På lang sikt ser vi for oss at bygget enten må rives eller gjennomgå en omfattende rehabilitering.

Transkript

1 NOTAT OPPDRAG DOKUMENTKODE RIVass-NOT- 001 EMNE Tilstandskontroll Vurdering av skader TILGJENGELIGHET Åpen OPPDRAGSGIVER Talde Prosjektstyring AS OPPDRAGSLEDER Mads Malmbekk KONTAKTPERSON Dag Voll SAKSBEHANDLER Mads Malmbekk / Per Grande KOPI ANSVARLIG ENHET Multiconsult Norge AS SAMMENDRAG Parkeringsanlegget på Damsaga vurderes å ha alvorlige skader og redusert kapasitet i forhold til opprinnelige forutsetninger. Etter vårt skjønn er det mest sannsynlig alkalireaksjon mellom sement og tilslag som er årsak til problemene, men det MÅ tas prøver av betongen for å kunne konkludere med at dette er årsaken. Vi finner ingen andre plausible årsaker til problemene. Ut i fra registrerte forhold og skader samt enkle beregninger og vurderinger mener vi det må iverksettes tiltak på kort sikt for å enten begrense bruken av bygget og/eller midlertidig forsterke konstruksjonen. På lang sikt ser vi for oss at bygget enten må rives eller gjennomgå en omfattende rehabilitering Foreløpig rapport og utkast til kunde Mads Malmbekk Per Grande Ragnhild Solgård REV. DATO BESKRIVELSE UTARBEIDET AV KONTROLLERT AV GODKJENT AV MULTICONSULT Sluppenveien 15 Postboks 6230 Sluppen, 7486 Trondheim Tlf NO MVA

2 1 Årsak/bakgrunn Det er registrert en del skader på særlig søylene til konstruksjonen, synlige forskyvninger av søyler og i tillegg er det problemer med drypp fra tak som skader lakk på bilene i garasjeanlegget. Eier er bekymret over tilstanden og ønsker derfor å få utført en tilstandskontroll av Dampsaga parkeringshus, med vurdering av mulige tiltak. 2 Historikk ble bygget på slutten av 80-tallet ( ) av Selmer Furuholmen. Prosjekterende var RG-Prosjekt. Tegningsunderlaget tyder på at det var planlagt en langt større utbygging av parkeringsanlegget enn det som til slutt ble utført (se figur 1). Figur 1. Viser et snitt av parkeringsanlegget i tidlig fase, hentet fra tegning B-304. Kun plan 1 og 2 til venstre som er utført. Årsak til at planene ble endret og utbyggingen nedskalert er ikke kjent, utført parkeringsanlegg er ca m² i to etasjer (totalt 6400 m²). Opprinnelig ble parkeringsanlegget bygd i privat regi, men Steinkjer kommune har overtatt eierskapet til parkeringsanlegget. Parkeringsanlegget benyttes mye da det ligger i umiddelbar nærhet til Dampsaga kulturhus og Dampsaga bad. I tillegg er det i 1.etg avsatt et inngjerdet område som disponeres av eiere til leilighetene for en av de første utbyggingene på «Elvebredden». 3 Mottatt dokumentasjon Det er mottatt et stort antall tegninger vedrørende Damsaga parkeringshus og bensinstasjonen (nå Esso) som er tilliggende bygg på sørlig side. Vi har gått gjennom tegningene og sitter igjen med følgende tegninger som har vært benytte som underlag for denne rapport: B-41 - Parkeringshus - Plan 5,36 B-61 - Fundamentplan Armering B-81 - Parkeringshus - Søyler plan kt+2,2 B-82 - Parkeringshus - Dekke kt+5,36 - Forskaling B-83 - Dekke kt+8,41 Forskaling B Søyletype S8 B Søyletype S11 B Søyletype S18 B266 - Søyletype S6 B-272 -Bjelker i dekke kt+5,36 Armering B Parkeringshus - Plan 1 og 2 B Parkeringshus Snitt RIVass-NOT / Revisjon 0 Side 2 av 11

