Kai Sivertsvik fiskerihavn

Transkript

1 Rissa Kommune Kai Sivertsvik fiskerihavn Tilstandsvurdering Restkapasitet og forslag til utbedringer Oppdragsnr.: Dokumentnr.: 001 Versjon:

2 Oppdragsnr.: Dokumentnr.: 001 Versjon: 01 Oppdragsgiver: Rissa Kommune Oppdragsgivers kontaktperson: Ivar Asbjørn Fallmyr Rådgiver: Norconsult AS, Klæbuveien 127 B, NO-7031 Trondheim Oppdragsleder: Karl Kristian Sandrød Fagansvarlig: Karl Kristian Sandrød Andre nøkkelpersoner: Bjørn Hellebust, fagkontroll Tilstandsvurdring KKS BHE KKS Versjon Dato Beskrivelse Utarbeidet Fagkontrollert Godkjent Dette dokumentet er utarbeidet av Norconsult AS som del av det oppdraget som dokumentet omhandler. Opphavsretten tilhører Norconsult. Dokumentet må bare benyttes til det formål som oppdragsavtalen beskriver, og må ikke kopieres eller gjøres tilgjengelig på annen måte eller i større utstrekning enn formålet tilsier. n:\516\15\ \5 arbeidsdokumenter\55 rapport\rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 2 av 21

3 I nnhold Generelt 4 Bakgrunn 4 Underlag 4 Beskrivelse av kai 4 Registrering av synlige skader 6 Overkant dekke 6 Kaifront og fenderverk 7 Hoveddragere 8 Bakvegg 10 Underkant dekke 11 Pillarer 12 Levetidsvurdering 13 Skadesituasjon og fremtidig skadeutvikling 13 Forutsetninger 13 Kontroll av bæreevne og restlevetid 14 Dragere 14 Dekke 15 Konklusjon 16 Rehabiliteringsalternativer og kostnadsestimat 17 Alternativ 1: Tilbakeføring til opprinnelig bæreevne 17 Alternativ 2: Oppgradering til 30 kn/m2 18 Alter nativ 3: Ingen konstruktive tiltak, nyttelast reduseres 19 Konklusjon 20 Vedlegg 21 n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 3 av 21

4 Generelt Bakgrunn Rissa kommune er eier av ei betongkai i Sivertsvik Fiskerihavn i Hasselvika. Kaia ble bygget ca 1968 og har skader i underkant på grunn av armeringskorrosjon. Rissa kommune ønsker å kartlegge skadeomfang, vurdere rest bæreevne og rest levetid på kaia for å kunne konkludere med nø dvendige tiltak. Norconsult utførte 18. februar 2016 en befaring på og under kaia for å registrere synlige skader. Befaringen ble utført av Karl Kristian Sandrød sammen med Ivar Asbjørn Fallmyr fra Rissa kommune og Johan Eilertsen fra Sjursvika Båtforening. Underlag Som underlag for vurderingen foreligger de opprinnelige tegningene for kaia, som ble prosjektert av Statens Havnevesen i I tillegg foreligger også b ilder og notater fra befaringa 18. februar Beskrivelse av kai Kaia er ei 7 met er lang og 10 m bred betongdragerkai bygget ca Prosjektert dybde foran kaia er ca kt - 3,0, antatt referert i forhold til sjøkartnull (LAT). Kaia ligger på innsiden av moloen i havna. Se figur 1 Kai Sivertsvik Fiskerihavn Figur 1 Sivertsvik fiskerihavn n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 4 av 21

5 Oppdragsnr.: Dokumentnr.: 001 Versjon: 01 Beskrivelse av de viktigste konstruksjonsdelene: Pillarer: 2 stk betongpillarer 700x700, forskalt og støpt på betongfundamenter på sjøbunnen. Pillarene står med senteravstand 4,1 m og er plassert 7 m fra bakvegg Bjelker: To betongdragere i kaias tverretning. Dimensjoner bxh = 0,7 x 0,8 meter. I tillegg er det en frontdrager med dimensjon bxh = 0,3 x 0,8 m Dekke: Dekket spenner på tvers av bjelkene i kaias lengderetning og har en tykkelse på 180 mm. I hver ende krager dekket 1,1 m ut fra dragerene. I tillegg er dekket opplagt på forkantdrager og bakvegg. Bakvegg: Landkaret består av en mur bxh = 0,5 x1,5 m i hele kaias lengde. I hver ende av muren er det en vinge av tørrmur som skrår inn mot moloen. Horisontal forankring: Horisontalkrefter antas tatt opp i betongdekke som er ført over bakveggen og inn over moloen. Kaifront/fender: Fendring er utført med trepæler og plank. Pelene er i bunn rammet ned i sjøbunnen og i topp forankret i frontdrageren. Fenderverket er av nyere dato. Se også opprinnelige tegninger av kaia. n:\516\15\ \5 arbeidsdokumenter\55 rapport\rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 5 av 21

