HOOFDRAPPORT ONDERZOEKSGEBIED 'GRONINGEN WEST' (AARDBEVINGSGERELATEERDE SCHADES EN AARDBEVINGSTRILLINGEN) NAM ASSEN

Transcriptie

1 HOOFDRAPPORT ONDERZOEKSGEBIED 'GRONINGEN WEST' (AARDBEVINGSGERELATEERDE SCHADES EN AARDBEVINGSTRILLINGEN) NAM ASSEN 16 oktober :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk E

2

3 Hoofdrapport Samenvatting Aanleiding De aanleiding voor dit onderzoek ligt in de wens van de NAM om te inventariseren welke oorzaken ten grondslag liggen aan schades buiten de zogenaamde contourlijn en in hoeverre aardbevingen bijgedragen hebben aan deze schades. De contour markeert het gebied van het Groninger-gasveld waarbuiten de kans op schade als gevolg van de aardbevingen als onwaarschijnlijk wordt geacht. Dit rapport geeft de uitkomsten weer van de inspecties die buiten de contourlijn door Arcadis zijn uitgevoerd. Dit rapport gaat in op en beperkt zich tot het gebied Groningen West. Doel Doel van dit onderzoek is het vaststellen of aan gebouwen en woningen in het onderzoeksgebied voorkomende schades te taxeren zijn als aardbevingsgerelateerde schades of dat andere factoren van invloed zijn geweest op het ontstaan van deze schades. Aanpak Voor dit onderzoek zijn in het gebied Groningen West vier gebouwen geïnspecteerd. Dit betreft een steekproef uit verschillende gebouwen waarvan de eigenaar, gebruiker of bewoner aardbevingsgerelateerde schade heeft gemeld. De steekproef omvat een zo breed mogelijke selectie van gebouwen met variatie in specifieke kenmerken zoals ligging, bouwjaar en bouwaard. Per gebouw is onderzoek gedaan naar de gebouwkenmerken, omgevingskenmerken, schadekenmerken en het gehele schadebeeld. Een schade-risicoanalyse op de gebouwen ten gevolge van lokale aardbevingen maakt hier deel van uit. Op basis van deze informatie is het mogelijk om een aantal mogelijke oorzaken aan te geven of uit te sluiten. Wanneer alle aspecten tegen elkaar worden afgezet en deze hypothesen worden geverifieerd/gefalsificeerd, kan een weloverwogen beoordeling worden gemaakt en kan worden aangegeven of van causaliteit met een beving sprake is, of kan zijn. Conclusie Op basis van enerzijds een analyse van de mogelijke schadeoorzaken aan de hand van de schadebeelden en anderzijds een toetsing van de trillingssterkte ten gevolge van bevingen, volgt als eindconclusie dat het risico op schade aan gebouwen in de categorieën C1 en C2 ten gevolge van trillingen door een aardbeving voor het onderzoeksgebied Groningen West verwaarloosbaar is. Voor gebouwen in categorie C3 die binnen een straal van 12,3 kilometer van het epicentrum van de beving van Garmerwolde liggen, geldt dat het risico op schade niet geheel is uit te sluiten. Dit risico op schade dient als zeer gering beschouwd te worden en geldt alleen voor in slechte staat verkerende (onderdelen van) gebouwen (categorie C3) :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 3

4 Hoofdrapport Inhoud Samenvatting Inleiding Aanleiding voor het onderzoek Doel van het onderzoek Aanpak onderzoek Onderzoek met drie benaderingen Inventarisatie van gegevens Inventarisatie van gebouwkenmerken Inleiding Type Gebouw Ouderdom / Bouwperiode Funderingswijze Indicatie onderhoudsstaat Bouwkundige wijzigingen Inventarisatie van omgevingsfactoren Aardbevingen Verkeer Bouwactiviteiten Industriële activeiten Ondergrond Grondwater bodemopbouw Bomen Calamiteiten Inventarisatie van schadebeelden Mogelijke oorzaken op basis van het gebouw Mogelijke oorzaken op basis van de omgeving Achtergronden mogelijke oorzaken Geen overbelasting - onvoldoende sterkte Overbelasting vanuit het gebruik Overbelasting door trilling in het algemeen Incidentele overbelasting Verhinderde vervorming Opgelegde vervorming Autonome zetting Verandering van de belasting op de ondergrond Verschilzetting door aardbevingen (Liquefaction) Schaderisico s door Invloed van ouderdom Onderzoeksresultaten Analyse mogelijke schadeoorzaken ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

5 Hoofdrapport 4.1 Inleiding Analyse voor deelgebied Groningen West Analyse schadebeelden Invloed schadeoorzaak 4: trilling door aardbeving Relatie schadebeeld tot gebouwkenmerken en omgevingsfactoren invloed omgevingsfactor schaderisico trilling door aardbeving Conclusies Bijlage 1 Deelrapport A Trilling ten gevolge van aardbevingen Bijlage 2 Plattegrond met locaties van geselecteerde gebouwen welke het onderzoeksgebied vormen Bijlage 3 Overzichtstabel n.a.v. inventarisatie :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 5

6 Hoofdrapport 1 Inleiding 1.1 AANLEIDING VOOR HET ONDERZOEK De aanleiding voor dit onderzoek is de wens van de NAM om te inventariseren welke oorzaken ten grondslag liggen aan schades buiten de zogenaamde contourlijn en in hoeverre aardbevingen bijgedragen hebben aan deze schades. De contour markeert het gebied van het Groninger-gasveld waarbuiten de kans op schade als gevolg van de aardbevingen als onwaarschijnlijk wordt geacht. Dit hoofdrapport geeft de uitkomsten weer van de inspecties die nu wel buiten de contourlijnen zijn uitgevoerd. Dit rapport gaat in op en beperkt zich tot het gebied Groningen West. De NAM wil met dit onderzoek meer duidelijkheid geven aan bewoners met het oog op mogelijke toekomstige schade als gevolg van aardbevingen. De NAM wil uiteindelijk op basis van actuele en lokale meetgegevens de relatie tussen schade en aardbevingen sneller en beter kunnen aantonen. Daarom wordt onder andere het meetnetwerk verder uitgebreid, zowel boven als onder de grond. Dit helpt om de relatie te leggen met schade aan huizen en gebouwen. De NAM heeft TNO daarom verzocht het bestaande gebouwsensoren meetnetwerk in Groningen te vergroten. De uitbreiding vindt vooral aan de randen van het gasveld plaats. Daarnaast lopen er een aantal andere onderzoeken, onder andere naar de relatie tussen de lokale bodemsamenstelling en de grondversnellingen en het effect daarvan op gebouwen. De uitkomsten en resultaten van bovengenoemde onderzoeken zullen samen nieuwe inzichten opleveren. In dit kader vindt ook het onderzoek plaats zoals beschreven in dit onderzoeksrapport. Dit hoofdrapport gaat in op de daadwerkelijke inspecties van de schademeldingen in één van de onderzoeksgebieden buiten de (voormalige) contourlijn, namelijk Groningen West. Dit hoofdrapport gaat in op de aanpak van het onderzoek, de wijze van inventarisatie van de gegevens, de beoordeling van de schade en de hieruit voortgekomen resultaten en inzichten. Dit onderzoek is uitgevoerd door Arcadis. 6 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

7 Hoofdrapport Het onderzoeksgebied Groningen West bevindt zich langs de rand en ten zuiden van de contourlijn en betreft een steekproef van lokale gebouwen en woningen waarvan de eigenaar, gebruiker, bewoner aardbevingsgerelateerde schade bij de CVW of NAM heeft gemeld. Binnen dit gebied liggen onder meer de plaatsen Groningen en Eelderwolde. De steekproef omvat een zo breed mogelijke selectie van gebouwen met variatie in specifieke kenmerken zoals ligging, bouwjaar en bouwaard. Opgemerkt wordt dat voor de selectie alleen gebouwen gebruikt zijn waarvoor schade gemeld is. Er is dus niet gekeken naar gebouwen waarvoor geen schade gemeld is. Per onderzocht gebouw zijn vervolgens de door de Figuur 1 Afbakening Groningen West bewoner gemelde aardbevingsgerelateerde schades systematisch op mogelijke oorzaak of oorzaken onderzocht. Arcadis heeft hiervan een inventarisatierapport opgesteld dat met de bewoner is gedeeld. Op basis van de inventarisatierapporten is in dit hoofdrapport een overall analyse vermeld die de mate van waarschijnlijkheid aangeeft van het verband tussen de door de bewoner gemelde aardbevingsgerelateerde schades en aardbevingstrillingen veroorzaakt door gaswinning. De individuele inventarisatierapporten worden alleen ter beschikking van de eigenaar van het gebouw gesteld en worden in dit onderzoeksrapport geanonimiseerd gebruikt. 1.2 DOEL VAN HET ONDERZOEK Doel van dit onderzoek is het vaststellen of aan gebouwen en woningen in het onderzoeksgebied voorkomende schades te taxeren zijn als aardbevingsgerelateerde schade of dat andere factoren van invloed zijn geweest op het ontstaan van deze schades. De door dit onderzoek verkregen resultaten en daaruit voortvloeiende kennis kan vervolgens leiden tot een verbeterd inzicht in de reikwijdte van aardbevingsgerelateerde schades en aardbevingstrillingen veroorzaakt door gaswinning :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 7

8 Hoofdrapport 2 Aanpak onderzoek 2.1 ONDERZOEK MET DRIE BENADERINGEN Arcadis heeft in het onderzoeksgebied Groningen West een bouwkundig onderzoek uitgevoerd bij vier gebouwen die allemaal buiten de contourlijn liggen. Bouwkundig specialisten die zich vanuit hun vakgebied dagelijks bezig houden met de gebouwkwaliteit, hebben onderzocht op welke wijze de woning is gebouwd en wat de gebouwkenmerken zijn. Daarnaast hebben zij een algemeen beeld opgedaan van de aan het gebouw aanwezige schades. Vervolgens is gekeken naar omgevingskenmerken rondom de woning die mogelijk van invloed zijn op het ontstaan van schade. Tot slot zijn de bevindingen die ter plaatse zijn opgedaan middels deskresearch uitgewerkt en nader geanalyseerd. Hierbij zijn alle afzonderlijke invloedsfactoren (gebouwkenmerken, omgevingskenmerken en mogelijke oorzaken) die het ontstaan van schade tot gevolg konden hebben afzonderlijk en in samenhang beoordeeld. Essentieel is het achterhalen van de oorzaak van de schade. Daarbij vertonen verschillende schades vaak samenhang of een gezamenlijke oorzaak. Daarom dient op basis van de volgende punten een diagnose te worden gesteld; gebouwkenmerken 1, omgevingskenmerken 2, schadekenmerken én het gehele schadebeeld 3. In de meeste gevallen is een uitspraak op basis van alleen de kenmerken van de schade niet mogelijk. De combinatie van kenmerken van het gebouw, de omgeving, de schade en het totale schadebeeld levert na diagnose een aantal mogelijke hypothesen op voor het ontstaan van de schade. 1 Enkele voorbeelden van gebouwkenmerken zijn: materiaalgebruik, constructiewijze, staat van onderhoud etc. 2 Enkele voorbeelden van omgevingskenmerken zijn: bodemopbouw, ligging ten opzichte van een weg of watergang etc. 3 Schadekenmerken zijn onder andere uiterlijke verschijningsvorm en de plaats waar deze voorkomt. Het schadebeeld wordt gevormd door meerdere schades welke door een gelijke oorzaak zijn ontstaan. 8 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

9 Hoofdrapport Omgevingskenmerken Gebouwkenmerken Schadebeeld Hypothese Figuur 2 Schematische weergave van een hypothese Door middel van verificatie en falsificatie kan vervolgens de meest waarschijnlijke oorzaak worden geselecteerd uit de hypothesen. Juist om die reden zal via deskresearch en een onderzoek ter plaatse op al deze drie afzonderlijke aspecten worden gefocust. Wanneer alle aspecten tegen elkaar worden afgezet en de hypothesen worden geverifieerd/gefalsificeerd, kan men tot een weloverwogen beoordeling komen en kan worden aangegeven of van causaliteit sprake is, of niet kan zijn :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 9

