ATLANTEN EIENDOM RAPPORT: ATLANTEN STADION HOTELL TILTAK FOR Å UNNGÅ SKADER FRA SPRENGNINGSARBEID Prosjektnr.: Q055 Kristiansund, 16.10.06
Tiltak for å unngå skader fra sprengningsarbeid Side 2 av 9 INNHOLDSFORTEGNELSE Innhold Side 1 BAKGRUNN OG HENSIKT... 3 2 RYSTELSER FRA SPRENGNINGSARBEID... 4 2.1 GENERELT...4 2.2 HVA ER RYSTELSER?... 4 2.3 SKADEPOTENSIAL... 5 3 TILTAK FOR Å UNNGÅ SKADER... 6 3.1 RISIKOANALYSE OG SPRENGNINGSPLAN... 6 3.2 BESIKTIGELSE... 6 3.3 FASTSETTE VEILEDENDE GRENSEVERDI I HENHOLD TIL NS 8141... 7 3.4 OVERVÅKING AV RYSTELSESNIVÅ UNDER UTFØRELSE... 8 3.5 PRØVESPRENGNING... 8 3.6 SPRENGNINGSTEKNISKE TILTAK... 8 3.7 DOKUMENTASJON... 9 4 KONKLUSJON... 9
Tiltak for å unngå skader fra sprengningsarbeid Side 3 av 9 1 BAKGRUNN OG HENSIKT Kristiansund kommune har gitt Atlanten Eiendom opsjon på kjøp av et areal ved Atlanten stadion i Kristiansund kommune. Arealet er vist i figur 1. Figur 1 Kristiansund kommune har gitt Atlanten Eiendom opsjon på kjøp av arealet vist med skravur. Atlanten Eiendom ønsker å bruke tomta til etablering av hotell og opplevelsessenter. Før opsjonen kan tiltres har Kristiansund kommune bedt Atlanten Eiendom om å fremlegge dokumentasjon på at utsprengning av tomten kan foretas på forsvarlig måte i forhold til ikke å påføre kommunens bygg skade. I denne forbindelse ble Myklebust AS, ved ingeniørgeolog Lillian Todnem, bedt om å utarbeide foreliggende rapport på vegne av Atlanten Eiendom. Foreliggende rapport gir en generell beskrivelse av rystelser og hvorledes de sprer seg, virkning på konstruksjoner og skadekriterier samt forskjellige faktorer som påvirker rystelser. Videre gis en oversikt over hvilke tiltak som kan iverksettes for å unngå skader som følge av rystelser fra sprengningsarbeid. Hensikten med rapporten er å dokumentere hvilke tiltak Atlanten Eiendom kan iverksette for å overholde kommunens krav med hensyn til utsprengning av tomten.
Tiltak for å unngå skader fra sprengningsarbeid Side 4 av 9 2 RYSTELSER FRA SPRENGNINGSARBEID 2.1 Generelt En økende del av sprengningsarbeid utføres i tettbygde strøk, eller i nærheten av eksisterende byggverk og sensitivt utstyr. I slike tilfeller er det nødvendig å ta særlige hensyn ved utførelse av sprengningsarbeidene. For grunnarbeider som også omfatter sprengning, finnes lover og rettspraksis. Ansvaret reguleres blant annet gjennom forurensningsloven, naboloven og byggherreforskriften, men også gjennom forskrift om eksplosjonsfarlige stoff. Intern-kontrollforskriften er styrende for sikkerhet ved sprengningsarbeider. Alle aktører fra byggherre, rådgivere, entreprenører, underentreprenører og godkjent bruker har et ansvar etter det nye lovverket. Lovverket krever at sprengningsarbeidene gjennomføres på en slik måte at de ikke medfører unødvendig risiko. Det finnes en rekke tiltak som kan settes i verk for å redusere risikoen for skade som følge av sprengningsinduserte rystelser. Dersom disse tiltakene blir utført og sprengningsarbeidene utføres i henhold til gjeldende lovverk, vil risikoen for skade kunne reduseres til et minimum. 2.2 Hva er rystelser? Når sprengstoff detonerer vil en del av energien bre seg som vibrasjoner eller rystelser i grunnen ut fra sprengningsstedet. Det vil oppstå et luftstøt fra salven, og i en avstand fra sprengningssted vil man merke rystelser i grunnen etterfulgt av en trykkbølge fra luftstøtet. Rystelser er seismiske bølger som forplanter seg gjennom et materiale. Seismiske bølger som oppstår fra sprengning omtales ofte som rystelser, vibrasjoner eller sprengningsinduserte vibrasjoner. Forplantningshastigheten vil variere med det geologiske materialets egenskaper, lagdeling, oppsprekking med mer. De ulike parametere det snakkes om i forbindelse med rystelser er: Svingehastighet Akselerasjon Amplitude Frekvens Rystelsesnivået fra en detonerende ladning bestemmes i det vesentligste av avstand mellom ladning og målepunkt, samtidig detonerende ladningsmengde (ladning per tennernummer), bergartsparametre, borenøyaktighet og oppsprekking.