6 Registrering av synlige skader Overkant dekke Overkant dekke er noe slitt. Det er observert enkelte punkter med rustutslag, men ingen frilagt armering. Det forutsettes dermed at armeringstverrsnittet i overkant dekke og dragere er intakt. Se bilde 1 Bilde 1 Overkant dekke n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 6 av 21

7 Kaifront og fenderverk Det er ikke observert vesentlige skade r på kaifrontbjelken. Stedvis er det noen riss, men det er ikke observert armeringskorrosjon. Fenderverket er byttet ut i senere tid, og består av kreosotimpregnerte trepeler med utenpåliggende horisontal plank og vertikale fenderplank. Se bilde 2. Det er ikke observert skader på fenderverket. Iht opplysninger fra brukerne fungerer fendringen som tiltenkt. Bilde 2 Kaifront med fenderverk av trepeler og plank n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 7 av 21

8 Hoveddragere De t o hoveddragerne har store skader i underkant og nedre halvdel av sideflatene. S tore deler av overdekningen i underkant skallet av. Langs dragersidene er det riss og bom. S kjærbøylene i underkant er frilagt og avrustet og nedre lag av hovedarmeringen er frilagt og korrosjonsskadet. Se bilde 3-5 Skjærbøylene må i store deler av dragerne regnes å være defekt og har ingen statisk funksjon. Hovedarmeringen ligger i to lag. Nedre armeringslag og ytterste armeringsjern i øvre armeringslag er korrosjonsskadet og har redusert armeringstverrsnitt. Skadene fører til re dusert bæreevne. Avskalling og avrustete skjærbøyler Bilde 3 Avskalling underkant drager n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 8 av 21

9 Oppdragsnr.: Dokumentnr.: 001 Versjon: 01 Bilde 4 Korrosjonsskader underkant bjelke Bilde 5 Korrosjonsskader bjelkeside n:\516\15\ \5 arbeidsdokumenter\55 rapport\rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 9 av 21

10 Bakvegg Bakveggen er fundamentert på en bankett støpt mot grunnen. Se bilde 6. Veggen har noen punktskader på grunn av armeringskorrosjon. Skadene vurderes til ikke å ha betydning for bæreevnen. Befaringen ble gjor t på høyvann og underkant bankett var derf or dykket, men det kan tyde på at banketten i forkant delvis er undervasket, men antas foreløpig ikke å ha stor betydning for bæreevnen av veggen. Bilde 6 Bakvegg n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 10 av 21

11 Underkant dekke Underkant av dekke har noen riss og en del saltutslag, m e n det er ikke registrert armeringskorrosjon av betydning. Dekkets bæreevne vurderes å være tilnærmet intakt. Bilde 7 Underkant dekke n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 11 av 21

12 Pillarer Pillarer er i generelt god forfatning i synlig del over vannlinjen. Det er registrert noe punktvis armeringskorrosjon og riss, men ingen skader som vurderes å ha betydning for bæreevnen. Pillarer under vannlinjen og fundamenter under pillarer er ikke inspisert, men forutsettes å være i god st and. n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 12 av 21