10 Hoofdrapport 3 Inventarisatie van gegevens In dit hoofdstuk wordt ingegaan op de inventarisatie van de gebouwkenmerken. Vervolgens wordt ingegaan op de inventarisatie van de omgevingsfactoren. Daarna is ingegaan op de inventarisatie van de schadebeelden. Tot slot worden de onderzoeksresultaten vermeld. 3.1 INVENTARISATIE VAN GEBOUWKENMERKEN INLEIDING Het gebouw moet zo volledig mogelijk beschreven worden. De beschrijving betreft in ieder geval basisgegevens over de opbouw van het gebouw. Verder dient informatie verzameld te worden over eventueel uitgevoerde verbouwingen en/of uitbreidingen. Ten slotte dient nagegaan te worden of er historische informatie beschikbaar is over bijzonderheden met betrekking tot het gebouw en de scheurvorming. Deze bovengenoemde gegevens zijn te inventariseren aan de hand van tekeningen, opnamerapporten, interviews, gegevens aanvraag bouwvergunning, etc. Voorafgaand aan het onderzoek is een uniform inventarisatierapport samengesteld waarin standaardkeuzemogelijkheden en ruimte is vrijgehouden voor maatwerk voor de bevindingen en een beoordeling. De onderdelen die in het inventarisatierapport zijn opgenomen, worden in dit hoofdstuk behandeld. In het inventarisatierapport wordt het gebouw zo volledig mogelijk beschreven. Ook de omgevingskenmerken komen hierin aan bod. Doordat er gedeeltelijk is vastgehouden aan een standaard, is het mogelijk om uit meerdere inventarisatierapporten de statistieken te onttrekken. Daarmee wordt duidelijk hoe vaak bepaalde schadeoorzaken voorkomen. Daarnaast wordt inzicht verkregen in de onderlinge relaties tussen de schadeoorzaak en de gebouw- en/of omgevingskenmerken. In hoofdstuk 4 wordt hier nader op ingegaan. De volgende gebouweigenschappen zijn geïnventariseerd: Bouwjaar / ouderdom. Bouwaard / basiskwaliteit. Aanpassingen / verbouwingen / uitbreidingen. Onderhoudstoestand / veroudering / staat van de constructie. Voor het opstellen van het inventarisatierapport is gebruikgemaakt van de door TNO ontwikkelde methodiek voor het inventariseren van gebouw- en omgevingskenmerken en het beoordelen van schadebeelden. Deze methodiek is ontwikkeld door TNO in opdracht van provincie Groningen en de Commissie Bodemdaling voor Gaswinning. Hieraan ligt het onderzoeksrapport TNO-060-DTM Methodiek voor onderzoek naar de oorzaak van gebouwschade - versie 2 ten grondslag. 10 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

11 Hoofdrapport Voorafgaand aan de inventarisatie is van ieder gebouw nagegaan of het bouwdossier bij de betreffende gemeente aanwezig is. Indien dit het geval was, is dit dossier opgevraagd. Voor de onderdelen bodem & water en trilling door aardbeving zijn deelstudies gemaakt. De specifieke informatie uit voornoemde deelstudies is vanuit het deelrapport van de betreffende deelstudie overgenomen in het individuele inventarisatierapport TYPE GEBOUW Voor de te onderzoeken gebouwen is de volgende onderverdeling gemaakt: Boerderij (woning). Vrijstaand woonhuis. Hoekwoning & 2/1 kap. Tussenwoning. Appartementen. Bedrijfsgebouw. Molen. Kerk. Gemaal. Dit onderscheid is gemaakt omdat de verschillende gebouwtypen vaak ook afwijkende constructiewijzen en -vormen kennen. Per gebouwtype komen bepaalde kenmerkende gebreken of tekortkomingen meer of minder voor OUDERDOM / BOUWPERIODE In het inventarisatierapport is per gebouw, indien bekend, een exact bouwjaar opgegeven. In de overzichtstabel is de ouderdom gegroepeerd in bouwperioden, te weten: Voor Na De verdeling valt samen met min of meer duidelijke veranderingen in bouwwijzen. Tot 1900 werd in het algemeen zeer traditioneel gebouwd in metselwerkconstructies met massieve metselwerkgevels en meestal met houten vloeren. Tussen 1900 en 1940 werd eveneens traditioneel gebouwd met als verschil dat gevels in spouwconstructie werden uitgevoerd. De bouwkwaliteit was in deze periode over het algemeen hoog. In het onderzoeksgebied zijn in deze periode echter ook nog woningen gebouwd met gevels van halfsteens- tot steensmetselwerk. Tussen 1940 en 1970 kwamen langzaam maar zeker nieuwe bouwmethoden in gebruik, zoals toepassing van beton voor vloeren en funderingen. De bouwkwaliteit is in deze periode veelal van een lager niveau. Na 1970 kwam er weer een nieuwe periode, waarin met name isolatie een aspect was die in toenemende mate van belang werd. Betonnen funderingen waren inmiddels algemeen gangbaar, maar verder ontstond er veel meer diversiteit voor zowel de bouwwijze als de bouwkwaliteit :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 11

12 Hoofdrapport FUNDERINGSWIJZE De fundering is een wezenlijk onderdeel van een gebouw die de belasting van een gebouw overbrengt op de ondergrond. Veelal is een gemetselde fundering minder sterk dan een betonfundering. De gemetselde fundering zal daarom ook eerder tot problemen leiden wanneer er draagkrachtproblemen zijn van de ondergrond. Informatie over de aard van de fundering en bodem is daarom in het kader van dit onderzoek van wezenlijk belang. Binnen het inventarisatierapport is de volgende onderverdeling gemaakt als het gaat om: Funderingswijze: Getrapte fundering (fundering op staal) Uitleg: Fundering op vaste grondslag die aan de onderzijde breed en trapvormig naar boven tot smal uitloopt. Vaak bestaat dit funderingstype uit baksteen. Stroken- of balkenfundering (fundering op staal) Uitleg: (Stroken)fundering met een rechthoekige vorm van circa 60 cm breed en 30 cm dik op vaste grondslag. Vaak bestaat dit funderingstype uit in het werk gestort beton. Uitleg: (Balk)fundering met een bijna vierkante vorm. Ook deze fundering bestaat vaak uit beton. Plaatfundering (fundering op staal) Uitleg: Fundering bestaande uit een betonplaat met vaak een verdikte rand over het gehele oppervlak van het gebouw. Veelal wordt dit funderingstype zonder heipalen toegepast. Paalfundering Uitleg: Voornoemde funderingstypes voorzien van palen van beton of combinatie hout en betonopzetter. Overig Uitleg: Diverse vormen van fundering: Op putringen / kelders etc INDICATIE ONDERHOUDSSTAAT De mate waarin een gebouw gevoelig is voor het ontstaan van schade wordt mede bepaald door de onderhoudsstaat van de dragende en niet dragende onderdelen. Door aantasting of degradatie door bijvoorbeeld organismen, weersinvloeden of onvoldoende of uitgesteld onderhoud, zal de kwaliteit van het bouwdeel afnemen. Hierdoor neemt de sterkte van het bouwdeel af. Daarbij wordt gekeken naar de staat van de constructieve onderdelen en de verbindingen tussen de bouwdelen. Door het afnemen van de sterkte zal de kans op schade reëel toenemen. De indicatie van de onderhoudsstaat is gebaseerd op de NEN Deze methodiek is gebaseerd op het bepalen van de technische toestand waarin een bouwdeel verkeert. Aan de hand van verschillende schalen wordt een onderverdeling gemaakt in de onderhoudsstaat. De schalen die staan vermeld op de volgende pagina zijn vastgesteld in de NEN 2767 en zijn door de bouwkundig specialist, die de inventarisatie uitvoert, pragmatisch geïntrepeteerd. 12 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

13 1. Zeer goed (nieuwbouw). 2. Goed (vergelijkbaar met nieuwbouw, wel veroudering, geen onderhoudsschade of onderhoudsbehoefte). 3. Redelijk (geen nieuwbouw, beperkte onderhoudsschade of onderhoudsbehoefte). 4. Matig (duidelijke onderhoudsschade en grote onderhoudsbehoefte). 5. Slecht (grote onderhoudsschade en grote onderhoudsbehoefte). Hoofdrapport 6. Zeer slecht (grote onderhoudsschade echter door zeer slechte staat kan geen onderhoud meer gepleegd worden: vervangen is noodzakelijk). Wanneer de beoordeling uitkomt op schaal 5 of 6 dan zal gekeken moeten worden naar de constructieve veiligheid van het gebouw of het betreffende bouwdeel waarin zich het gebrek voordoet. Het kan hierbij om de volgende type gebreken gaan: doorbuiging of verzakking; scheuren; losse stenen; roestvorming; uitbloeiing. Een praktische vertaalslag van de constructieve veiligheid (zonder berekeningen) maakt onderdeel uit van de in dit onderzoek gekozen beoordelingsmethodiek. Deze beoordeling wordt gedaan aan de hand van de NEN 8700: Beoordeling van de constructieve veiligheid van een bestaand bouwwerk bij verbouw en afkeuren Grondslagen. Deze norm vertaalt hetgeen in Nederland is afgesproken over wat van overheidswege nog veilig is en wat niet. Constructieve aspecten komen terug in paragraaf 3.3 Inventarisatie van schadebeelden. Er wordt dan ingegaan op de volgende aandachtsgebieden: Onvoldoende sterkte van een constructieonderdeel. Verhinderde vervorming. Overbelasting vanuit het gebruik & incidentele overbelasting. Opgelegde vervorming. Autonome zetting. Indien een veiligheidsrisico 4 aan de orde is, wordt daarvan een schriftelijke melding gemaakt naar de eigenaar. Hiermee wordt aan de meldingsplicht voldaan. De eigenaar blijft zelf verantwoordelijk voor de opvolging van het advies. 4 Onder een veiligheidsrisico wordt verstaan: Een acuut gevaar voor mens en/of dier door beschadigde gebouwdelen die mogelijk bij overschrijding van de grensbelastingen genoemd in NEN 8700, bijvoorbeeld; windbelasting, kunnen instorten. Of sprake is van een acuut veiligheidsrisico wordt door een bouwkundig specialist vastgesteld :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 13

14 Hoofdrapport BOUWKUNDIGE WIJZIGINGEN De toegepaste constructiewijze en kwaliteit van later aangebrachte wijzigingen aan/in het gebouw kunnen mede bepalend zijn voor het ontstaan van schade. De onderverdeling is gemaakt naar aanleiding van vier aspecten. Het eerste aspect is de aard van de wijziging. Er wordt voor wat betreft de aard van de wijziging onderscheid gemaakt tussen niet constructief, beperkte constructief en ingrijpende constructief. Opeenvolgend wordt er een verdeling gemaakt aan de hand van de volgende drie aspecten: locatie, datering en kwaliteit. Bij bouwkundige wijzigingen gaat het om uitbreidingen en verbouwingen welke constructieve veranderingen teweeg hebben gebracht aan de oorspronkelijke bouwconstructie. Dit is relevant, omdat bijvoorbeeld het maken van een muurdoorbraak en plaatsing van een stalen draagbalk van enige omvang een verandering geven aan de oorspronkelijke belastingverdeling. Het plaatsen van een aanbouw op een funderingsplaat of met funderingsstroken zonder heipalen kan voor nazetting zorgen. Dit laatste betekent bijvoorbeeld dat door veranderingen in de belasting de grond opnieuw zal inklinken en het bouwwerk opnieuw zal vervormen. Er dient een beeld verkregen te worden van de professionaliteit van de uitgevoerde werkzaamheden. Kortom: zijn deze volgens de voorschriften en algemeen geldende eisen in goed en deugdelijk werk uitgevoerd. Indien beschikbaar zal de bouwkundig specialist hiervoor het vanuit de betreffende gemeente verkregen bouwdossier raadplegen. 14 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

15 Hoofdrapport 3.2 INVENTARISATIE VAN OMGEVINGSFACTOREN In deze paragraaf zullen de verschillende omgevingsfactoren worden toegelicht waarnaar gekeken is tijdens het inventarisatieonderzoek. Tijdens de inventarisatie is gekeken naar de omgevingsfactoren welke mogelijk kunnen resulteren in scheurvorming in het gebouw. Dit betreft met name omgevingsfactoren die kunnen resulteren in trillingen in het gebouw en/of in zettingen in de ondergrond. De volgende omgevingsfactoren zijn in het onderzoek meegenomen: Aardbevingen. Verkeer. Bouwactiviteiten. Ondergrond (bodemopbouw & water). Industriële activiteiten. Bomen / wortelgroei nabij het gebouw. Calamiteiten. Naast bovengenoemde omgevingsfactoren kan regionale problematiek spelen, zoals aspecten die spelen bij herverkaveling of bijvoorbeeld dijkverhogingen etc. Dergelijke factoren komen aan de orde tijdens het gesprek met eigenaar/bewoner en zullen worden ingepast in het inventarisatierapport. In de volgende deelparagrafen wordt ingegaan op de verschillende omgevingsfactoren AARDBEVINGEN In het noorden van Nederland betreft dit met name geïnduceerde aardbevingen ten gevolge van mijnbouw, gaswinning- en/of gasopslagactiviteiten. Gelet op de complexiteit van dit onderwerp is er voor gekozen om een deelrapport op te stellen over de invloed van trillingen door aardbevingen. Dit deelrapport is opgenomen in bijlage 1 van dit rapport VERKEER Met betrekking tot het onderdeel verkeer is er in het inventarisatierapport over het specifieke gebouw informatie opgenomen over de afstand van de weg of spoor tot het gebouw, het wegtype en de aanwezigheid van obstakels in de weg, zoals verkeersdrempels. Daarnaast wordt achterhaald in hoeverre de mate van verkeersintensiteit aanwezig is/ervaren wordt en wat de maximumsnelheid is. Hiermee wordt een beeld verkregen van de invloed van het verkeer op het ontstaan van schadebeelden. Er wordt dus beoordeeld of verkeer een mogelijke oorzaak kan zijn van de aangetroffen schadebeelden. Als gevolg van verkeerstrillingen in de ondergrond kunnen zettingen in het wegdek of in het gebied aansluitend op de weg ontstaan :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 15