Tiltak for å unngå skader fra sprengningsarbeid Side 5 av 9 2.3 Skadepotensial Det utføres til enhver tid en rekke sprengningsarbeider nært opp til eksisterende bygningsmasse. Ved godt planlagte sprengningsarbeider er det sjelden at det oppstår skade på bygg, selv ved svært korte avstander mellom eksisterende bygg og sprengningssted. Ved uforsiktig sprengning kan rystelser og luftsjokk forårsake skader på omkringliggende bygninger eller konstruksjoner. Mennesker er meget følsomme for rystelser. Rystelser som ligger langt under det nivå som kan forårsake skade på bygninger eller andre konstruksjoner vil oppleves som meget kraftige og ubehagelige, selv om de er flere hunder ganger svakere enn det som kan gi skader på bebyggelse. Derfor kan sprengningene oppleves som skremmende uten at det er fare for skader. Trykkbølgen fra luftstøtet vil normalt ikke forårsake skade, men den kommer umiddelbart etter rystelsene og vil forsterke det ubehagelige inntrykket fra sprengningen. Når et bølgetog forårsaket av sprengning i et område passerer et hus, vil husets fundamenter påvirkes av deformasjonene i undergrunnen. Bevegelsens størrelse avhenger for det første av energien i kilden og avstanden, men også av husets dimensjon i forhold til bølgelengde. Det er meget vanskelig på teoretisk grunnlag å beregne spenningsendringene i konstruksjonen selv om rystelsenes størrelse og frekvens er kjent. Det er imidlertid mulig f.eks. å måle deformasjoner i deler av konstruksjonen og dermed spenninger. Overskrider spenningene materialstyrken vil sprekker kunne oppstå. Hvis konstruksjonen på forhånd er påkjent spenninger på grunn av andre ytre forhold, som for eksempel setninger i fundamentene, overbelastning etc. kan sprekker oppstå selv om tilleggsspenninger fra rystelser er beskjedne. Effekten av vedvarende rystelser kan videre forsterkes hvis frekvensen ligger nær egenfrekvensen for konstruksjonen eller deler av denne. Grovt sett viser det seg at påkjenningene i konstruksjonen blir proporsjonal med svingehastigheten fundamentene utsettes for. Det er derfor vanlig å bruke toppverdi av svingehastighet som kriterium for å vurdere skade og sette rystelsesgrenser for bygg. Hvor mye et gitt byggverk tåler av rystelser kommer an på: Type og utforming av byggverk Hovedmateriale Fundamenteringsmåte Ved planlegging av sprengningsarbeider for å unngå skade på eksisterende bygg, må man ta hensyn både til byggverksfaktorer og faktorer knyttet til grunnforhold og egenskaper ved vibrasjonskilden. Ut i fra dette kan man fastsette grenseverdier for rystelsesnivået. Dersom de angitte grenseverdier
Tiltak for å unngå skader fra sprengningsarbeid Side 6 av 9 ikke overskrides, vil der normalt ikke oppstå skade på bygninger eller konstruksjoner Å fastsette en veiledende grenseverdi for rystelser er ett av flere tiltak som kan iverksettes for å unngå skader som følge av sprengningsarbeidene. I neste kapittel vel flere tiltak beskrives. Det kan ikke ses noen forhold som skulle tilsi at sprengningsarbeidene som skal utføres ved Atlanten Stadion Hotell ikke kan utføres på en forsvarlig måte, der risikoen for å påføre skade på eksisterende bygg er minimal. Det påpekes imidlertid at det er skade på selve bygningsmassen det her er snakk om. Dersom det eksisterer inventar eller utstyr i bygningene som er ekstra ømfintlige for rystelser, må dette tas spesielt hensyn til. Det vil da være aktuelt at leverandør av det aktuelle utstyret/inventareret opplyser om hvilke rystelsesnivåer som kan medføre skade. 