PRO B3 S12: GuldLyst, Fredericia Havn Mohammed Al Bayati Brian Grøndahl Jacob Palmelund Dato

Transkript

1 Forord I forbindelse med afgangsprojektet på bygningsingeniør uddannelsen på VIA UC i Horsens er der i dette projekt blevet arbejdet på tværs af flere retninger. Dette afsnit omhandler renoveringen af Fredericia Lystbådehavn. Projekt materialet er udleveret af Per Aarsleff, som er hoved entreprenør på projektet. Formålet med opgaven har primært været de geotekniske problemstillinger i forbindelse med etableringen af spunsvægge. I samme forbindelse er der blevet inddraget nogle designmæssige betragtninger i forbindelse med lystbådehavnen omkring hvilket overvejelser der gør sig gældende inden for denne slags byggeri. Side A. 1

2 Indhold Forord 1 Indledning 3 A.1 Projektering af lystbådehavn Forundersøgelser Hydrauliske tests og undersøgelser Design Faciliteter Bølgebrydere Analyse af Fredericia Lystbådehavn Konklusion af analyse 12 A.2 Forudsætninger Intro Dimensionering af spunsvæg Styrkeparametre SPOOKS beregninger 18 A.3 PLAXIS Østmolen Tangen 20 A.4 Håndberegninger 20 A.5 Forankring 21 A.6 Korrosion 23 A.7 LECA letfyld 24 A.8 Grundlag og metodebeskrivelse Tangen Grundlag Metodebeskrivelse Bådrampen Grundlag Østmolen Grundlag Metodebeskrivelse 29 A.9 Besøg i Hvide Sande Projektet kort fortalt Danmarks største gravemaskine 33 A.10 Forudsætninger til dimensionering af bølgebryder Vandstand Vind 34 A.11 Konklusion 37 Side A. 2

3 Indledning Der vil i dette afsnit blive gjort brug af PLAXIS som er et finite element program der bruges til geotekniske løsninger, i dette tilfælde til at sikre en total stabilitet i forbindelse med de to scenarier der vil blive arbejdet med. Ligeledes er der gjort brug af SPOOKS som bruges i forbindelse med dimensionering af spunsvægge, dette program bygger på Brinch Hansen brudteori. Herudover er der brugt GeoSlope2007, som ligeledes er et dimensioneringsprogram der bruges i geotekniske problemstillinger. Dette er brugt til at kontrollere stabiliteten i forbindelse med skråningen omkring bølgebryderen. Derudover er det undersøgt hvilke problemstillinger der er i forbindelse med projektering af en lystbådehavn. Side A. 3

4 A.1 Projektering af lystbådehavn Først i dette afsnit vil overvejelser i forbindelse med designet af en lystbådehavn blive gennemgået. Til sidst en kort analyse om hvorpå Fredericia lystbådehavn passer ind under disse krav/kriterier Forundersøgelser Når man projektere en lystbådehavn er der mange ting der skal tages i betragtning. Lystbådehavnen skal selvfølgelig designes så den tilgodeser dens brugere og gerne så den rent arkitektonisk fremstår indbydende. Men derudover er der mange ingeniørmæssige overvejelser der er nødvendige da man påvirker naturen i form af, hovedsageligt havmiljøet, og det er især her at det er nødvendigt at lave nogle undersøgelser for at se om de normale strømninger i vandet vil blive påvirket, i en sådan grad at det vil have store negative konsekvenser for det omkringliggende miljø. Side A. 4

5 Hvis der som udgangspunkt er tale om opførelse af en ny lystbådehavn er det utrolig vigtigt at vælge det rigtige sted at placere denne, da den naturlige udformning på stedet kan lette meget af arbejdet og ikke mindst vedligehold af lystbådehavnen. Som noget af det første bør de naturlige forhold på stedet undersøges, herunder: Vanddybder Vandcirkulation Vandkvalitet Forurening Vanddybden er vigtig da det er en stor udgift hvis der skal afgraves alt for meget jord/sand af havbunden. Vandcirkulationen siger noget om strømningerne i vandet, og her af kan det vurderes hvordan eventuelle ændringer på stedet vil påvirke vandcirkulationen, og om disse ændrede vandcirkulationer vil have en negativ effekt på de nye konstruktioner her tænkes der primært på om vandet vil transportere store mængder sand, eksempelvis i sejlrenden, da et sådan vedligehold er en stor udgift. Vandkvalitet har en stor indvirkning på dyrelivet og må derfor ikke forringes, dette kan sikres ved at sørge for en tilstrækkelig udskiftning i vandet inde i havnen. Her kan tidevandet være med til at sikre en tilstrækkelig udskiftning, ellers må mekaniske hjælpemidler tages i brug. En lystbådehavn kan virke som forureningskilde og forureningsgraden på stedet bør derfor undersøges inden byggeriet går i gang. På den måde kan det senere eftervises om lystbådehavnen er skyld i en evt. forurening, eller om vandet i og omkring havnen ikke er mere forurenet end tidligere. Dette kan nævnes som de vigtigste punkter i en forundersøgelse og det kan være med stor fordel at undersøge mere end en lokalitet og her opveje fordele og ulemper. Hvis der er dårlige tilkørselsforhold til lystbådehavnen skal evt. infrastrukturelle udvidelser også tages med i den økonomiske betragtning da det kan være nødvendigt for at give en optimal service for brugerne af havnen. Da der er mange der skal tages hensyn til kan det ofte være mere fordelagtigt at renovere en eksisterende lystbådehavn da de ofte ligger på de steder der er mest hensigtsmæssige og derfor kan konsekvenserne ved opførelse af en ny være dyrere end renoveringen/udbygningen af en eksisterende. Ved en renovering kan der blive nødvendigt at minimere de miljømæssige påvirkninger, da man kan risikere at der er nye regler der skal overholdes i forhold til hvad der var gældende da lystbådehavnen i sin tid blev etableret Hydrauliske tests og undersøgelser I den indledende design fase bruges historiske data fra tidligere målinger eller erfaringstal, og observationer på stedet. Yderligere kan der laves hydrauliske undersøgelser i form af matematiske modeller. Side A. 5

6 1 Opstilling af hydraulisk test Hydrauliske undersøgelser giver svar på nogle af de følgende emner: Bølgekraft Forudsigelser omkring tidevandets strømninger Påvirkning af vandkvaliteten Påvirkninger af kajkonstruktioner Vedligehold på konstruktioner/havbund Sand - fragtet af strømmen De matematiske modeller er mest anvendelige ved store åbner arealer. Når der opstår en egentlig forhindring i vandets strømning kan det med stor fordelagtighed anbefales at lave en hydraulisk test der omfatter en egentlig model af den givne situation. Disse fysiske modeller opstilles typisk i størrelsesforhold 1:50 eller 1:100. Disse hydrauliske modeller vil ofte være procentvis dyrere ved etablering af lystbådehavne end ved store industri havne, det er dog meget ofte nødvendigt ved lystbådehavne da disse ofte har en meget speciel udformning. De hydrauliske tests kan bruges i forbindelse med etablering af bølgebrydere hvorpå man sikre sig at disse bliver dimensioneret efter de korrekte forudsætninger, og ikke efter skønsmæssige tal der ligger på den sikre side. På den måde skal de hydrauliske tests ses som et hjælpemiddel og en investering, for at kunne optimere på nogle af de anlægsmæssige konstruktioner, da bølgebrydere i forvejen er meget dyrere at etablere. Ligeledes kan der laves hydrauliske tests der fortæller noget om påvirkningen af det eksisterende miljø omkring opførelsen af en lystbådehavn, eksempelvis kan det kontrolleres om omkringliggende strande eller kyststrækninger vil blive påvirket i en negativ grad. Med til forundersøgelserne hører at der kan udarbejdes boreprøver og fastlæggelse af undergrund. Udformningen af havbunden kan eksempelvis fastlægges ved brug af ekkolod fra et skib, disse data bruges sammen med de hydrauliske tests og modeller og på den måde kan der laves et meget præcist skøn over det forventede vedligehold. Side A. 6