3 4 Utførelse av bygget Bygget er en plasstøpt konstruksjon, og dekkestøpen var en av de største enkeltstøpene som ble utført i Nord-Trøndelag på den tiden. Bæresystemet består av søyler og bjelker, fundamentene er plassert direkte på løsmasser. Bjelkene som går i retning nord-sør er hovedbjelkene i systemet, disse ligger med senteravstand på 16 m (totalt 4.stk inkl. endeoppleggene). Søylene som overfører last ned til grunnen er i toppen sammenkoblet (momentstiv forbindelse) mot disse bjelkene, søylene har en senteravstand på 7,5 m. På tvers av hovedbjelkene, retning øst-vest, ligger det bjelker med senteravstand 1,2 m som er bærebjelker for selve dekket og fører inn lasten på hovedbjelkene i retning nord-sør. Spennet på disse bjelkene tilsvarer senteravstanden til hovedbjelkene og er 16 m, både disse bjelkene og øvrige elementer i bygget er slakkarmerte. Under utførelsen ble det for bjelkene i retning øst-vest valgt en forskalings-type av galvanisert stål (antas å kunne ha noen form for samvirke-funksjon). Konstruksjonen er delt av en dilatasjonsfuge i akse K (retning øst-vest). Figur 2. Utsnitt av tegning B-41 som viser plassering av hovedbjelkene og underliggende søyler. De fleste søylene mellom 1 og 2.etg har et tverrsnitt på 500 mm x 500 mm med lengde rundt 2,5 m. I ytre kontur langs nordlig og vestlig side har en del av søylene i øvre del et tverrsnitt på 400 x 400 mm. For overføring av krefter til grunnen har fundamentene til søylene en størrelse fra 3,5 m x 3,5 m opp til 4,4 m x 4,4 m. Det er ikke funnet en tegning som viser tykkelse av støpt slitedekke. 5 Befaring Befaring ble utført 11. juni Det var fine forhold ved befaringen med skyfri himmel, rundt 20 grader. Deltakere på befaringen var: Mads Malmbekk Multiconsult Norge AS Per Grande Gran & Ekran AS RIVass-NOT / Revisjon 0 Side 3 av 11

4 Ved befaringen var det særlig fokus på to oppgaver: 1. Registrere tilstand og skader på konstruksjonsdeler (visuell besktigelse, dokumenter med bilder) 2. Registrere og måle opp deformasjon/forskyvning av søylene til konstruksjonen Det ble raskt avdekket at det er nordlig del, og særlig del nord for dilatasjonsfuge (akse k) som har de største forskyvningene og skadene, mesteparten av tiden ved befaringen ble benyttet på denne delen av konstruksjonen. Det ble benytte vater og rettholt for å estimere forskyvningen av søylene. Søylene ble gitt navn i forhold til eksisterende aksesystem. Skisse med registrerte forskyvninger ble laget på plassen og senere systematisert i en tabell (tabell 1). Det ble i tillegg tatt noen høyder for å vurdere mulig setning for deler av konstruksjonen. 6 Observasjoner og registrerte skader 2.etg (dekke i friluft på nivå med dekke til bensinstasjon) 2.1 Overkant dekke: En del sår og erosjon i overflaten, blottlagt armering i enkelte av sårene. Slitedekket virker å være støpt med grovt tilslag og det virker ikke være noen membran mellom bærekosntruksjonen og slitedekket og det er lite som hindrer vann å trenge inn i konstruksjonen. 2.2 En del krakelering og oppsprekking av støpt vegg, brystning, rundt dekket. 2.3 Oppstikkende armering fra søylene, sannsynligvis har dette sammenheng med plan og et langst større parkeringshus og flere etasjer. 1.etg (del som utgjør parkeringsanlegg med tak) 1.1 De største skadene finner vi i området hvor aksene og akse L-M-N-O krysser hverandre. 1.2 Søylene i dette området har store skader og forskyvninger. Typisk eksempel på skadebilde er: - Topp av søyle er forskjøvet mot nordlig og vestlig side (mot Rema og E6) Bilde 1. Eksempel av forskyvning av søyle RIVass-NOT / Revisjon 0 Side 4 av 11