3 TILTAK FOR Å UNNGÅ SKADER 3.1 Risikoanalyse og sprengningsplan I henhold til byggherreforskriften skal byggherren utarbeide en risikoanalyse for sprengningsprosjektet. Risikoanalysen skal følge med anbudsbeskrivelsen. Videre skal entreprenørens risikoanalyse/sikker-jobb-analyse utarbeides med basis i byggherrens risikoanalyse og inngå som en del av den skriftlige sprengningsplanen. Det er krav om å utarbeide planer som ivaretar sikkerheten. Det skal utarbeides sprengningsplan og salveplan for sprengningsarbeidene. Byggherre eller hovedentreprenør har plikt til å forvisse seg om at sprengningsentreprenøren utarbeider sprengningsplan og salveplaner. Sprengningsplan er en skriftlig plan med anvisninger om hvordan sikkerheten skal ivaretas i forbindelse med sprengningsarbeidene. En salveplan beskriver boring, lading, tenning og dekking av den enkelte salve for å ivareta gjeldende krav til sikkerhet i samsvar med sprengningsplanen. 3.2 Besiktigelse Selv om det for de fleste anleggsaktiviteter er mulig å foreta en vurdering og måling av resulterende rystelser, gir ikke dette alltid et fullgodt grunnlag for i ettertid å avgjøre mulig sammenheng med oppstått skade på byggverk. For å unngå strid i etterkant er det derfor viktig at en på forhånd går gjennom de bygninger som kan tenkes å bli berørt av rystelser eller andre aktiviteter, for å registrere tilstanden før anleggsstart.
Tiltak for å unngå skader fra sprengningsarbeid Side 7 av 9 Besiktigelsen bør skje sammen med grunneier og en nøytral fagkyndig. Det registreres sprekker, avskallinger og andre defekter som kan tenkes forvekslet med rystelsesskader. Beskrivelsen bør suppleres med fotografier og eventuelt skisser. Ny besiktigelse bør foretas umiddelbart etter at anleggsarbeidene er avsluttet. Omkringliggende bygninger som kan tenkes å bli påvirket av grunnarbeidet, skal i henhold til NS 8141 besiktiges før og etter at arbeidet er utført. 3.3 Fastsette veiledende grenseverdi i henhold til NS 8141 Å fastsette en veiledende grenseverdi for vibrasjoner er en viktig forutsetning for å kunne kontrollere sprengningsarbeidene med tanke på å unngå skade på omkringliggende bygninger. Veiledende grenseverdi fastsettes i henhold til NS 8141 Vibrasjoner og støt. Måling av svingehastighet og beregning av veiledende grenseverdier for å unngå skade på byggverk. NS 8141 fastsetter en metode for å bestemme veiledende grenseverdier for vibrasjoner i byggverk på grunn av grunnarbeider slik som sprengning, peling, spunting med mer. Standarden beskriver også hvordan vibrasjonene kan måles. Grenseverdiene fastsatt i henhold til NS 8141 gjelder vibrasjoner på byggverkets fundament målt i vertikalretningen. Grenseverdiene bygger på erfaring om sammenhengen mellom vertikal svingehastighet og virkning på byggverk ved ulike grunnforhold i Norge. Grenseverdiene fastsettes med sikte på å unngå skader på byggverk, men gjelder ikke skader som kan oppstå på inventar og utstyr i bygningen. Grenseverdien gjelder toppverdien for vertikal svingehastighet i mm/s og bestemmes på bakgrunn av følgende forhold: grunnforhold der byggverket står type byggverk og tilstand av anvendte byggematerialer fundamenteringsmåte avstand til vibrasjonskilden type vibrasjonskilde (sprengning, riving, peling, etc.) Utførende sprengningsentreprenør beregner ladningsmengde og forventet svingehastighet for hver salve med hensyn til den fastsatte veiledende grenseverdi. Dersom de angitte grenseverdier ikke overskrides, vil der normalt ikke oppstå skade på bygninger eller konstruksjoner.
