Sprengte 1100 kilos salve tre meter fra Leca-mur

Hvor store vibrasjoner tåler en bygning – egentlig? Det har disse Våler-elevene vært med på å finne ut. Fullskala sprengningsforsøk har skaffet data til nye NS8141. De to små husene ble bygget for å se hvor nært man kan sprenge før de sprekker. Her kan du se hvordan det gikk da en salve på 1100 kg Emulex ble satt av tre meter unna Leca-muren.

HASLEMOEN: I et steinbrudd i Våler i Hedmark er det satt opp to små hus. Ikke noe særlig til å bo i, men disse er bygget for et helt spesielt formål: Å finne ut hva som skjer med en bygning som utsettes for kraftige vibrasjoner, og hvor store vibrasjoner som må til før veggene sprekker.

Eller sagt på en annen måte: Hvor nært og sterkt kan du sprenge før hus i nærheten tar skade?

Nederst i denne artikkelen kan du se en video av foreløpig siste salve: 1100 kg, med nærmeste hull kun tre meter fra byggene.

Test til NS 8141

Forrige runde med innføring av en ny rystelsesstandard NS 8141 gikk ikke noe særlig. Etter en lansering med brask og bram viste den seg vanskelig å bruke i praksis, og ble etter en tid tatt ut til fordel for den tidligere standarden.

– Ja, det ble litt styr. Nå ønsker vi egentlig å finne bedre – mer realistiske – grenseverdier. Det er veldig sjelden vi får sprekkeskader som følge av vibrasjoner. Vi håper at vi kan heve de grenseverdiene, sier Nils Ramstad.

Han er seniorrådgiver innen sprengningsteknikk og vibrasjoner i Multiconsult.

Fullskala sprengningsforsøk

For å skaffe grunnlagsdata til den kommende reviderte standarden for vibrasjoner samarbeider Multiconsult, NGI, Solør videregående skole og Standard Norge om fullskala sprengningsforsøk.

Forsøkene er gjort i et steinbrudd i Hedmark som Våler videregående skole bruker til undervisning, der de to små testhusene er bygget.

En av testsalvene i forsøket. (Foto: Jørn Søderholm)

Det ene huset er bygget i Leca, det andre i plasstøpt betong. De er likt fundamentert, på en pukkpute mot fast fjell.

– Dette forsøket går egentlig litt på sida av de utfordringene vi hadde med NS 8141. Men vi har funnet en del interessante svar.

– Hva da?

– Vi ser for eksempel forskjell på vibrasjonsnivået på Leca-huset og betonghuset. Her har vi to helt identiske bygg med identisk fundamentering. Samme mål, og begge er belastet med ca 4,5 tonn på toppen for å få en belastning i samsvar med en enebolig. Men vi ser likevel at det er stor forskjell i vibrasjonsnivå på de to husene.

– Er du overrasket over det?

Overraskende forskjeller

– Ja, at det er så mye er vi overrasket over. Leca-huset vibrerer mye mere enn betonghuset. Samme salve, med like stor belastning. Salven går forbi begge husene. Hullene er likt ladet, så vibrasjonsnivået som treffer husene er omtrent likt. Men den responsen vi måler på husene er det ganske stor forskjell på, sier Ramstad.

VITENSKAP: Nils Ramstad i Multiconsult og Karin Norén-Cosgriff i NGI. (Foto: Jørn Søderholm)

– At et Leca-hus tåler mindre enn et betonghus, det vet vi fra før. Det er derfor vi har ulike grenseverdier på dem. Men det er interessant å se at det faktisk blir større vibrasjoner på et Leca-hus i samme salve. Det blir «dobbelt opp» for Leca da, sier Karin Norén-Cosgriff.

Hun fagansvarlig for vibrasjoner på NGI, og medlem i Standard Norges komite for vibrasjoner og bygningsskade. Hun er også den som skal analysere dataene i etterkant.

Målere på kledning

Det ble også gjort målinger med rystelsesmålere montert på kledning. Moderne grunnmurer har gjerne bare et tynt lag puss utenpå isopor, og er ikke noe særlig til å feste målere på.

Da velger mange å montere målere i kledning i stedet. På den første salven ble det registrert dobbelt så store vibrasjonsverdier på kledning som på mur.

Testbyggene var grundig utstyr med måleutstyr.

Sprengningsforsøkene ble utført med en serie salver i november. Salvene ble boret, ladet og skutt stadig nærmere. På berget og på husene var det plassert rystelsesmålere som måler i tre retninger, og strategiske steder på de to husene var det i tillegg plassert fiberoptiske tøyningsmålere.

– Tøyningsmålere? Det er ikke akkurat vanlig i sprengning?

Ti års komité-arbeid

– Nei, dette er nokså spesielt utstyr. Vi måler ikke bare vibrasjoner, men også tøyning for å se hva som skjer når det sprekker, sier Norén-Cosgriff.

En fagkomité organisert av Standard Norge, med kompetente representanter fra ulike deler av bransjen har siden 2008 arbeidet med en revidering av rystelsesstandarden. Komiteen har etterlyst mer kunnskap og fakta, og det er det disse forsøkene skal skaffe.

Forsøk som dette skjer ikke hver dag. Eller hvert år. Vi må mange tiår tilbake for å finne sist det ble utført reelle sprengningsforsøk så seriøst som dette.

Første siden 50-tallet

– Dette er noe vi har snakket om i mange, mange år. Det var én person som på 50- og 60-tallet drev en del forsøkssprengning, og kom fram til grenseverdier. Det er den forskningen vi egentlig baserer grenseverdiene på i dag også, sier Nils Ramstad.

– Det finnes ingen større internasjonal forskning på dette heller. Vi tror dette vil vekke interesse også internasjonalt. Det finnes en tilsvarende komité i Sverige, som også sitter og følger med og de er svært interessert i vårt arbeid. Svenskene har også vært med på å gi innspill på blant annet instrumentering og oppsett, sier Karin Norén-Cosgriff.

Nils Ramstad (nærmest) og Øystein Johansen inspiserer etter testsalve.

Boring, lading og sprenging ble utført av elever på Våler videregående skole i Solør, under kyndig ledelse av lærer Øystein Johansen.

– Veldig interessant og lærerikt, sier Øystein Johansen.

Tålte mye

Hvordan det gikk? Jo, nå skal du høre. Begge husene står godt i skrivende stund. De nærmeste hullene i den siste av de målte testsalvene var boret seks meter fra huset. Alle hull var 76 mm, boret til 6,5 meters dyp og ladet med Emulex.

– Den siste var temmelig kraftig. Alle vibrasjonsmålerne fikk maks utslag, med en svingehastighet v = 253 mm/s. Da var det liten vits i å fortsette siden måleutstyrert som brukes ved sprengningsarbeider ikke klarer å måle høyere vibrasjoner. Grenseverdien for lecahuset med den fundamenteringa vi hadde, er v = 50 mm/s. Så det er uansett dokumenter meget gode sikkerhetsmarginer på de grenseverdiene vi opererer med i dag, sier Nils Ramstad.

Epilog

KLAR: Lærer Øystein Johansen og noen av elevene på vei til dekningen for å skyte.

Forsøkene er avsluttet. Våler videregående skole har overtatt de to husene, og har planer om å skyte seg nærmere.

Nest siste skoledag før jul satte lærer Øystein og elevene av en salve på 1100 kg Emulex, fordelt på 97 hull.

Det nærmeste bare 3-4 meter fra byggene. Resultat: Husene står fortsatt, og lever i beste velgående. Leca tåler mer enn du tror.