Sløser vi når vi dimensjonerer for jordskjelv i Norge?

RIFs utviklingssjef Ari Soilammi.

07.09.2015

Nasjonalt tillegg til NS-EN 1998-1-1, Eurokode 8, angir akselerasjon fra jordskjelv i grunnen i form av kart over Norge og den norske kontinentalsokkelen. Byggverk i Norge prosjekteres for å tåle disse akselerasjonene. Jordskjelv er i større grad enn før bestemmende for dimensjoneringen og bidrar derved til kostnadene for prosjektering og utførelse. Dagens regelverk er basert på data fra før 1998.

På den bakgrunnen argumenterer vi for at det blir satt i gang en gjennomgang og oppdatering av de nasjonale kartene til «state of the art». 

jordskjelvstandard.gif

Av Ari Soilammi og Øystein Løseth i RIF, Roald Sægrov i Standard Norge og Conrad Lindholm i NORSAR. 

Jordskjelvaktivitet i Norge
Jordskjelvaktiviteten i Norge er moderat, men likevel så tidlig kjent at den har funnet en plass i nordisk mytologi. Fordi aktiviteten er relativt lav og vår kvantitative observasjonsperiode er kort må vi sammenlikne Norge med regioner i verden med tilsvarende tektoniske forhold. Dette gir grunnlag for å anta at jordskjelv helt opp til styrke 6,5 på Richters skala kan forekomme i Norge.

Den mest sentrale parameteren som angir påvirkningene fra jordskjelv er horisontal spektral akselerasjon i grunnen og denne er sterkt avhengig av om bygget står på berg eller løsmasser.

Eurokoden angir i et kart over hele Norge (eksklusive Svalbard) størrelsen på akselerasjonen for berggrunn. I tillegg angir standarden bestemmelser for forsterkningsfaktorer for å ta hensyn til grunnforholdene på det stedet konstruksjonen oppføres, dersom den oppføres på løsmasser. 
Et viktig grunnlag både for kartet og for forsterkningsfaktorene er et studium utført av NORSAR og NGI i 1998.

Se jordskjelv.no for de siste registreringene av jordskjelv.

Flere hundre års perspektiv
Store jordskjelv forekommer sjelden, og det faktum at vi i Norge ikke har opplevd jordskjelv med store skader i vår levetid bidrar til å skape et forståelig, men feilaktig inntrykk hos mange av at jordskjelv er en påvirkning vi ikke trenger å ta på alvor. Vi glemmer det lange tidsperspektivet som er nødvendig. Rapporten fra NORSAR og NGI angir størrelsen på rystelser med en årlig overskridelses-sannsynlighet på 2,1 x 10‑3, tilsvarende en returperiode på 475 år, som lagt til grunn for kravene i Eurokoden. Sannsynlighetsnivået er tilsvarende det vi legger til grunn for andre naturlaster.

Nye måledata
De fysiske endringene i jordskorpen skjer sakte og gir i utgangspunktet selvfølgelig ikke grunnlag for å forvente andre jordskjelvlaster i dag enn i 1998. Men både mengden tilgjengelige data og metoder for å behandle slike data er så mye endret siden 1998 at vi i dag har et bedre grunnlag for å forutsi nivået på jordskjelvlastene.
Studien fra 1998 var basert på ca. 13 års detaljert overvåkning av norske jordskjelv i tillegg til den historiske informasjonen. I dag dekker den detaljerte overvåkningen 35 år, og med vesentlig bedre oppløsning enn i 1998. De data som daglig innsamles for fastlands-Norge, Svalbard og tilstøtende havområder er av en kvalitet og mengde som setter oss i stand til å få en langt mer detaljert forståelse av jordskjelvaktiviteten enn det som var mulig i 1998. Imidlertid er utnyttelsen av dette nye datatilfanget i konteksten av Eurocode 8 fremdeles ikke gjort.