13 Levetidsvurdering Skadesituasjon og fremtidig skadeutvikling Når mengden klorider i betongen rundt armeringa når et kritisk nivå vil armeringa begynne å korrodere. Rustproduktene som dannes på armeringa har et volum 3-7 ganger større enn stå l avhengig av hvor mye oksygen som er tilgjengelig. Denne volumutvidelsen fører til delaminering mellom stål og betong. Dersom korrosjonsprosessen får gå uhindret vil betongen i overdekningssonen skalle av. Dette er tilfelle i underkant og siden av dragern e der bøylearmering og deler av hovedarmeringen er frilagt. Bøylearmering i dragerne må anses som defekt og har liten eller ingen statisk funksjon. Hovedarmering i underkant dragere er korrosjonsangrepet og har redusert tverrsnitt i store områder. Dersom overdekningen er større og/eller volumekspansjonen av armeringen er mindre vil ikke nødvendig vis betongen skalle av, selv om den delaminerer. I slike områder ser man ofte riss og banking med en hammer gir en hul lyd. Dette er tilfelle i øvre del av drager sidene der det er partier med bom. I enkelte tilfeller hvor oksygentilgangen er liten og ekspansjonen så liten at det ikke oppstår delaminering kan det foregå betydelig tæring av armeringen uten at dette kan registreres med metodene nevnt overfor. Det kan derfor være fare for at skadeområdene og reduksjons av armeringsareal har et større omfang enn det som har blitt registrert. Forutsetninger Det er svært vanskelig å angi eksakt restlevetid for en armert betongkonstruksjon der korrosjonsskader har oppstått. Omfang av armeringskorrosjon og resttverrsnitt på frittliggende hovedarmering var ikke mulig å registrere ved en visuell inspeksjon. D et er derfor nødvendig å foreta en del forutsetninger for å kunne vurdere kaias rest levetid. Når armeringen er eksponert for oksygen og klorider, ligger korrosjonshastigheten,, i området 0,05-0,2 Figur 2 Redusert armeringsdiameter Ø ved korrosjonsdybde a. mm/år. Tapt tverrsnitt blir da, der er tiden i år. Sammenhengen er illustrert på Figur 2. For å komme frem til en restbæreevne og restlevetid på kaia forutsettes det at kaia har armering som vist på armeringstegninge r fra 1968 og at kaia ble bygd samme år. Når man ser på armeringsjernene som ligger i betongen, starter korrosjonen i underkant. Det betyr at de første årene minker tverrsnittet kun på undersiden av jernet. Når jernet er omsluttet av kloridholdig betong vil hele overflaten korrodere, det vil si at tverrsnittet minker med dobbel hastighet. n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 13 av 21

14 Vi forutsetter at korrosjonen av bøylearmering i bjelkene startet når kaia va r 10 år. Korrosjonshastigheten settes til 0, 15 mm/år fra år og 0,3 mm/år for etterfølge nde år. For hovedarmeringen i bjelkene forutsettes at korrosjonen starter etter 20 år. Korrosjonshastigheten mellom 20 og 40 år settes til 0,1 mm/år og 0,2 mm/år i etterfølgende år. I dette tilfellet er hovedarmeringen i dragerne lagt i to lag. Det betyr at nedre lag vil bli utsatt for korrosjon først og at det vil gå ytterligere noe tid før øvre lag begynner å korrodere. I vurderingen er dette konservativt ikke tatt hensyn til. Dekkearmeringen har foreløpig ingen synlige skader, men det er grunn til å tro at kloridinntrengingen har nådd inn til armeringen. Vi forutsetter at korrosjonen starter etter 40 år. Korrosjonshastigheten mellom 40 og 60 år settes til 0,1 mm/år og 0,2 mm/år i etterfølgende år. E t slikt estimat er svært unøyaktig, men kan det brukes f or å finne ut hvor mye av armeringsjernene som kan rustes bort før kaia blir ubrukelig. Videre er det forutsatt at pillarer og fundament har tilstrekkelig kapasitet. Kontroll av bæreevne og restlevetid Bæreevnen til kaia baseres på statisk nødvendig armeri ngsmengde sammenlignet med opprinnelig, dagens og framtidig armeringsmengde. Kaia er i utgangspunktet dimensjonert for ei nyttelast på 15 kn/m 2 og 6 tonn aksellast. Det forutsettes at kaia samtidig kan bli belastet med to aksler på 6 tonn hver. Etter hvert som armeringsstålet reduseres på grunn av korrosjon, vil kaia tåle mindre og mindre belastning. Dragere Basert på opprinnelige tegninger og nye statiske beregninger an gis opprinnelig armeringsutnyttelse for dragerne i tabell 1. Konstruksjonsdel Drager momentutnyttelse jevnt fordelt last Drager momentutnyttelse aksellast Drager skjærutnyttelse jevnt fordelt last Drager skjærutnyttelse aksellast Opprinnelig armeringsmengde mm 2 /m Statisk nødvendig armeringsmengde mm 2 /m , , , Opprinnelig armerings - utnyttelse Tabell 1 Opprinnelig a rmeringsutnyttelse hovedarmering UK dragere n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 14 av 21

