Regleringsdammen vid Hotagssjön i Jämtland skulle under år 2008 rivas då
betongkvalitén var bristfällig och det saknades armering vilket lett till
stora sprickor i konstruktionen. Den främsta orsaken till den dåliga
kvalitén var betongens förvärrade alkali-kiselsyra-reaktionsskador, så
kallade AKR-skador. Vid dammdimensionering tillåts inte eventuellt
förekommande förankringsstag medräknas enligt RIDAS, kraftföretagens
riktlinjer för dammsäkerhet (2006). Rivningen av Hotagens regleringsdamm,
som ägs av Vattenregleringsföretagen AB, skapade här tillfälle att utreda
dessa förankringsstag och bedöma dess tillstånd för att på så sätt skapa en
diskussion för framtida dimensioneringsmetoder huruvida förankringsstag får
medräknas eller ej. Projektet bedrevs av Vattenfall Research & Development
AB och resulterade i detta examensarbete, som finansierades av Elforsk AB.
Teoristudien i detta projekt resulterade i en dimensionering av
regleringsdammen där dammens säkerhet mot stjälpning analyserades. En
dimensionering med säkerhet mot stjälpning, utan förankringsstag,
resulterade i ett mothållande moment på 3767 kNm och ett stjälpande moment
på 2959 kNm. Detta gav en säkerhetsfaktor på 1,27 vilket var under RIDAS
rekommenderade nivå, 1,5. Vid en motsvarande dimensioneringsberäkning med
förankringsstagen medräknade erhölls ett mothållande moment till 4712 kNm.
Säkerhetsfaktorn blev 1,59 och dammen klarade RIDAS rekommendation för
dimensionering.
Efter genomförd dammrivning kunde 21 förankringsstag lokaliseras ur
samtliga fem monoliter. Totalt utsattes två stag från monolit 4 och ett
stag från monolit 3 för dragtester. Vidhäftningstest mellan berg och
betong, samt draghållfasthetstest hos betongen utfördes även vid monolit 4.
De betongprover som erhölls utsattes även för tryckhållfasthetsprov i
betonglaboratoriet. Okulärbesiktning av samtliga uppstickande stag visade
på en mycket god kvalité och ingen korrosion kunde observeras. Bergets
dåliga kvalité visade sig främst genom den svårdefinierade övergången
mellan berg och betongkonstruktion. Resultatet från vidhäftningsprov mellan
betong och berg gav en vidhäftningsspänning på 0 MPa. Den dåliga
bergkvalitén visades också då dragtester utfördes och utrustningen sjönk
vid test på grund av den sprickrika bergyta som fanns. Vattenuppträngning
nära berg var också påtaglig.
Under dragtestet i fält började stagen att flyta vid cirka 290 kN last
vilket motsvarade en spänning på cirka 590 MPa i 25mm-stålet.
Förankringsstagets fyra brottmekanismer är (a) brott i bergskroppen, (b)
vidhäftningsbrott mellan förankringsstag och injekteringsbruk, (c)
vidhäftningsbrott mellan bergborrhål och injekteringsbruk samt (d) brott i
förankringsstaget. Den dimensionerande brottmekanismen var brott i
förankringsstaget, vilket i teoridelen beräknades till 139kN. Under
rivningen så försvårades lokaliseringen av stagen i samtliga monoliter då
stagen var ingjutna ungefär 0,5 m i betongkonstruktionen, och inte 2 m som
ritningarna angav. Detta värde användes vid dimensioneringen av
förankringsstagen i teoridelen. Brott i förankringsstaget blev ändå det
dimensionerande brottet trots att ingjutningslängden endast var 25 % enligt
ritningen.
Inför rivning planerades kärnborrning av tre stycken stag där hela staget
med omkringliggande injektering skulle borras upp. Proven skulle bestå av
berg, injekteringsbruk och förankringsstål. Fördjupande provning skulle
senare utföras i betonglaboratoriet för att tillståndsbedöma
förankringsstagen och dess vidhäftning. Detta misslyckades till stor del då
stagen visade sig orientera sig snett i berget på grund av bergets sneda
skiffrighet, vilket innebar att stagen borrades av efter 0,5 m och 1 m hos
de två borrningar som genomfördes. Stagen togs upp och fördes vidare till
betonglaboratoriet i Älvkarleby. Ingen korrosion kunde upptäckas och
övergången mellan berg och betong, där vatten förväntades ge
korrosionsskador kunde fastställas approximativt. Här var skicket fortsatt
mycket gott och utan korrosion.
Betongens kvalité i undre delen av monolit 4 visade på bra kvalité utifrån
utförda tryckhållfasthetstester i betonglaboratorium. Resultatet visade att
de fem proverna från monolit 4 hade ett relativt högt och normalt värde
medan resultat från år 2000 och 1968 visade lägre hållfasthet. En tänkbar
anledning var betongens ökade hållfasthet med åldern samt att AKR-skadorna
inte påverkat konstruktionen i underkant, där prove...