7 1.1.3 Design Når forundersøgelserne er udarbejdet kan man begynde at arbejde med et egentligt layout. Layoutet af lystbådehavnen skal tilgodese så mange af de involverede parter som muligt, og bør også være fleksibel således at der forholdsvis nemt kan foretages ændringer hvis det i løbet af projekteringen viser sig at dette skulle være nødvendige. Eksempelvis grundet resultater fra de hydrauliske tests. Allerede i den indledende fase bør man være meget opmærksom på de miljømæssige konsekvenser. Ved design af lystbådehavnen er det vigtigt at det arkitektoniske matcher det omkringliggende miljø, og hvis der er tæt bebyggelse omkring lystbådehavnen kan der evt. være krav til dette, og ved at holde en stil der matcher det eksisterende vil det samlede resultat også give et bedre helhedsindtryk. Det kan derfor med stor fordel betale sig at arkitekter, ingeniører, og andre involverede parter samarbejder så tidligt i projekteringen som muligt. Som noget af det første fastlægges hvilken type havn man vil konstruere, her kan der primært være tale om tre forskellige typer: Havne inde i landet udgravet inde i landet og forbundet med havet via udgravning af kanal Havne langs kysten som lukkes inde af bølgebrydere Havne langs floder hvor der er et ensformigt vand flow denne type vil man sjældent se i Danmark Den optimale løsning kan variere fra lokalitet til lokalitet. Ved det konstruktionsmæssige design af en lystbådehavn er nogle ting identiske med måden man dimensionere en industri havn, herunder kan nævnes: Bølgebrydere Tilstrækkelig fortøjning Tilstrækkelig vanddybde ved forskellige tidevand Plads til bådene at navigere på, manøvre område Tilstrækkelig bredde i havnebassinet hvor bådene skal sejle alt efter den forventede trafik mængde kan der etableres dobbelt spor. Både ved lystbådehavnen og industri havnen vælges der et designskib som der dimensioneres efter. Her vil det største skib der skal kunne anvende lystbådehavnen bruges som design skib til eksempelvis indgangen ved havnen og manøvre området. Herefter kan lystbådehavnen deles op i mindre områder hvor der dimensioneres for mindre både i nogle områder i stedet for at hele lystbådehavnen dimensioneres for det største skib, på den måde kan der spares penge primært på udgravningen af lystbådehavnen og muligvis mindre kræfter på fortøjningen. Ved en lystbådehavn er det yderligere meget vigtigt at der er god adgang til land samt at der ydes gode parkeringsforhold. Der er også forskel på udførelsen i forhold til en industri havn. Da en lystbådehavn skal fremstå indbydende og pæn skal denne udføres med præcision og godt håndværk. En industri havns primære formål er at være funktionel og læsse container skibe så hurtigt som muligt, derfor er kundens ønsker forskellige, dertil skal lægges at der ofte er et mindre budget til udførelse af en lystbådehavn, dette kan være med til at gøre det vanskeligere at bygge en lystbådehavn fremfor en industri havn. Det skal også sikres at vandkvaliteten har en vis kvalitet, og er der tale om boliger ved lystbådehavnen kan det komme på tale at vandkvaliteten skal forbedres. Der bør dagligt være en udskiftning på ⅓ af vandet i en Side A. 7

8 lystbådehavn. Til dette kan tidevandet være behjælpeligt, ved større udsving i højvande og lavvande vil dette virke til gavn i forhold til cirkulationen i vandet. De eksakte tidevandshøjder kan som regel findes meget præcist ved vejrstationer langs kysten. Hvis den tilstrækkelige udskiftning ikke kan sikres i form af tidevandet kan der tages andre forholdsregler: To indgange/udgange til lystbådehavnen Undgå skarpe hjørner i havnebassinet Reducere bassin dybden skrå vægge i stedet for lodrette Teknisk installation, bølge generator, pumpe til udskiftning af vandet Det er også værd at notere sig at saltvand forurener mere end ferskvand Faciliteter I forhold til brugerne af havnen er der flere ting der spiller en vigtig rolle, som der også skal tages hensyn til i forbindelse med den projekterende del. Er der tale om en mindre havn hvor det ikke er nødvendigt med større faciliteter, kan en mindre administrationsbygning til kontor, reception, havnefoged, og evt. kystvagten, være nok. Der kan være en vis fordel i at placere denne så tæt på indgangen, og selve havnebassinnet som muligt. Der er forskellige ting der spiller ind når det kommer til omfanget af faciliteter i forbindelse med en lystbådehavn. Eksempelvis kan nævnes De Maritime Øer ved Ebeltoft hvor man har kombineret et havnemiljø med ferieboliger, på den måde skaber man en ekstra indkomst i form af disse. Her er der flere end bådbrugerne der skal tilgodeses og det er derfor nødvendigt med flere faciliteter. I en sådan situation kan det være nødvendigt med et indkøbscenter, restauranter, barer, og butikker. Alt dette er med til at gøre det mere attraktivt for bådbrugerne, men ligeledes for folk der benytter stedet som et feriested. Et andet eksempel der kan nævnes hvor man kombinere hele havnemiljøet med andre faciliteter kan nævnes opførelsen af kajanlægget på Jamaica til modtagelse af nogle af verdens største krydstogtskibe. Se beskrivelse nedenfor. På Jamaica opfører Pihl et helt nyt anlæg til modtagelse af Royal Caribbeans gigantiske krydstogtskibe Oasis of the Seas og Allure of the Seas, der skal sejle mellem Fort Lauderdale i Florida og Cozumel i Mexico med stop på Haiti og Jamaica. Kajanlægget består af en ca. 760 meter lang spunskaj, der kan modtage to skibe med plads til tilsammen passagerer. Kajen anlægges på et m2 stort indvundet areal, som etableres ved opfyldning af materiale fra uddybningen af den nye havn, der får en dybde på mellem -11,5 og -12,5 meter. Pihl skal desuden stå for kystsikring, anlæg af ny promenade, forsyningsledninger, belægninger m.m. Turistfaciliteterne, der opføres bag kajen på det indvundne areal, bliver en hel lille by i sig selv. Bygningernes arkitektur tilpasses 1800-tallets georgianske arkitektur, som er karakteristisk for de eksisterende historiske huse i Falmouth. Kåret som "Port of the Year 2011" blandt 89 andre havne over hele verden. Beskrivelse er taget fra E. Pihl & Søns hjemmeside - Side A. 8

9 Her bevæger vi os dog lidt væk fra lystbådehavne, men en god illustration af at et maritimt miljø spænder bredt Her bevæger vi os dog lidt væk fra lystbådehavne, men en god illustration af at et maritimt miljø spænder bredt, og kan kombineres på mange forskellige måder. 2 Billeder af cruisetogtterminal (projekt udført af Pihl & Søn A/S) Falmouth, Jamaica Bølgebrydere Bølgebrydere bruges som beskyttelse mod bølgepåvirkningen fra havet. Herunder kan eksempelvis være en lystbådehavn, industri havn, fredede områder, eller erosion fra strande. Bølgebrydere kan ligeledes bruges som beskyttelse mod strømninger i vandet, eksempelvis kan nævnes projekt i Hvide Sande, også omtalt i denne rapport(kapitel 10), hvor man forlænger molerne/bølgebryderne for at alt sandet der bliver transporteret fra nord mod syd ikke ligger sig i sejlrenden. Bølgebrydere kan opbygges på forskellige måder afhængig af hvor de skal placeres og hvad deres primære formål er. En bølgebryder kan i forbindelse med en molekonstruktion godt opbygges som en betonkonstruktion. Se billeder herunder. Blandt formler til dimensionering af bølgebrydere kan 3 Billeder fra bogen Marina developments, W.R. Blain Side A. 9