16 Hoofdrapport BOUWACTIVITEITEN De meest kritische bouwactiviteiten zijn ophogingen, uitgravingen, heiwerkzaamheden en tijdelijke wijzigingen in de grondwaterstand door bijvoorbeeld bemaling. Daarnaast kan nabijgelegen nieuwbouw resulteren in een versnelde autonome zetting en kunnen trillingen tijdens bouwactiviteiten resulteren in ongelijkmatige zettingen in de ondergrond INDUSTRIËLE ACTIVEITEN Dit betreft enerzijds nabijgelegen industrie waar werkzaamheden worden uitgevoerd die trillingen veroorzaken. Anderzijds betreft dit boor- en gaswinningsactiviteiten ONDERGROND Tot dit onderdeel behoren de analyses van grondwaterniveaus en bodemopbouw GRONDWATER Voor dit onderzoeksgebied wordt niet nagegaan of er in de loop van de tijd sprake geweest kan zijn van fluctuaties in de grondwaterstand. Deze kunnen zowel ontstaan door een algemeen peilbesluit als door lokale effecten op de grondwaterstand, zoals door sterk water onttrekkende vegetatie, bemaling, infiltratie, drainage, komdaling, grondwaterwinning, etc. Omdat de voor dit onderzoek geselecteerde gebouwen allen zijn voorzien van paalfunderingen heeft deze omgevingsfactor geen negatieve invloed op de (fundering)constructie. In overleg met de bodemkundige is besloten geen deelstudie Water & Bodem op te stellen BODEMOPBOUW Voor dit onderzoeksgebied is niet nagegaan in hoeverre er risico op ongelijkmatige zetting is door de huidige bodemopbouw op de locatie van het gebouw. Conclusies worden ontleend vanuit beschikbare bodemgegevens. Omdat de voor dit onderzoek geselecteerde gebouwen allen zijn voorzien van paalfunderingen heeft deze omgevingsfactor geen negatieve invloed op de (fundering)constructie. In overleg met de bodemkundige is besloten geen deelstudie Water & Bodem op te stellen BOMEN Nagegaan wordt of bomen en wortelgroei in de nabijheid van het gebouw aanwezig zijn. Wanneer een boom te dicht tegen de gevel staat, kan overbelasting door zware wortelgroei en/of onttrekking van grondwater plaatsvinden. Door overbelasting door wortelgroei kan schade aan de fundering en gevelmetselwerk ontstaan. Door onttrekking van grondwater kan plaatselijk ongelijkmatige zetting ontstaan door veranderingen in draagkracht van de ondergrond. 16 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

17 Hoofdrapport CALAMITEITEN Indien beschikbaar moeten de volgende historische gegevens over eventuele calamiteiten worden opgenomen: Of er in het verleden sprake is geweest van impact van voorwerpen en/of materieel tegen het gebouw, zoals aanrijdingen. Of er in het verleden sprake is geweest van explosies in het gebouw of in de omgeving ervan. Of er in het verleden sprake is geweest van blikseminslag. Specifieke calamiteiten als hevige sneeuw- of regenval en overstromingen etc. worden als maatwerk verwerkt in het inventarisatierapport. 3.3 INVENTARISATIE VAN SCHADEBEELDEN In deze paragraaf wordt allereerst ingegaan op wat een schadebeeld is en hoe deze tijdens een inspectie worden opgenomen. Vervolgens wordt ingegaan op de hypothesen voor oorzaken van schadebeelden. Vervolgens wordt ingegaan op hoe deze hypothesen door middel van uitsluiting kan worden verworpen en aan de hand van welke aspecten dit gaat gebeuren. Tijdens het onderzoek is een beeld verkregen van de aangetroffen schades in de individuele gebouwen. In de beoordelingstabellen, welke zijn opgenomen in de individuele inventarisatierapporten, wordt een beeld gegeven van de aangetroffen schadebeelden. Een schadebeeld bestaat meestal uit meerdere schades (veelal scheuren) met gelijke kenmerken en worden als één schadebeeld omschreven. Als voorbeeld: Het bouwwerk heeft verschillende raamopeningen en boven elke raamopening bevindt zich een latei. Bij meerdere lateien bevinden zich dezelfde type scheuren in de buitengevels. In dit geval is dit één schadebeeld. De uitvoerend bouwkundig specialist heeft in dit geval wel alle relevante en door de bewoner / eigenaar genoemde scheuren vastgelegd. Voor een globale overall beeldvorming zijn de gebouwen geheel geïnspecteerd. In het inventarisatierapport wordt het schadebeeld duidelijk omschreven. Er wordt aangegeven waaruit het schadebeeld bestaat. Naar voren dient te komen waar het schadebeeld zich bevindt, welke afwerking (behang, verf etc.) ter plaatse van het schadebeeld van toepassing is en wanneer deze afwerking is aangebracht. Van belang is de ouderdom/versheid van de scheurvorming te achterhalen. Hier wordt gekeken naar ouderdomskenmerken als vervuiling (mos en atmosferische aanslag), scherpte van scheurranden en door de tijd uitgevoerde herstelwerkzaamheden. Ook dienen uiterlijke verschijningsvormen van de schade als scheurwijdte, richting en verloop duidelijk te worden vastgelegd. Tevens dient duidelijk te worden of en in hoeverre de schade van constructieve aard is. Per schadebeeld heeft de bouwkundig specialist een beoordeling gegeven van de oorzaak van het schadebeeld. Wanneer aangegeven wordt dat de betreffende invloedsfactor van invloed is op het ontstaan van het schadebeeld, dan zal daartoe een zo goed mogelijke motivatie gegeven worden. Dit zal in beknopte vorm zijn :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 17

18 Hoofdrapport Onderstaand is de beoordelingstabel die in het inventarisatierapport per schadebeeld ingevuld dient te worden met daarin de te beoordelen onderdelen afgebeeld. Ter verduidelijking is per onderdeel een aanwijzende toelichting opgenomen. De beoordeling vindt per schadebeeld plaats aan de hand van de volgende deelaspecten: 1. Onvoldoende sterkte van een constructieonderdeel Het constructieonderdeel is niet gemaakt zoals ontworpen / het constructieonderdeel is voor de toepassing te licht ontworpen. Het constructieonderdeel is door veroudering of degradatie verzwakt. 2. Verhinderde vervorming Wanneer verlenging of verkorting (lengteverandering) door vochtinvloeden en/of temperatuursinvloeden wordt verhinderd - al dan niet onder invloed van veroudering. 3. Overbelasting vanuit gebruik / incidentele overbelasting De (variabele) belasting op het constructieonderdeel is groter dan volgens de voorschriften of het ontwerp wordt vereist: Impact door bliksem / aanrijding / overmatige sneeuw-/waterbelasting / storm. 4. Overbelasting door trilling - door aardbeving Wanneer de oorzaak beving als mogelijke oorzaak wordt aangemerkt, heeft dit te maken met de uiterlijke kenmerken van de betreffende schade. De mate van trilling door een aardbeving t.p.v. het onderzoeksobject c.q. in het onderzoeksgebied wordt afgeleid van de door TNO en KNMI verstrekte gegevens van trillingsensoren. De kans op schade wordt volgens de SBRmethodiek beoordeeld. Dit laatste vindt plaats bij de overall analyse van het totale onderzoeksgebied in het hoofdrapport. 5. Overbelasting door trilling - door overige trillingsbronnen Trilling door wegverkeer / industrie / bouwactiviteiten / etc. De beoordeling is op visuele basis. Bij de beoordeling zijn geen metingen van trillingsniveaus en afstanden meegewogen. 6. Opgelegde vervorming Corrosie van metalen onderdelen / wortelgroei van bomen. 7. Autonome zetting Ondiepe fundering op zetting gevoelige ondergrond / zettingsverschillen ter plaatse van een kelder (andere funderingswijze). 8. Verandering van belasting op de ondergrond Verschilzetting door belasting ondergrond bebouwing naast het object / aanleg spoor-/weglichaam. 9. Verandering in de ondergrond Onttrekking grondwater door boomgroei / wijzigingen grondwaterstand / verdichten ondergrond door trilling. Tabel 1: Beoordelingstabel 18 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

19 Hoofdrapport MOGELIJKE OORZAKEN OP BASIS VAN HET GEBOUW Op basis van de tijdens de inventarisatie opgenomen informatie over het gebouw en eventuele verbouwingen en/of uitbreidingen is het mogelijk om op voorhand al van een aantal gebreken aan te geven wat de oorzaak of mogelijke oorzaak is, waardoor andere oorzaken kunnen worden uitgesloten. De volgende aspecten zijn daarbij aangehouden: 1. Het gebouw heeft een ondeugdelijke fundering op onvoldoende draagkrachtige grond. Dit kan zowel het geval zijn bij een palen- en/of een fundering op ondiepe vaste grondslag. 2. In het verleden is er sprake geweest van een verandering in het gebruik van het gebouw. 3. In het verleden is er sprake geweest van een verbouwing en/of uitbreiding van het gebouw. 4. De opbouw van het gebouw is dusdanig dat er sprake kan zijn van ophoping van regenwater en/of sneeuw. 5. Er hebben in het verleden calamiteiten plaatsgevonden die geresulteerd hebben in impact van voorwerpen en/of materieel tegen het gebouw. Hierbij valt bijvoorbeeld te denken aan aanrijdingen. 6. Er hebben in het verleden calamiteiten plaatsgevonden in de vorm van explosies in het gebouw of in de omgeving ervan en/of blikseminslag MOGELIJKE OORZAKEN OP BASIS VAN DE OMGEVING Op basis van de tijdens de inventarisatie opgenomen informatie over de omgeving is het mogelijk om op voorhand al van een aantal gebreken aan te geven wat de oorzaak of mogelijke oorzaak is, waardoor andere oorzaken kunnen worden uitgesloten. De volgende aspecten zijn daarbij aangehouden: 1. Er is sprake van een dusdanige opbouw van de ondergrond dat er autonome zetting kan optreden. 2. Er is sprake van weg- en/of treinverkeer in de nabijheid van het gebouw die kan resulteren in trillingen in het gebouw. 3. Er is sprake van nabij gelegen (spoor)wegen en/of verkeersbewegingen die kunnen resulteren in ongelijkmatige zettingen in de ondergrond onder het gebouw. 4. Er is sprake geweest van bouwactiviteiten in de naaste omgeving van het gebouw die trillingen in het gebouw hebben veroorzaakt. 5. Er is sprake geweest van bouwactiviteiten in de naaste omgeving van het gebouw die geresulteerd hebben in ongelijkmatige zettingen in de ondergrond onder het gebouw. 6. Er is sprake geweest van industriële activiteiten in de naaste omgeving van het gebouw of in de ondergrond die trillingen in het gebouw hebben veroorzaakt. 7. Er hebben in de omgeving aardbevingen plaatsgevonden. 8. Er is sprake geweest van fluctuaties in de grondwaterstand als gevolg van een peilbesluit. 9. Er waren lokale aspecten die geresulteerd hebben in fluctuaties in de grondwaterstand. De genoemde opsommingen onder de paragrafen en zijn niet uitputtend. Door de diversiteit in combinaties van bouw-/funderingswijze, gebruikte bouwmaterialen, omgevingsinvloeden etc., blijft het beoordelen van bouwgebreken maatwerk. Dit laat zich moeilijk standaardiseren :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 19

20 Hoofdrapport ACHTERGRONDEN MOGELIJKE OORZAKEN In deze paragraaf worden de mogelijke oorzaken besproken. Per oorzaak worden specifieke kenmerken van het schadebeeld besproken. Om definitief vast te kunnen stellen of oorzaken een rol gespeeld kunnen hebben of niet, is het noodzakelijk om algemene kennis te hebben van het gedrag van constructies, funderingen en materialen bij belastingen en bij opgelegde dan wel verhinderde vervormingen. Naast deze kennis dient zo veel mogelijk gebruik gemaakt te worden van alle beschikbare informatie over de betreffende constructie, gebruikte materialen, omgeving en scheurvorming zelf GEEN OVERBELASTING - ONVOLDOENDE STERKTE Indien scheuren zijn ontstaan als gevolg van onvoldoende sterkte van een constructieonderdeel, moet er sprake zijn van een relatie tussen de scheuren en de krachtsafdracht in het betreffende constructieonderdeel. Om deze relatie te kunnen vaststellen moet eerst van het betreffende constructieonderdeel zoveel mogelijk worden nagegaan welke belastingen daarop werken en daarna hoe die belastingen worden doorgegeven. Vervolgens moet nagegaan worden of de betreffende scheuren samenvallen met de locaties waar als gevolg van die krachtsafdracht sprake is van (buig)trekspanningen. Vervolgens moet nagegaan worden of er sprake is van onvoldoende sterkte van het constructieonderdelen relatie tot de ontwerpsterkte of dat er sprake is van een overbelasting in relatie tot de ontwerpbelasting. Zie ook de volgende subparagraaf Overbelasting vanuit gebruik OVERBELASTING VANUIT HET GEBRUIK Voor scheuren die zijn ontstaan als gevolg van overbelasting vanuit het gebruik moet eenzelfde analyse worden uitgevoerd als omschreven in voorgaande subparagraaf Onvoldoende sterkte. Indien daadwerkelijk sprake is van overbelasting vanuit het gebruik moet nagegaan worden of er sprake is (geweest) van een belasting die hoger is dan de ontwerpbelasting ( overbelasting in normale gebruikssituatie ), of dat er sprake is van een overbelasting als gevolg van een veranderd gebruik van (ruimten in) het gebouw of dat er sprake is van een overbelasting die is ontstaan als gevolg van een verbouwing/uitbreiding OVERBELASTING DOOR TRILLING IN HET ALGEMEEN Voor scheuren die zijn ontstaan als gevolg van een overbelasting door trillingen geldt dat dergelijke scheuren veelal moeilijk zijn te onderscheiden van scheuren als gevolg van andere oorzaken. Daarom wordt voor wat betreft de beoordeling van scheurvorming door trillingen veelal gebruik gemaakt van trillingsmetingen in het gebouw zelf. De beoordelings- en meetmethode voor het uitvoeren van dergelijke metingen is uitgewerkt in de SBR-richtlijn A. Zie bijlage 1 Deelrapport A Omgevingsfactor beving paragraaf 2.5. De resultaten van die metingen worden vervolgens getoetst op basis van diezelfde richtlijn. Indien de rekenwaarde onder de grenswaarde blijft is de kans verwaarloosbaar klein dat de scheurvorming is veroorzaakt door de trillingen. 20 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

