Forkastningssoner – et utfordrende byggmiljø

Bygg- og anleggsindustrien er en utfordrende og dynamisk industri, og arbeidet er kontinuerlig. Før andre er stått opp for å kjøre barna til skolen er snekkere og anleggsarbeidere på jobb, iført polo jakke, hjelm og vernesko. Flere steder i verden er det ikke bare klima som er gjør det krevende å arbeide i bransjen – selv om snø, kulde og regn kommer med sine utfordringer. I store deler av verden utgjør jordskjelv også en stor risiko, og både designprosessen og selve reisingen av et bygg i slike områder er krevende.

Jordskjelv er utløsning av spenninger som har bygget seg opp i jordskorpen, og forårsaker forskyvninger av jordmassen. Disse sonene er kjent som forkastningssoner, og det er tre hovedtyper:

  • normalforkastning, hvor jordmassene (kjent som «hengblokk» og «liggblokk») på hver side av forkastningen beveges bort fra forkastningen, og hengblokken får vertikal forflytning ettersom den glir ned langs forkastningen
  • reversforkastning, hvor hengblokken og liggblokken beveges mot hverandre, og en vertikal forflytning forekommer idet hengblokken skyves opp over liggblokken
  • transversforkastning, hvor hengblokken og liggblokken glir langs hverandre – forflytning assosiert med transversforkastninger er derfor hovedsakelig horisontal

Hver type forkastning kommer med et eget sett problemer som ingeniører må ta hensyn til når bygninger, infrastruktur, el-nett og oljerør skal legges gjennom et område preget av forkastninger og jordskjelv.

Ingeniørkunst i forkastningssoner

For å bygge trygt, sikkert og økonomisk effektivt, må man ta hensyn til forkastninger dersom man tenker å bygge hus eller infrastruktur i områder hvor disse er aktive. Med ulike typer forkastninger får man ulike typer stress en bygning eller vei vil utsettes for, og disse må tas med i beregningen og plantegningen for det man ønsker å bygge. En normalforkastning hvor heng- og liggblokken flytter fra hverandre er assosiert med tensjonsstress, mens en reversforkastning forekommer i områder med kompresjonsstress. I transforme forkastninger er skjærstress den vanligste formen for stress.

Geologiske undersøkelser må gjennomføres for å

  • finne ut om forkastningen i området er aktive eller ikke
  • beregne forventet magnitude på jordskjelvet og hvor mye forflytning vertikalt og horisontalt som er sannsynlig ved beregnet jordskjelvmagnitude
  • frekvensintervall, eller hvor ofte jordskjelv vil forekomme
  • hvilken type frekvens og amplitude et jordskjelv vil utsette bygningen for

Resultatet av undersøkelsene av forholdene nevnt ovenfor vil bestemme hvilken type bygning som er trygg å bygge i et område, hvilke materialer som kan brukes, og er nødvendige for å kunne beregne hva bygningen må tåle gjennom en levetid. Normalt designer ingeniører for en levetid på 475 år.

Rundt om i verden finnes gode eksempler på ingeniørkunst som har lykkes med å designe for forholdene nevnt ovenfor. Oljelinjen som går i rør gjennom Alaska (se bildet nedenfor) kjent som «Trans-Alaska pipeline» er et godt eksempel på design for transforme forkastninger. Dessverre finnes det også altfor mange eksempler på bygninger som ikke er bygget for å tåle jordskjelv.