10 nævnes de 2 empiriske formler nedenfor: Hudson Van der Meer modified by Gent, 2004 Hudson er den mest simple at bruge af formlerne, men tager kun højde for regulære bølger, og bølgeperioden bliver ikke taget i betragtning. Van der Meer s formel er mere kompleks, men giver samtidig et bedre billede af den egentlig situation da den tager højde for storm perioden, bølge perioden, permabiliteten af konstruktionen, og hvor der kan defineres en skades parameter. Hvis der er tale om store projekter hvor der er et stort behov for bølgebrydere kan der med fordel laves hydrauliske modeller af de opstillede situationer for at få et mere eksakt billede af den egentlig situation fremfor de empiriske formler. På figur 4 kan ses et typisk tværsnit af en bølgebryder. 4 Tværsnits skitse af bølgebryder Ved hjælp af de empiriske formler regnes den nødvendige gennemsnitsdensitet af stenene i hvert enkelt lag. Yderligere kontrolleres filterkriteriet imellem dæklaget og filterlaget, således der sikres mod udvaskning af materialerne i filterlaget. Kernen kan opbygges af eksempelvis sand Analyse af Fredericia Lystbådehavn Hvis man kigger på tegningen over Fredericia lystbådehavn 1 fremgår det at der er tale om to forskellige vanddybder. Hvis man kigger på vedlagte bilag 2, (tabel 2) fremgår det at en båd med en længde på 9,15 meter kræver en dybde på 1,78 meter her anbefales der en dybde på 2,53 meter, hvilket svarer til en afvigelse på 3 mm. i forhold til den reelle dybde, hvilket må siges at være acceptabelt. Herefter kan der aflæses i tabel 1 under den samme type båd at den har en maksimal bredde på 3,81 meter og at den anbefalede 1 Tegnings nr.: H-TH Bilag A.1:1 til A.1:3 Side A. 10

11 bredde i forhold til dimensioneringen er 4,58 meter, altså skal der afsættes en bredde svarende til 4,58 meter til hver båd. Samme fremgangsmåde og samme bilag bruges hvor der er tale om en dybde på 3 meter. Hvis man her vælger en bådtype der er en model større, med en længde på 12,20 meter, ses det at denne kræver en dybde på 2,34 meter og at den anbefalede dybde er 3,21 meter. Her er der tale om en afvigelse på 21 cm. Igen vurderes det at der er tale om en så lille afvigelse at det kan forsvares rent sikkerhedsmæssigt. Ud fra dette findes der frem til at denne bådtype har en maksimal bredde på 4,57 meter, og den anbefalede bredde i forhold til dimensioneringen er 5,39 meter. Sejlbåde og motorbåde har forskellige dybde, disse dybder er undersøgt, og den type der kræver mest dybde er den hvis tal der fremgår i bilagene. At der er fjernet noget af sikkerheden ved at acceptere en lidt mindre dybde i forhold til bådene kan forsvares set i lyset af at der er et meget lille udsving i tidevandet, da der erfaringsmæssigt ikke er større udsving end +/- 20 cm. 5 Marina developments, W.R. Blain Som det fremgår af tegningen, figur 5, er hver enkelt kajplads tegnet ind. Dette giver 114 bådpladser for den mindste kategori af bådene, og 19 bådpladser til de store af bådenene, altså en total kapacitet på 133 både. Det vil kun være muligt for mindre både at lægge til ved Østmolen da der her kun er en dybde på 2 meter. Som nævnt tidligere er det også vigtigt med tilstrækkelig antal parkeringspladser, af tegningen fremgår det at der er 237 tilgængelige parkeringspladser. I den læste litteratur 3 fremgår det i de seneste studier i USA og Italien at forhold mellem båd- og parkeringspladser svarer til 0,7 parkeringspladser pr. båd. Dette er målt på det tidspunkt hvor parkeringen var på dets højeste, og omkringliggende faciliteter også brugte parkeringspladserne. Samtidig var brugen af bådpladser ikke over 50%. De seneste retningslinjer i USA siger at der regnes med en parkeringsbås for hver anden båd. De 237 parkeringspladser som er tilgængelige ved Fredericia lystbådehavn svarer til 1,78 parkeringsbås pr. båd hvilket må antages at være tilstrækkeligt når der samtidig tages i betragtning at der ikke er nogle indkøbsmuligheder eller lignende faciliteter der kræver parkeringsmuligheder. 3 Marina Developements Side A. 11

12 I litteraturen fremgår det at indsejlingen bør være meter bred i Europa (anderledes i USA). Indsejlingen til havnebassinnet er ca. 25 meter og ligger derfor ikke indenfor den ønskede standard. En grund til dette kunne muligvis findes i at denne lystbådehavn primært henvender sig til mindre typer både. Afstanden imellem kajpladserne anbefales at være 1,5*længden af den fortøjede båd. Se figur 5. Som det fremgår af tegningen overholdes dette også Konklusion af analyse Efter indeling af kajpladser som følger de anbefalede foreskrifter har det resulteret i en kapacitet på 133 kajpladser fordelt over 114 små kajpladser og 19 store. Der er tilstrækkelig med plads imellem flydebroerne hvor bådene er fortøjret. Der er ikke noget egenligt manøvre areal hvilket må antages at skyldes at der er tale om forholdsvis små både, hvilket også kan ligge til grund for den smalle indsejlingsrende. Parkeringsarealet svarende til 1,78 parkeringsbås pr. bådplads er tilgengæld rigeligt i forhold til de seneste studier. I forbindelse med projektet vil 64 af parkeringsbåsene dog blive fjerne da Guldregnen vil blive placeret i den sydlige ende af lystbådehavnen. Herefter vil parkeringsarealet være 1,30 parkeringsbås pr. bådplads hvilket stadig bør være tilstrækkeligt. Af tegningen fremgår det at der er placeret nogle havnebygninger i det nordvestlige hjørne, hvis der her er tale om en egentlig administrationsbygning ligger denne fornuftigt i forhold til hvor bådbrugerne kommer i land, men i forhold til hvor bådene bliver sat i vandet kunne den måske være placeret mere hensigtsmæssigt, evt. på det sydvestlige hjørne af havnebassinnet. I forhold til vandcirkulationen er udformningen muligvis ikke optimal, havnebassinnet er rektangulært med forholdvis lav vanddybde og ikke stort udsving i tidevandet. Da der er tale om en renovering af en eksisterende lystbådehavn må det dog forventes at der pga. erfaringen fra det tidligere havnebassin har været grundlag for at kunne bedømme og vandcirkulatinen vil være tilstrækkelig. Side A. 12

13 A.2 Forudsætninger 2.1 Intro Materiale er indhentet fra Per Aarsleff som er i gang med udvidelse af den eksisterende lystbådehavn på Strandvejen/Jesper Banks Vej i Fredericia. Ifølge udbudsmaterialet fremgår det bl.a. at Østmolen som er opført i 1954 i forbindelse med udvidelsen skal renoveres, og følgende ændringer gør sig gældende: Koten på overkant spunsvæg skal ligge i kote 1,1 nuværende kote 0,5. Niveau foran havnekant skal ligge i kote -2,0. Etablering af ny spunsvæg skal placeres 1 meter foran nuværende, der skal ligeledes foretages forankring af denne. Forudsætninger Beregningerne er lavet på baggrund af følgende forudsætninger. Vertikale kræfter P v Der dimensioneres for en vertikal nyttelast på 10 kn/m 2 (karakteristisk), svarende til tung trafik som trucks. Horisontale kræfter P h Der dimensioners for en horisontal nyttelast på 15 kn/m (karakteristisk), svarende til kraften på en pullert. (tabel 4.9 Port designers handbook). Der er ikke taget højde for at bådene kan påvirke konstruktionen med nogle vertikale kræfter i form af stødkræfter da der er tale om lystbåde og det er derfor skønnet at evt. påvirkninger vil være minimale eller uden betydning. Den vertikale last er vurderet ud fra en betragtning at der skal være adgang for snerydningskøretøj og lign. sevicekøretøjer hvis dette skulle blive nødvendigt så længe disse overholder kravet på en maksimal egenlast på 10 kn/m 2 som angivet i Port Designer Handbook. Der vil ikke blive regnet med is- og bølgelast i forbindelse med dimensioneringen. Det er dog kendt at islast kan have en opdrivende funktion på spunsvæggen i tilfælde hvor vandspejlet fryser til is Ligeledes er der heller ikke medtaget last fra redningsudstyr der måtte forekomme på havnekanten eller molen. 6 Skitse af udvendige kræfter på moletværsnit Side A. 13