5 - Søyle har løftet seg fra fundament på sørlig/østlig side av fundamentet (glippe på opptil 2-3 cm), og det er tendenser til trykkskader i nordlig side av fundament/søyle. Bilde 2. Eksempel på løft av søyle i sørlig ende - Avskalinger og blottlagt armering samt sprekkdannelse i forbindelse med løft av søyle i sørlig/østlig side. Knusing/avskalinger og deformasjon av søyle og underliggende konstruksjon i nordlig/vestlig side (jmf.punkt over) Bilde 3. Eksempel på avskaling og blottlagt armering i sørlig side av søyle (strekksone) Bilde 4. Eksempel på oppsprekking i strekksone (til venstre i bilde) og trykksone (høyre i bildet) RIVass-NOT / Revisjon 0 Side 5 av 11

6 - Opprissing/oppsprekking i nordlig/vestlig side i topp av søyle ved innspenning mot hovedbjelkene. Bilde 5. Eksempel på oppsprekking i topp av søyle 1.3 Største forskyvning i én retning over søylens lengde på 2,45 m ble målt å være 85 mm. Se Tabell. 1 for registrerte forskyvninger. 1.4 Dilitasjonsfuge i akse k er klemt helt sammen. 1.5 Få synlige skader på hovedbjelkene (malt betong). 1.6 For bjelkene som går i retning øst-vest er ikke inspeksjon mulig grunnet innkledning (samvirkeforskaling i galvanisert stål). Men det kan ses at drypp fra UK av dragere forekommer. 1.7 Det ble ikke regsistret større høydeavvik for hovedbjelkene (UK bjelke) som indikerer at setninger i grunnen er en potensiell årsak til deformasjonene. Se vedlegg 1 for flere bilder av overnevnte skader Registrerte forskyvninger I tabell under er registrerte forskyvninger listet opp. Positive tall indikerer forskyvning i topp mot nord og/eller vest. Tabell 1. Registrerte forskyvninger av søyler (se også figur 3 under for plassering av søylene) RIVass-NOT / Revisjon 0 Side 6 av 11

7 Det ble raskt avdekket at det er størst retningsavvik i nordlig retning. Aksene 1-4 går i retning nordsør (ca.) og aksene H-Q går i retning øst-vest (ca.). Under har vi laget en skisse som viser aksesystemet og plassering av søylene listet opp i tabell 1. Figur 3. Viser plassering av søylene i listet opp i tabell RIVass-NOT / Revisjon 0 Side 7 av 11

8 7 Vurdering av årsaker til registrerte skader Forskyvningene er svært store og etter vårt skjønn er det ingen ytre belastninger, grunnforhold eller feil i prosjekteringen som kan være årsak til disse forskyvningene og tilhørende skader. Vi vurderer følgende årsaker til å være de mest sannsynlige årsakene til de registrerte skadene: 1. Alkalireaksjon. Dette er en betegnelse på en nedbrytningsmekanisme i betongkonstruksjoner. Alkalireaksjon (AAR) er en kjemisk-fysisk prosess. Ved AAR reagerer alkaliioner i betongens sementpasta med kvarts (silika) i reaktive bergarter og det dannes et reaksjonsprodukt (alkaligel) som sveller ved vannopptak. Volumøkningen som svellingen medfører kan i sin tur medføre at sementpastaens strekkfasthet overskrides og betongen sprekker opp. For at en alkalireaksjon skal finne sted må en ha tilgang på reaktivt tilslag, alkalier og vann. Alkalier finnes i sementen, men kan og komme fra andre bestanddeler i betongen eller tilføres utenfra. Det er flere forhold som tilsiser og indikerer at AAR er en sannsynlig årsak* : - I tidsperioden når konstruksjonen ble ført opp, , var det enda ikke stort forkus på problematikken med reaktivt tilslag og/eller bruk av sement med redusert alkalieinnhold (N a2o + K ao). Som følge av vårt forholdsvis kalde klima opptrer skadene som følge av AAR som regel ikke før minst år etter byggeår. Skadene på parkeringshuset virker å ha aksellerert i utvikling de senere år. - Konstruksjonen har tilgang på vann da det ikke er funnet noe beskrivelse av utførelse for membran mellom slitedekke og bærekonstruksjon under. Det er også et problem at det drypper væske fra takkonstruksjon i 1.etg som indikerer gjennomgang av vann. - Graden av forskyvning til søyler indikerer at lengden på dekket har økt med 85 mm i én retning, vi vurderer at det er få andre plausible årsaker enn AAR som kan forårsake en slik volum-og lengdeutvidelse. - Lengdeutvidelsene er i hovedsak mot de frie endene til bygget og øker i størrelse jo lengre mot de frie endene vi kommer. Antas at akse mot E6 må være svakere enn akse mot jernbanen da forskyvningene har kommet i retning mot E6. I retning nord-sør er det å forvente lengdeutvidelse mot nordlig side (Rema) da konstruksjon er støpt mot Esso-bygget og er tilnærmet uforskyvelig i sørlig retning. - I brystning rundt dekket i 2.etg kan det ses et krakkileringsmønster i betongen som kan være en indikasjon på at det er AAR tisltede (med slik krakkilering kan også skyldes andre forhold). 2. Sekundære tilleggslaster som for eksempel temperaturlast kan bidra til å øke påkjenning og forskyvning av konstruksjonen som mest trolig har fått redusert kapasitet og bæreevne av anatt AAR. Vi var også innom parkeringshuset tidligere på vinteren i år og mener at observerte forskyvninger hadde økt mot vår befaring Dette er kun «synsing», men temperaturutvidelse kan evt. gi et ekstra bidrag til last og forskyvning (i tillegg til pågående AAR). * NB! Det må utføres laboratorietester (kjerneprøver) av betongen for å påvise AAR. Dette er eneste måten for å bekrefte antagelser om AAR RIVass-NOT / Revisjon 0 Side 8 av 11

