Thiết kế, xây dựng và phê bình Trung tâm Thương mại Thế giới (1973–2001)

Thiết kế

Đoạn video về Trung tâm Thương mại Thế giới đang trong quá trình thi công những năm đầu 1970.

Ngày 20 tháng 9 năm 1962, Cảng vụ đưa ra thông báo về việc chọn Minoru Yamasaki làm kiến trúc sư trưởng, Emery Roth & Sons làm phó kiến trúc sư. Yamasaki nghĩ ra sáng kiến đây sẽ là một cặp công trình giống nhau, theo ý tưởng ban đầu, mỗi tháp cao 80 tầng, nhưng để đáp ứng yêu cầu từ Cảng vụ là cần 10,000,000 feet vuông (930,000 m2) văn phòng làm việc, mỗi tháp buộc phải cao 110 tầng.

Bản thiết kế Trung tâm Thương mại Thế giới của Yamasaki được công bố vào ngày 18 tháng 1 năm 1964, cho thấy đây là 2 tòa nhà có đáy hình vuông khuyết 4 góc, cạnh 208 feet (63 m), tòa nhà được thiết kế với những cửa sổ hẹp rộng 18 inch (46 cm) cách đều nhau, một minh chứng rõ ràng cho thấy Yamasaki sợ độ cao cũng như ông muốn tạo cảm giác an toàn cho những người thuê ở bên trong. Theo thiết kế, mặt ngoài tòa nhà được phủ lớp hợp kim nhôm. Trung tâm Thương mại Thế giới là một trong những biểu tượng tiêu biểu, hoàn thiện nhất của Hoa Kỳ thể hiện được chuẩn mực kiến trúc thường thấy ở Le Corbusier và phản ánh biểu hiện ảnh hưởng mạnh mẽ đến xu hướng Tân Gothic ở Yamasaki về sau. Ông cũng được truyền nguồn cảm hứng từ kiến trúc Ả Rập, một số yếu tố trong nền kiến trúc ấy được ông kết hợp, lồng ghép vào trong các bản thiết kế công trình của mình. Trước đó, năm 1961, ông có góp một phần vào giai đoạn cuối trong quá trình xây dựng sân bay quốc tế Dhahran.

Sơ đồ mô phỏng hệ thống bên trong Trung tâm Thương mại Thế giới.

Yếu tố chính giới hạn độ cao của những tòa nhà cao tầng đó chính là vấn đề thang máy. Công trình càng cao, thời gian di chuyển càng dài, lượng hành khách sử dụng thang máy càng lớn, cần càng nhiều thang máy để phục vụ, dẫn đến phần thang máy chiếm diện tích lớn… Yamasaki và các kỹ sư đã sử dụng giải pháp chia hệ thống vận chuyển của thang máy thành nhiều phần, cụ thể họ chia mỗi tòa nhà thành 3 phần, giữa mỗi phần sẽ có một sảnh chờ gọi là “sky lobby” (tạm dịch: thiên sảnh), hành khách muốn lên những tầng thuộc phần giữa hay trên của tòa nhà thì sẽ sử dụng thang máy siêu tốc (hay thang máy chính, loại thang máy chỉ lên duy nhất 1 tầng cố định và không dừng lại giữa các tầng như thang máy thường­­­­­) để lên đến thiên sảnh, sau đó từ thiên sảnh dùng thang máy nội bộ (hay thang máy phụ) để lên tầng cao hơn. Hệ thống này được lấy cảm hứng từ hệ thống tàu điện ngầm của thành phố New York cũng với phương thức hoạt động tương tự. Với cách làm này, diện tích không gian sử dụng tại mỗi tầng được tăng lên từ 62% lên 75% nhờ giảm bớt lượng thang máy. Tổng cộng, mỗi tháp có 99 thang máy các loại.

Bản vẽ thiết kế tấm mô-đun.

Vốn là một cơ quan liên bang, Cảng vụ không bị ràng buộc bởi những quy định, luật pháp của bất cứ cơ quan hành chính địa phương nào (cụ thể là thành phố New York), kể cả các quy tắc về xây dựng. Tuy vậy, các kỹ sư của Trung tâm Thương mại Thế giới đã đi đến quyết định cuối cùng đó là thực hiện theo phiên bản dự thảo của bộ quy chuẩn xây dựng mới thành phố New York năm 1968.