14 Foruden Østmolen skal der omkring tangen etableres et nyt bedding anlæg med tilhørende kran, der skal endvidere etableres vaskeplads og der skal være tilkørselsforhold i forbindelse med nedsænkning og optagning af både. Koten på overkant spuns skal ligge i kote 1,75. Niveau foran havnekant skal ligge i kote -3,0. Placering af spunsvæg fremgår af udleveret tegningsmateriale nr.: H-TH rev. 1 Der skal foretages forankring af spunsvæggen. Bedding anlægget, Tangen, skal kunne bære en last fra kranen svarende til 250 kn. Mht. udvendige laster vil der ikke blive dimensioneret for horisontale laster da det ikke skal være muligt at ligge til foran Tangen. Dog skal der dimensioneres for en noget større vertikal last. Der dimensioneres for et akseltryk på 100 kn. Alle koter er opgivet i DVR90. 7 Skitse af udvendige kræfter på tværsnit af tangen. Ifølge den geotekniske rapport består opbygningen af jordlagene på lokaliteten af indpumpet sand i det øverste lag, ca. 6 meter, og herefter findes der gytje den dybeste boring er stoppet i kote -12. Gytje har en meget dårlig bæreevne, og der kan ofte forekomme sætninger på lokaliteter hvor der findes gytje i de underliggende lag. Derfor har det været relevant at finde ud af hvilke sætninger der evt. ville forekomme i anvendelsesgrænsetilstanden dette er blevet udført i finite element programmet PLAXIS. Yderligere har det som udgangspunkt været forsøgt ikke at få en rammedybde der nåede ned i gytjen da dette ville kunne give problemer med at overholde den vertikale ligevægt. Derfor har det været forsøgt at holde spidskoten i sandet, og i de indledende beregninger derfor have en større ankerkraft for at kunne reducere på rammedybden Dimensionering af spunsvæg Som noget af det første blev der gjort overvejelser omkring dimensioneringen af spunsvæggene ved Østmolen og Tangen. Hvilken brudmetode ville være den mest optimale at dimensionere efter, og skulle der Side A. 14

15 regnes i kort- eller langtidstilstand. Samtidig også for at give en indikation af hvad udgangspunktet ville være mht. opstart af model i PLAXIS. Se skitser i bilag A.2:1 til A.2:3. Ud fra den geotekniske rapport blev der udarbejdet et tværsnit over boringerne, for at fastslå om der skulle dimensioneres efter individuelle forhold mht. til undergrunden. Se tværsnit i bilag A.3:1. Herefter blev det fastlagt at der for molens vedkommende ville blive dimensioneret efter boring B3 da gytjen lå højest i denne boring, og derfor mindst bæredygtig. Det blev yderligere vurderet at forskellen i de forskellige boringer ikke var stor nok til at der skulle dimensioneres efter forskellige forudsætninger mht. til undergrunden. Ved Tangen er der dimensioneret efter boring B8. Som noget af det første blev det undersøgt hvor stor lastpåvirkning der skulle regnes med. Da der langs Øst molen er en dybde på 2 meter foran havnekanten ved normal vandstand blev det vurderet at denne som udgangspunkt ikke skulle bruges til fortøjning af både. I tilfælde af meget trafik i havnen skulle muligheden dog være til stede. Derfor er der blevet dimensioneret med en linjelast på langs af molen svarende til 15 kn/m ud fra nedenstående tabel. 8 Port Designers Handbook - tabel 4.9 s. 137 Fladelasten på molen er ligeledes blevet fundet i Port Designers Handbook fra nedenstånde tabel. I forbindelse med sne på molen er det blevet forudsat at mindre køretøjer i samme størrelsesorden som en truck skal kunne køre på molen, derfor er valgt en fladelast svarende til 10 kn/m 2. Der er altså ikke blevet fortaget nogle ændringer i forhold til det oprindelige udgangspunkt mht. til lasterne. Side A. 15

16 9 Port Designers Handbook tabel 6.2 s. 176 Omkring Tangen er det i udbuddet præciseret at denne skal kunne bære en last svarende til en 25 tons bådkran. Det blev overvejet hvordan det store akseltryk kunne blive fordelt ud som en noget mindre fladelast og som udgangspunkt ville dette blive forsøgt ved at etablere en beton plade. I første omgang blev der skønnet en tykkelse på 500 mm. Med hensyn til forankring var udgangspunktet en vandret forankring da dette ville være mest hensigtsmæssigt set ud fra en anlægsmæssig betragtning. Langs Østmolen blev det overvejet om det var muligt at udnytte den eksisterende kajkonstruktion som en del af forankringen. Dog fremgik det i udbuddet at ny forankring var påkrævet og det blev derfor vurderet at denne løsning ikke var tilladelig. I forbindelse med Østmolen fremgik det ifølge SPOOKS beregningerne at spunsvæggen ikke ville komme ned i gytje laget, derfor vil forudsætningerne for hele molen dermed være ens. Det samme var tilfælde med SPOOKS resultaterne for Tangen. Da der var tale om meget grove overslag er der ikke vedlagt dokumentation for de forudgående beregninger i SPOOKS. Overslagsdimensioneringen blev gjort på baggrund af vedlagte skitser, bilag A.2:1 til A.2:3. Herefter blev skitserne gjort mere præcise og udført således der kunne foretages en mere detaljeret beregning. Fra kote -12,00 og opefter valgtes der at regne med ensartet sand og gytje. Som udgangspunkt vil ankeret blive placeret i kote 0,5 for at dette ligger over GVS og dermed er mindre udsat for korrosion. Da det samtidig vil forsøges at etablere dette som et vandret anker vil det rent udførelsesmæssigt også være lettere at etablere da der ikke skal graves så dybt i forbindelse med ankeret. I udbudsmaterialet fremgik det at påfyldning i forbindelse med Tangen skulle foregå med letklinker, her valgtes LECA letfyld som vægtreducerende lag. Inden de endelige beregninger i SPOOKS er der blevet dimensioneret en betonplade til at fordele lasterne fra akseltrykket på bådkranen, betonpladen er kun dimensioneret efter gennemlokning. Se beregninger i bilag A.8:1 til A.8:3. Derfor regnes der med en 200 mm. tyk armeret betonplade og en regningsmæssig fladelast på 12 kn/m 2 (dette fremgår i beregningsmappen s. A.A.6.1), denne last er i SPOOKS beregninger påført på undersiden af Side A. 16

17 betonpladen, og vægten af betonpladen er derfor blevet adderet således at den totale fladelast bliver 17 kn/m 2. Herefter blev der foretaget endelige SPOOKS beregninger, styrkeparametre fra jorden fremgår i tabel nedenfor Styrkeparametre 10 Karakteristiske og regningsmæssige laster Østmolen er blevet regnet efter 0 og 1 flydecharnie. Gennemregning med 2 flydecharnie var ikke mulige i SPOOKS, pga. for lav højde på spunsvæg. Der er blevet foretaget beregninger med og uden differensvandtryk, primært for at se hvor stor en forskel der vil være mht. dimensioneringen. Tangen er blevet regnet efter 0,1, og 2 flydecharnier. Igen er der blevet foretaget beregninger med og uden differensvandtryk. I forbindelse med at der regnes med et vanddifferenstryk er der gjort følgende overvejelser mht. til vandstanden, og eventuelle fremtidige klimaændringer. I bilag A.4:1 til A.4:4 ses det i tidevandtabellen at vandspejlet ved lavvandet står i kote -0,2 og ved højvande i kote +0,2. På side A.31 i denne rapport fremfår overvejelser omkring vanstanden som der er blevet dimensioneret for. Her fremgår det at der kan forventes en stigning på ca. 50 cm. på 50 år. Det er derfor i beregningerne forudsat at der også kan optræde et større udsving i tidevandet. Derfor er der regnet med et spring i tidevandet på 1 meter. Nedenfor i tabel 11 ses SPOOKS resultaterne ud fra detailprojekteringen. Side A. 17