21 Hoofdrapport INCIDENTELE OVERBELASTING Incidentele overbelasting kan ontstaan als gevolg van impact van voorwerpen, een explosie of een blikseminslag. De scheurvorming die als gevolg daarvan ontstaat, is specifiek gekoppeld aan de plaats waar de belasting heeft plaatsgevonden. Tevens resulteert een dergelijke overbelasting veelal ook in schade in de vorm van plaatselijke verbrijzeling van constructieonderdelen. Indien scheuren zijn ontstaan als gevolg van incidentele overbelasting door regen- en/of sneeuwval, moet er sprake zijn van een relatie tussen de scheuren en een overbelasting op het dak. Om deze relatie te kunnen vaststellen moet eerst nagegaan worden op welke wijze dergelijke belasting op het dak wordt afgedragen. Vervolgens moet nagegaan worden of de betreffende scheuren samenvallen met locaties waar als gevolg van die belastingafdracht sprake is van (buig)trekspanningen. Indien scheuren zijn ontstaan als gevolg van incidentele overbelasting door storm, moet er sprake zijn van een relatie tussen de scheuren en een overbelasting op het dak en/of de gevel als gevolg van een storm. Om deze relatie te kunnen vaststellen moet eerst worden nagegaan op welke wijze dergelijke belasting op het dak en de gevel worden afgedragen. Vervolgens moet nagegaan worden of de betreffende scheuren samenvallen met locaties waar als gevolg van die belastingafdracht sprake is van (buig)trekspanningen VERHINDERDE VERVORMING Voor poreuze bouwmaterialen, zoals metselwerk, hout en beton, geldt dat deze als gevolg van vochtopname uitzetten. Dit gebeurt zowel wanneer de materialen direct in contact komen met water als wanneer de relatieve vochtigheid in de omgeving hoger wordt dan de relatieve vochtigheid waarmee het vochtgehalte in het materiaal op dat moment in evenwicht is. Evenzo geldt dat het uitdrogen van dergelijke materialen resulteert in het krimpen ervan. Verder geldt voor alle bouwmaterialen dat deze bij opwarming verlengen en bij afkoeling verkorten. Zowel voor vervormingen als gevolg van vochtinvloeden als voor vervormingen als gevolg van temperatuurseffecten geldt dat deze veelal verschillen per constructiemateriaal. Daarnaast geldt dat met name de buitenschil van gebouwen (de gevel en het dak) wordt blootgesteld aan veranderende vocht- en temperatuursinvloeden in vergelijking tot de volledig binnen gesitueerde onderdelen. Indien de verkorting van een constructieonderdeel (gedeeltelijk) wordt verhinderd (= verhinderde vervorming), resulteert dit in spanningen in het betreffende constructieonderdeel. Bij verhinderde vervorming zijn dit trekspanningen. Indien deze trekspanningen hoger worden dan de treksterkte van het betreffende onderdeel, ontstaat scheurvorming. Het voorgaande betekent dat bij scheuren als gevolg van verhinderde vervormingen altijd sprake moet zijn van een verkorting van het betreffende constructieonderdeel én van een verhindering van die verkorting. Indien daadwerkelijk sprake is van verhinderde vervormingen, moet worden nagegaan of er sinds de bouw sprake is (geweest) van verhinderde vervormingen (initieel of pas na een verbouwing/uitbreiding). Verder moet nagegaan worden of veroudering/aantasting van toegepaste materialen een rol gespeeld heeft. Voor diegene die de bouwfysische theorie hierachter begrijpt, is de tabel op de volgende pagina opgenomen vanuit SBR rapport 8 Scheuren in woningen :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 21

22 Hoofdrapport Tabel 2 Fragment uit het SBR-rapport 8 "scheuren in woningen" Als voorbeeld: Een kalkzandsteenmuur van 12 meter lang is ingeklemd tussen de begane grondvloer en verdiepingsvloer. Deze inklemming zal, wanneer de muur door vocht- en temperatuursvervorming wil uitzetten of krimpen, de ontstane lengteverandering willen verhinderen. Ter illustratie: theoretisch kan een vrijstaande op vilt staande muur ongehinderd van lengte veranderen OPGELEGDE VERVORMING Vocht- en temperatuursvervormingen in constructieonderdelen kunnen ook resulteren in vervormingen aan andere onderdelen. Dit kan resulteren in trekspanningen in die materialen. Dit wordt opgelegde vervorming genoemd. Indien deze trekspanningen hoger worden dan de treksterkte van het betreffende onderdeel, ontstaat scheurvorming. Het voorgaande betekent dat bij scheuren als gevolg van opgelegde vervormingen altijd sprake moet zijn van een vervorming van een aansluitend (constructie)onderdeel ten opzichte van het betreffende constructieonderdeel. Opgelegde vervorming kan optreden als gevolg van vocht- en/of temperatuursinvloeden, maar kan ook optreden bij corrosie van metalen onderdelen, die zijn opgenomen in de betreffende onderdelen of daaraan aansluiten. Als voorbeeld: Een in metselwerk opgenomen betonlatei zal door vocht- en temperatuursvervorming meer krimpen en uitzetten dan het metselwerk waarin de betreffende latei is opgenomen. Bij afwezigheid van glijvilt of ruimte aan de kopzijde van de latei is hier kans op het ontstaan scheurvorming in het metselwerk. Opgelegde vervorming kan ook ontstaan doordat een ligger doorbuigt. Ter plaatse van het oplegvlak wil het metselwerk dan afbreken. Ook ontstaat opgelegde vervorming wanneer metaal door corrosie expandeert. Het metselwerk wordt dan kapot gedrukt of scheurt (voorbeeld: roestende metalen keilbout). De opgelegde vervorming kan dus meerdere oorzaken hebben. Naast bouwfysische eigenschappen zijn er externe invloeden, waaronder degradatie of veroudering. 22 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

23 Hoofdrapport AUTONOME ZETTING Autonome zetting wil zeggen dat het gebouw, door het inklinken van de grond, zal vervormen. De grootte van zettingen is zowel afhankelijk van de draagkracht van de ondergrond als van de belasting op de ondergrond. Omdat zowel de opbouw van de ondergrond als de belasting op de ondergrond veelal variëren over het oppervlak van een gebouw, kunnen in de loop van de tijd verschilzettingen onder een gebouw ontstaan. Dergelijke verschilzettingen resulteren in vervormingen in het gebouw, die vervolgens resulteren in trekspanningen en ten slotte kunnen resulteren in scheurvorming. Autonome zetting heeft alleen effect op een ondiepe fundering, dus indien er geen sprake is van een fundering op palen tot in de draagkrachtige laag. De gevoeligheid van de ondergrond voor autonome zetting kan worden vastgesteld aan de hand van informatie over de opbouw van de ondergrond en de grondwaterstand. Een specifiek aspect dat hierbij in beschouwing genomen dient te worden is de aanwezig van de kelder. Vaak zijn kelders slechts onder een deel van een gebouw aanwezig en is er sprake van een verschilzetting tussen het onderkelderde, en dus dieper gefundeerde, deel van het gebouw en de overige delen van het gebouw VERANDERING VAN DE BELASTING OP DE ONDERGROND Verschilzettingen over het oppervlak van een gebouw kunnen ook ontstaan als er sprake is van een ongelijke verandering van de belasting op de ondergrond rondom het gebouw. Dergelijke veranderingen kunnen ontstaan door een verbouwing/uitbreiding door bebouwing in de omgeving, door het aanbrengen van een weg-/spoorlichaam en door ophogingen en ontgravingen. Bij scheurvorming als gevolg van een verandering van de belasting op de ondergrond moet er altijd sprake zijn van verschilzettingen over het oppervlak van het gebouw. Daarnaast dient er een relatie te zijn tussen de locaties van de scheuren en de locaties waar als gevolg van de verschilzettingen trekspanningen in het gebouw ontstaan. Ten slotte dient er sprake te zijn van een daadwerkelijke wijziging in (het gebruik van) de omgeving rondom het gebouw VERSCHILZETTING DOOR AARDBEVINGEN (LIQUEFACTION) De tot op heden voorgekomen aardbevingen zijn niet krachtig genoeg om een plotseling grondverweking (Liquefaction) te veroorzaken. Voor de volledigheid van de onderbouwing van dit onderwerp wordt verwezen naar het onderzoek van Crux Engineering BV d.d (14234) in het kader van mogelijke gevaren van plotselinge verweking van grondlagen door beving en het onderzoeksrapport van Crux Beoordeling kans op Liquefaction. Ook kan verwezen worden naar het rapport van Deltares Effecten geïnduceerde aardbevingen op kritische infrastructuur Groningen Quick Scan naar de sterkte van de infrastructuur :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 23

24 Hoofdrapport Dergelijken onderzoeken wijzen uit bij welke grondversnelling (PGA) verweking te verwachten is. Er is naar voren gekomen dat het risico op verweking optreedt bij grotere dan tot op heden voorgekomen PGA-waarden 5. Schematische weergave Liquefaction. Citaat 1: GEO-0005, 6 november 2013, definitief, Effecten geïnduceerde aardbevingen op het Gasunie netwerk in Groningen (pagina 6) 5 Bodembeweging: de beweging van de bodem aan het oppervlak (door een beving op diepte), in dit kader uitgedrukt in termen van grondversnelling PGA. Engels: Peak Ground Acceleration. 24 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

25 Hoofdrapport SCHADERISICO S DOOR INVLOED VAN OUDERDOM Veroudering en daardoor achteruitgang van een gebouw of gebouwonderdeel treedt op onder invloed van verschillende factoren. De belangrijkste factoren zijn daarbij: Weersinvloeden. Vocht van onderaf. Het gebruik. Onderhoud (achterstallig of verkeerd). Tijd. Ad a: weersinvloeden Er zijn diverse weersinvloeden die van invloed kunnen zijn op de achteruitgang van de kwaliteit van een gebouw en het mogelijk ontstaan van schade. In de eerste plaats leiden temperatuurswisselingen tot ongelijke vervormingen binnen een gebouw. s Winters kan de temperatuur dalen tot ver onder het vriespunt terwijl in de zomer de temperatuur van bepaalde delen onder invloed van absorptie van zonnestraling kan oplopen tot boven de 40 graden (ook bij lagere luchttemperaturen). Ongelijke vervormingen ontstaan enerzijds doordat de temperatuur binnen een gebouw niet overal gelijkmatig wijzigt en anderzijds doordat verschillende materialen op een verschillende manier reageren bij eenzelfde temperatuurswisseling. Temperatuurswisselingen leiden in principe tot vervormingen (lengteveranderingen). Daar waar deze lengteverandering wordt verhinderd ontstaan spanningen in de constructie en/of de afwerking. Bij overschrijding van de opneembare spanning ontstaat scheurvorming. Andere weersinvloeden zijn neerslag, wind en uv-straling. Neerslag kan leiden tot achteruitgang van bijvoorbeeld metselwerk en houtwerk dat als buitenbekleding is toegepast. Maar neerslag kan ook leiden tot lekkages. Een specifiek aspect van neerslag zijn de inhoudsstoffen (bv. zure regen). Wind leidt tot een specifieke belasting door druk of zuiging op gevels en daken. Incidenteel is melding gemaakt van stormschade. Uv-straling leidt onder meer tot achteruitgang van schilderwerk, houtwerk en dakbedekking. Combinaties van weersinvloeden kunnen een versterkend effect geven. Daarbij valt te denken aan een combinatie van vochtopname door metselwerk dat bij vorst (waarbij het water uitzet) kan leiden tot schade. Ook vocht in hout kan in combinatie met bepaalde temperaturen leiden tot aantasting door schimmels of insecten. Voor een deel van de schades aan het metselwerk spelen met name temperatuurswisselingen en neerslag een zekere rol. Op basis van de beschikbare gegevens is dit niet nader te kwantificeren. Ad b: vocht van onderaf Vocht in de bodem kan leiden tot optrekkend vocht in de constructie. Dit kan leiden tot aantasting van metselwerk, houten vloeren, afwerkingen van wanden. Een verlaging van de grondwaterstand kan bij toepassing van houten palen leiden tot aantasting van de paalkoppen. Een verhoging van de grondwaterstand leidt tot een extra belasting op de fundering. Ad c: het gebruik Afhankelijk van de aard en intensiteit van het gebruik zal eveneens een zekere mate van veroudering optreden :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 25