15 Tabell 1 viser at dragerne opprinnelig har overkapasitet i forhold til dimensjone rende laster og at armeringen maksimalt er 63% utnyttet. Basert på forenklede beregninger kan dragerne bære last som il lustrert på figur 5. Figur 3 Lastkapasitet dragere mhp hovedarmering som funksjon av alder på kai Tverrsnitt av hovedarmeringen er per i dag er redusert til ca. 74 % av opprinnelig. Dette tilsvarer en restbærevne for jevnt fordelt nyttelast på omtrent 19 kn/m 2 og en aksellast på 13 tonn. Rest bæreevne n er fortsatt større enn de dimensjonerende laster på 15 kn/m2 og 6 tonn. Figur 4 Lastkapasitet dragere mhp skjærarmering som funksjon av alder på kai Skjærarmeringen er i dag bortkorrodert og den kan ikke regnes å ha statisk kapasitet. Resterende skjærkapasitet vil derfor være kapasitet av resterende betong tverrsnitt uten skjær armering. Dragerne har en restbæreevne for skjær på 5 kn/m2, som er bare 1 /3 av dimensjonerende last. Drageren har uten skjærarmering tilstrekkelig bæreevne for aksellast på 5 tonn som er 8 3% a v dimensjonerende last på 6 tonn. Totalt sett har dragerne pr i dag en rest bæreevne på 5 kn/m2 og 5 tonn aksellast. Under gitte forutsetninger vil det gå enda ca 30 år før hovedarmeringen er så korrodert at restbæreevnen tangerer restbæreevnen for skjær. Dekke Basert på opprinnelige tegninger og nye beregninger an gis opprinnelig armeringsutnyttelse for dekket i tabell 2. n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 15 av 21

16 Konstruksjonsdel Opprinnelig arm eringsmengde mm 2 /m Statisk nødvendig armeringsmengde mm 2 /m Opprinnelig armerings - utnyttelse Dekke momentutnyttelse jevnt fordelt last Dekke momentutnyttelse aksellast , ,66 Tabell 2 Opprinnelig armeringsutnyttelse underkant dekkearmering Tabell 2 viser at dekket opprinnelig ikke har overkapasitet i forhold til dimensjonerende laster. Dekket har foreløpig ikke synlige korrosjonsskader. Basert på forenklede beregninger kan dragerne bære last som il lustrert på figur 5. Figur 5 Lastkapasitet dekke som funksjon av alder på kai Tverrsnitt av hovedarmeringen er per i dag forutsatt redusert til ca. 90 % av opprinnelig. Dette tilsvarer bæreevne for jevnt fordelt nyttelast på omtrent 13,5 kn/m 2 og en aksellast på 8 tonn. Dette betyr at kapasiteten for jevnt fordelt last er mindre enn dimensjonerende last på 15 kn/m2. Under gitte forutsetninger vil det gå ytterligere ca 20 år før restbæreevnen i dekket når ned til restbæreevnen av dragerne. Kapasitet for aksellast er fortsatt større enn dimensjonerende last på 6 tonn. Det vil gå ytterligere ca 20 år før restbæreevnen for aksellast når ned til dimensjonerende aksellast. Konklusjon Våre vurderinger og beregninger vise r at kaia har redusert bæreevne fra prosjektert verdi. Beregningen av redusert armeringstverrsnitt som funksjon av tid viser at bæreevnen til kaia reduseres gradvis. Dragerne vil være dimensjonerernde og per dags dato har kaia en restbærevne på 5 kn/m 2 ( 5 00 kg/m2) og aksellast på 5 tonn. Dette forutsetter at je vnt fordelt last og aksellast ikke virker samtidig. Uten tiltak vil kaia beholde denne bæreevnen i ytterligere ca 20 år før bærevnen igjen vil redusere s ytterligere. Vi gjør oppmerksom på at la ster og tidshorisont er beheftet med stor e usikkerhet er. Kaia har ikke lenger foreskrevet bæreevne. Inntil tiltak er gjort bør kaia nedklassifiseres til jevnt fordelt last på 5 00 kg/m2 og a ksellast på 5 tonn. n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 16 av 21