18 2.1.3 SPOOKS beregninger 11 Resultater af SPOOKS beregninger Der er fundet spunsjern på og her er fundet type LARSSON med et elastisk modstandsmoment på 510 cm 3 svarende til et moment på 111,3 knm. Dette er derfor tilstrækkeligt i alle de ovenstående situationer. Da dette spunsprofil er blandt de mindste vil der ikke blive revurderet mht. til vanddifferenstrykket da denne type spunsjern har tilstrækkelig modstandmoment i samtlige scenarier. Parametrene for dette profiljern vil derfor blive brugt i de videre beregninger i PLAXIS. For Østmolen er der i de videre beregninger dimensioneret for en ankerkraft på 27,35 kn/m For Tangen er der i de videre beregninger dimensioneret for en ankerkraft på 40,37 kn/m 4 Se bilag. Side A. 18

19 A.3 PLAXIS Der er blevet opstillet en model i PLAXIS for både Østmolen og Tangen. PLAXIS er et finite element program der bruges til at sikre total stabilitet i forbindelse med jordarbejder. Det blev forholdsvis hurtigt klarlagt at en rammedybde til kote -5,00 var nødvendig, både ved Tangen og Østmolen. Udfordringen har primært bestået i at få en optimal løsning mht. forankringen. 3.1 Østmolen PLAXIS modellen er opstillet svarende til tværsnit G.S.Ø. på tegning nr.: G.P.O. På grund af den begrænsede bredde på Østmolen har den primære udfordring bestået i at finde en optimal forankring. Der er blevet udarbejdet en isoleret model (lokalt) udelukkende omkring spunsvæggen for at fastlægge en sikker brudmetode. Efter at have fastlagt en sikker forankringsmetode er der blevet udformet en global model hvor bølgebryderen også indgår. Her viser det sig at bruddet ligger omkring bølgebryderen med en sikkerhedsfaktor på 1,31. Der er efterfølgende blevet lavet kontrol af PLAXIS beregningerne i Geo- Slope2007 der egner sig bedre til stabilitetsberegninger, denne viste en sikkerhedsfaktor på 1,28 hvilket underbygger PLAXIS beregningerne, og konstruktionen regnes derfor for værende stabil. Udgangspunktet var at lave en vandret forankring med ankerplade for enden da dette ville være optimalt i forbindelse med anlægsarbejdet. Da brudzonen omkring spunsvæggen ligger i næsten hele moletværsnittet har det været nødvendigt at forankre med et skråt jordanker for at holde forankringszonen fri af brudzonen omkring spunsvæggen. Ved forankring med jordanker er der en forventet vandret forskydning på spunsvæggen på 44 mm. og lodrette sætninger på molen på 8 mm. ved en belastning svarende til 10 kn/m 2 som der er dimensioneret for. Forslag til etablering af spunsvæg ved Østmolen. Spunsvæg af mærket LARSSON S240 GP Stålanker: minimum styrke i længderetning 225,08 kn se bilag A.A.4.1. o Anbefalet GEWI stang se bilag A.6:1. Ankerplade 1200*1200 mm. Regningsmæssig bæreevne 58,04 kn/m med en ankerafstand på 4,8 meter svarer dette til en enkeltkraft pr. anker svarende til 278,59 kn se beregning bilag A.A.2.3. Side A. 19

20 3.2 Tangen PLAXIS modellen er opstillet svarende til tværsnit G.S.T. tegnings nr.: G.P.O. Ved Tangen er ankerpladen lagt 50 meter tilbage i forhold til spunsvæggen, også her fordi at denne skulle holdes fri af brudzonen fra betonpladen. Her er det muligt at etablere en vandret forankring. På bilag A.7:1 til A.7:5 evt. materialer til forankring af Tangen. For yderligere uddybning omkring PLAXIS fremfår dette i bilag A.10:1 til A.10:37. A.4 Håndberegninger Der er blevet foretaget følgende håndberegninger Dimensionering af ankerplade til Østmolen A.A.1.1 til A.A.1.3 Dimensionering af ankerplade til Tangen A.A.2.1 til A.A.2.3 Dimensionering af strækket langs Østmolen A.A.4.1 til A.A.4.3. Teoretisk eftervisning af forringet bæreevne ved strækket i forbindelse med korrosion A.A.5.1 til A.A.5.3 Dimensionering af bolt mellem strækket og spunsvæg A.A.4.3 Tangen Spunsvæg m. 0 flydecharnie A.A.6.1 til A.A.6.6 Tangen spunsvæg m. 2 flydecharnie A.A.7.1 til A.A.7.6 Østmolen - spunsvæg m. 0 flydecharnie og vanddifferenstryk A.A.8.1. til A.A.8.6 Østmolen vertikal ligevægt 7 A.A.8.7 til A.A.8.8 Derudover er der lavet 2 beregninger som er foretaget på forkerte forudsætninger. Dimensionering af strækket ved Østmolen A.A.3.2 til A.A.3.4 Østmolen spunsvæg m. 1 flydecharnie og vanddifferenstryk + strømnet - A.A.9.1 til A.A.9.7 Side A. 20

21 A.5 Forankring Der er blevet dimensioneret 2 forskellige ankerplader, en i forbindelse med Østmolen og en i forbindelse med Tangen. Resultaterne fra disse beregninger blev brugt i PLAXIS modellen for at have et udgangspunkt at dimensionere efter. I begge situationer har udgangspunktet været at etablere en vandret forankring da dette ville være den mest hensigtsmæssige set fra en anlægsmæssig synsvinkel, både omkostnings- og udførelsesmæssigt. Ifølge PLAXIS modellen var det dog ikke muligt at etablerer en vandret forankring ved Østmolen da der ikke var en tilstrækkelig fri længde, da ankerpladen lå indenfor brudzonen. Det var derfor nødvendigt med en anden form for forankring. Der blev derfor i stedet projekteret med et skråt injektionsanker. Injektionsankre kan udføres med enten lineankre eller stangankre- lineankre består typisk af 7 tråde men kan variere fra typisk 2-19 stk. Disse kan optage større spændinger end stangankre og er også den billigste metode frem for stangankre. Stangankre består af en gevindstang. I forhold til lineankre er disse nemmere at montere i forhold til lineankrene, og forspændingen er også nemmere ved denne metode. I begge tilfældet forankres disse til en cementmørtel for enden af udbøringen. 12 Tværsnit af injiceret jordanker Ovenfor ses et tværsnit af et jordanker. Det er vigtigt at L fri holdes fri af brudzonen der opstår ved spunsvæggen. Ankre udføres normalt med en hældning på grader med vandret. Borediameteren og foringsrøret vælges efter behov, de typiske diametre er dog mellem Ø80 og Ø150 mm. men kan dog også fås større hvis der er et behov for dette. Etableringen af ankre foregår ved at der laves en boring med den ønskede hældning og længde. Samtidig med boringen indføres der et foringsrør. Line-, eller stangankre kan både indføres før eller efter borehullet Side A. 21

