Bø Kommune. Steinesjøen kai. Utgave: 1 Dato:

Transkript

1 Steinesjøen kai Utgave: 1 Dato:

2 Steinesjøen kai 1 DOKUMENTINFORMASJON Oppdragsgiver: Rapporttittel: Steinesjøen kai Utgave/dato: 1 / Arkivreferanse: - Lagringsnavn Steinesjøen kai skaderapport Oppdrag: BAP Steinesjøen kai Oppdragsbeskrivelse: Skaderapport utbedringsforslag Oppdragsleder: Per-Arne Pedersen Fag: Marin teknikk Tema Kaibygging Leveranse: Analyse Skrevet av: Kvalitetskontroll: Sigurd Kjelstrup, Per-Arne Pedersen Tor Børre Møkleby

3 Steinesjøen kai 2 FORORD Asplan Viak er engasjert av ved Einar botnmark for å vurdere skadeårsak på Steinesjøen kai, samt foreslå utbedringsalternativer og tilhørende kostnader. Per-Arne Pedersen er oppdragsleder for Asplan Viak. SAMMENDRAG, KOSTNADER Reparasjon av kaia vil antatt beløpe seg til kr 2,75 mill for en tilbakeføring til opprinnelig stand, mens kostnad for en reparasjon og endring til mer varig løsning for å unngå nye skader vil bli kr 3,5 mill. Beløpene er eks mva. Det er på dette nivå stor usikkerhet ved kostnadsoverslaget, også fordi valg av tekniske løsninger ved reparasjonen kan avvike en del. Det vil være naturlig å innhente anbud på arbeidene. Sted, dato Stokmarknes/Leknes Per-Arne Pedersen Oppdragsleder Tor Børre Møkleby Kvalitetssikrer Sigurd Kjelstrup Marin teknikk

4 Steinesjøen kai 3 1 GRUNNLAGSINFO OG UNDERSØKELSER Det vises til bildematerialet vedlagt denne rapport, samt befaringer gjort av vårt firma og Bø Kommune ved flere anledninger. Oppdraget er også beskrevet i møte på Straume den , der kommunen ønsker bistand på å beskrive situasjonen, samt foreslå utbedringer. Kostnadsoverslag er viktig i forhold til Bø kommunes videre arbeid for å få en kai med tilfredsstillende levetid og bruksmulighet, slik opprinnelig planlagt. 2 KAIKONSTRUKSJONEN Kaia er konstruert som en pelekai med stålpeler, dragere og dekkeelementene er prefabrikkert i nedre del, med plasstøpt dekke for øvre del av dekket. Kaia er forankret til fjell i bakkant. Skadeomfang Skade på kaia er oppstått som følge av uvær med høy vannstand og bølger som har slått kaidekket opp nedenfra. Dette har oppstått som et hydraulisk slag av store vannmasser i god fart oppover, inn mot skrått fjell og den vertikale betongveggen. Den østre delen av kaia er mye skadet, men området er begrenset til ca 2 akser/dragere. Derfra og vestover er det ikke observert skader med knust betong og riss, men det kan ikke utelukkes at riss likevel har oppstått i sonen nærmest skadeområdet. Skaden er på flere områder. Se bilder vedlagt. Kaia er i grove dimensjoner, så kreftene må ha vært svært store. Forankring til bakvegg og fjell er knust og deformert, skjøt mellom bakvegg og dekke er splittet. Dekket er knekket (oppover) ved akse J, slik at knusningssonen i overkant over drager har blottlagt armering. Det må antas at en like stor sone på undersiden inntil drager er like skadet, men dette vil ikke vises like godt. Underside av dekket har lange riss. Spaltene mellom dekke-elementene på undersiden vil bli rissanvisere ved overbelastningen (kraft oppover). Det er ikke så lett å se disse rissene inne i spalten. Støttevegg over kainivå innover land i akse K (på fjell) er ikke skadet. Kaia har løsnet i forhold til denne. En stor sprekk i fjellet innenfor kan ha sammenheng med skaden på kaia. Ikke undersøkt, men antas å ha ingen betydning heller. Det er ikke skade i bakkant vegg fra og med akse I og vestover. Her har bølgene tydeligvis ikke fått «tak» eller hydraulisk slag ikke har oppstått på samme måte som i sonen K til J. Vi må reservere oss litt på å ha avdekket alle skader, da kaia bare er undersøkt visuelt på overside og underside. Det kan oppdages mer under utbedringen. Vi antar dette ikke har stor betydning for kostnadene, unntatt dersom skader også finnes vest for akse I.