9 8 Vurdering statikk og konsekvenser av registrerte skader De store forskyvningene som er registrert vil gi økte laster på konstruksjonen, i hovedsak ekstra moment som følge av eksentrisitet (skjevstilling av søylene). Vi har valgt å gjøre noen enkle betraktninger angående dette tilleggsmomentet 1 (eksentrisitet lik 85 mm) og sjekket dette opp mot kapasiteten til søylene. I tillegg har vi gjort en vurdering av hvilket moment 2 søylene må ha vært utsatt for å oppnå maksimale registrerte forskyvning på 85 mm. Vi har da forutsatt et statisk system med en utkraget søyle som er innspent i topp (ende mot bunn er fri). Forutsetninger: - Tykkelse for påstøp av slitedekke er antatt å være 100 mm - Øvrige antakelser om konstruksjonens dimensjoner, utførelse og armering er basert på oversendte tegninger - Nyttelast for dekke (2.etg) er forutsatt å være 5 kn/m² - Langtids E-modul er satt lik N/mm² (normalt mellom N/mm²) Resultat fra vurderingene: Kapasitet søyle 500 mm x 500 mm, høyde 2,45 m Beregnet tilleggsmoment pga. eksentrisitet 1 Beregnet moment som følge av registrert forskyvning 2 = = 155 knm = 158 knm 2072 knm Kapasiteten til søyle med størst belastning forskyvning er overskredet av bare tilleggsmomentet ved eksentrisitet. Vi ser også at overslag av nødvendig moment for å oppnå en forskyvning på 85 mm er mye større enn kapasiteten til søyla. I forhold til skadene vi registrerte er det tydelig at de også indikerer at en del av søylene har gått til brudd. På strekksiden ved bunn av søylene kan skadene tyde på at heftkapasiteten er overskredet og armering kan ha oppnådd flytspenning. På trykksiden registres knusing og deformasjon av underliggende konstruksjon (betong). I topp er søylene til dels kraftig opprisset/oppsprukket som følge av innspenningsmoment mot hovedbjelker. I tillegg har hovedbjelkene og dekket utvidet seg tilsvarende forskyvningen til de ytterste søyleradene (akse N-O) som er rundt 8-9 cm. Innstøpt armering må da ha forlenget seg tilsvarende om vi forutsetter at heftkapasiteten rundt armeringen er tilstrekkelig. Dersom vi gjør en enkel vurdering av en forlengelse på 80 mm til hovedarmeringen over en lengde på 27 m (fra dilatasjonsfuge i akse K og ut til akse O) tilsvarer dette en gjennomsnittlig tøyning lik 3, flytetøyningen til et B500NC kamstål er 2,5. Dette er en grov forenkling av situasjonen, men indikerer at også andre deler av konstruksjonen påvirkes av antatt pågående volumutvidelse. Konklusjon Som både overslagsberegningene, skadene og forskyvningen indikerer mener vi et større antall av søylene i praksis har gått til brudd og har ikke lengre sin forutsatte kapasitet. De står fortsatt, men dette skyldes omlagring av laster og trykkapasitet i betong og fundament. Det er antatt at sammenbrudd av søylene vil forekomme når enten innspenningsmomentet i topp økes ytterlig eller at trykkapasiteten til søylen i bunn overskrides ytterlig. Dersom man skulle oppleve et sammenbrudd av ytterste søylerad (akse O) kan en dominoeffekt i søyle-sammenbrudd forventes innover i parkeringshuset inntil selve dekket kollapser. Tidspunkt for når dette kan inntreffe er vanskelig å si noe om, men dersom ikke pågående lengdeutvidelse stoppes vil det skje. I tillegg kan større ytre krefter (for eksempel: bremselast fra vogntog, snølast/snørydding, stor nyttelast) virke negativt og utløsende for et sammenbrudd til deler av konstruksjonen RIVass-NOT / Revisjon 0 Side 9 av 11