26 Hoofdrapport Ad d: onderhoud Een bouwwerk behoeft in de loop van de gebruiksperiode met regelmaat onderhoud om de functievervulling van bepaalde onderdelen te kunnen garanderen. Slecht onderhoud (dat wil zeggen: te laat uitgevoerd onderhoud, verkeerd uitgevoerd onderhoud of het geheel uitblijven van onderhoud) leidt tot een versnelde veroudering. Hierdoor kunnen storingen in het functioneren ontstaan met schade als gevolg. Ad e: tijd Het aspect tijd (het ouder worden) is in feite al inbegrepen in het begrip veroudering maar wordt hier nog eens afzonderlijk genoemd. Alle voorgaande aspecten worden mede beïnvloed door het aspect tijd omdat met het ouder worden de afzonderlijke aspecten over een langere periode hun inwerking hebben. 3.4 ONDERZOEKSRESULTATEN In de voorgaande paragrafen 3.1 tot en met 3.3 is een beschrijving gegeven van de geïnventariseerde gegevens ten aanzien de gebouweigenschappen, omgevingsfactoren en schadebeelden. De resultaten van deze inventarisatie zijn per gebouw in een afzonderlijk inventarisatierapport weergegeven. In dit hoofdrapport zijn de resultaten van de afzonderlijke inventarisatierapporten samengevat en weergegeven in de overzichtstabel zoals opgenomen in bijlage ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

27 Hoofdrapport 4 Analyse mogelijke schadeoorzaken 4.1 INLEIDING In dit hoofdstuk wordt de relatie tussen de gebouweigenschappen, omgevingsfactoren en schadebeelden geanalyseerd. De samenvattende resultaten van deze drie onderdelen zijn weergegeven in de overzichtstabel in bijlage 3. Bij deze analyse is in het bijzonder gekeken naar de uitkomsten van de oorzaken van de afzonderlijke schadebeelden. Er zijn negen afzonderlijke schadeoorzaken te onderscheiden zoals beschreven in paragraaf 3.4. Per schadebeeld is voor al deze negen oorzaken specifiek nagegaan of deze oorzaak zich voordoet (aangegeven met een cijfer 1 in de overzichtstabel onder Uitkomst oorzaken schadebeeld ) of deze oorzaak zich mogelijk voordoet (aangegeven met een 2 in de overzichtstabel) of dat deze oorzaak zich niet voordoet (aangegeven met een 3 in de overzichtstabel). Er is in het bijzonder gekeken naar oorzaak 4 Overbelasting door trillingen door aardbeving. Indien deze oorzaak zich voordoet of mogelijk voordoet is tevens nagegaan of er nog andere oorzaken of mogelijke oorzaken zijn voor het betreffende schadebeeld. Vervolgens is nagegaan of er op basis van de onderzoeksresultaten een relatie gelegd kan worden tussen de oorzaken voor de schadebeelden en de overige geïnventariseerde gegevens, te weten de gebouweigenschappen en omgevingsfactoren. Bij de inventarisatie kan bijvoorbeeld vastgesteld zijn dat een gebouw in een slechte onderhoudstoestand verkeert of dat wijzigingen niet deskundig zijn uitgevoerd of dat er een schaderisico bestaat door een zettingsgevoelige bodem. Deze aspecten hoeven nog niet de oorzaak te zijn voor de feitelijk opgetreden schades. In tabel 3 op de volgende pagina is in een matrix weergegeven welke schadeoorzaken een relatie kunnen hebben met welke gebouweigenschappen of omgevingskenmerken :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 27

28 Hoofdrapport Schadeoorzaak gebouwcode type object ouderdom funderingswijze indicatie onderhoudstaat latere aanpassingen ja/nee wijzigingen deskundig uitgevoerd gebouweigenschappen schaderisico door trilling door aardbeving SBR schaderisico's vanuit verkeer schaderisico vanuit bouwactiviteiten schaderisico vanuit industrie risico's door potentiele verlaging grondwater risico's door zettingsgevoelige bodem risico's door wortel / boomgroei nabij het object schaderisico's vanuit calamiteiten omgevingsfactoren 1 ONVOLDOENDE STERKTE VAN EEN CONSTRUCTIE ONDERDEEL 2 VERHINDERDE VERVORMING 3 OVERBELASTING VANUIT GEBRUIK/INCIDENTELE OVERBELASING 4 OVERBELASTING DOOR TRILLING DOOR AARDBEVINGEN 5 OVERBELASTING DOOR TRILLING T.G.V. OVERIGE TRILLINGSBRONNEN 6 OPGELEGDE VERVORMING 7 AUTONOME ZETTING 8 VERANDERDE BELASTING OP DE ONDERGROND 9 VERANDERING IN DE ONDERGROND Tabel 3 Visueel hulpmiddel bij analyse tabel/matrix met overzicht schadebeelden in relatie tot gebouweigenschappen en omgevingsfactoren. 4.2 ANALYSE VOOR DEELGEBIED GRONINGEN WEST ANALYSE SCHADEBEELDEN In het onderzoeksgebied Groningen West zijn vier schade objecten onderzocht. De resultaten staan vermeld in tabel 4. In deze tabel geven de codes GW7, GW8, GW9 en GW11 in de eerste kolom de onderzochte gebouwen weer. De letters A tot F geven de opeenvolgende schadebeelden aan en de getallen 1 tot en met 9 in de kop staan voor de verschillende potentiële oorzaken zoals beschreven in paragraaf 3.4. Bij het vaststellen van de oorzaak (of oorzaken) voor de afzonderlijke schadebeelden is een onderscheid gemaakt tussen een (zekere) oorzaak, een mogelijke oorzaak en tenslotte de mogelijkheid geen oorzaak. Een rode 1 in de tabel betekent dat de betreffende oorzaak als (zekere) oorzaak van de schade is aangemerkt. Een oranje 2 betekent dat de betreffende oorzaak als mogelijke oorzaak van de schade is aangemerkt. Een grijze 3 betekent dat deze potentiële oorzaak geen oorzaak is voor het betreffende schadebeeld. Bij deze vier objecten zijn in totaal 16 afzonderlijke schadebeelden te onderscheiden. In het overzicht is te zien dat er per object tussen de drie tot vijf schadebeelden te onderscheiden zijn. 28 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

29 Hoofdrapport Tabel 4 Overzicht oorzaken schadebeelden In de tabellen 5 & 6 is weergegeven hoe vaak ieder van de schadeoorzaken in aantallen en percentages is aangegeven als oorzaak als mogelijke oorzaak en als geen oorzaak. Wat opvalt is dat oorzaak 2 Verhinderde vervorming relatief vaak als oorzaak worden genoemd. Dit betreffen schades die samenhangen met de bouwkundige kwaliteit van de objecten. Dit hoeft niet te gaan om ernstige bouwkundige gebreken, maar wel om tekortkomingen die tot scheurvorming hebben geleid. De schadeoorzaken 4. Overbelasting door trilling door aardbevingen worden relatief vaak als mogelijke oorzaak genoemd, maar nergens als oorzaak. Op de schadeoorzaak trilling door aardbeving wordt in de volgende paragraaf specifiek ingegaan. Schadeoorzaak Oorzaak Mogelijke Geen oorzaak oorzaak 1. Onvoldoende sterkte van een constructieonderdeel Verhinderde vervorming Overbelasting vanuit gebruik / incidentele overbelasting Overbelasting door trilling - door aardbeving Overbelasting door trilling - door overige trillingsbronnen Opgelegde vervorming Autonome zetting Verandering van belasting op de ondergrond Verandering in de ondergrond Tabel 5 Weergave frequentie van de verschillende oorzaken in aantallen Schadeoorzaak Oorzaak Mogelijke Geen oorzaak oorzaak 1. Onvoldoende sterkte van een constructieonderdeel 6% 0% 94% 2. Verhinderde vervorming 75% 0% 25% 3. Overbelasting vanuit gebruik / incidentele overbelasting 0% 0% 100% 4. Overbelasting door trilling - door aardbeving 0% 38% 63% 5. Overbelasting door trilling - door overige trillingsbronnen 0% 6% 94% 6. Opgelegde vervorming 19% 0% 81% 7. Autonome zetting 0% 0% 100% 8. Verandering van belasting op de ondergrond 0% 0% 100% 9. Verandering in de ondergrond 0% 0% 100% Tabel 6 Weergave frequentie van de verschillende oorzaken in percentages :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 29

30 Hoofdrapport INVLOED SCHADEOORZAAK 4: TRILLING DOOR AARDBEVING In deze deelparagraaf wordt de relatie en verhouding beschreven tussen de schadebeelden welke beoordeeld zijn als mogelijke oorzaak door trilling door beving en de overige mogelijke schadeoorzaken en oorzaken. Situatie per schadebeeld Bij 6 van de 16 schadebeelden is schadeoorzaak 4 trillingen door beving als mogelijke oorzaak genoemd, wat wil zeggen bij 38% van de schadebeelden. Bij geen van de schadebeelden is trilling door beving genoemd als oorzaak (0%). Bij 10 van de 16 schadebeelden is trilling door beving beoordeeld als geen oorzaak (63%). Situatie per object Van alle vier de objecten in dit gebied is trillingen door beving als mogelijke oorzaak genoemd (100%). Analyse schadeoorzaak trilling door beving Vervolgens zijn de 6 schadebeelden waar oorzaak 4 trilling door beving als mogelijke oorzaak is aangeduid nader beschouwd op basis van de uitkomsten zoals weergegeven in tabel 7. Uit tabel 7 leiden wij het volgende af: Voor alle gevallen waar oorzaak 4 trilling door beving als mogelijke oorzaak is genoemd, is er steeds ook één oorzaken genoemd. Voor al deze schadebeelden waar naast de mogelijke oorzaak van trilling door beving tevens een meer zekere oorzaak is aangeduid kan er vanuit gegaan worden dat trilling door beving feitelijk niet als oorzaak is aan te merken. Voor deze situaties geldt dat de schade op basis van de uiterlijke kenmerken mogelijk veroorzaakt zou kunnen zijn door een beving, maar dat hier tevens een andere, zekere oorzaak is aan te wijzen, waardoor beving als oorzaak uitgesloten kan worden. Er zijn geen schadebeelden waar alleen sprake is van de mogelijke oorzaak trillingen door beving. Tabel 7 Weergave schadebeelden waarbij oorzaak 4 trilling door beving als oorzaak of mogelijke oorzaak is genoemd Tussenconclusie op basis van analyse van oorzaken schadebeelden Uit de analyse van de oorzaken van de schadebeelden volgt dat bij alle schadebeelden de oorzaak 4 trilling door beving uitgesloten kan worden als mogelijke oorzaak. Hierbij zijn de schadeoorzaken uitsluitend beoordeeld op basis van uiterlijke kenmerken van de schade. 30 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

31 Hoofdrapport RELATIE SCHADEBEELD TOT GEBOUWKENMERKEN EN OMGEVINGSFACTOREN In deze deelparagraaf wordt de relatie nagegaan tussen de schadebeelden en de gebouwkenmerken en omgevingsfactoren. Vervolgens wordt er in deelparagraaf vanuit de omgevingskenmerken nagegaan of de omstandigheden zodanig zijn dat op de locatie van de objecten zodanige trillingen (seismiciteit) hebben plaatsgevonden dat daardoor schade ten gevolge van die trillingen zijn opgetreden. Verklarende opmerking Vooraf werd al opgemerkt dat alle objecten geselecteerd zijn vanwege de melding van schade. Het gaat dus niet om een willekeurige selectie van objecten waarbij een deel schade heeft opgelopen en een ander deel niet. Alle objecten hadden schade. Verder is bij dit onderzoek evenmin een kwalificatie gegeven van de ernst van de schades. Een algemene analyse over de relatie tussen schade en gebouweigenschappen (bijvoorbeeld: ouderdom, funderingswijze of onderhoudstoestand) kan dan ook uit de onderzoeksbevindingen niet afgeleid worden. Dit geldt eveneens voor de relatie met de omgevingsfactoren. Verder is het aantal objecten dermate beperkt en ook nog eens gevarieerd in type, ouderdom en onderhoudsstaat. Relatie schadebeeld tot gebouwkenmerken Wat betreft de gebouweigenschappen valt op dat alle objecten stammen van na Ten aanzien van de funderingen valt op dat in alle gevallen sprake is van een paalfundering. De onderhoudsstaat van de onderzochte objecten varieert van redelijk tot goed. Hierin is evenmin een patroon met schadeoorzaken zichtbaar. Relatie schadebeeld tot omgevingsfactoren Wat betreft de omgevingsfactoren blijkt in geen van de onderzochte objecten schaderisico door verkeer op te treden. Wat betreft de schaderisico s uit bouwactiviteiten doet zich wel een wisselend beeld voor. Bij één van de vier objecten wordt een mogelijk schaderisico vanuit bouwactiviteiten gemeld. Een schaderisico vanuit de industrie wordt bij geen van de objecten gemeld. Verder is er een schaderisico door potentiële verlaging van de grondwaterstand of door zettingsgevoeligheid van de bodem niet aan de orde gezien de aanwezigheid van een paalfundering. Dit geldt eveneens ten aanzien van het risico op wortel-/boomgroei. Op het schaderisico ten gevolge van trillingen door bevingen wordt in de volgende paragraaf ingegaan. Conclusie Uit de onderzoeksresultaten kunnen geen vaste of min of meer regelmatige patronen herleid worden tussen specifieke oorzaken en bepaalde gebouweigenschappen of omgevingsfactoren :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 31