Ny innsikt i geologi og seismotektonikk
Seismologi og geologi studerer naturens langsomme forandring fra forskjellige sider. Den geologiske innsikt som er opparbeidet siden 1998 er betydelig, ikke minst grunnet satellittbasert informasjon som gjennom bilder viser geologiske strukturer i stor detalj og gjennom GPS-stasjoner som måler den faktiske deformasjon som kontinuerlig og langsomt forandrer jordens overflate, og som naturligvis er resultater av dypereliggende skorpeprosesser som også forårsaker jordskjelv. Denne kunnskapen som stadig utvides kunne av forskjellige grunner ikke utnyttes i 1998-studien, selv om denne studien kunne nyttiggjøre seg viktig geologisk informasjon samlet inn på norsk sokkel gjennom petroleumsaktiviteten.

Nye metoder og nye internasjonale data
I det internasjonale bildet er beregning av jordskjelvrisiko blitt stadig viktigere i takt med at det bygges flere høysensitive installasjoner som kraftverk, atomdeponier, kjemiske installasjoner og så videre. I takt med viktigheten gjøres det derfor en kontinuerlig utvikling av metoder, i tillegg til internasjonal datainnsamling som også kommer mindre nasjonale studier til gode. I det internasjonale fagmiljøet er det derfor gjort betydelige landevinninger, metodiske såvel som datamessige, som også en ny norsk jordskjelvrisikostudie vil ha nytte av.

Utdaterte kart; Behov for nye
I utviklede land som det er naturlig for Norge å sammenlikne seg med blir jordskjelvrisikokart typisk oppdatert hvert 5-10 år. Dette gjøres ikke fordi den faktiske risikoen forandrer seg, men nettopp fordi man ønsker at regelverket som sikrer solide bygninger for fremtiden skal være basert på den mest mulig oppdaterte kunnskap. Selv om jordskjelvaktiviteten i Norge er moderat, er det viktig at et regelverk som Eurokode 8, som har kostnadsmessig betydning, er basert på nyere kunnskap enn den som var tilgjengelig for 20 år siden. Slike kart er «sannsynlighetskart for fremtidige rystelser», og det er ikke mulig å si om sannsynligheten for rystelser i nye kart basert på oppdatert kunnskap vil være høyere eller lavere enn kartene fra 1998, men det er ganske sikkert at de vil være mer nøyaktige og nyanserte.

Betydningen av jordskjelvlast i prosjektering og for utførelse
Etter at vi her i landet innførte krav til dimensjonering for jordskjelvlaster for ti år siden, har det vært mindre spillerom for arkitektonisk utforming. Dertil er jordskjelvkreftene i mange områder av landet avgjørende for dimensjonering og plassering av avstivning i byggene ettersom kreftene fra jordskjelv ofte er større enn kreftene fra vind. Dette kan øke kostnadene for råbygget betydelig. Vi ser også ofte betydelig økning i kostnadene til fundamentering og pæling. I andre deler av Norge er jordskjelvaktiviteten lavere. Da kan kriterier som utelater dimensjonering for jordskjelv, komme til anvendelse.  Presisjon i nivået på horisontal spektral akselerasjon og nøyaktig geografisk angivelse er nødvendig for på den ene siden å bygge og prosjektere sikre bygg utsatt for jordskjelv, og på den annen side være på den trygge siden når man utelater seismisk dimensjonering.

Behov for finansiering av oppdatering av jordskjelvlaster for Norge
Oppdatering av jordskjelvlastene vil innebære at vi unngår å prosjektere og bygge basert på et grunnlag vi vet er utdatert. Oppdateringen bør følgelig gjennomføres både av hensyn til etablering av et ansvarlig nivå av sikkerhet og av hensyn til sunn samfunnsøkonomi.
Standard Norge, NORSAR og RIF anser kostnadene forbundet med å oppdatere kartene som små i forhold til de økonomiske interessene som er involvert og oppfordrer interessentene, spesielt offentlige og private byggherrer – som bærer totalkostnaden for å ivareta jordskjelvlastene - til å delta i et spleiselag for å få realisert oppdateringen. I beste fall kan investeringen i oppdatert lastinformasjon tjenes inn igjen på ett større byggeprosjekt!