17 Rehabiliteringsalternativer og kost nadsestimat Alternativ 1 : Tilbakeføring til opprinnelig bæreevne For at kaia skal kunne tilbakeføres til opprinnelig bæreevne k reves reparasjon av dragerne. Vi foreslår følgende løsning: Løs betong i underkant og på sidene av dragerne meisles løs, betongov erflater og armering rengjøres. Rengjort overflate påføres heftbro. Kjerneboring av hull i dekke inntil dragerne for utstøping. Innboring av forankringsjern i eksisterende drager. Forskaling av kappe rundt eksisterende drager. Armering og utstøping. Tverrs nitt av prinsipp for reparasjon er vist i figur 6. Figur 6 Snitt kaidrager alternativ 1 Kostnadsoverslagene er basert på utførte mengdeberegninger og erfaringspriser fra liknende a rbeid utført av entreprenører etter tilbudskonkurranser. Det er regnet kostnadsnivå vår I henhold til vedlagte kalkyle er kostnadene estimert til: kr , - eks. mva. Kostnadene er entreprisekostnader ekskludert mva, prosjektering, byggeplassoppfølging, intern prosjektadministrasjon etc. n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 17 av 21

18 Alternativ 2: Oppgradering til 30 kn/m2 Nyttelast på 15 kn/m2 kan etter dagens behov være litt knapt. Vi har derfor sett på hva som må til for å kunne øke nyttelasten til f.eks. 30 kn/m2 som er vanlig last for fiskerikaier i dag. I tillegg til tiltak beskrevet i alternativ 1 foreslår vi å støpe på dekket 170 mm. Total dekketykkelse vil da bli 350 mm. Tiltaket krever ny kaifrontlist på kaia. Det gjøres oppmerksom på at rester ende opprinnelige konstruksjoner, dekke, pillarer og bakvegg snart er 50 år og at levetiden av en oppgradert kai ikke vil være like lang som om alt var nytt. D ersom dette alternativet kan b lir aktuelt bør det gjøres e n grundig ere tilstandskontroll av eksisterende konstruksjoner. Tverrsnitt av prinsipp for reparasjon er vist i figur 6. Figur 7 Snitt kaidrager alternativ 1 Kostnadsoverslagene er basert på utførte mengdeberegninger og erfaringspriser fra liknende a rbeid utført av entreprenører etter tilbudskonkurranser. Det er regnet kostnadsnivå vår I henhold til vedlagte kalkyle er kostn adene estimert til: kr , - eks. mva. Kostnadene er entreprisekostnader ekskludert mva, prosjektering, byggeplassoppfølging, intern prosjektadministrasjon etc. n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 18 av 21

19 Alternativ 3 : Ingen konstruktive tiltak, nyttelast reduseres Tillatt nyttelast bør redusere s. For at kaia skal kunne brukes i ytterligere år uten å sette i verk tiltak bør nyttelasten reduseres til 5 kn/m 2 og a ksellast på 5 tonn. Hvis ikke en mer permanent løsning velges anbefaler vi at det gjøres jevnlige inspeksjoner av korrosjonsutvikling. Inspeksjonene bør utføres så hyppig at eventuelle akselerasjoner i nedbrytningsforløpet fanges opp. n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 19 av 21

20 Konklusjon Kaia har per i dag en beregningsmessig restbæreevne for jevnt fordelt last på 5 kn/m 2 mot opprinn elig 15 kn/m 2. Restbæreevne for aksellast er r edusert til 5 tonn. Om tiltak ikke iverksettes vil beregningsmessig restbæreevne i løpet av de neste år opprettholdes på dagens nivå før bæreevnen igjen vil reduseres ytterligere. Dersom Rissa kommune ønsker å tilbakeføre kaia til opprinnelig bæreevne, anbefaler vi at dragerne repareres mekanisk. Entreprisekostnaden for en slik rehabilitering er estimert til ca. kr , - eks. mva. Hvis det er ønskelig kan kaia oppgraderes til bæreevne på 30 kn/m2. Entreprisekostnaden for en slik rehabilitering er estimert til ca. kr , - eks. mva. n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 20 av 21

21 Vedlegg A. Tegninger 3.D.NR. 2383/27 Almenningskai Sivertsvik Rissa S - T Forskalingstegning 3.D.NR.2383/27 Almenningskai Sivertsvik Rissa S - T Forskalingstegning B. Kostnadskalkyle r n: \ 516 \ 15 \ \ 5 arbeidsdokumenter \ 55 rapport \ rapport kai sivertsvik fiskerihavn.docx Side 21 av 21