32 Hoofdrapport INVLOED OMGEVINGSFACTOR SCHADERISICO TRILLING DOOR AARDBEVING In paragraaf is ingegaan op de schadeoorzaak trilling door aardbeving. Daarbij is vanuit het schadebeeld aan het gebouw nagegaan of die schade, gezien de aard van het schadebeeld, ontstaan kan zijn door trilling door aardbevingen. Omdat het schadebeeld van bevingsschade zich nauwelijks laat onderscheiden van schadebeelden die optreden bij andere oorzaken is het niet mogelijk de beoordeling alleen op het schadebeeld te baseren. Schadebeelden die overeenkomsten hebben met bevingsschade komen voor in heel Nederland. Als voorbeeld: Onderzoeken bij gebouwen in steden als Gouda, Deventer of Eindhoven zullen, wanneer de bouwkundig specialisten de beoordeling met als uitgangspunt de in dit rapport beschreven methodiek uitvoeren, zeker ook komen met een beoordeling waarbij ook beving als mogelijke oorzaak wordt aangemerkt. Men moet zich dan wel alleen concerteren op het schadebeeld en niet op het gegeven dat seismiciteit in deze regio niet aan de orde is. In deze paragraaf wordt vanuit de omgevingskenmerken nagegaan of de omstandigheden zodanig zijn dat binnen het onderzoeksgebied op de locatie van de onderzoeksobjecten zodanige trillingen (seismiciteit) hebben plaatsgevonden dat daardoor schade ten gevolge van die trilling kan zijn opgetreden. Dat seismiciteit aan de orde is, wil niet altijd zeggen dat hierdoor ook schade aan gebouwen ontstaat. Aanpak Voor deze beoordeling wordt uitgegaan van beschikbare gegevens met betrekking tot onder meer bevingen, trillingen en trillingssnelheid gemeten in de regio door gebouw- en grondsensoren. Uitgangspunt zijn de bevingen die in de nabijheid van de schadelocaties, die zich binnen het onderzoeksgebied bevinden, hebben plaatsgevonden. Voor die bevingen zijn de trillingssnelheden bepaald ter plaatse van alle op dat moment in Groningen actieve sensorlocaties. Daarnaast zijn de afstanden opgenomen tussen de locaties van de epicentrums van de bevingen en enerzijds het onderzoeksgebied en anderzijds de locaties waarin de sensoren zich bevindt. Toetsingscriterium De beoordeling heeft plaatsgevonden met behulp van de SBR-richtlijn Schade aan gebouwen, meet- en beoordelingsrichtlijn deel A. Deze richtlijn is voor dit onderzoek de meest bruikbare en geaccepteerde richtlijn. Deze richtlijn heeft tot doel een oordeel te kunnen geven over de toelaatbaarheid van trillingen in verband met mogelijke schade aan een bouwwerk. In het geval van bijvoorbeeld bouwwerkzaamheden of verkeer, kunnen dan maatregelen getroffen te worden wanneer een grenswaarde wordt overschreven. In deze situatie is dezelfde norm toegepast om te beoordelen of trillingen ten gevolge van bevingen een risico geven op het ontstaan van schade aan gebouwen. De richtlijn onderscheidt 3 categorieën gebouwen, gebaseerd op de aard en onderhoudstoestand van de constructie. De grenswaarde is, afhankelijk van de gebouwcategorie, 20, 5 of 3 mm/s. Deze waarden gelden bij een frequentie tussen 0-10 Hz. De rekenwaarde voor de trillingssterkte wordt uitgedrukt als maximale trillingssnelheid (PGV-waarde of Vtop) vermenigvuldigd met een correctiefactor. 32 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

33 Beoordeling Hoofdrapport Op basis van de SBR-richtlijn is beoordeeld of ter plaatse van de onderzoekslocaties in het te beoordelen onderzoeksgebied kans op schade bestaat. Dit wordt uitgedrukt in groter (>) of kleiner (<) dan 1%. Kleiner dan 1% wil zeggen dat de kans op schade verwaarloosbaar is. Groter dan 1% wil zeggen dat de kans op schade niet uitgesloten is. Als de rekenwaarde van de trillingssterkte lager is dan de grenswaarde is de kans op trillingsschade kleiner dan 1%. Voor de onderzochte objecten zijn geen trillingsmetingen beschikbaar. Daarom is uitgegaan van beschikbare trillingsmetingen in de nabijheid van het onderzoeksgebied. Voor een aantal relevante bevingen zijn de trillingssnelheden geanalyseerd in relatie tot de afstand tot het epicentrum van die bevingen. Op basis van de afstand van het epicentrum van de bevingen tot het onderzoeksgebied in combinatie met de magnitude van de bevingen zijn voor het onderzoeksgebied Groningen West de volgende bevingen beschouwd: Garmerwolde, d.d. 30 september 2014, M = 2.8; afstand epicentrum onderzoeksgebied: 9,5 km. Woudbloem, d.d. 30 december 2014, M = 2.8; afstand epicentrum onderzoeksgebied: 10,9 km. Thesinge, d.d. 7 juli 2015, M = 2.1; afstand epicentrum tot onderzoeksgebied: 8,9 km. De laagste grenswaarde, die geldt voor monumentale panden of beschadigde bouwwerken (C3), bedraagt 3 mm/s. Op de meetwaarden wordt in dit geval een veiligheidsfactor van 1,6 gehanteerd. Dit betekent dat bij een meetwaarde tot 1,87 mm/s de grenswaarde niet wordt overschreden. Voor de geselecteerde bevingen zijn de meetwaarden bij de verschillende sensorlocaties weergegeven in de grafieken. De gegevens voor het samenstellen van de grafieken zijn ontleend uit door KNMI en TNO verstrekte sensordata. In de grafieken is op de verticale as de rekenwaarde van de trillingssterkte (Vd) weergegeven. Dit is de maximale trillingssnelheid (Vtop) vermenigvuldigd met de veiligheidsfactor 1.6. Op horizontale as is de afstand tot het epicentrum in kilometers weergegeven. Voor de verschillende sensoren zijn deze waarden tegen elkaar uitgezet. Daarbij is een onderscheid gemaakt tussen TNO-sensoren en KNMI-sensoren. De TNO-sensoren zijn weergegeven met blauwe blokjes. De KNMI-sensoren zijn weergegeven met rode punten. In de grafiek zijn verder enkele horizontale lijnen aangegeven. De onderste blauwe lijn betreft de drempelwaarde voor de TNO-sensoren. Dit ontstaat doordat de sensoren pas data gaan zenden naar de TNO-database vanaf een maximale trillingssnelheid van 1 mm/s. De waardes (Vd) die op deze lijn zijn aangegeven liggen feitelijk tussen de 0 en 1,6 mm/s. Vervolgens zijn lijnen voor grenswaarden voor respectievelijk, C1 (20 mm/s), C2 (5 mm/s) en C3 (3 mm/s). Verder is met een verticale lijn de kortste afstand tussen het epicentrum en het onderzoeksgebied weergegeven. De TNO-sensoren betreffen sensoren die aan de fundering van de gebouwen zijn gemonteerd. De KNMIsensoren zijn gemonteerd op een gestandaardiseerde opstellingslocatie van beton. Omdat hier de waarde niet beïnvloed wordt door de positie aan het gebouw is de veiligheidsfactor van 1.6, zoals de SBR-richtlijn voorschrijft bij een indicatieve meting, hier niet van toepassing :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 33

34 Hoofdrapport Beschouwing beving Garmerwolde Bevindingen Tabel 8 Grafiek meetwaarden beving Garmerwolde De afstand van het epicentrum tot het onderzoeksgebied is minimaal 9,5 kilometer. Tijdens de beving van waren 22 KNMI-sensoren en 173 TNO-sensoren actief. 5 KNMI sensoren en 49 TNO-sensoren liggen op minimaal 9,5 km van het epicentrum. Uit de grafiek met betrekking tot de beving van Garmerwolde met een magnitude van 2.8 blijkt het volgende. Tussen de 1 en 6,9 kilometer vanaf het epicentrum is een grote variatie zichtbaar in rekenwaardes. Er zijn rekenwaardes van laag tot redelijk hoog van respectievelijk 1,14 tot 26 mm/s waargenomen. Variabele zijn zodanig groot dat de grenswaarde in alle categorieën wordt overschreden. Vanaf 11.3 tot 12.3 kilometer vanaf het epicentrum zijn rekenwaardes van 2,87 tot 4,6 mm/s waargenomen. Hier is de grenswaarde in categorie C3 bereikt. Er is zijn dus drie TNO-sensoren die verder liggen dan de kortste afstand van het epicentrum tot het onderzoeksgebied Groningen West, waarvan de rekenwaardes boven de grenswaarde van 3 mm/s (C3) liggen. Deze TNO-sensoren liggen respectievelijk op 11,31 km (Vd = 3,62 mm/s), op 12,10 km (3,52 mm/s) en 12,29 km (4,16 mm/s) van het epicentrum. Ten aanzien van de gemeten trillingsterkte (Vtop) van de KNMI-sensoren liggen alle rekenwaardes onder de 1 mm/s. 34 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

35 Beoordeling Hoofdrapport Uitgangspunt voor de beoordeling is dat de trillingssterkte afneemt naar mate de afstand tot het epicentrum groter wordt. Voor de beoordeling is de kortste afstand van het onderzoeksgebied tot het epicentrum maatgevend. Dit is voor de Garmerwolde beving 9,5 kilometer. In de grafiek wordt deze afstand aangeduid met de verticale R-lijn. De rekenwaardes die aan de linkerkant van de R-lijn liggen, bereiken denkbeeldige buitenkant van het onderzoeksgebied nog niet. Feitelijk geeft de grafiek de combinatie van de afstand van alle sensorlocaties tot het epicentrum en de rekenwaarde per sensor weer. Daarnaast wordt de kortste afstand van het onderzoeksgebied tot het epicentrum zichtbaar gemaakt. Is de afstand sensor/epicentrum van één of meerdere sensoren, waarvan de rekenwaarde de grenswaarde(s) overschrijd(en), groter dan de afstand onderzoeksgebied/epicentrum, dan is de kans op schade groter dan 1%. Dus niet meer verwaarloosbaar klein. Ofwel, wanneer in de grafiek een KNMI of TNO punt voorbij de R-lijn en boven de C1, C2 of C3 lijn uitkomt, is de kans op schade tot dat punt meer dan 1%. In de andere gevallen is de kans op schade op basis van de sensordata van de betreffende beving kleiner dan 1%, ofwel verwaarloosbaar klein. Meetwaarden blijven dan links van de R-lijn en/of onder de C3-lijn. Er zijn 173 waardes van TNO-sensoren beschikbaar en 22 waardes van KNMI-sensoren. Daarvan zijn drie waardes boven de grenswaarde van categorie C3. Conclusie Op basis van de onderzoeksresultaten is voor het onderzoeksgebied Groningen West het risico op schade aan gebouwen in categorie C3 niet uit te sluiten. Dit geldt voor gebouwen in dit onderzoeksgebied die tot een afstand van 12,3 km vanaf het epicentrum van de beving van Garmerwolde liggen. Voor gebouwen in de categorie C3 die op grotere afstand liggen en voor alle gebouwen binnen het onderzoeksgebied in de categorieën C2 en C3 is het risico op schade wel verwaarloosbaar. Bij deze conclusie gelden de volgende kanttekeningen: Drie van de 173 waardes overschrijden de grenswaarde. De overschrijding is: Vd = 4,16 mm/s bij een grenswaarde van 3,0 mm/s, dus 40%. Dit risico op schade heeft alleen betrekking op in slechte staat verkerende gebouwen uit metselwerk of in slechte staat verkerende onderdelen van gebouwen. Omstandigheden die duiden op een slechte bouwkundige staat zijn bijvoorbeeld: reeds aanwezige scheurvorming, kieren, sterkte vervormingen, verzakkingen en scheefstand van een gebouw :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 35

36 Hoofdrapport Beschouwing beving Woudbloem Bevindingen Tabel 9 Grafiek meetwaarden beving Woudbloem De afstand van het epicentrum tot het onderzoeksgebied is minimaal 10,9 kilometer. Tijdens de beving van Woudbloem waren 22 KNMI-sensoren actief en 201 TNO-sensoren. 7 KNMI sensoren en 49 TNO-sensoren liggen op minimaal 10,9 km van het epicentrum. Er zijn 5 TNO-sensoren waarvan de rekenwaarde boven de grenswaarde van 3 mm/s ligt. Vier van deze sensoren liggen op een afstand van minder dan 3 kilometer van het epicentrum en dus ruim binnen de kortste afstand van het epicentrum tot het onderzoeksgebied. Eén TNO-sensor ligt op de rand van het betreffende onderzoeksgebied. Deze TNO-sensor ligt dus op 10,9 km van het epicentrum en heeft een rekenwaarde van 3,51 mm/s. Vanaf circa 4 tot 30 kilometer vanaf het epicentrum is een groot aantal rekenwaardes vastgesteld die onder de grenswaarde van 3 mm/s (C3) liggen. Voor de KNMI-sensoren geldt dat alle waardes onder de 0,5 mm/s liggen. 36 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