10 9 Vurdering og anbefaling av videre undersøkelser og tiltak Anbefaling videre undersøkelser - For å bekrefte at konstruksjonen er utsatt for alkalireaksjon (AAR) anbefaler vi at det utføres laboratorietester (kjerneprøver) av betongen. Anbefaling av tiltak Uavhengig av årsak til skadene er de så alvorlige at tiltak for enten midlertidig forsterkning eller begrensning av bruk bør vurderes. En midlertidig forsterkning, for eksempel understøttelse ved bruk av dekkereis/bru stillas vil uansett begrense og i stor grad hindre bruk av 1.etg i parkeringshuset. På kort sikt er vårt forslag at følgende alternativer for tiltak vurderes (parallelt med at vurderinger for parkeringsanlegget på lang sikt utføres): 1. Sperr for bruk av dekket i 2.etg mellom akse K og O (unngå tilleggslaster på konstruksjonen). Etablere midlertidig understøttelse i området mellom akse N-O-P, muliggjøre for bruk av garasjeanlegg til leiligheskompleks på «Elvebredden». Gjennomføre tilsyn/overvåkning av situasjonen. 2. Sperr for bruk av dekket i 2.etg mellom akse K og O (unngå tilleggslaster på konstruksjonen), samt at hele 1.etg.sperres for bruk og ferdsel. Gjennomføre tilsyn/overvåkning av situasjonen. (Det finnes også andre varianter og kombinasjoner av kortsiktige tiltak som kan vurderes og diskuteres opp mot kommunens ønsker for midlertidig bruk av bygget) På lang sikt ser for oss følgende ulike alternativer for parkeringsanlegget: 1. Påvises AAR er vår primære anbefaling at bygget rives. Alkalireaksjon kan aldri fjernes fra konstruksjonen, men hastigheten kan reduseres ved å minske tilgang på vann. Skadene er alvorlige og tilstanden til de ulike konstruksjonsdelene (hovedbjelker og bærebjelker) er ukjent og vanskelig/ressurskrevende å kartlegge. 2. Utføre en omfattende rehabilitering av parkeringsanlegget. Det er tvilsomt at dette vil være økonomisk forsvarlig. Mest sannsynlig må nytt dekke (i friluft) med membran legges, nytt tak under må legges for å hindre drypp og lakkskader, nye søyler og fundament må føres opp (eksisterende rives) samt en generell rehabilitering av resterende overflater. I tillegg kommer arbeid med å dokumentere tisltanden på eksisterende bjelkesystem, skulle de også ha behov for rehabilitering vil det i prakis være en nybygging som må utføres. (Skulle det ikke påvises AAR må evt.nye undersøkelser utføres og langsiktige tiltak vurderes nærmere. Uavhengig av årsak har bygget så store skader at minimum tiltak vil være utførelse av en omfattende rehabilitering) RIVass-NOT / Revisjon 0 Side 10 av 11

11 10 Vedlegg Vedlegg 1 - Bilder av regsitrerte skader Vedlegg 2 - Vurdering av kapasitet og laster mot registrerte forskyvninger RIVass-NOT / Revisjon 0 Side 11 av 11