Tháp được xây theo dạng kiến trúc khung ống, đề xuất bởi kỹ sư người Mỹ gốc Bangladesh Fazlur Rahman Khan. Đây là một giải pháp mới khi mà các cột đỡ được tập trung ở trọng tâm và 4 cạnh của tháp, giúp tăng diện tích không gian sử dụng, khác với phương pháp truyền thống là để các cột chịu tải nằm bên trong. Mỗi tháp có 236 cột thép, mỗi cạnh 59 cột, chịu lực tốt, độ bền cao, hoạt động theo nguyên tắc giàn Vierendeel. Các cột được đặt sát nhau tạo thành một cấu trúc tường vững chãi, giúp hỗ trợ phân tán đều lực tác động theo phương ngang gây ra bởi gió, cũng như hỗ trợ trọng lực tải cho các cột ở lõi. Từ tầng 7 trở xuống, xuống tận nền móng, số lượng cột ít hơn, khoảng cách cột thưa hơn để lắp cửa ra vào. Từ tầng 7 trở lên, mỗi cột chia thành 3 nhánh, tạo thành hình đinh ba, chạy lên suốt chiều cao tòa nhà. Để có được hình dáng như vậy, người ta dùng những tấm dầm thép đúc sẵn gọi là tấm Mô-đun rộng 10 feet (3 m), cao 36 feet (10.9 m). Mỗi tấm như vậy gồm 2 tầng hoàn chỉnh và 2 hai nửa tầng trên dưới. Ngăn cách giữa các tầng là tấm mắc spandrel bằng thép dày 52 inch (1.3 m).

Lõi tháp bao gồm các thang máy, đường dẫn dây cáp ống, nhà vệ sinh, 3 cầu thang bộ cùng nhiều phòng chức năng hỗ trợ khác. Lõi tháp hình chữ nhật cạnh 87 x 135 feet (27 x 41 m) với 47 cột chạy từ sâu dưới nền móng lên đỉnh tháp. Một mạng lưới các kèo chính và phụ hỗ trợ nâng đỡ các tầng. Giữa 2 tầng cách nhau bởi một lớp bê tông dày 4 inch (10.2 cm), các thanh kèo thép bên dưới sẽ hỗ trợ nâng lớp bê tông. Ở mặt trên cùng của kèo, có những móc nhỏ nhô ra 3 inch (7.6 cm) gọi là các đốt hay “knuckle” sẽ chìm trong bê tông khi bê tông được đổ vào. Phần móc nhô ra này tạo liên kết có chức năng như những chiếc mắc cố định, kết nối 2 phần lại với nhau, tạo ra 1 khối tổng hợp: lớp bê tông và các kèo thép sẽ dao động cùng nhau. Nếu không có các “knuckle” này, lớp bê tông và kèo sẽ dao động độc lập, so le với nhau gây ra sự nứt vỡ tháp. Dàn chính dài 18.3 m (60 ft) hoặc 10.7 m (35 ft), cách nhau 2 m (6.7 ft). Các giàn cầu chèn vuông góc với các giàn chính, mỗi giàn cầu cách nhau 4 m (13.3 ft). Dầm sàn và giàn ống sắt đúc chung với nhau thành 1 tấm rộng 6.1 m (20 ft), nẹp vào giàn chính tạo thành cầu nối giữa các cột lõi với cột ngoài. Thanh biên dưới của giàn chính kết nối với tấm mắc của cột ngoài bằng bộ giảm chấn Viscoelastic. Khi có gió thổi, các giảm chấn này sẽ hấp thụ năng lượng, làm tháp giảm rung và lắc lư xuống mức an toàn.

  • Ảnh chụp cho thấy các tấm mô-đun được sắp xếp sole nhau.
  • Thành phần cấu tạo nên tấm mô-đun.
  • Tấm mô-đun được nối với dàn chính.
  • Tòa tháp đôi nhìn từ dưới lên vào ngày 2 tháng 9 năm 2001, chỉ 9 ngày trước khi bị Al-Qaeda tấn công khủng bố.
Hình vẽ mô phỏng cấu trúc giàn mũ.

Từ tầng 107 đến nóc mỗi tháp được trang bị bộ thanh giằng thép dày đặc, gọi là giàn mũ. Bộ thanh giằng này giúp hỗ trợ chiếc ăng-ten khổng lồ trên đỉnh mỗi tháp, dù rằng trên thục tế chỉ có tháp số 1 là có lắp ăng-ten vào năm 1978. Giàn mũ còn có chức năng tạo liên kết bổ sung giữa cột lõi và cột ngoài, nhằm phân chia tải trọng đều khắp tháp.