37 Beoordeling Hoofdrapport Uitgangspunt voor de beoordeling is dat de trillingssterkte afneemt naar mate de afstand tot het epicentrum groter wordt. Voor de beoordeling is de kortste afstand van het onderzoeksgebied tot het epicentrum maatgevend. Dit is voor de Woudbloem beving 10,9 kilometer. In de grafiek wordt deze afstand aangeduid met de verticale R-lijn. De rekenwaardes die aan de linkerkant van de R-lijn liggen, bereiken denkbeeldige buitenkant van het onderzoeksgebied nog niet. Feitelijk geeft de grafiek de combinatie van de afstand van alle sensorlocaties tot het epicentrum en de rekenwaarde per sensor weer. Daarnaast wordt de kortste afstand van het onderzoeksgebied tot het epicentrum zichtbaar gemaakt. Is de afstand sensor/epicentrum van één of meerdere sensoren, waarvan de rekenwaarde de grenswaarde(s) overschrijd(en), groter dan de afstand onderzoeksgebied/epicentrum, dan is de kans op schade groter dan 1%. Dus niet meer verwaarloosbaar klein. Ofwel, wanneer in de grafiek een KNMI of TNO punt voorbij de R-lijn en boven de C1, C2 of C3 lijn uitkomt, is de kans op schade tot dat punt meer dan 1%. In de andere gevallen is de kans op schade op basis van de sensordata van de betreffende beving kleiner dan 1%, ofwel verwaarloosbaar klein. Meetwaarden blijven dan links van de R-lijn en/of onder de C3-lijn. Er zijn 201 waardes van TNO-sensoren beschikbaar en 22 waardes van KNMI-sensoren. Daarvan is één waarde boven de grenswaarde van categorie C3 die zich op de grenslijn van het gebied bevindt. Bij deze constatering geldt de volgende kanttekening: De grenswaarden in de SBR-richtlijn zijn veilige grenswaarden. In hoofdstuk 6 van de Richtlijn wordt in dit verband de volgende opmerking geplaatst: overschrijding van de grenswaarden volgens hoofdstuk 10 hoeft niet daadwerkelijk tot schade te leiden. De grenswaarden die in deze richtlijn zijn gegeven bevatten een veiligheidsmarge gemiddeld genomen zal pas bij een zekere overschrijding ervan schade aan de draagconstructie optreden. Conclusie Op basis van de onderzoeksresultaten is het risico op schade aan gebouwen in het onderzoeksgebied Groningen West ten gevolge de beving in Woudbloem verwaarloosbaar klein :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 37

38 Hoofdrapport Beschouwing beving Thesinge Bevindingen Tabel 10 Grafiek meetwaarden beving Thesinge De afstand van het epicentrum tot het onderzoeksgebied is minimaal 8,9 kilometer. Tijdens de beving van Thesinge waren 22 KNMI-sensoren actief en 201 TNO-sensoren. 2 KNMI sensoren en 72 TNO-sensoren liggen op minimaal 8,9 km van het epicentrum. Voor de TNO-sensoren liggen alle rekenwaardes onder de drempelwaarde van 1,6 mm/s. Dit met uitzondering van enkele rekenwaardes, welke net boven de drempellijn uitkomen. Van de KNMI-sensoren is geen data beschikbaar. Beoordeling Uitgangspunt voor de beoordeling is dat de trillingsterkte afneemt naar mate de afstand tot het epicentrum groter wordt. Voor de beoordeling is de kortste afstand van het onderzoeksgebied tot het epicentrum maatgevend. Dit is voor de Thesinge beving 8,9 kilometer. In de grafiek wordt deze afstand aangeduid met de verticale R-lijn. De rekenwaardes die aan de linkerkant van de R-lijn liggen, bereiken denkbeeldige buitenkant van het onderzoeksgebied nog niet. Feitelijk geeft de grafiek de combinatie van de afstand van alle sensorlocaties tot het epicentrum en de rekenwaarde per sensor weer. Daarnaast wordt de kortste afstand van het onderzoeksgebied tot het epicentrum zichtbaar gemaakt. Is de afstand sensor/epicentrum van één of meerdere sensoren, waarvan de rekenwaarde de grenswaarde(s) overschrijd(en), groter dan de afstand onderzoeksgebied/epicentrum, dan is de kans op schade groter dan 1%. Dus niet meer verwaarloosbaar klein. Ofwel, wanneer in de grafiek een KNMI of TNO punt voorbij de R-lijn en boven de C1, C2 of C3 lijn uitkomt, is de kans op schade tot dat punt meer dan 1%. In de andere gevallen is de kans op schade op basis van de sensordata van de betreffende beving kleiner dan 1%, ofwel verwaarloosbaar klein. Meetwaarden blijven dan links van de R-lijn en/of onder de C3-lijn. 38 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

39 Hoofdrapport Uit de grafiek met betrekking tot de beving van Thesinge met een magnitude van 2.1 blijkt dat alle rekenwaardes van TNO-sensoren voor de trillingssnelheid lager zijn dan laagste grenswaarde van 3 mm/s. Conclusie Op basis van de onderzoeksresultaten is het risico op schade aan gebouwen in het onderzoeksgebied Groningen West ten gevolge de beving in Thesinge verwaarloosbaar klein. Tussenconclusie op basis van een toetsing van de trillingssterkte Voor drie maatgevende bevingen zijn de beschikbare meetresultaten van de trillingssensoren in de nabijheid van het onderzoeksgebied getoetst volgens de SBR-richtlijn Schade aan gebouwen, meet- en beoordelingsrichtlijn deel A. Uit dit onderzoek is gebleken dat ten gevolge van de bevingen van Woudbloem en Thesinge de invloed van de omgevingsfactor trillingen door beving voor het onderzoeksgebied verwaarloosbaar is voor wat betreft het ontstaan van schade. Met betrekking tot de beving van Garmerwolde geldt dat het risico op schade aan gebouwen in de categorieën C1 en C2 eveneens verwaarloosbaar klein is. Voor gebouwen in de categorie C3 is het risico op schade ten gevolge van de beving van Woudbloem niet uit te sluiten. Dit geldt voor gebouwen in dit onderzoeksgebied die tot een afstand van 12,3 km vanaf het epicentrum van de beving van Garmerwolde liggen. Het risico op schade aan gebouwen ten gevolge van de beving in Garmerwolde dient als aanwezig beschouwd te worden en geldt alleen voor in slechte staat verkerende (onderdelen van) gebouwen (categorie C3) :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 39

40 Hoofdrapport 5 Conclusies Doel van dit onderzoek is om vast te stellen of de schades aan de onderzochte gebouwen in het onderzoeksgebied te taxeren zijn als aardbevingsgerelateerde schade of dat (ook) andere factoren van invloed zijn geweest op het ontstaan van deze schades. Voor de beoordeling hiervan is onderzoek gedaan naar de gebouwkenmerken van de onderzochte objecten, naar relevante omgevingskenmerken en naar de schadebeelden die zich aan de onderzochte objecten voordoen. Vervolgens is de relatie tussen de gebouweigenschappen, omgevingsfactoren en schadebeelden geanalyseerd. Hierbij is nagegaan of er op basis van de onderzoeksresultaten een relatie gelegd kan worden tussen de oorzaken voor de schadebeelden en de overige geïnventariseerde gegevens, te weten de gebouweigenschappen en omgevingsfactoren. Tussenconclusie op basis van analyse van oorzaken schadebeelden Uit de analyse van de oorzaken van de schadebeelden volgt dat bij alle schadebeelden de oorzaak 4 trilling door beving uitgesloten kan worden als mogelijke oorzaak. Hierbij zijn de schadeoorzaken uitsluitend beoordeeld op basis van uiterlijke kenmerken van de schade. Uit de analyse van de oorzaken van de schadebeelden volgt dat bij 6% van de schadebeelden de oorzaak 4 trilling door beving niet uitgesloten kan worden als mogelijke oorzaak. Hierbij zijn de schadeoorzaken uitsluitend beoordeeld op basis van uiterlijke kenmerken van de schade. Omdat het schadebeeld van bevingsschade zich nauwelijks laat onderscheiden van schadebeelden die optreden bij andere oorzaken is vervolgens vanuit de omgevingskenmerken nagegaan of de omstandigheden zodanig zijn dat op de locaties van de onderzoeksobjecten binnen het onderzoeksgebied zodanige trillingen (seismiciteit) hebben plaatsgevonden dat daardoor schade ten gevolge van die trilling kan zijn opgetreden. 40 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

41 Hoofdrapport Tenslotte zijn beide tussenconclusies in samenhang beoordeeld, hetgeen leidt tot de volgende eindconclusie. Tussenconclusie op basis van een toetsing van de trillingsterkte Voor drie maatgevende bevingen zijn de beschikbare meetresultaten van de trillingssensoren in de nabijheid van het onderzoeksgebied getoetst volgens de SBR-richtlijn Schade aan gebouwen, meet- en beoordelingsrichtlijn deel A. Uit dit onderzoek is gebleken dat ten gevolge van de bevingen van Thesinge en Woudbloem de invloed van de omgevingsfactor trillingen door beving voor het onderzoeksgebied Groningen West verwaarloosbaar is voor wat betreft het ontstaan van schade. Met betrekking tot de beving van Garmerwolde geldt het risico op schade aan gebouwen in de categorieën C1 en C2 eveneens verwaarloosbaar klein is. Voor gebouwen in de categorie C3 is het risico op schade ten gevolge van de beving van Garmerwolde niet uit te sluiten. Dit geldt voor gebouwen van deze categorie in dit onderzoeksgebied die tot een afstand van 12,3 km vanaf het epicentrum van de beving van Garmerwolde liggen. Bij deze conclusie gelden de volgende kanttekeningen: Drie van de 173 waardes overschrijden de grenswaarde. De overschrijding is: Vd = 4,16 mm/s bij een grenswaarde van 3,0 mm/s, dus 40%. Dit risico op schade heeft alleen betrekking op in slechte staat verkerende gebouwen uit metselwerk of in slechte staat verkerende onderdelen van gebouwen. Omstandigheden die duiden op een slechte bouwkundige staat zijn bijvoorbeeld: reeds aanwezige scheurvorming, kieren, sterkte vervormingen, verzakkingen en scheefstand van een gebouw. Op basis van al deze gegevens is het risico op schade ten gevolge de beving in Garmerwolde voor gebouwen van categorie C3 aanwezig. Eindconclusie Op basis van enerzijds een analyse van de mogelijke schadeoorzaken aan de hand van de schadebeelden en anderzijds een toetsing van de trillingssterkte ten gevolge van bevingen, volgt als eindconclusie dat het risico op schade aan gebouwen in de categorieën C1 en C2 ten gevolge van trillingen door een aardbeving voor het onderzoeksgebied Groningen West verwaarloosbaar is. Voor gebouwen in categorie C3 die binnen een straal van 12,3 kilometer van het epicentrum van de beving van Woudbloem liggen, geldt dat het risico op schade niet is uit te sluiten. Dit risico op schade dient als gering beschouwd te worden en geldt alleen voor in slechte staat verkerende (onderdelen van) gebouwen (categorie C3). De verwachting is dat gezien de grote hoeveelheid schade aan deze gebouwen (reeds aanwezig) eventuele meer schade of verergering niet objectief vastgesteld kan worden :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 41

42 Hoofdrapport Geraadpleegde bronnen Datum Titel Referentie Stichting Bouw Research Schade aan gebouwen meet- en beoordelingsrichtlijn deel A VROM-publicatie: Handboek Onderhoudsinspecties Deel 1: Algemeen Deltares: Gebouwschade Loppersum BGS WTA Nederland - Vlaanderen Scheuren, Scheefstanden, verzakkingen (instortingsgevaar?) 2011 Mw. Dr. Ir. I.A.E. de Vent-Proefschrift: Structural damage in masonry / Developing diagnostic decision support TNO-rapport: Methodiek voor onderzoek naar de oorzaak van gebouwschade - versie TNO/KNMI-rapport: Seismisch hazard van geïnduceerde aardbevingen Integratie van deelstudies ISBN: TNO-060-DTM TNO 2012 R KNMI: The August 16, 2012 earthquake near Huizinge (Groningen) Deltares-rapport: Effecten geïnduceerde aardbevingen op kritische infrastructuur Groningen Quick Scan naar de sterkte van de infrastructuur GEO NAM-rapport: Integraal Meet en Monitoringsplan Seismisch Risico Groningen EP Rapportage van de Technische Begeleidingscommissie Bovengrond (TBB) aan de Stuurgroep Onderzoeken Aardbevingen Groningen Deltares effecten-aardbevingen-op-kritische-infrastructuur-verwekingstudie Voorlopige ontwerpuitgangspunten voor nieuwbouw en verbouw onder aardbevingsbelasting ten gevolge van gaswinning in het Groninger veld Crux beoordeling kans op Liquifaction RA14234hs55mh NAM-rapport: Data acquisitie- en studieprogramma ("Study and Data Acquisition Plan Induced Seismicity in Groningen") voor de actualisatie van het Winningsplan Deltares: Handreiking voor het uitvoeren van studies naar effecten van aardbevingen GEO gbh Praktijkrichtlijn NPR 9998 Beoordeling van de constructieve veiligheid van een gebouw bij nieuwbouw, verbouw en afkeuren - Grondslagen voor aardbevingsbelastingen: Geïnduceerde aardbevingen. Publicatie uitsluitend voor commentaar Hazard and Risk Assessment for Induced Seismicity Groningen - Update 1 st May NAM-rapport: Meet- en regelprotocol, mei 2015, EP ICS ; NEN 8700 : 2011 / NEN 2767 / Bouwbesluit ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