22 er blevet opfyldt med cementmørtel. I forbindelse med opfyldning af cementmørtel trækkes foringsrøret gradvist tilbage og forankringszonen kan evt. spules ren hvis dette skulle findes nødvendigt. Evt. efterinjicering kan foretages efter 8-24 timer. Ved en efterinjicering sprænges den eksisterende beton så der på denne måde skabes større spændinger og på den måde en større friktionsmodstand i forankringen. Prøvebelastning af ankeret kan foretages efter 7-10 dage. Ved brug af rapid cement kan denne hærdningsproces reduceres. Den omkringliggende jord som der støbes i har indflydelse på hærdeprocessen og skal tages i betragtning, kohæsionsjord kan f.eks. resultere i længere hærdetid. I forbindelse med jordankre er det vigtigt at der foretages kontrol af bæreevnen, dette kontrolleres ved trækprøvning i de installerede ankre. Ifølge DS/EN 1537 skal en prøvebelastning af jordankre vise følgende: At den nødvendige last og sikkerhed kan optages i ankeret. Den frie længde svarer til det forventede. At flytningerne er acceptable. Da stålets styrke kendes med tilstrækkelig præcision er det primært ankerets forankringszone til at overfører kræfterne fra jorden der kontrolleres. Som det er tilfældet i dette projekt er blevet projekteret i PLAXIS for at opnå totalstabilitet i konstruktionen er det vigtigt at også den frie længde kontrolleres således det sikres at kræfterne overføres i forankringszonen og ikke gennem den frie længde. Ligeledes er det vigtigt at kontrollere at kræfterne bliver overført i den øverste del af forankringen, idet en kraftoverførsel i bunden af denne vil kunne indikere at et brud er nært forestående. Der er flere forsøgstyper, primært til større anlægsarbejder end den aktuelle, derfor vil dette emne ikke blive nærmere berørt heri. Se under grundlag og metode beskrivelse for beskrivelse af forankringsmetode. Side A. 22

23 A.6 Korrosion Da der er tale om spunsvægge i marint miljø i saltvand er det vigtigt at der tages forholdsregler for at korrosionsbeskytte. Dette miljø går ifølge DS/EN under kategorien C5-M svarende til udendørs kystmiljø. I denne kategori kan der forventes et årligt korrosionstab på µm/år hvis der ikke tages nødvendige forholdsregler for at undgå korrosion. Da der er en stor usikkerhed om hvor meget der rent faktisk korrodere i løbet af den givne levetid der bliver dimensioneret for, er det ikke optimalt at lave en overdimensionering. Derfor anbefales det at der bliver foretaget en egentlig korrosionsbeskyttelse. Ifølge Byg-Erfa erfaringsblad kan der foretages overfladebehandlinger som de tre omtalt i tabel nedenfor. 13 BYG-ERFA erfaringsblad Det vurderes at ingen af de ovenfor nævnte metoder er specielt anvendelig i forbindelse med spunsvægge. Derfor anbefales det at der foretages katodisk korrosionsbeskyttelse med en offer anode. Dette princip består i at man ofre et metal der er mindre ædelt end det man forsøger at beskytte, i dette tilfælde stål. Denne form for korrosionsbeskyttelse er meget anvendt i jord, vand, og beton. Den anvendte offer anode kan være skrotjern, magnetit, zink, magnesium, eller aluminium. Princippet består overordnet i at der etableres et kredsløb. Der udledes en elektrisk ladet strøm fra en ekstern enhed som føres igennem, eksempelvis skrotjern eller zink, herfra går strømmen videre til spunsvæggen og igen tilbage til den eksterne enhed. På den måde angriber korrosionen det materiale der ligger først i kredsløbet, skrotjern, zink, eller hvad der ellers må være anvendt som offeranode først. Side A. 23

24 A.7 LECA letfyld I forbindelse med opbygningen af Tangen er det i udbudsmaterialet specificeret at der skal bruges letklinker som en opbyggende materiale. I projektet her er anvendt LECA letfyld. Letklinker kan anvendes med stor fordel på lokaliteter hvor der er blød underbund for at kompensere for en last fra eksempelvis en bygning. Ved at fjerne en mængde jord og erstatte den med letfylds materiale kan differencen her i mellem erstattes med eksemelvis en bygning. Jordmængden der skal erstattes kan regnes ud fra ligningen: Gbygning = G jord Gletfyld Ved at opfylde denne ligning påfører man ikke jorden en større belastning end hvad den hidtil har været belastet med, på den måde bør der altså ikke opstå sætninger. Også ved en konstruktion som Tangen er dette materiale meget anvendeligt i det der kan opnå en større belastning da man bruger et permanent materiale som letfyld med en meget mindre densitet end eksempelvis indpumpet sand som resten af område består af i de øverste jordlag. Hvis der eksempelvis regnes med en middeldybde med letklinker ved Tangen på 1,25 meter kan man skabe en difference i den permanente opbygning på. (Her er densiteterne forudsat at man er under GVS.) 9 1, 25 0,8 1, 25 = 10,25 kn 2 m Da der er tale om blød undergrund i form af gytje opnås der altså en væsentlig vægtreduktion i opbygningen. Ligeledes har LECA letfyld en høj permabilitet og er derfor også anvendeligt ved etablering af dræn og afledning af vand. Derfor er materialet også brugt i forbindelse med drænnet omkring spunsvæggen langs Østmolen. I tabel 11 ses det hvor stor forskel der er i forhold til momentpåvirkning og ankertræk i forbindelse med LECA letfyld. Side A. 24

25 A.8 Grundlag og metodebeskrivelse 8.1 Tangen Grundlag Etablering af ca. 75 meter permanet spunsvæg med tilhørende forankring - spunsvæg af typen LARSSEN 600 stål type S240 GP. Forankring af spunsvæggen er påkrævet. Der er ikke taget højde for korrosion i forbindelse med dimensionering af spunsvægge og stålanker, der skal derfor laves foranstaltninger for at forbygge mod dette. Spunsvæg skal rammes til spidskote -5,00 og top kote 1,75. Koter referer til DVR90. Vandspejl ligger i kote 0,0. Der kan forventes indpumpet sand fra terræn til kote -6,3. Fra kote -6,3 til kote -8,9 kan der forventes gytje. Boring er stoppet i kote -8,9 se evt. geoteknisk rapport i bilag. Lokaliteten er området klassificeret i forhold til forurening. Iflg. Lokalplan 324 Fredericia Kommune, løber eksisterende spildevandsledning under/på langs af eksisterende havnepromenade. Yderligere undersøgelser i forbindelse med placering af denne skal foretages af UE. Der skal tages højde for evt. restriktioner i forbindelse med udførelsen af arbejdet. o Vibrationer o Støj ved støj skal dette foregå i dagtimerne iflg. lokalplan o Forankringszoner o Naboejendomme Metodebeskrivelse I forbindelse med Tangen skal der etableres 75 meter spunsjern af profilet LARSSEN 600 med en stålstyrke S240 GP - se bilag A.5:1. Det anbefales at installeringen af spunsen foregår via vibrering. Efter etablering af spunsjern udlægges der geotekstil for at undgå bortvaskelse af materialer geotekstil skal have minimum overlæg på 20 cm. ved samlinger. Herefter udlægges LECA letklinker. o LECA letfyld skal udlægges i lag af max 1 meter og komprimeres 10% af lagets tykkelse. Ifølge datablad kan komprimering foregå ved overkørsel med bæltekøretøj. o Der udlægges først 3 lag LECA til kote 1,0. Hvis overkørsel ikke er mulig og komprimering skal foregå med pladevibrator skal udlægningen af LECA foregå af flere omgange. Herefter etableres strækket i form af 2 st. UNP280 profil jern med 100 mm. afstand mellem kropsplader. Strækket etableres på bagsiden af spunsvæggen og i en højde således ankeret kan monteres i kote 1,2. o Strækket etableres på både vest-, nord-, og østvendte spunsvæg. Side A. 25