Với thiết kế dạng khung ống, sử dụng lõi thép cùng cột bao ngoài được phủ lớp vật liệu chống cháy, tất cả tạo nên 1 công trình tương đối nhẹ về mặt khối lượng, có độ linh hoạt trước thời tiết gió cao hơn so với những công trình trước đó, cụ thể là công trình Empire States, dù có lõi và khung từ thép nhưng lại được xây lớp tường gạch nặng nề bên ngoài để chống cháy lan, nhằm tránh ảnh hưởng nhiều đến kết cấu thép bên trong khi có hỏa hoạn xảy ra. Trong quá trình thiết kế, hệ thống ống thông gió đã hoàn tất việc thử nghiệm, sẵn sàng trang bị cho tháp đôi.

Xây dựng

Trung tâm Thương mại Thế giới đang trong quá trình thi công tháng 5 năm 1971.

Tháng 3 năm 1965, Cảng vụ bắt đầu giải tỏa khu đất để nhường chỗ cho Trung tâm Thương mại Thế giới. Việc tháo dỡ và giải tỏa diễn ra từ 21 tháng 3 năm 1966, 13 ô phố của khu Radio Row chính thức hoàn thành dỡ bỏ vào ngày 5 năm 8 năm 1966. Do được cấu thành từ nhiều ô phố nhỏ, nên để có được một superblock, những con đường phân cách các phố cũng bị giải tỏa nốt. Cụ thể, một phần các đường Fulton, Dey, Cortlandt, Greenwich được dẹp bỏ để nhường chỗ cho Trung tâm Thương mại Thế giới. Sau 11-9, những con đường này được khôi phục lại phần nào.

Khu vực Trung tâm Thương mại Thế giới tọa lạc ở bên trên phần đất mở rộng có lớp nền tự nhiên cách mặt đất 65 feet (20 m). Trước khi xây dựng Trung tâm Thương mại Thế giới, người ta phải đặt “the bathtub” vào trước bằng cách xây dựng tường hào đất (slurry wall) tiếp giáp mặt tiền phố West để ngăn nước ngầm cũng như áp lực nước từ sông Hudson chảy vào công trình. Phương pháp được John M. Kyle Jr. đưa ra, cụ thể, công nhân sẽ đào một rãnh hẹp, rộng 3 feet (91 cm), dài và sâu xuống lớp nền tự nhiên, sau đó bơm vào đó hỗn hợp gồm betonite và nước để làm dung dịch giữ thành, đảm bảo ngăn chặn nước từ các khe nước ngầm, lấp các lỗ, khe nứt đồng thời giữ sự ổn định cho thành rãnh khoan. Sau đó người ta đặt lồng thép vào trong rãnh, rồi dùng phương pháp giống với công nghệ thi công cọc nhồi bê tông để bơm bê tông vào, đẩy hỗn hợp bentonite và nước ra. Mất 14 tháng để hoàn thành công đoạn xây dựng tường hào chống thấm này. 1,200,000 yard khối (920,000 m3) đất và vật liệu đào lên được trong quá trình thi công được dùng để mở rộng đảo ở vị trí phố West, tạo ra khu Battery Park City.

Tháng 1 năm 1967, Cảng vụ chi 74 triệu USD cho các hợp đồng cung cấp thép từ nhiều nhà thầu khác nhau. Tháp Bắc được xây dựng trước tiên vào tháng 8 năm 1968, sau đó đến tháp Nam vào tháng 1 năm 1969. Lễ cất nóc của WTC 1 diễn ra vào ngày 23 tháng 12 năm 1970, kế đến là WTC 2 vào 19 năm 7 năm 1971. Việc đúc và lắp ghép sẵn phụ kiện xây dựng từ trước sau đó ghép vào giúp đẩy nhanh quá trình xây dựng công trình, những người thuê bắt đầu dọn vào làm việc từ 15 năm 12 năm 1970, trong khi công trình vẫn còn trong giai đoạn xây dựng. Tháp Nam bắt đầu cho thuê từ tháng 1 năm 1972. Tại thời điểm Trung tâm Thương mại Thế giới được xây xong, Cảng vụ đã chi tổng cộng 900 triệu USD. Lễ cắt băng khánh thành được tổ chức ngày 4 tháng 4 năm 1973.