5 Steinesjøen kai 4 3. SKADEÅRSAK. Bølgetilstand i sjøområdet utenfor kai. Bølger på åpent hav utenfor kaiområdet er ikke analysert i denne rapport. De kan eventuelt evalueres ut fra tilgjengelige data for værforhold, bunntopografi som sjødybder langt utover, og havnivådata. Det er derimot i det etterfølgende beskrevet hva vi mener må være aktuell situasjon innenfor molo i havneområdet og ved kaia for bølgesituasjon som faktisk er observert av s ansatte og andre. Havna ligger nært åpent farvann. Det er bygget molo utenfor, og åpningen mot havet er vendt mot øst. Dette skulle man anta gir bra dekning for kaia da største bølger og åpent hav ligger mot vest. Likevel kommer det så mye av de lange bølgene inn i havna at en kritisk skjer for noen havner som normalt er godt beskyttet ved normal vannstand. Dypere vann ved stormflo gir de lange bølgene mulighet for å «svinge seg inn» i havna. Nær land og inntil kaia oppstår grunningseffekten, der bølgene reiser seg opp i en skarpere kam, rir på bunnen og skyller innover land. Oppskyllet møter den loddrette bakveggen innerst under kaia, dels i fremoverrettet bevegelse, men også som raskt stigende vannflate. Sannsynligvis mer enn 2 m i sekundet oppover. Arealet av den hydrauliske «hammer» som oppstår fra oppskyllet blir omtrent avgrensningen mellom 2 drager x lengden på drager. Dette utgjør 120m-130m 2. Med dybde på ca 5 m i snitt er vannvolumet i bevegelse inn/oppover minst 600m3. Energien kan da beregnes til grovt kJ støtenergi, kanskje vesentlig mer. Med minimale deformasjonsmuligheter, antatt bare noen cm (bruker 50mm), blir kraften i et samlet støt av disse vannmassene til kn, avhengig av hva som gir etter, og selvsagt avhengig av flaten kraften fordeles på. Dette kan åpenbart utvikles av datasimulering av bølgebevegelse og form på hulrommet under kai, men de skadene som er observert bekrefter egentlig at kreftene må ha vært i denne størrelsesorden langs den bakre betongveggen. Denne skjøten skulle tålt en strekkpåkjenning på flere 1000 kn ut fra antagelse om armeringsgrad (uten å ha armeringstegning tilgjengelig). En kraft på rundt 1000 kn pr løpemeter bakkant (lengde 14m, 2 akser) er resultatet fra kaidekkets deformasjon opp 20-50mm. Denne åpningen har i hvert fall gitt en vannsprut av solide dimensjoner der massene bak kaia er spylt vekk i et stort område. Det er gjort et forsøk på å fjerne trykket ved å bore grove hull like utenfor bakveggen. Vi tror dette har gjort vondt verre ved at den luftpute som måtte ha vært under kaidekket da ble fjernet (raskt), slik at det hydrauliske hammerslaget bare har blitt mer effektivt og kontant. (Sprutbildene kan indikere dette). Dersom hulrommets form ikke hadde så uheldig utforming, er det mulig at skaden ville vært unngått. Det er tydelig at overgangen kai til landfeste fra akse I og vestover ikke gir slike forhold at hydrauliske slag inntreffer. Utbedring må søke å rette dette forholdet, samtidig som reparert kai får samme egenskaper som opprinnelig prosjektert.

