông. Do nắng nóng 40 độ ở Dubai nên công việc này phải thực hiện vào ban đêm và phải trộn bê tông với các khối nước đá trong lúc đổ. Quá trình đổ bê tông toàn bộ phần móng bè, được thực hiện thành 4 phần tách biệt, mỗi phần diễn ra trong 24 giờ.

Bill Baker, kỹ sư thiết kế trưởng của tháp Burj Khalifa còn phải đối mặt với rất nhiều thách thức khác. Đầu tiên, thách thức lớn nhất là độ lún của đất. Khi xây dựng công trình thông thường, các kỹ sư luôn tìm thấy địa tầng cứng, lớp đất cứng mà tòa nhà có thể tọa lạc. Trong quá trình xây dựng, trọng lượng của một tòa nhà tăng lên và việc nó lún xuống vài cm là bình thường và nằm trong giới hạn an toàn. Nhưng dưới mặt đất ở Dubai chỉ có cát rời và đá trầm tích yếu. Các kỹ sư đã đào sâu 140m, vẫn không thể tìm thấy địa tầng cứng chắc. Nếu thi công móng bè bình thường ở địa điểm này, nó sẽ lún xuống rất nhiều và chắc chắn thảm họa sẽ xảy ra.

Một giải pháp đơn giản cho vấn đề phức tạp này đã được kỹ sư trưởng Bill Baker đưa ra là sử dụng lực ma sát của đất xung quanh. Khi Bill Baker đâm xuyên cát bằng một cây gậy nhọn, mảnh thì tới một độ sâu nhất định, sự gia tăng lực ma sát sinh ra từ cát xung quanh khi chiếc gậy đâm xuống khiến nó không thể xuống tiếp. Để tạo lực ma sát ông đã thêm các cọc RCC bên dưới móng bè với độ sâu tương đương với 10 tầng của Burj Khalifa. Khi xây dựng xong tòa nhà chỉ có độ lún khoảng 5cm, khá an toàn.

Để xây các cọc này một cách tốt nhất, hiện thực hóa thiết kế này, các kỹ sư đã khoan hố bằng máy đào gắn mũi khoan. Trong quá trình đào đất, các công nhân đồng thời đổ một dung dịch khoan vào hố để tạo ra một hỗn hợp bùn sệt, tạo áp lực thủy tĩnh lên thành hố khoan giúp ngăn đất sụp đổ. Sau đó, các công nhân đặt một ống trụ rỗng bằng thép tạm thời để giữ đất nguyên vẹn cho quá trình đổ bê tông rồi đặt vào các thanh thép gia cố được hàn lại như một ống trụ. Bê tông được đổ vào với sự trợ giúp của ống đổ bê tông ngầm. Việc xây dựng móng của tòa nhà cao nhất thế giới mất tới 2 năm.

Một thách thức khác là những trận bão cát mạnh của Dubai. Thiết kế móng cọc sẽ không chống cự được trong bão cát mạnh nên các kỹ sư đã tăng số lượng cọc ở phần cánh giúp tòa tháp có thể chịu được vận tốc gió lên tới 240km/h.

Điều gây ngạc nhiên là móng của Burj Khalifa phải được truyền điện 24/7 để nước mặn thấm vào từ biển Ba Tư không làm mòn những thanh cốt thép bên trong các cọc. Bất cứ vấn đề nhỏ nào với dòng điện sẽ làm yếu móng và có thể dẫn tới thảm kịch vào ngày gió mạnh.