26 o Hvert enkelt spunsjern fastgøres til strækket med en bolt svarende til en M14 bolt med stålstyrke svarende til S235 efter DS/EN , ulegerede konstruktionsstål. o I hjørnesamlinger skal der foretages svejsning af UNP-profiler. Forankring af nordvendt spunsvæg forankres 50 meter bag spunsvæg med ankerplade som modhold se illustration nedenfor. o Forankring skal forbindes via en kobling se bilag A.7:2 o I alt 5 ankre skal etableres - se tegnings nr.: G.P.T2 o Hvert anker skal kunne optage en kraft svarende til 192 kn. se bilag A.7:1 14 Illustration af forankringsmetode med ankerplade Ankerpladen måler 1,2*1,2 meter. Bund ankerplade skal placeres i kote 0,2. Ankerplade placeres således at anker kommer til at virke vinkelret på spunsvæg, herefter placeres ankerplader pr. 4,8 meter Dimensionering fremgår af bilag. o Anker placeres i venter af ankerplade. Den vest-, og østvendte spunsvæg forankres ved at etablere forankring mellem disse to vægge. o Disse her forankres der også med 5 ankre se tegnings nr.: G.P.T2 o Hvert anker skal kunne optage en kraft svarende til 192 kn. Samme anker kan anvendes som ved den nordvendte spunsvæg. Herefter påfyldes det sidste LECA lag som efter komprimering skal stå i kote 1,55. o Til sidst afsluttes der med geotekstil. Inden støbning af betonplade rettes spunsvæg ind på linje ved tilspænding af ankre. Herfra etableres der en 200 mm. betonplade op til kote 1,75 som skal fungere som trykspredning fra akseltrykket fra bådkranen. Dimensionering fremgår i bilag. o Betonpladen skal udføres med betonstyrke C35 i ekstra aggressiv miljø klasse. o Betonpladen støbes med et dæklag på 50 mm. o Udføres med minimumsarmering svarende til Ø16 med en armeringsafstand på 100 mm. stålstyrke 355 MPa ulegeret konstruktionsstål. Side A. 26

27 o Mellem spunsvæg og betonplade påføres der olie, geotekstil, plastik eller lignende for at holde disse overflader adskilte. OBS!! I forbindelse med vaskepladsen skal der etableres et afløb med tilhørende olieudskiller for at opsamle kemiske rester fra bådene. I forbindelse opbygningen af konstruktionen skal drænnet også indbygges og føres gennem betonpladen. 8.2 Bådrampen Grundlag Mellem Tangen og Østmolen skal der etableres en bådrampe se tværsnit på tegning H-TH De grønne streger illustrere spunsvæggen langs Østmolen og Tangen, de røde streger illustrere spunsvæg som skal sikre et tørt område hvor bådrampen skal etableres. Efter spunsvæggene er etableret bortpumpes vandet således området tørligges og støbning er mulig. Der bruges sand til opbygning af rampen inden støbning påbegyndes. Her kan anvendes afgravet sand fra det almene boligbyggeri, Guldregnen. Rampen har en total længde på 40,5 meter. De første 5,00 meter udføres med anlæg 16. De sidste 35,5 meter udføres med anlæg 8. Rampen starter i kote 1,75 og skal slutte i kote -3,00. Det lyseblå område markere rampen, området under flydebroen støbes i vandret. Rampen støbes i beton med en tykkelse på 300 mm. og armeres med Ø16 pr. 175 i over- og underside. Der støbes i ekstra aggressiv miljøklasse. Efter betonen vedr. bådrampen er størknet afkortes spunsjernene (markerede med rødt på skitse) ca. 10 cm. over beton overfladen med dykkere. For enden af rampen (det skraverede areal) støbes vandret uarmeret bundsikringslag på 300 mm. på 200 mm. grusmateriale. I tegningsmateriale fremgår det at bundsikringslaget skal være omsluttet 250*500 mm. Gabion, det anbefales, som vidst på skitse at der i stedet rammes spunsvæg som sikring for erosion. 15 Illustration i forbindelse med etablering af bådrampen Side A. 27

28 8.3 Østmolen Grundlag Etablering af ca. 165 meter permanet spunsvæg med tilhørende forankring - spunsvæg af typen LARSSEN 600 stål type S240 GP. Forankring af spunsvæggen er påkrævet. Der er ikke taget højde for korrosion i forbindelse med dimensionering af spunsvægge og stålanker, der skal derfor laves foranstaltninger for at forbygge mod dette. Spunsvæg skal rammes til spidskote -5,00 og top kote 1,10. Koter referer til DVR90. Vandspejl ligger i kote 0,0. Der kan forventes indpumpet sand fra terræn til kote -6,0. Fra kote -6,0 til kote -12,0 kan der forventes gytje. Boring er stoppet i kote -12,0 se evt. geoteknisk rapport i bilag. Lokaliteten er området klassificeret i forhold til forurening. Iflg. Lokalplan s. 29 er der ingen eksisterende installationer i jorden. Yderligere undersøgelser i forbindelse med placering af denne skal foretages af UE. Der skal tages højde for evt. restriktioner i forbindelse med udførelsen af arbejdet. o Vibrationer o Støj ved støj skal dette foregå i dagtimerne iflg. lokalplan o Forankringszoner o Naboejendomme Ankerpladen måler 1,2*1,2 meter. Bund ankerplade skal placeres i kote 0,2. Ankerplade placeres således at anker kommer til at virke vinkelret på spunsvæg, herefter placeres ankerplader pr. 4,8 meter Dimensionering fremgår af bilag. o Anker placeres i venter af ankerplade. Den vest-, og østvendte spunsvæg forankres ved at etablere forankring mellem disse to vægge. o Disse forankres også med 5 ankre se tegning nr.: G.P.T2 o Hvert anker skal kunne optage en kraft svarende til 192 kn. Samme anker kan anvendes som ved den nordvendte spunsvæg. Herefter påfyldes det sidste LECA lag som efter komprimering skal stå i kote 1,55. o Til sidst afsluttes der med geotekstil. Herfra etableres der en 200 mm. betonplade op til kote 1,75 som skal fungere som trykspredning fra akseltrykket fra bådkranen. Dimensionering fremgår i bilag. o Betonpladen skal udføres med betonstyrke C35 i ekstra aggressiv miljø klasse. o Betonpladen støbes med et dæklag på 50 mm. o Udføres med minimumsarmering svarende til Ø16 med en armeringsafstand på 100 mm. stålstyrke 355 MPa ulegeret konstruktionsstål. o Mellem spunsvæg og betonplade påføres der olie, geotekstil, plastik eller lignende for at holde disse overflader adskilte. Side A. 28

29 8.3.2 Metodebeskrivelse I forbindelse med Østmolen skal der etableres 165 meter spunsjern af profilet LARSSEN 600 med en stålstyrke S240 GP - se bilag A.5:1. Det anbefales at installeringen af spunsen foregår via vibrering. Spunsvæggen placeres 1 meter foran den eksisterende spunsvæg. Der påfyldes med afgravet sand mellem gammel havnefront og ny spunsvæg til kote -0,6. o Inden der påfyldes med sand bortpumpes vandet således sandet kan påfyldes i lag af 20 cm. og der fortages komprimering af hvert lag. Beton fjernes af eksisterende havnekonstruktion så anker kan placeres. Forankring skal etableres ved skråt injiceret anker. Anker skal kunne optage en kraft svarende til 150 kn/m i længderetningen. o Ankre skal placeres pr. 7,2 meter. o Ankeret skal have et fald på 20 grader og en frilængde på 6 meter. o Forankringslængde på 1,2 meter. o Der kan frit vælges mellem harpunankre og injicerede jordankre Ved injicerede jordankre skal der benyttes strømpeforing for at sikre at cementpasta ikke bortledes mellem sandpartiklerne. Der er i kote -0,5 etableret et 100 mm. drænhul for at reducere spændinger på spunsvæggen ved vanddifferenstryk. o Fra kote -0,6 til kote 0,5 skal der mellem gammel havnefront og ny spunsvæg nedlægges LECA nødder indpakket i geotekstil. Herefter påfyldes der med sand til kote 1,1 af lag på 20 cm. og komprimering. Side A. 29