6 Steinesjøen kai 5 4. UTBEDRING AV KAI. 4.1 Utbedring til opprinnelig tilstand, betong- og armeringsutbedring. Utbedring av betongkonstruksjonen må gjøres for å sette kaia i stand med hensyn på bæreevne og samtidig gi armeringen tilstrekkelig ny overdekning. Uten en (alkalisk) beskyttelse av samme tykkelse og kvalitet som den opprinnelige, vil kaia få vesentlig kortere levetid. Betongen er skadet med forskjellige typer riss og knuste områder. Armeringen i dekkefeltene for bæreevne i dekket kan virke hel, uten overbelastning fra bevegelser opp-ned. Dekket er oppsprukket i flere store og mindre felt. Disse rissene er relativt små og kan muligens injiseres systematisk for å tette mot overvann. De alle minste rissene vil lukke seg kjemisk, og dermed ikke gi korrosjon. Dekkets underside har tilsvarende riss. Sjøvann på underside er ofte et stort problem med utsprengning av betong og frilegging av armering på strekksiden. Undersiden må derfor utbedres nøye. Det kan også støpes en tilleggsplate mellom dragerne på undersiden. Det vil også gi mindre hulrom for slag fra bølger. Riss ved dekkeopplegg langs drager på underside er mer komplisert å utbedre. Metode må evalueres. Det antas at flere soner med løs betong må meisles. Disse områdene kan forskales og støpes igjen med større overdekning. Omfang og metode må prosjekteres i detalj, her er det kun antatte mengder ut fra det som bilder har dokumentert. De knusningsoner der store bevegelser på konsentrerte punkter har medført sterk oppsprekking og sikkert også armeringsbrudd, er det faktisk enklere å støpe ut på nytt. Her må imidlertid armeringsforbindelsen reetableres. En del av armeringen gjelder kaias forankring til fjell bakenfor (Armerte stag av betong). Denne kan sveises sammen i nytt flettverk/skjøter før ny støp. På disse feltene må kaia muligens tilføres en begrenset bevegelighet i ledd, dersom nye kritiske støtlaster ikke skal knuse opp slike reparasjoner. Mer om dette i pkt 4.2. En beskrivelse for utbedring av betongen må utføres i detaljprosjekteringen. (ikke med her). Det er valgt å se på noen prinsipper for utbedring, som må drøftes i forhold til hvor stor del av kaia som må rives. Det er også nødvendig å gi hulrommet under kaia en slik form at de hydrauliske slagene ikke inntreffer. Riving kan derfor bli større enn strengt nødvendig, slik at man kommer til med maskin for fylling, borring og støping under kaia langs akse 4, antatt i lengde ca 20 m. Kostnadene kan beregnes grovt ut fra de forskjellige muligheter. Se vedlegg. Vi har beregnet kostnadene til avrundet kr 2,75 mill eks mva for en reparasjon av kaia til opprinnelig tilstand. 4.2 Reparasjon av kai, med endring av form/bølgetekniske egenskaper. Som nevnt over er formen på svaberget under kai og kaias underside til sammen en «felle» for innkommende bølger ved høy vannstand og tilstrekkelig bølgestørrelse. Det gjelder mest

7 Steinesjøen kai 6 sannsynlig bare akse I til K. Dette området må endres mye. Det er også mulig å bygge inn en hydraulisk demping, slik at bølgene blir mer oppbrutt. Vi foreslår å lage en overgangs-sone med ny form på kaias underside, samt å bygge inn demping. Da vil man få rimelig sikkerhet ved at begge tiltak gir et bidrag, og at det til sammen blir effektivt nok. Kaias underside endres samtidig ved reparasjonen av kaia. Man kan korte inn på den lange kaiplata mellom akse J og K, der skaden er størst. Denne sonen må kanskje rives helt vekk for å komme til/utbedre all skadet betong, Åpningen kan vurderes å bli permanent for å slippe fronten av bølgen gjennom uten at slag oppstår. De muligheter vi har drøftet er følgende: A. Det kan lages en ny (halvåpen) bakvegg utenfor den gamle, lengde ca 16 m. Samtidig beholdes en åpning i kaidekket i bakkant mot land. Det bør brukes stålpeler som fundamentering av veggen, slik at vanskelig undervannsarbeid unngås. B. Det kan lages en overgangsplate med skrå flate ned til fylling eller fjell, kombinert med grove steinblokker lagt i skrå front på sprengsteinsfylling til sjøbunnen. Steinblokkene vil dempe bølgene. C. Det kan etableres en ny bakkant-drager på søyler som deler spennet mellom akse 4 og 5 i to. Blokker for demping av bølgene legges ned og sikres med akselstål som borres gjennom (nesten) alle, som sikring på svaberget. (Variant av A). D. En hydraulisk effektiv demper kan bestå av dumperdekk som forankres under kaia eller til fjell. De får innvendige luftlommer og bremser innkommende vannmasser. Dekkene må ligge i flere lag. For vedlikehold må kaia være åpen over dette området. Da vil også vannmassene kunne strømme opp og ut over dekket, slik at en sone i bakkant kai må tilpasses. Vi har valgt å kostnadsberegne A, som antatt gir nok sikkerhet. Det må vurderes om begrenset adkomst til kaia i dette område utgjør et problem, åpningen tar omtrent 16m bredde av tilgangen fra land. Ut fra en fremskriving av mulig havnivåstigning med ca 50-60cm mer vann, kan dette eventuelt gi problemer for kaia i fremtiden. Da må kanskje tiltak ved ytre moloanlegg vurderes. Dette er ikke tatt opp i denne sammenheng. Forutsatt at den valgte metode er riktig måte å fjerne bølgeslagene på, vil en reparasjon med endring av utforming av anlegget koste kr 3,5 mill. Det vises til vedlagte kostnadsoverslag for utbedring som tilbakeføring til opprinnelig tilstand, og utbedring med endring av utforming.

8 Steinesjøen kai 7 5. BILDER

9 Steinesjøen kai 8

26 Steinesjøen kai 25 Leknes/ Stokmarknes Sigurd Kjelstrup / Per-Arne Pedersen Asplan Viak as Vedlegg: Utskrift av kostnadsoverslag, videoklipp.