Ngoài tháp đôi, khu phức hợp Trung tâm Thương mại Thế giới còn bao gồm thêm 4 công trình thấp tầng khác (WTC 3, 4, 5, 6) bao xung quanh tháp đôi được xây dựng ngay sau khi tháp đôi vừa xong, nửa đầu thập niên 80 thì có thêm Trung tâm Thương mại Thế giới số 7. Nhìn tổng thể, tổ hợp Trung tâm Thương mại Thế giới tạo thành một superblock rộng 16 acre (65,000 m2).

Phê bình

Bản đồ quy hoạch khu phức hợp Trung tâm Thương mại Thế giới (cũ).

Dự án Trung tâm Thương mại Thế giới là một dự án gây nhiều tranh cãi. Khu vực này vốn dĩ là vị trí của Phố Hàng đài, là chỗ ở của hàng trăm hộ cư dân, những tiểu thương, hộ kinh doanh, doanh nghiệp, chủ đầu tư bất động sản,... Một số người nhất quyết không chịu di dời. Những tiểu thương có tiếng nói đã tìm kiếm những giải pháp như dùng luật để “thách thức” lại luật trưng thu của Cảng vụ. Vụ việc thậm chí được đưa lên Tòa án Tối cao để giải quyết nhưng bị Tòa án lại trả hồ sơ.

Các nhà phát triển bất động sản tư nhân và các thành viên của Hội đồng quản trị bất động sản New York, dẫn đầu bởi Lawrence Wien – chủ sở hữu Empire State bấy giờ – bày tỏ quan ngại rằng với một lượng lớn không gian văn phòng mở “trợ giá” được tung ra thị trường như vậy sẽ tạo ra cạnh tranh với các khu vực tư nhân, vốn dĩ đã quá dư thừa chỗ trống cho thuê văn phòng. Bản thân Trung tâm Thương mại Thế giới cũng không hoàn toàn kín chỗ cho thuê đến tận năm 1979, khi mà Cảng vụ hạ giá thuê mặt bằng xuống mức thấp hơn giá mặt bằng xung quanh. Một số khác đặt câu hỏi rằng liệu Cảng vụ đáng lẽ có nên thực hiện dự án “ưu tiên xã hội sai lầm” này hay không.

Tính thẩm mỹ của Trung tâm Thương mại Thế giới đã thu hút sự quan tâm của các nhà phê bình từ Hiệp hội Kiến trúc Hoa Kỳ cùng các tổ chức khác. Lewis Mumford, tác giả cuốn The City in History cùng nhiều tác phẩm về quy hoạch đô thị khác, chỉ trích dự án này, ông miêu tả nó cũng như các tòa nhà chọc trời khác nhìn như “thứ tủ hồ sơ toàn làm bằng kính và sắt”. Tháp đôi được miêu tả trông như “hai cái hộp dùng để đựng Empire State Building và Chrysler Building”. Nhiều người không thích thiết kế cửa sổ văn phòng hẹp như vậy, khi mà chiều rộng chỉ có 26 inch (66 cm), thêm vào đó tầm nhìn ra bên ngoài cũng bị hạn chế do cột chắn giữa các cửa sổ vốn dĩ đã hẹp. Nhà hoạt động xã hội Jane Jacobs bày tỏ quyết liệt rằng góc nhìn ra bờ sông phải thật thông thoáng để người dân New York có thể ngắm cảnh.

Một bộ phận người chỉ trích cho rằng với thiết kế superblock như vậy, Trung tâm Thương mại Thế giới đã phá vỡ đi hình ảnh những khu phố quen thuộc vốn đã có từ lâu của Manhattan, cũng như phá vỡ đi sự phức tạp trong mạng lưới giao thông đặc biệt của Manhattan. Lấy ví dụ, trong quyển The Pentagon of power, Lewis Mumford tố cáo Trung tâm Thương mại Thế giới là “ví dụ điển hình cho sự rỗng tuếch của chủ nghĩa khổng lồ và sự phô trương trong công nghệ xây dựng đã lột bỏ đi những mô sống của thành phố”. Có thể nói rằng, theo họ, nếu ví một thành phố như một con người bằng xương bằng thịt, thì việc phô trương công nghệ (ở đây ám chỉ việc xây dựng Trung tâm Thương mại Thế giới) giống như biến người đó trở thành 1 Cyborg.