30 A.9 Besøg i Hvide Sande Den 29. februar blev der i kurset havnebyggeri undervist i dimensionering af bølgebrydere af ekstern underviser fra Rambøll Aalborg, Kasper Troelsen Skals. I den forbindelse blev der gjort opmærksom på at bølgebrydere var under opførelse i Hvide Sande som en del af en større havnerenovering. Da udførelsen af sådanne konstruktioner er meget anderledes fra andre typiske entreprenør aktiviteter kunne det være meget relevant at se hvordan sådanne konstruktioner blev udført i praktisk da der i forbindelse med østmolen i projektet skal dimensioneres og udarbejdes et stenanlæg på østsiden af molen som skal opbygges og dimensioneres som en bølgebryder, og ud fra, specielt en anlægsmæssig betragtning, kunne det være relevant og se hvilke forholdsregler og overvejelser man burde gøre sig i forbindelse med udførelsen. Projektet udføres som et joint venture mellem Per Aarsleff og VG Entreprenør A/S, der blev derfor rettet henvendelse til Henrik Rasmussen, Per Aarsleff, som formidlede kontakt til projektlederen hos VG Entreprenør, Mads Marling. Herefter blev der aftalt en dag for et besøg på byggepladsen. Den 12. april ankom undertegnede på havnen i Hvide Sande hvor der først blev givet en kort introduktion omkring projektet. Side A. 30

31 9.1 Projektet kort fortalt På grund af de hydrauliske forhold langs Vesterhavet transporteres der hvert år store mængder sand fra den nordlige del af Danmark længere ned mod Vadehavet ved Esbjerg. Noget af dette sand lægger sig bl.a. i sejlrenden ved indgangen til Hvide Sande Havn, sejlrenden er på nuværende tidspunkt 4 meters dyb, men grundet den store transport af sand er der problemer med at holde denne dybde. Der har været et ønske om at etablere en sejlrende på 6 meters dybde, og i den forbindelse er DHI (dansk hydraulisk institut) nået frem til at det har været nødvendigt at bygge en mole på nord- og sydsiden af sejlrenden til havnen. Disse skal etableres 600 meter ud i havet hvor der i forvejen er en dybde på de ønskede 6 meter. Molerne skal dermed sørge for at sandet bliver ledt uden om indgangen til haven og samtidig fungere som bølgebrydere. Endvidere skal den eksisterende syd mole graves op. Beløbet for projektet løber op mod 90 mill. kroner I forbindelse med projektet skulle der flyttes 1,2 mil. m 3 sand, m 3 fra land, og m 3 fra søsiden. Sandet blev transporteret til sydsiden af havnen hvor det blev brugt i en anden forbindelse. MJ Eriksen fungerede som underentreprenør vedrørende flytning af sandet. I perioden hvor flytningen af sandet stod på, opstod der en storm, hvilket resulterede i at der i løbet af 48 timer blev transporteret ca m 3 sand via vandstrømningerne fra nord og lagde sig på nordsiden af havnen. Projekteringen af projektet er udført af COWI og til opbygningen af bølgebryderen er valgt en model med en indre kerne dug filterlag dæklag, på den indvendige side (indersiden af havnen) udføres konstruktionen med anlæg 1,5, og på forsiden (ud mod havet) placeres stenene med anlæg 2,0. I forbindelse med projekteringen er der dimensioneret efter forskellig bølgekrafter jo længere bølgebryderen kommer ud i havet, dette medfører også at stenene i dæklaget ændre sig da der er andre krav der skal overholdes. Stenene i dæklaget har en større densitet end stenene i filter- og kernelaget. Dette skyldes at der med den højere densitet kan opnås en vægt der er høj nok til bølgerne ikke kan flytte dem, samtidig er stenen lidt mindre end den ville være med en lavere densitet, og på den måde overholder den filterlagskriteriet i forhold til filterlaget. Side A. 31

32 17 Kernelag - filterlag - dæklag Som udgangspunkt skulle det ikke være muligt at færdes på konstruktionen, men der er fra bygherres side efterfælgende opstået ønske om at etablere en kørevej, således at eks. Turister har mulighed for at komme ud på den 600 meter lange mole. Kørevejen vil blive 4,5 meter bred og udføres med uarmerede høfdeblokke der måler 1,75*1,0*1,0 (b*l*h), disse udlægges i 2 lag således er det også muligt at entreprenør maskinerne kan køre på molen hvis der skulle opstå behov for vedligehold. Udførelsesmetoden for en sådan opbygning foregår ved at der graves eksisterende sandlag af således det er muligt at placerer kernen af opbygningen og efterfølgende placere dugen. Ligges filterlaget ovenpå dugen for at sikre at denne bliver holdt på plads og kernen dermed ikke erodere. Herefter placeres dæklaget ovenpå filterlaget. Det anlægsmæssige i placeringen af dæklaget er en svær proces der kræver mange års erfaring da stenene placeres således at de falder på plads mellem hinanden, og det er her vigtig at føreren af gravemaskinen har øje for at se hvilke sten der passer sammen således molen også holder sin linje. På en god dag med godt vejr bliver der på dette projekt typisk etableret 10 meter om dagen. Opbygningen starter fra kysten og derfra graves der ud i vandet så gravemaskinerne mm. Kan operere fra den opførte molekonstruktion. Dette kræver dog at konstruktionen har en vis bredde således tranport på denne er mulig, alternativt kan arbejdet udføres fra en jackup eller lignende (dette medfører dog at etableringen bliver noget dyrere). Ved sådanne vandbygningsprojekter transporteres de største stenmaterialer som eksempelvis dæklaget fra Norge eller Sverige, pga. transporten af stenene er en stor udgift bruges der ofte sten fra Norge når der arbejdes på vestkysten. På dette projekt bruges der dog sten fra både Norge og Sverige, stenene med høj densitet hentes fra Norge, og stenene med lav densitet hentes ind fra Sverige. Side A. 32

33 9.2 Danmarks største gravemaskine 18 Danmarks største gravemaskine ton Til projektet er blevet indkøbt en ny 155 tons gravemaskine som er danmarks største. Gravemaskinen er indkøbt i Japan for omkring 4,5 million, herefter sendt til Holland og skilt ad. Her er den blevet behandlet med rustbeskyttelse, blevet malet, og yderligere er der blevet monteret et ekstra led på armen. Ombygningen løber også op i omkring 4,5 million. Dette viser et meget godt billede af at der i forbindelse med havnebyggeri og bølgepåvirkninger er tale om meget store kræfter, og i den forbindelse kan der være brug for noget af det største udstyr der er tilgængeligt. Side A. 33

34 A.10 Forudsætninger til dimensionering af bølgebryder I forbindelse med forudsætningerne til beregning af bølgebryder er det vigtigt at vurdere de nuværende forhold og sammenligne med evt. fremtidige klimaændringer Vandstand Ifølge DMI bedste bud, se skema til højre, vil vandstanden i år 2060 ca. have hævet sig med ca. 50 cm. I denne betragtning er der dog set bort fra landhævning. Da Fredericia ligger forholdsvist tæt på rotationsaksen ville en effekt heraf også være minimal. Der er en udbredt enighed om at man regner med en vandstandsstigning på 5 mm/pr. år 5, svarende til 25 cm. På 50 år. Der undersøges for 50 år da dette typisk levetiden en marina er projekteret for. De to forskellige bud på vandstandsstigningen afviger en smule fra hinanden, der regnes derfor med tallene fra DMI som må antages at være et fornuftigt bud Vind I områder hvor tidevandet giver stor forskel på vandstanden er varigheden på en storm typisk mellem 2-3 timer, og hvor tidevandet yder en mindre påvirkning på vandstanden kan en storm typisk varer mellem 6-12 timer 6. Der vil derfor blive dimensioneret for en storm varighed af 8 timer. Når vindhastigheden ligger mellem 24,5 28,5 m / s bruges betegnelsen storm 7. 5 Rock Manual Kapitel 4, s Rock Manual Kapitel 4, s Offshore Breakwaters and shore evolution control tabel 2.1, s. 44. Side A. 34