43 Hoofdrapport Bijlage 1 Deelrapport A Trilling ten gevolge van aardbevingen :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS

44 BIJLAGE 1 BEHORENDE BIJ HET HOOFDRAPPORT DEELRAPPORT A OMGEVINGSFACTOR 'BEVING' ONDERZOEKSGEBIED 'GRONINGEN WEST' (AARDBEVINGSGERELATEERDE SCHADES EN AARDBEVINGSTRILLINGEN) NAM ASSEN 16 oktober :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk E

45

46 Bijlage 1 behorende bij het hoofdrapport Inhoud Deelrapport A omgevingsfactor 'beving' onderzoeksgebied 1 Inleiding Algemeen Achtergronden Inleiding over aardbevingen Hoe trilt de aarde Schalen meten van krachten en intensiteit Schaal van Richter Schaal van Mercalli Modified Mercalli Intensity Scale Europese Macro seismische Schaal (EMS-98) Methode Ground Motion Predicotion Equation (GMPE) Van bodem- naar gebouwtrilling Bovengronds netwerk van versnellingsmeters Gebouwenschade Huidige stand van zaken Relatie is tussen de afgelegde afstand en de demping Meet- en beoordelingsrichtlijn Trillingen deel A Schade aangebouwen Vaststellen Bepalingsmethode Inleiding Methode en instrumenten aangaande aardbevingen en schade Bruikbaarheid schaal Mercalli en EMS Bruikbaarheid SBR richtlijn trillingen deel A Gekozen onderzoeksmethode Gebruikte meetgegevens Gekozen beoordelingsmethodiek Beoordeling onderzoeksgebied Geraadpleegde bronnen Bijlage 1 Overzichtskaart Groningen West met geselecteerd gebied Bijlage 2 Overzichtskaart Bijlage 3 Building - typologie ARUP :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 3

47 Bijlage 1 behorende bij het hoofdrapport Deelrapport A omgevingsfactor 'beving' onderzoeksgebied 1 Inleiding 1.1 ALGEMEEN In dit document wordt één van de omgevingsfactoren, namelijk trilling door aardbeving veroorzaakt door gaswinning behandeld. Aan de hand van de beschikbare gegevens over het optreden en de effecten van aardbevingen is de relatie tussen trillingen door aardbevingen en schade aan gebouwen onderzocht. Meer specifiek gaat het hier om de relatie tussen aardbevingen in Groningen en de schade aan de onderzochte gebouwen. De onderzoeksgebieden waarbinnen Arcadis dit onderzoek uitvoert, liggen aan de randen of net in het gebied waar relatief weinig seismiciteit door gaswinning aan de orde is. Daarnaast zijn de magnitudes in of nabij het onderzoeksgebied laag (M = < 2.0) te noemen. Iets zwaardere bevingen (M = ) hebben op grotere afstand van het onderzoeksgebied plaatsgevonden. Uit de meetresultaten blijkt dat er een afname van trillingssterkte over de afgelegde afstand is waar te nemen. Rekenmodellen en sensordata wijzen inmiddels uit dat er door grondopbouw kans is op niet consistente uitwaaiering van de trillingen vanuit het epicentrum. Dit betekent dat het mogelijk is dat de demping/afname van de trillingen zich niet altijd gelijkmatig naar buiten het epicentrum beweegt. De versnelling en snelheid kunnen gemeten in verschillende richtingen vanuit het epicentrum kleiner of groter zijn, terwijl de afstand tot het epicentrum gelijk is. Dit beeld is vooralsnog met de beschikbare sensordata nog beperkt te verifiëren. Dit deelonderzoek is uitgevoerd als deskstudie en maakt deel uit van de overall analyse in het paragraaf van het hoofdrapport waarvan dit deelrapport een bijlage is. Voor dit deelonderzoek is achtergrondstudie gedaan op basis van voor ieder toegankelijke bronnen via internet. De informatie is afkomstig van de diverse kennisinstituten 1. Deze informatie is opgenomen in hoofdstuk 2 van dit deelrapport. 1 TNO / ARUP / DELTARES / TU D / RU G / KNMI 4 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

48 Bijlage 1 behorende bij het hoofdrapport Deelrapport A omgevingsfactor 'beving' onderzoeksgebied Doel van de deskstudie is informatie te verzamelen voor het beantwoorden van de volgende vragen: 1. In hoofdstuk 2, paragraaf 1 & 2 wordt de volgende vraag beantwoord: Welke informatie is beschikbaar over de relatie tussen trillingen ten gevolge van aardbevingen en schade aan gebouwen in algemene zin? 2. In hoofdstuk 2, paragraaf 3, 4 & 5 wordt de volgende vraag beantwoord: Welke informatie is beschikbaar over de relatie tussen trillingen ten gevolge van aardbevingen en schade aan gebouwen in algemene zin specifiek in het noorden van Nederland? 3. In hoofdstuk 4 wordt de volgende vraag beantwoord: Is er ter plaatse van de bekeken woningen sprake van voldoende seismiciteit om schade te veroorzaken? 4. In hoofdstuk 4 wordt de volgende vraag beantwoord: Welk schadebeeld is te verwachten bij de tot op heden voorgekomen magnitude en afstand tot aan het onderzoeksgebied? :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 5

49 Bijlage 1 behorende bij het hoofdrapport Deelrapport A omgevingsfactor 'beving' onderzoeksgebied 2 Achtergronden 2.1 INLEIDING OVER AARDBEVINGEN Vanuit het verleden tot in het heden wordt de mensheid geconfronteerd met aardbevingen. Dit zijn veelal tektonisch (natuurlijke) aardbevingen welke veroorzaakt worden door schoksgewijs verschuiven van de aardplaten. Dit gebeurt op een diepte van rond de circa 15 kilometer en soms dieper. In Groningen komen door activiteiten door de aardgaswinning aardbevingen op een diepte van circa 3 kilometer voor. De locatie waar de aardbeving ontstaat wordt hypocentrum genoemd. Op de genoemde diepte ontstaat compactie van het gesteente waarin het gas zich bevindt. Compactie veroorzaakt bodemdaling, maar door het samendrukken van het reservoirgesteente neemt ook de spanning in de ondergrond toe. Die spanning (elastische energie) kan zich op een gegeven moment ontladen. Soms gaat dat schoksgewijs, als gesteenten verschuiven langs breuken. Op dat moment ontstaat er een aardbevingen. De locatie aan het aardoppervlak boven het hypocentrum wordt het epicentrum genoemd HOE TRILT DE AARDE Schade bij aardbevingen wordt veroorzaakt door trillingen van de aarde zelf ter plaatse van het aardoppervlak. De eerste trillingen zijn in geringe mate minder heftig dan de trillingen die erna volgen. Dat komt, omdat er verschillende aardbevingsgolven zijn. Sommige golven (P- en S-golven) reizen in de aarde om vervolgens weer aan het aardoppervlak te komen. Andere golven reizen uitsluitend langs het aardoppervlak (Love- en Rayleigh-golven). Laatst genoemde twee oppervlakte golven komen door ondiepere hypocentrum in Groningen niet voor. Figuur 1 Verschillende aardbevingsgolven voor Groningen Komen niet voor in Groningen 6 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

50 Bijlage 1 behorende bij het hoofdrapport Deelrapport A omgevingsfactor 'beving' onderzoeksgebied Bij P-golven wordt de aarde vele malen in elkaar gedrukt en uit elkaar getrokken, terwijl het bij S-golven lijkt alsof er letterlijk golven voorbij komen op kleine schaal: de bodem gaat op en neer. Love-golven bewegen net als een slang: de aarde gaat naar links en dan weer naar rechts. Bij Rayleighgolven bewegen de aarde op en neer. Zo wordt de bodem dus flink door elkaar geschud door diverse golven. De P-golven reizen het snelst, gevolgd door de S-golven. Daarna volgen de twee typen oppervlaktegolven. De oppervlaktegolven (Love- en Rayleigh-golven) veroorzaken de meeste schade, omdat de aarde hierbij het hevigst schudt. Deze trillingen veroorzaken het instorten van veel gebouwen. Nogmaals wordt opgemerkt dat Love- en Rayleigh-golven niet voorkomen in Groningen. 2.2 SCHALEN METEN VAN KRACHTEN EN INTENSITEIT Voor het meten van de kracht van aardbevingen zijn in de loop der jaren diverse schalen opgesteld, meestal vernoemd naar de bedenkers ervan. De belangrijkste tweedeling in die schalen is het verschil tussen sterkte en intensiteit. Nader uitgelegd: de kracht van een aardbeving (sterkte) en de gevolgen ervan (intensiteit) SCHAAL VAN RICHTER De schaal van Richter meet de kracht, de magnitude, van de beving. De schaal van Richter meet alleen de kracht van de aardbeving zelf en de gemeten score is dus overal aan de oppervlakte hetzelfde. Door Richter wordt dus iets gezegd over de vrijgekomen energie bij een beving ter plaatse van het hypocentrum en niets over de aan het aardoppervlak overgebleven energie ter plaatse van het epicentrum. Door geometrische spreiding en absorptie verliezen de seismische golven een deel van hun trillingsamplitude/energie SCHAAL VAN MERCALLI 1902 De schaal van Mercalli geeft de intensiteit van de trilling van een aardbeving weer. De intensiteit van de trilling wordt enerzijds bepaald door de afstand tot het epicentrum. Hoe groter de afstand, hoe minder de grond zal bewegen en hoe kleiner de intensiteit. Maar ook het type ondergrond kan de intensiteit van een aardbeving beïnvloeden. De waarden op de schaal van Mercalli kunnen dus per locatie verschillen MODIFIED MERCALLI INTENSITY SCALE 1931 Later adopteerde twee Californische seismologen de Mercalli schaal voor moderne constructies. Deze methode, bekend onder de naam Modified Mercalli Intensity Scale (MMI), is gebaseerd op subjectief menselijk gevoel en observaties van lokale schade. MMI is geen meetinstrument voor het bepalen van de grondversnelling (PGA) op rekenkundige wetenschappelijke basis. Wel kan er een koppeling gemaakt worden tussen hetgeen gemeten is (de versnelling) en hetgeen door mensen in het getroffen gebied is waargenomen (de intensiteit). Zie figuur 2 op de volgende pagina :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 7

51 Bijlage 1 behorende bij het hoofdrapport Deelrapport A omgevingsfactor 'beving' onderzoeksgebied 2 Figuur 2 Modified Mercalli Scale (1931) en corresponderende horizontale acceleratie In publicaties wordt vaak aan de schaal van Mercalli gerefereerd. Deze schaal wordt gezien als een benadering om versnellingen in schade om te zetten. Hoewel er specifieke ranges van horizontale versnellingen (PGA) worden gelinkt aan schadebeelden, is het van groot belang welke kalibratie set er voor deze vertaling is gebruikt. De Mercalli schaal is afgestemd op tektonische bevingen waarvan het hypocentrum typisch op 15 kilometer diepte of meer liggen. Dit betekent dat de bewegingen aan het oppervlak niet alleen van body waves komen, maar ook van oppervlakte golven (Love en Rayleigh). Verder is de signaallengte aanzienlijk (> 1 minuut) vanwege absorptie tijdens de voortplanting naar het oppervlak. Voor geïnduceerde bevingen zoals in Groningen gelden in principe vergelijkbare versnellingen aan het oppervlak. Vanwege de geringe diepte van het hypocentrum (3 kilometer) is het signaal erg kort (1-8 seconden) en worden geen oppervlakte golven gegenereerd. De bijbehorende schadebeelden wijken door de kortere tijdsduur van de aardbevingsbelasting dan ook mogelijk af van de schadebeelden zoals gemeld in de Mercalli schaal. Met de onderstaande link in de tabel kunt u naar een website waarop de Modified Mercalli Scale op een duidelijke manier wordt geïllustreerd. Bron: Northern Illinois University 2 g = 981 cm/s² afgerond in de tabel g = 10 m/s² (figuur 2) 8 ARCADIS :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk

52 Bijlage 1 behorende bij het hoofdrapport Deelrapport A omgevingsfactor 'beving' onderzoeksgebied EUROPESE MACRO SEISMISCHE SCHAAL (EMS-98) Een modernere versie van de schaal van Mercalli is de Europese Macro seismische Schaal (EMS-98). Deze schaal beschrijft de intensiteit van een beving in twaalf niveaus: van niet voelbaar tot buitengewoon catastrofaal. De afstand tot het epicentrum en de kracht van de optredende aardbeving is een aspect dat meegenomen wordt in de beoordeling. Anders gezegd: de geconstateerde schade moet te verklaren zijn door opgetreden aardbeving(en). Figuur 3 Seismische intensiteits Schaal (EMS-98) Figuur 4 Kaart intensiteit Huizinge beving op basis van door bewoners ingevulde enquêteformulieren KNMI :0.4 - Vrijgegeven, vertrouwelijk ARCADIS 9