Tiltak for å unngå skader fra sprengningsarbeid Side 8 av 9 3.4 Overvåking av rystelsesnivå under utførelse Ved forsiktig sprengning bør det alltid benyttes rystelsesmålere for overvåking og kontroll av de sprengningsinduserte rystelsene. Overvåking av rystelsene sikrer nødvendig dokumentasjon og gir grunnlag for løpende justeringer av salveopplegg. Veiledningen i NS 8141 angir krav til måleutstyr og hvorledes måling av vibrasjoner skal utføres og rapporteres. Rystelsene registreres ved hjelp av geofoner. Ved etablering av målepunkt er det viktig at geofonene monteres etter angitte retningslinjer, og på en slik måte at de ikke utsettes for slag eller andre former for direkte støt som ikke er relatert til selve sprengningsarbeidet. Vibrasjonssignalene registreres og lagres digitalt. De fleste måleinstrumenter kan kobles opp mot PC, og data lagres digitalt for kontinuerlig analyse og dokumentasjon. Vibrasjonsdata kan underveis benyttes til å korrigere beregninger og å optimalisere sprengningsarbeidet. 3.5 Prøvesprengning Prøvesprengning med analyse av måleresultat er det beste hjelpemiddelet for en forhåndsvurdering av overføringsforhold i grunnen. Etter prøvesprengning og avlesning av rystelsesnivå, kan data benyttes til å justere beregning av enhetsladning og forventet svingehastighet. Dette vil igjen bidra til økt kontroll av rystelsesnivå og redusere risiko for sprengningsinduserte bygningsskader. 3.6 Sprengningstekniske tiltak Det er flere elementer knyttet til utførelsen av hver enkelt salve som kan virke inn på rystelsesnivået. Forsiktig sprengning innebærer at det gjøres en vurdering av tiltak for å redusere rystelsene fra hver enkelt salve. Noen aktuelle tiltak for å redusere rystelsene er følgende: Redusere ladningsmengde per intervall (beregnes med hensyn til veiledende grenseverdi for rystelser) Redusere innspenning Redusere salvevolum Redusere borhullsdiameter Redusere bormønster Sette borhullene på kast Lading i flere dekk Fordemme hullene skikkelig Bruke et sprengstoff med lavere detonasjonshastighet Sømboring og presplitting
Tiltak for å unngå skader fra sprengningsarbeid Side 9 av 9 3.7 Dokumentasjon Lovverket stiller krav til at det skal dokumenteres at sikkerheten er ivaretatt. Dette innebærer både at det skal foreligge skriftlige planer for hvordan sikkerheten er planlagt å ivaretas, og at det skal dokumenteres at disse planene er fulgt. I tillegg til nevnte sprengningsplan og salveplan, er følgende dokumentasjon aktuell i forbindelse med sprengningsarbeidene: Borrapport. Denne skal blant annet beskrive avvik fra borplan. Salverapport. Det skal etter alle salver skrives en salverapport. Denne skal inneholde: faktisk sprengstoff- og tennerforbruk, sprengningsresultat, værforhold, eventuelle avvik og om disse er varslet. Dokumentasjon på rystelsesnivå. Denne vil bestå av rystelsesdata fra målerne, som svingehastighet, amplitude og frekvensinnhold. I tillegg må avstanden mellom salve og målepunkt være dokumentert. 4 KONKLUSJON Det finnes en rekke tiltak som kan settes i verk for å redusere risikoen for skade som følge av sprengningsinduserte rystelser. Dersom det tas hensyn til disse tiltakene og planlegging av sprengningsarbeidene gjøres med hensyn til gjeldende lovverk, sikres utførelsen av forsiktig sprengning og risikoen for skade på eksisterende bygg blir minimal. Hvilke tiltak som bør iverksettes kan variere. Men valg av tiltak gjøres tidlig i prosessen i forbindelse med risikoanalyse, og videre gjennom utarbeidelse av sprengningsplaner. Det understrekes at veiledende grenseverdier for rystelser fastsettes med sikte på å unngå skader på byggverk, men gjelder ikke skader som kan oppstå på inventar og utstyr i bygningen. Dersom det også skal tas hensyn til inventar og utstyr, må leverandørene av det aktuelle utstyret si noe om hvilket rystelsesnivå som kan medføre skade. Det er imidlertid sjelden at dette er noen aktuell problemstilling. Inventar og utstyr vil som regel ikke påvirkes dersom de veiledende grenseverdiene for bygningsmassen for øvrig overholdes. I noen tilfeller vil det være aktuelt å slå av sensitivt elektronisk utstyr før hver salve. Det kan ikke ses noen forhold som skulle tilsi at sprengningsarbeidene som skal utføres ved Atlanten Stadion Hotell ikke kan utføres på en forsvarlig måte, der risikoen for å påføre skade på eksisterende bygg er minimal.